針對高層建筑的消防安全疏散設計理論分析

徐蕾

湖南大學設計研究院有限公司 湖南 長沙 410000

社會經濟逐漸發展中，人們生活質量不斷提高，現代化城市綜合性、多功能性的高層建筑數量越來越多，在賦予人們便利的過程中，還會讓火災發生的隱患日漸增多。據相關人員的調研顯示，高層建筑中出現火災會引發人員傷亡及經濟損失，這些都是因為管理不科學、安全疏散設備不合規所致。所以對密集區消防安全設計工作的強化開展，優化消防安全，嚴厲遏制人員傷亡與經濟損失尤為關鍵。

1 高層建筑的概念

由于高層建筑的占地面積不大、合理利用空間、可以處理城市的用地緊張問題，尤其是其面積相對集中、體形大、可以符合人們的多功能應用需求等特征獲得社會公眾的高度關注，變成現代城市中重要的一個標志[1]。高層公共建筑可以給城市增加錦繡，但同時出現會加快火災的蔓延速度、員工疏散難、火災撲救難等新型問題，由此可見，高層建筑安全疏散設計變成相關部門急需處理的難題。

首先，高層建筑的層數多、垂直疏散間距較長，員工需很長時間才可以成功疏散至安全場所之中；其次，在火災發生時，基于“煙囪效應”的作用下，煙氣與火勢的豎向蔓延速度塊，這就導致安全疏散難度增加；最后，高層建筑中人員比較密集，容易發生混亂及擁堵狀況。且在疏散中的人員通常具有恐懼心理，通常沿著自己熟悉的路線快速疏散，或者敞亮的路線疏散，這樣有可能增加疏散難度[2]。

高層建筑性能分區是否合理，交通路線是否順暢，員工可否快速安全的疏散，除了可以將建筑經濟性與實用性反映出來以外，還能牽涉居民的生命及財產安全性。針對高層建筑的防火設計，需從建筑及應用特征著手，對建筑性能和消防安全之間的關系是否合理深入考慮。安全疏散與避難設計關乎到生命安全，不僅要求高而且難度大，勢必會讓高層建筑的防火設計重難點增加。

2 高層建筑消防安全的疏散設計概述

2.1 概念分析

所謂的安全疏散指的是在發生火災時，指導人們朝安全區撤離。而安全疏散的具體設計意義為，對火災的煙氣流動方向、火勢大小、安全疏散方法實施提前預估，以此為前提，選擇合適的應對方案，給高層建筑提供科學性消防安全的疏散設計方案，以確保高層建筑消防安全的設計工作合理做好，從而為人民自身的安全性提供保障[3]。在安全疏散設計工作開展中，需對高層建筑特征進行充分考慮，并將其設計工作做好，確保人員在高層建筑中任何部位都能在發生火災時安全撤離，此外，還需要給殘疾人、行動不便或老年群體提供合理的保護措施，從而為人民的人身安全提供保障。

2.2 特征分析

伴隨高層建筑數量逐漸增多，其發展速度隨之加快，高層建筑內部人員本身的安全性也獲得了社會的高度關注，并成為人們重視的焦點。基于目前狀況而言，高層建筑中面臨的主要問題就是消防安全的疏散設計問題，要想對這個問題加強處理，需深層掌握如下所述高層建筑的特征。高層建筑中人員數量多且相對密集，一旦出現火災事故，容易發生混亂及擁堵情況，部分人員會因為慌張與恐懼心理而朝不同的通道盲目逃跑。因高層建筑內部人數較多，自然也會出現諸多物品，其中的易燃爆物品也會逐漸增多，從而增加高層建筑內部火災的發生隱患。出現火災后，火勢也會隨管道、樓梯等通道迅速蔓延，增加火勢的發展，高層建筑就會被大火與濃煙快速籠罩。在此類狀況下，安全疏散的設計工作難度也會增加。因此需按照高層建筑特征科學設計滿足消防安全的疏散通道。

3 高層建筑開展消防安全疏散設計的價值

3.1 提升疏散速度

高層建筑最普遍的特征就是層數多，火災發生后，勢必會增加人員疏散的難度。此外，高層建筑發生火災時，因濃煙擴展速度較快，外加日常通行的電梯等暫停使用，無疑會讓人員的疏散難度增加。包括發生火災后，人們會因心理恐慌而紛紛涌動，還會加大現場的混亂性，如此勢必會進一步加大人員的疏散難度。而科學合理的消防安全疏散通道的設計，能夠結合建筑本身的規劃，打造最佳的疏散路線，快速的進行人員疏散，對于維持建筑的安全性和穩定性有一定促進作用。

