文/李旭 荊州市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 湖北荊州 434000
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,為緩解城市建設(shè)用地緊張的問(wèn)題,城市中的高層建筑數(shù)量和規(guī)模都在不斷增加。而高層建筑具有較高的高度、較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)功能以及高度集中的人員等特點(diǎn),都客觀上加大了高層建筑中人員安全疏散的難度,一旦發(fā)生火災(zāi)、地震等突發(fā)性災(zāi)害或事故時(shí),高層建筑中的人員很難及時(shí)、高效地完成撤離疏散,容易造成嚴(yán)重的人員傷亡。因此,在高層建筑的設(shè)計(jì)工作中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分認(rèn)識(shí)安全疏散設(shè)計(jì)的重要性,充分了解高層建筑安全疏散的特殊性,根據(jù)高層建筑的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn),準(zhǔn)確把握設(shè)計(jì)要點(diǎn),科學(xué)設(shè)計(jì)安全疏散路線,確保各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確、取值合理,全面提高安全疏散設(shè)計(jì)的水平和質(zhì)量,從而為高層建筑提供更加可靠的安全保證。
隨著現(xiàn)代高層建筑高度以及體量的不斷擴(kuò)大,在高層建筑內(nèi)往往匯聚了大量的人員。人員的高度密集以及建筑垂直方向上較長(zhǎng)的移動(dòng)距離,都在客觀上影響了人員安全疏散的效率。特別是當(dāng)突發(fā)性災(zāi)害事故發(fā)生時(shí),高層建筑內(nèi)的人員較為恐慌,在疏散過(guò)程中容易發(fā)生人員擁堵,甚至踩踏等情況。加之高層建筑內(nèi)還會(huì)有高齡老人、幼兒、孕婦以及其他身體健康狀況不良的人員,這些弱勢(shì)人群的安全疏散難度更高,因此對(duì)高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)提出了很高的要求。
在高層建筑樓層較高的部分,受建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等因素的限制,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性比較容易受到風(fēng)荷載、地震效應(yīng)等各種外界因素的干擾,而且在火災(zāi)發(fā)生時(shí)還可能會(huì)受到煙囪效應(yīng)的影響,加之其疏散撤離到地面的垂直距離較長(zhǎng),各種救災(zāi)設(shè)備難以有效發(fā)揮其作用,在客觀上加大了安全疏散設(shè)計(jì)的難度。
隨著現(xiàn)代城市中高層建筑的數(shù)量越來(lái)越多,既包括住宅建筑,也有酒店、飯店以及寫(xiě)字樓等商業(yè)性質(zhì)的建筑,而由于高層建筑在使用性質(zhì)上的差異,其建筑結(jié)構(gòu)形式也各不相同,一些對(duì)安全性要高的高層建筑內(nèi)會(huì)設(shè)置避難層等特殊結(jié)構(gòu)[1]。同時(shí),不同使用性質(zhì)的高層建筑在人員結(jié)構(gòu)和人流密度上也存在較大的差異。這些因素都會(huì)在不同程度上對(duì)高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)產(chǎn)生一定的影響。因此,設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分了解高層建筑的使用用途、結(jié)構(gòu)設(shè)置、使用人員結(jié)構(gòu)、人流量以及人員密度等各項(xiàng)相關(guān)信息,對(duì)高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化,以確保高層建筑內(nèi)的所有人員在災(zāi)害或者事故發(fā)生時(shí)能夠安全、高效的疏散撤離至安全區(qū)域,從而最大程度地保護(hù)人民群眾的安全。
在高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求,合理控制疏散時(shí)間指標(biāo)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)、地震等重大災(zāi)害事故時(shí),疏散撤離的時(shí)間直接關(guān)系到高層建筑內(nèi)受困人員的安全,而高層建筑內(nèi)的溫度、煙氣濃度以及空氣質(zhì)量等都會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不同程度的危害,進(jìn)而影響疏散時(shí)間。因此,設(shè)計(jì)人員在計(jì)算以及確定疏散時(shí)間指標(biāo)參數(shù)時(shí),應(yīng)對(duì)各項(xiàng)相關(guān)因素進(jìn)行綜合性的分析,以確保計(jì)算結(jié)果客觀、準(zhǔn)確。