高層民用建築消防設計實踐問題調研報告

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高層民用建築消防設計實踐問題調研報告

針對高層民用建築撲救登高面設計存在缺陷問題,就實踐中改進和補救高層民用建築的消防登高面,登高場地消防設計等問題作探討。以期待設計過程中完美解決消防撲救登高問題。
  隨著經濟社會的快速發展和人民群眾生活水平的不斷提高,各類高層建築拔地而起,但就其高層民用建築撲救登高面的設計來說,或多或少地存在一些問題和不足,為切實解決好高層民用建築的消防登高面問題,筆者在深入調研的基礎上,結合建築實際,就實踐中如何改進和補救高層民用建築的消防登高面、登高場地消防設計等問題做了一些探討,供大家參考。
  一、高層民用建築消防撲救登高面和登高場地在火災中的作用
  高層民用建築,一般功能複雜,體量較大,但由於高層建築使用功能、都市計畫、街景及建築學的需要,往往在高層民用建築主體附建與高層建築相連的裙房,用作商場、餐廳、營業廳、會議廳等。這無疑滿足了都市計畫和使用者的要求,但同時也增加了消防工作的難度。尤其對高層建築的裙房,登高面等諸多問題設計時稍有忽視,及易導致一旦高層建築火災對人員的搶救,撲滅火災帶來嚴重的影響。高層建築一旦發生火災,有以下幾個特點:一是現有的電梯往往由於停電,不能正常使用,即便是設計有消防電梯或者是消防客運合用電梯,但在實際現實中供電多是來自一個區域變電站,達不到雙電源供電要求,有的由於施工,敷設電纜等滿足不了防火要求,火災時往往也會導致斷電。而多數高層建築的疏散樓梯或剪刀梯都佈置設計在建築的筒體中部,火災停電時往往無照明,消防電梯、疏散樓梯不能正常使用,給迎救人員、疏散人員帶來困難。二是消防人員難以接近著火層撲救,由於人員在火災時驚慌外逃,順樓梯或下或上,與消防人員逆向行走。極大的導致人員阻設等因素,給搶救和人員疏散帶來混亂。三是火災時往往是煙氣順其樓梯間、電梯間、豎向的管導井、電纜井等上下漫延,由於高層建築的煙囪效應,煙氣在很短時間內就會迷漫疏散樓梯間、電梯間、煙氣的毒性導致人員難以疏散。許多高層建築火災事例證明,一旦火災時由於人員的求生慾望,往往會接近建築的外窗部位以求得新鮮空氣和尋求一線得救的希望。在這時唯一補救的措施就是科學的設計一個讓消防員能撲救火災的登高面。國內外,眾多的火災案例證明,在高層建築發生火災時,登高消防車在實施救人員和滅火中都發揮了很重要的作用。為了在發生火災時,登高消防車能夠靠近高層主體建築,迅速搶救人員和撲救火災,設計合理的消防登高立面,確定可靠的登高消防車操作場地,保證在空間有效的操作範圍和核實登高車的最小輕彎半徑是保證消防人員到達目的.地救人、滅火的關鍵。因此,高層民用建築登高面的設計是保障火災時搶救人員生命、逃生和撲滅火災的重要保證。
  二、現有標準和實際存在的設計缺陷問題
  (一)現有規定。《高層民用建築設計防火規範》(gb50045-95)自1995年頒佈實施以來,歷經了1997年、1999年、2001年幾次區域性修訂,對於及時總結防火設計的實踐經驗和火災的經驗教訓,適應現代城市建設和新技術、新工藝的需要,防止和減少高層民用建築火災危害、減少人員傷亡,起到了十分重要的作用,尤其在撲救、涉及民生至上的內容上得到充分體現。現有實施的《高層民用建築設計防火規範》第4.1.7條要求,“高層建築的底邊至少有一個長邊或周邊長度的1/4且不小於一個長邊長度,不應佈置高度大於5米、進深大於4米的裙房,且在此範圍內必須設有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口”。該條明確了高層建築消防撲救登高面的基本要求。同時為保證消防車在撲救上能充分發揮作用。規範4.3.1條、4.3.4條、4.3.5條、4.3.6條、4.3.7條要求,高層建築的周圍應設環形消防車道。消防車道的寬度不應小於4米,消防車道距建築外牆宜大於5米,消防車道上空4米以下範圍內不應有障礙物。盡頭式消防車道應設有回車道或回車場。消防車道下的管道和暗溝等,應能承受消防車輛的壓力。穿越高層建築的消防車道其淨寬和淨高均不應小於4米。消防車道與高層建築之間,不應設定妨礙登高消防車操作的樹木,架空管線等。以上條款,對消防車道要求作了進一步明確,無凝更好地保障了消防車撲救高層建築火災的基本設計要求。