3.2 強化建筑功能性

結合我國當前的基礎設施建設情況來看，高層建筑涉及到了民宅、商業化建筑很多種類型是典型的復合型建筑。而為了進一步滿足當前人們的生產生活需求，建筑本身的性能需要進行全方位的優化。而打造消防安全疏散體系，能夠有效增強建筑自身的功能性。鑒于火災發生后形成的諸多狀況，高層建筑在施工前期，工程設計者需對安全疏散通道的設計充分思考，使其更具安全性及合理性。

3.3 強化建筑人文性

在設計消防安全疏散通道時，既要提高對建筑物結構特征的重視，還需對發生火災后，人們的心理充分考慮，結合二者才能實現安全疏散設備功能的進一步提升。消防安全疏散設計是否合理，直接關乎著居民的生命健康及財產安全，需變成設計及施工的重點。

4 高層建筑開展消防安全疏散設計的原則

消防安全的疏散設計指的是設計者按照建筑結構特點，與發生火災后的濃煙及火勢發展情況結合起來，合理布置防火方案的構思設計。通過預先設計安全疏散通道，讓疏散強度在無形之中增加，降低人們財產損失的同時，提高火災發生后人們的安全性。安全疏散的主要設計目標為科學性與合理性，待火災發生后，有利于確保建筑內部所有部位人員都可以在最短的時間內成功撤離。在設計安全疏散通道時，疏散方法不可以太過單純，需按照火災輕重度，實現諸多撤離方法并行的設計，方便其中任意一個無法正常應用時，可以具備其他備用方案，這樣才能實現增加安全疏散的成功性。高層建筑消防安全疏散設計的基礎原則如下：(1) 堅持系統性原則，針對安全疏散設計提出基礎設備準備齊全的要求，方便安全疏散正常運用；同時安全疏散通道的設計也要和整體建筑的其他功能空間相輔相成，避免影響美觀性。(2) 堅持安全性原則，消防安全疏散設計時，需滿足樓內所有人員可以安全撤離的要求，且成功撤離后，可以進入安全地帶[4]；同時樓內的消防安全通道也需要與樓外的消防道路進行貫穿，這樣便于火災發生時，消防人員可以順利進入火場進行撲救。(3) 堅持條理性原則。安全疏散需方便查找，防止發生火災后，因無法及時找到安全出口，延誤疏散工作的進度。因此消防安全疏散體系必須要具備明確的標識和指向。

5 高層建筑的消防安全疏散設計對策

5.1 盡量延長火災危害的來臨時間

在發生火災的時候，火災散發的濃煙是對人體健康危害最大的因素之一。由于建筑室內的頂棚約束，室內發生火災時，頂棚會聚集大量煙氣，且這層煙氣會伴隨量及時間逐漸增多而越來越厚，待這層煙氣達到相應數值時，就會危害到人員生命健康。因此如何延長火災風險的來臨時間，需想辦法最大化削減煙氣層厚度，主要方法如下：(1) 合理設計防火分區。在發生火災的時候，人員撤離速度通常較煙氣與火勢蔓延速度慢，因此對防火分區的科學設計，將火災控制在合適范圍內尤為關鍵；(2) 自動滅火系統的設置。自動滅火系統作為防護火災的最佳手段，該系統可以將初期火災快速撲滅，降低室內溫度并消減煙氣，以此對火災擴散速度加強控制，還能對疏散設備等加以保護；(3) 高層建筑內部需設置自動排煙設備。自動排煙設備作為最佳安全疏散對策，可以發揮煙氣擴散的效果，確保疏散通道在合適時間內免受煙氣影響，讓人員可以快速安全撤離。

合理的分區設計和相關機電設備設計，在滿足人員安全疏散的前提下，也可最大限度的滿足建筑功能的日常需求。例如某門急診醫技樓，地上10層，地下3層，建筑高度46.5m。建筑耐火等級為一級，作為一類高層建筑，樓內均設置自動滅火系統，如煙感自動報警系統、自動噴水滅火系統，部分特殊部位設氣體滅火系統。水平防火分區以防火墻、防火卷簾和防火門分隔，垂直防火分區以耐火極限1.5h樓板或窗間墻將上下層隔開，防火墻采用200厚加氣混凝土砌塊，防火卷簾采用耐火極限≥3h的特級無機雙軌防火卷簾。依據《建筑設計防火規范》（2018年版）結合各層功能劃分防火分區，每個防火分區最大建筑面積按規范可相應提高：

5.2 高層建筑無盡端室內及環形過道的科學設計

在高層建筑的設計工作中，需按照建筑結構與不同應用性質，盡可能科學設計無盡端室內走道、雙向走道、環形走道等。在設計此類交通時，一方面應該便于日常使用，另一方面在發生火災事件后，有益于員工及時安全的疏散。例如，代表性較強的高層住宅建筑、辦公建筑、旅館等，通常需選擇無盡端室內的內廊式或者外廊式走道；對于塔式建筑而言，一般會將公共樓梯、走道、電梯等構成平面核心，將主要功能房間分布于核心筒四周。采用這個平面的設計方法很緊湊，方便日常應用中，利于人員緊急疏散；而旅館與辦公等大型空間的高層辦公建筑，一般需選擇環形走道或者雙向走道。