例如,在設(shè)置有玻璃幕墻的高層建筑內(nèi),如果玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)縫隙充塞材料為不燃材料,且在玻璃幕墻內(nèi)側(cè)有實(shí)體群墻存在時(shí),其耐火極限可按1h計(jì)算[2]。同時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)準(zhǔn)確掌握高層建筑內(nèi)的防火分區(qū)設(shè)置方式以及其防火等級(jí)等技術(shù)參數(shù),將其作為疏散時(shí)間指標(biāo)計(jì)算的重要參考依據(jù)。此外,設(shè)計(jì)人員還應(yīng)全面了解高層建筑內(nèi)的防火救災(zāi)設(shè)備的質(zhì)量性能、避難層的設(shè)置情況以及高層建筑的自然通風(fēng)條件等相關(guān)信息,以確保疏散時(shí)間指標(biāo)科學(xué)合理。
在高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員還應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)算人員的反應(yīng)時(shí)間,以便在此基礎(chǔ)上優(yōu)化安全疏散路線,合理確定相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。而高層建筑內(nèi)人員發(fā)現(xiàn)或感知災(zāi)害以及事故發(fā)生的反應(yīng)時(shí)間除了與人員的年齡、經(jīng)歷等自身?xiàng)l件密切相關(guān)外,還往往受到高層建筑內(nèi)各項(xiàng)探測(cè)報(bào)警設(shè)備的探測(cè)靈敏度以及報(bào)警時(shí)間等客觀因素的影響。因此,設(shè)計(jì)人員在測(cè)算人員反應(yīng)時(shí)間時(shí),既應(yīng)對(duì)高層建筑內(nèi)使用人員的主要年齡結(jié)構(gòu)等進(jìn)行全面的調(diào)查了解,還要準(zhǔn)確掌握高層建筑內(nèi)探測(cè)以及預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)置情況,并將相關(guān)參數(shù)作為安全疏散設(shè)計(jì)的重要參考依據(jù)。
在高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先合理設(shè)計(jì)安全疏散的路線。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)安全疏散路線時(shí),應(yīng)首先考慮路線的方便快捷性,要確保安全疏散路線符合高層建筑內(nèi)的人員的使用習(xí)慣,從而使其能夠快速地找到安全疏散路線,并順利的經(jīng)由安全疏散路線完成疏散撤離。一般來(lái)說(shuō),從房間到走廊,再到樓梯,最后從安全出口疏散撤離是較為符合人們?nèi)粘J褂昧?xí)慣的路線。設(shè)計(jì)人員在安全疏散路線的設(shè)計(jì)方案中,可以將房間、走廊、樓梯與安全出口四點(diǎn)相連,以形成安全疏散路線[3]。同時(shí),人員在使用這一路線進(jìn)行疏散時(shí),由于較為符合其心理安全特征,能夠在安全疏散的過(guò)程中感覺(jué)到下一階段的安全性高于上一階段,因此,能夠有效避免出現(xiàn)逆流的情況,從而可以提高安全疏散的效率。在高層建筑的安全疏散路線設(shè)計(jì)中,清晰的疏散方向能夠?yàn)槿藛T的安全撤離爭(zhēng)取更多的時(shí)間,設(shè)計(jì)人員必須重點(diǎn)考慮疏散方向的明確性時(shí)。但要注意的是,由于高層建筑結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜且內(nèi)部人員密集,在安全疏散路線設(shè)計(jì)中通常應(yīng)設(shè)計(jì)2個(gè)或者2個(gè)以上的疏散方向,以提高疏散的效率。設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)安疏散路線進(jìn)行優(yōu)化,避免出現(xiàn)袋形路線,這將會(huì)造成大量人員擁堵在同一疏散方向。如果受高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等客觀因素的限制,難以回避袋形疏散路線時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理控制袋形路線的長(zhǎng)度,且應(yīng)盡量選擇兩側(cè)房間以及人員較少的通道作為安全疏散路線。在現(xiàn)代高層建筑中往往都有地下室,部分高層建筑的地下部分功能較為復(fù)雜且有大量人員聚集,因此,在其安全疏散路線設(shè)計(jì)中,應(yīng)合理分隔其地上和地下部分,以避免地上建筑內(nèi)的人員誤入地下室,安全疏散線路應(yīng)設(shè)計(jì)為人員到達(dá)首層后直接通往室外,而地下建筑內(nèi)的人員則應(yīng)能夠直接到達(dá)室外,嚴(yán)禁在設(shè)計(jì)方案中出現(xiàn)安全疏散路線交叉現(xiàn)象,以確保高層建筑內(nèi)各部分的人員均能夠高效、快速地完成安全疏散撤離。
