一、高层建筑消防工程设计的核心难点
高层建筑自身结构和使用特性决定了其消防设计比普通建筑更复杂,核心难点体现在四个方面:
1. 火灾蔓延路径多,防控难度大
高层建筑存在明显的“烟囱效应”,电梯井、管道井、楼梯井、通风管道等竖向井道会加速烟气和火焰的蔓延,火灾发生后几分钟内烟气就能从底层扩散到顶层,不仅会快速扩大火势,还会迅速填满疏散通道,影响人员逃生;此外,建筑外立面的保温材料、玻璃幕墙缝隙,也会给火灾蔓延提供路径,外立面火灾容易向上蔓延,形成立体火灾,进一步增加防控和疏散难度。
2. 人员密度大,疏散距离长
高层建筑多为住宅、商业综合体、写字楼,人员密度大,不同使用场景人员分布不均,商业建筑高峰期人员数量可达数万人,且多数人员对建筑环境不熟悉;同时高层建筑层数多,疏散距离长,从顶层疏散到地面需要经过数十层楼梯,疏散时间远长于多层建筑,老年人、行动不便人员疏散难度更大,容易在疏散通道内拥堵,发生踩踏事故。
3. 消防救援难度大,依赖自身疏散设计
当前消防救援车辆的云梯高度有限,多数超过100米的超高层建筑,外部云梯无法直接到达起火楼层,外部救援难以快速开展,火灾逃生主要依赖建筑自身的疏散设施,对疏散通道的可靠性要求极高,一旦疏散通道失效,极易造成群死群伤事故。
4. 功能复杂,防火分隔难度高
不少高层建筑是集商业、办公、酒店、住宅于一体的综合体,不同功能区域交叉,防火分区划分难度大,疏散通道需要兼顾不同功能区域的日常使用和火灾疏散要求,既要满足日常通行便利,又要保证火灾时能够快速分隔、安全疏散,设计平衡难度大。
二、保障疏散通道有效性的具体措施
针对高层建筑的疏散需求,需要从设计、施工、验收全流程把控,从多个维度保障疏散通道的有效性:
1. 合理规划疏散系统,满足数量与宽度要求
首先要严格按照规范设置疏散楼梯的数量和宽度,根据建筑使用功能、人员密度计算疏散总宽度,保证满足高峰期人员疏散需求,超过一定高度的高层建筑必须设置防烟楼梯间,防烟楼梯间前室面积必须符合规范要求,防止烟气进入楼梯间,保证楼梯间始终是安全的逃生通道;其次要控制疏散距离,从房间最远点到安全出口的距离必须严格符合规范要求,商业大空间区域需要增设辅助疏散出口,避免疏散距离过长;超高层建筑还需要设置避难层,每间隔一定高度设置一处避难区域,供行动不便人员临时避难,避免长距离疏散体力不支,降低疏散风险。
2. 强化防火防烟分隔,避免烟气侵入疏散通道
烟气是火灾中人员伤亡的主要原因,防止烟气侵入疏散通道是保障疏散安全的核心:首先要做好竖向井道的防火分隔,电缆井、管道井每层都要做防火封堵,井壁采用耐火极限符合要求的材料,防止烟气顺着井道扩散到各层疏散通道;其次要保证防烟系统的有效性,防烟楼梯间、前室设置机械加压送风系统,保证楼梯间内压力高于前室,前室压力高于走道,烟气无法反向侵入,始终保持疏散通道内空气清新,能见度满足逃生要求;最后要保证防火门的功能符合要求,防烟楼梯间的防火门必须采用向疏散方向开启的甲级或乙级防火门,安装合格的闭门器、顺序器,保证火灾后门能够自动关闭,阻断烟气进入楼梯间,日常使用中不能违规锁闭防火门。
3. 完善疏散标识与应急照明,提升疏散导向能力
高层建筑结构复杂,人员对环境不熟悉,清晰的疏散标识和足够亮度的应急照明是引导人员快速逃生的关键:首先疏散指示标志要设置在正确的位置,沿着疏散走道设置在墙面1米以下位置,转角处必须增设标志,大型商业综合体需要在地面设置连续的蓄光疏散指示标识,引导人员沿着正确方向逃生;其次应急照明的照度和供电时间必须符合要求,疏散走道的应急照明照度不低于1lx,人员密集场所不低于3lx,防烟楼梯间不低于5lx,应急照明的连续供电时间要符合建筑高度要求,超过100米的高层建筑供电时间不低于90分钟,保证足够的疏散时间;此外,大型高层建筑还可以在疏散通道增设声光疏散引导装置,火灾时自动播放引导语音,提醒人员疏散方向,避免人员走错方向被困。
4. 严格施工质量管控,避免日常使用被占用
设计完成后,施工和日常管理也要保障疏散通道有效性:施工阶段要严格按照设计要求施工,不得擅自减少疏散宽度、改变疏散通道位置,防火封堵、防烟系统施工必须符合规范要求,做好隐蔽工程验收,避免留下隐患;验收阶段要重点核查疏散通道的尺寸、防烟性能、应急照明功能,不合格的必须整改到位;投入使用后,物业方要落实日常管理责任,不得占用、堵塞疏散通道,不得擅自改变疏散通道的使用性质,定期检查防火门、应急照明、疏散指示标志的功能,损坏后及时维修更换,定期开展疏散演练,提升人员的逃生认知,保证火灾时疏散通道能够正常发挥作用。