从防火功能角度浅议超高层建筑结构设计

施旭梅

摘 要：超高层建筑由于用途多及功能复杂，导致的火灾可能性较大，且扑救难度也较大。因此，超高层建筑应立足于自防自救，采取可靠的防火措施，保障人们的生命安全，达到预防火灾的目的。本文根据多年的工作实践，对南宁本地的超高层火灾的诱因及特点进行分析，并就超高层建筑的建筑防火设计进行探讨。

关键词：防火 超高层 结构 设计

中图分类号：TU586 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）12（b）-00-02

超高层建筑指40层以上，高度100m以上的建筑物。世界高层建筑与都市人居学会公布数据表明，2018年上半年广西南宁已建成及封顶200m以上的超高层有31座，其中300m以上的有4座，400m以上的1座，排名全国第十，超过南京、成都、杭州乃至北京等城市。在火灾因素众多、扑救难度大的超高层建筑中，不管是民用建筑还是公共建筑，都要采取可靠的防火措施，预防火灾，才能保证超高层建筑的安全。高度超过250m的民用建筑，防火设计方案还要经消防主管部门组织专题论证。

1 超高层建筑火灾隐患特点

1.1 火势蔓延快

超高层建筑中水平荷載大，起着控制作用。因此，筒体结构通常会成为抵抗水平荷载的最优选择。排气道、电缆井、楼梯间等竖向井道，容易因为防火分隔不当或设计不合理，超高层建筑作为开窗洞的筒体，形成“烟囱效应”，火灾灾情会短时间迅速扩大，烟气在竖井内的垂直扩散速度继续急剧提高。

1.2 疏散困难

高层建筑同时具备层数多，垂直距离高和人员集中的特点。这就导致了疏散具备相当的难度。因为普通电梯在发生火灾时自动停止使用，强制停在一楼，因此火灾时主要是通过楼梯来进行人员逃生和安全疏散。

1.3 扑救难度大

超高层建筑的火灾时，扑救所需的水量较大，但是因楼层众多和水压问题，供水容易发生不足。同时，因为该类建筑比之于普通建筑的热辐射更强、烟雾浓、火势向上蔓延的速度更快，消防救援人员难以控制火场；消防队伍救援和灭火设施高度有限，目前室内消防给水设施还是扑救超高层建筑火灾的主要设施。2012年南宁金湖广场某超高层建筑22楼发生火灾，就是主要采用安保人员使用室内配备的灭火器和消火栓水带灭火，配合消防救援人员动用78m云梯消防车的内外夹攻，成功消灭火灾。

1.4 火险隐患多

超高层建筑分为民用建筑和公共建筑，通常功能多元化，如果是图书馆、写字楼、酒店等公共建筑，因功能特点或者装修需要，室内装修可燃物及可燃物品数量可观，不光导致火灾扩展速度加快，同时燃烧产生的有毒有害物质也迅速传播。

2 超高层建筑防火设计

2.1 总平面布置

总平面布置是超高层建筑建筑设计中的第一要素。合理的总平面布置，不但有利于火灾扑救，而且对人员疏散及消防救援有极大帮助。根据《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）规定，建筑高度大于100m的民用建筑的楼板耐火极限不能低于2.00h。同时，还要合理确定超高层建筑的防火间距、消防车道等重要因素。高层民用建筑与高层民用建筑之间的防火间距为13m，与裙房和其他民用建筑之间的防火间距根据耐火等级分别为9、11、14m。超高层民用建筑需要设置环形消防车道。如果现场条件不允许的情况下，需要沿超高层民用建筑的两个长边设置消防车道，如果超高层民用建筑的沿街长边超过150m或者总长度超过220m，需要在适中位置设置穿过建筑的消防车道。例如，龙光世纪项目位于南宁新城区，为一栋82层（400m）的超高层酒店办公大楼和一栋54层（180m）超高层公寓式办公大楼。该项目环形消防车道距离外墙5～10m，宽度为6m，其中1#塔楼消防登高面分段设计，位于西边与北边转角处，并设置消防登高操作场地，以利于大型消防车进行火灾扑救。南宁市消防支队根据结合实际情况，针对高层建筑消防扑救场地设计做出了具体规定，起到了很好的防控作用。

2.2 避难层设计

根据《建筑设计防火规范》规定，建筑高度超过100m的公共建筑，应设避难层（间）。首个避难层高度距离灭火救援地面的高度不应超过50m，每两个避难层（间）之间的高度不应超过50m。避难层是火灾发生时建筑内人员临时避难的楼层。避难层要考虑建筑面积、使用功能、建筑内部人员数量、人流速度及火灾可能发生的情形，设置足够数量的避难层；防烟楼梯应设在避难层分隔、同层错位或者上下层断开的位置，使火灾逃生人员必须经过避难层才能上下；避难层的净面积按照每平方5人和大楼的日常人流量来计算；兼做设备层的避难层，设备和管道需要集中布置；避难层需设置消防电梯出口和消防电话。避难层分为全敞开式、半敞开式、封闭式3种类型。南宁地处温暖的南方，设置敞开式或半敞开式避难层，可以采取自然通风排烟，起到挡烟的作用。云星钱隆首府作为超高层住宅小区，在18层设置了半敞开式避难层，严格遵守消防规范，明确避难层用途，不挪作他用。同时，天花、地板、楼梯等都具有很强的耐火性能。

2.3 标准层防火疏散设计

超高层标准层一般平面面积较大，部分区域可能采光及通风较差。标准层的平面组合模式多达18种以上，不论何种平面模式，标准层的防火分区尽量将每层划分为1个分区，但如果是一类超高层办公楼，每个防火分区不超过1000m2。如设置自动灭火系统的防火分区，防火分区可扩大一倍，最好不要超过2000m2。南宁绿地中心的塔楼作为最高达199.5m的超高层写字楼，标准层构造采用方形，单层建筑面积达1990m2，核心筒面积约465m2，按照规范，防火分区配置消防电梯1部，均匀设置四部疏散电梯，并在走道中间设置防火卷帘，实现了办公空间的实用布置，同时又满足了防火分区及防火疏散要求。

2.4 屋顶停机坪设计

按照规范，超高层建筑可在屋顶设置直升机停机坪，以满足消防救援需求。高度达100m以上，标准层建筑面积达到2000m2以上的超高层公共建筑适宜设置直升机停机坪。火灾发生时，在特别危急，没有其他逃生途径的时候，在楼顶的人员可以通过直升机逃生到安全区域。具体要求有：（1）停机坪应远离生设备机房、电梯机房、水箱间、共用天线等突出物；（2）建筑通向停机坪的出口要达到2个以上，出口宽度要大于或等于0.9m；（3）在停机坪的适当位置消火栓；（4）停机坪四周围设置航空障碍灯。本项目的屋顶停机坪采用钢桁架结构，顶板为直径为24m的航空铝合金甲板，屋顶设置两部疏散楼梯与停机坪连接。

3 结语

超高层建筑的火灾危险性是显而易见的，笔者从分析超高层建筑的火灾特点和危险性入手，在参考超高层建筑防火设计在满足规范要求的前提条件下，更应该根据超高层建筑的实际情况和当地消防实际水平在人员施救、防火分区、安全疏散等方面进行合理的个性化设计。我们要为超高层建筑防火设计不断创新思路，努力为人民群众的生活品质提高和社会的繁荣昌盛贡献自己的力量。

参考文献

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