在設(shè)計(jì)高層建筑安全疏散出口時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮人們?cè)诰o急狀態(tài)下避險(xiǎn)逃生的心理特征,將安全出口設(shè)置在人們?nèi)粘3霈F(xiàn)的路線上,一般可與電梯位置相鄰,以確保人們能夠快速找到安全疏散出口。同時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)高層建筑的使用性質(zhì)以及人流量等合理確定疏散出口的數(shù)量,通常每一樓層內(nèi)均應(yīng)設(shè)置2個(gè)或者2個(gè)以上的安全出口。在選擇安全出口位置時(shí),一般應(yīng)選擇與高層建筑標(biāo)準(zhǔn)層相鄰以及防火分區(qū)兩端等位置,這樣一旦一個(gè)安全出口發(fā)生堵塞等,人員仍可以向其他方向疏散,以有效減少人員傷亡。在安全疏散出口的設(shè)計(jì)實(shí)踐中,兩個(gè)相鄰出口之間的距離應(yīng)不少于5m,且應(yīng)在疏散出口處設(shè)置明顯的標(biāo)識(shí),確保人員能夠準(zhǔn)確找到疏散出口位置。在疏散出口的逃生門(mén)設(shè)計(jì)中,應(yīng)盡采用平面門(mén)作為逃生門(mén),其開(kāi)合門(mén)方向應(yīng)與疏散方向相適應(yīng),且不得在疏散出口位置設(shè)置門(mén)檻等影響人員緊急疏散的設(shè)施。設(shè)計(jì)人員還應(yīng)將安全出口設(shè)置在樓梯間或者樓梯前室等位置,以便利用建筑外墻窗戶進(jìn)行通風(fēng),從而更好地保證人員安全。此外,在高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員還應(yīng)合理確定安全疏散口的寬度,以適應(yīng)緊急狀態(tài)下大量人員同時(shí)到達(dá)、疏散、撤離的要求,既要避免由于寬度不足而出現(xiàn)人員擁堵等問(wèn)題,也要符合高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。
在高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)中,作為疏散安全區(qū)域的疏散樓梯是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中,設(shè)計(jì)人員一般應(yīng)將疏散樓梯分別設(shè)置在高層建筑各樓層的2個(gè)相反方向上,以起到一定的分流作用,避免人員疏散時(shí)發(fā)生混亂擁擠,提高疏散效率,縮短人員疏散所需的時(shí)間。同時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)了解對(duì)高層建筑內(nèi)使用人員日常行走習(xí)慣,將疏散樓梯設(shè)置在其日常行動(dòng)路線上,且應(yīng)合理確定疏散樓梯的寬度和坡度,以確保在發(fā)生緊急情況時(shí),人們能夠高效、快速、安全地完成疏散撤離。要注意的是,在高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)中,不得利用疏散樓梯的凹廊作為前室,并與消防樓梯設(shè)置在同一位置,以防止消防救援人員進(jìn)入高層建筑的動(dòng)線與建筑內(nèi)部人員疏散撤離動(dòng)線交叉,影響救援工作的開(kāi)展以及人員疏散撤離的效率[4]。此外,在疏散樓梯的設(shè)計(jì)中,其前室和疏散樓梯間均應(yīng)與建筑外窗相鄰,為疏散樓梯提供自然通風(fēng)條件,以便在緊急疏散時(shí)保證疏散樓梯內(nèi)人員的安全。
在高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合疏散路線以及安全出口位置等參數(shù)合理控制疏散距離。為縮短人員疏散撤離所需時(shí)間,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行高層建筑空間布局設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)房間面積進(jìn)行合理的確定,防止單個(gè)房間面積過(guò)大,且應(yīng)將房間內(nèi)與房門(mén)口之間的最大距離控制在15m左右,房門(mén)與疏散出口之間的距離則不應(yīng)超過(guò)30m,以便于房間內(nèi)人員能夠快速達(dá)到疏散出口。在計(jì)算安全疏散距離時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)準(zhǔn)確掌握高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確保計(jì)算結(jié)果科學(xué)、客觀,以便對(duì)疏散距離進(jìn)行有效的控制。以高層建筑內(nèi)的T型安全疏散路線為例(可參見(jiàn)圖1所示),在對(duì)其安全疏散距離進(jìn)行計(jì)算時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)將其中的袋形路線部分的距離按2倍進(jìn)行折算,之后再根據(jù)雙向疏散距離的計(jì)算方式求解取值,且應(yīng)按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求雙向疏散長(zhǎng)度和2倍袋形長(zhǎng)度的綜合,長(zhǎng)度控制在雙向疏散距離的最大允許范圍內(nèi)。