5.3 高層建筑消防安全疏散出口的科學設計

為保證火災出現后，人們可以從不同的方向疏散，在高層建筑的具體設計中，一般需在靠近兩邊出口位置、防火分區兩邊、靠近建筑標準層等部位設計安全疏散出口[5]。在發生火災的時候，通常人們會朝明亮、樓梯出口、熟悉與習慣出口前行，如果受煙火阻擋，一般會掉頭找出別的出口。在喪失理智控制與驚恐狀況下，人們也會形成盲目的追隨行動，所以只設計一個疏散路線并不合理。因此在建筑每個位置盡量布置超出一個疏散出口，同時還需避免出現袋型疏散走道。另外，在設計樓梯或者門等安全出口時，需堅守均勻原則，保證其出口具備著不同的方向。在現實生活中，有些高層辦公建筑在相鄰兩座樓梯的布置時，距離很近并朝相同方向，其實針對消防疏散設計而言，此類布置方法并不合理，一旦發生火災后，通常對營救與安全疏散的緊急設計不利。所以在消防安全疏散的設計中，應當保證兩樓梯間維持大于5m距離。

5.4 高層建筑消防安全疏散路線的科學設計

在發生火災后，對人員開展緊急疏散時，室內人員由起火位置或者房間，進入公共走道，而后介入疏散樓梯間，最后跑至室外或者其他較強安全性的場所之中，一般都是一步比一步安全，而并非“逆流狀況”，這樣布置出來的疏散通道才可以被稱作安全的疏散途徑。所以在布置安全疏散路線時，需重視以下內容：(1) 確保其免受障礙原因的影響。而且還需關注疏散樓梯位置的安排，在一般狀況下，疏散樓梯可以盡量靠近電梯間布置。除此之外，還需要關注疏散通道的寬度設計，高層建筑相對多層建筑需要相應提高。比如根據《建筑設計防火規范》（2018年版）要求，多層公共建筑內疏散門和安全出口的凈寬度不應小于0.90m，疏散走道和疏散樓梯的凈寬度不應小于1.10m。而高層醫療建筑的疏散樓梯、樓梯間的首層疏散門、首層疏散外門的凈寬度均不應小于1.30m；其他高層建筑的疏散樓梯、樓梯間的首層疏散門、首層疏散外門的凈寬度則均不應小于1.20m。在實際設計中除滿足規范要求外，在合理的范圍內應盡量加大疏散寬度。(2) 追求簡單明了的目標，使其方便人員尋找與辨識。另外，還需規避消防電梯和疏散電梯在凹廊前室合用的情況，有效規避消防人員和疏散人員的路線互相干擾和流線交叉情況，從而快速實現消防補救與安全疏散目標。

5.5 高層建筑安全疏散誘導系統的輔助設計

誘導系統能夠通過兩方面開展，即視覺誘導系統與聽覺誘導系統的設計。聽覺誘導系統又稱語言誘導系統，分成口頭誘導與廣播誘導。廣播誘導需選用廣播方式展開語言誘導，廣播誘導具有很大的影響范圍，高層建筑內都能收聽獲得，并能通過對人的誘導掌握火災情況進行安全撤離方法的選擇，所以廣播誘導方式的優勢明顯可見[6]；口頭誘導方式是指相關人員，按照自己熟知的狀況實施口頭誘導與指導，此類口頭誘導方法對建筑各通道口提出有人誘導的要求，有時也會起到關鍵作用。視覺誘導就是通過人的視覺能力，選擇代號方式對高層建筑中的居民提出危險警告或相關休息的傳達，如同安全疏散誘導標志、火災事件緊急照明。安全疏散誘導的標志最佳的設置位置為樓梯口、過道上等顯眼的地方，誘導標志上邊的文字與地面需選擇顏色對比度較強的板書，字跡大小需要和人的視距結合起來，選用明亮燈光進行照射，這樣才能實現誘導標志作用的發揮；火災故障的緊急照明設施需設置在需要照明及條件較好之處，從而將安全疏散的照明工作合理做好。

6 結語

總之，高層建筑中的消防安全疏散屬于非常復雜的一個系統，其設計作為需要思考多方面原因互相制約的復雜研究流程，既要對人為主觀因素充分考慮，還需對實際客觀條件合理兼顧，這就對我們后續開展工作中，提出共同努力分析的要求，從而為高層建筑中消防安全疏散的科學開展夯實基礎。