  (二)存在問題。隨城市化建設加快,中心城市土地使用率的不斷提高,給高層民用建築撲救面設計帶來許多不容忽視的問題。一是裙房的設計問題。在城市區域內的高層建築,多為追求商業價值,建築裙房設計多在四層左右,由於裙房作商業用途,每層層高淨空多為4-4.5米以上,往往裙房高度超過防火規範5米要求,多數裙房的進深也大於4米。二是幕牆問題。城區內的多數高層建築,為達到設計美觀,協調繁榮城市的效果,許多高層建築均設計有幕牆,尤其是設計玻璃幕牆且作為消防登高面考慮。三是登高面一側、直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口設計問題。臨街高層建築底層均設計為商鋪。當考慮作為登高面時,而多數設計為追求商業價值而規避設計佈置直通室外疏散樓梯或直通樓梯間的出口,往往將疏散樓梯或出口佈置在非登高面的另一側。四是消防車道的設計問題。城區內的高層建築為充分利用當街的立面效果和商鋪的價值,許多建築將消防登高撲救面佈置在建築的背街一側。然而,對環形消防車道和回車場的設計更多的是消防車道轉彎半徑不能滿足消防車輛的使用要求。五是地下車庫出入口道與環形消防車道交叉處的設計問題。城區內多數高屋建築均設計地下車庫,而地下車庫的出入道又多為利用高屋建築的環形消防車道引入地下,在設計時往使得消防車道與地下車庫的出入口車道連線交叉外出現坡度及傾斜面。許多建築由於用地的限制,引入車道較短時,在環形消防車道上形成的坡度傾斜面更大,影響或無法滿足消防車輛的行駛。六是幕牆下設計室外消火栓等問題。高層建築臨街面往往設計有裝飾幕牆,而室外消火栓,水泵結合器及消防水池等也宜臨沿街設定。稍有忽視,很容易將室外消火栓等佈置在幕牆之下,一旦火災幕牆坍塌,嚴重影響消防車吸水、供水等撲救。七是登高消防車場地的設計問題。許多高層建築對登高消防車輛的操作場地考慮不周,多數僅以環形消防車道寬度來考慮。以此寬度作為登高消防車的場地,將遠遠不能滿足登高消防車的操作空間要求。
  三、結合實際、科學合理地設計高層民用建築消防撲救登高面和登高場地
  樹立以人為本、安全發展觀念,以保障民生、保障公共消防安全為發展,以創新思想、合理設計高層民用建築消防登高撲救面的問題非常重要。以下為作者結合現有的規範、標準在工作實踐中針對存在問題與讀者作共同探討。
  (一)臨街登高面外牆設計。建在市區或商業街的高層建築,當確定其臨街一面作為消防撲救登高面時,其優點是可以充分利用臨街一側的道路保障登高消防車的場地需要,但特別要注意,設計時要避免在登高撲救面一側外牆設定玻璃幕牆。由於幕牆的設定增加了建築外觀美的效果,對裝點城市起到了重要的作用,設計思路上考慮採用較多,但往往一旦火災,會給消防撲救帶來極為不便的後果。火災證實,玻璃幕牆在火的作用下會炸裂和塌落,導致消防人員撲救火災時無法靠近建築。同時、一旦幕牆下設計有消火栓、消防水泵接合器,火災時由於幕牆的塌落下掉。這些滅火設施將無法使用,也容易導致撲救人員的傷亡。在臨街登高面乃至最高頂層還應避免設計霓虹燈之類的大型商業廣告和其它影響消防登高撲救的景觀設計。登高面一側還應避免過多的凹凸造型,影響登高消防車登高平臺靠近各層門窗、洞口。
  (二)登高邊長、裙房、疏散樓梯與出口設計。《高層民用建築設計防火規範》第4.1.7條明確規定:“高層建築的底邊至少有一個長邊或周邊長度的1/4且不小於一個長邊長度,不應佈置高度大於5米、進深大於4米的裙房,且在此範圍內必須設有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口”。我們在進行消防設計時要盡力考慮規範的強制規定。其意義是登高邊不應小於1/4周邊長度且不小於一個長邊的長度。尤其是一些矩形建築、多邊形平面的建築應考慮滿足一個長邊的長度作登高撲救邊;其二是在登高撲救面一側必須設定有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口。這一規定是確保一旦建築火災時能保證人員及時逃生和便利消防登高車撲救的需要,在實際設計中,城區的高層建築為節約用地,往往將登高面和登高場地的佈置多與商業街、步行街等主要街面一側一同考慮。但是,許多處於繁華的商業區、商業街、步行街的臨街面的商場、門面商業價值又使得房開商或設計時規避在這一側面佈置直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口。筆者認為,如果設計直通室外的樓梯確有困難,在考慮消防安全 經濟價值的綜合因素上,每棟建築最基本的設計要滿足有一個直通樓梯間的出口於登高面一側、且設防火挑簷,同時各層宜設外挑陽臺,否則無法滿足規範要求;其三,是對裙房高度和進深的要求,其目的是保證登高消防車曲背靠近高層建築施救的需要。城區內多數高層建築裙房都為商業使用。設計都在二到三層不等,有的大型商場一層高度即達5米,因此要求裙房高度小於5米,確有不少困難,因而在登高撲救一面的設計時要儘量滿足規範要求,在高不超過5米的裙房時,可考慮進深在四米範圍內的裙房設計,一旦裙防高度超過5米時,在登高撲救面一側,可不設計凸出裙房,以達到規範要求。