圖1 T型安全疏散距離計(jì)算示意圖
疏散通道設(shè)計(jì)也是高層建筑安全疏散設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一。目前在高層建筑的安全疏散通道設(shè)計(jì)實(shí)踐中,主要有環(huán)形通道以及雙向疏散通道等布局方式,同時(shí)設(shè)計(jì)人員也可根據(jù)高層建筑的實(shí)際情況以及安全疏散需求,采用外廊式的、無(wú)盡端房間的設(shè)計(jì)方式,從而在保證高層建筑各項(xiàng)功能正常發(fā)揮的基礎(chǔ)上,為人員的安全疏散以及防災(zāi)減災(zāi)創(chuàng)造有利條件。此外,設(shè)計(jì)人員還可以采用人行通道等其他設(shè)置方法,以便順利將高層建筑內(nèi)的人員通過(guò)疏散通道引導(dǎo)至設(shè)置于不同方向上的疏散出口,以提高人員疏散撤離的效率和安全性(見(jiàn)圖2所示)。

圖2 某高層建筑安全疏散通道設(shè)計(jì)
受部分高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等因素的限制,其走廊、樓梯以及安全出口等位置往往不具備自然光照條件,而在發(fā)生地震、火災(zāi)等災(zāi)害事故時(shí),建筑內(nèi)的供電系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)受到破壞,難以保證照明用電安全,對(duì)高層建筑內(nèi)人員的安全疏散會(huì)產(chǎn)生不利的影響。因此,設(shè)計(jì)人員在高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)中,還應(yīng)加強(qiáng)應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分了解緊急狀態(tài)下人們避險(xiǎn)逃生時(shí)對(duì)照明的心理需求,人體身高與照明設(shè)備之間的關(guān)系等,優(yōu)化照明設(shè)備的布設(shè)位置,且應(yīng)按照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求合理控制照明設(shè)備照度。此外,在安全疏散應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)采用蓄電池等能夠獨(dú)立保證照明設(shè)備用電需求的電源設(shè)備,且應(yīng)滿足照明設(shè)備連續(xù)工作30min的用電量要求。照明設(shè)備則應(yīng)選擇具有較高安全性的燈具等,防止燈具在災(zāi)害發(fā)生時(shí)碎裂,對(duì)人員安全構(gòu)成威脅。
當(dāng)發(fā)生緊急狀況需要疏散撤離高層建筑內(nèi)的人員時(shí),由于人們處于受困狀態(tài)下,心理較為焦慮,也會(huì)對(duì)判斷能力產(chǎn)生一定的干擾,因此,需要在高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)中加強(qiáng)引導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)置,通過(guò)視覺(jué)以及聽(tīng)覺(jué)等引導(dǎo)方式有效引導(dǎo)所有人員快速、有序地完成疏散撤離。其中,視覺(jué)引導(dǎo)是高層建筑安全疏散系統(tǒng)中的常用引導(dǎo)方式,也就是通過(guò)視覺(jué)刺激方式向受困人員傳遞引導(dǎo)信息,以使其能夠快速、準(zhǔn)確地進(jìn)入安全疏散設(shè)計(jì)路線,并順利地從疏散出口安全撤出。在高層建筑的安全疏散視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)采用應(yīng)急照明設(shè)備作為重要的視覺(jué)引導(dǎo)設(shè)備,并將其設(shè)置在疏散樓梯間、疏散通道墻面以及疏散出口等位置,且應(yīng)急照明設(shè)備的顏色可以采用具有強(qiáng)烈視覺(jué)刺激效果的紅色等顏色,以確保疏散人員能夠清晰、準(zhǔn)確的接收引導(dǎo)信息,提高疏散撤離的速度。同時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)在電梯與疏散樓梯的交界位置以及疏散通道的轉(zhuǎn)彎處等關(guān)鍵點(diǎn)位設(shè)置安全疏散引導(dǎo)標(biāo)志,明確疏散方向,對(duì)受困人員進(jìn)行清晰的指引。在應(yīng)急照明等視覺(jué)引導(dǎo)設(shè)備的設(shè)計(jì)中,由于在發(fā)生火災(zāi)、地震等災(zāi)害或事故時(shí),供電系統(tǒng)往往會(huì)受到破壞,因此為保視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮,設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮其供電的可靠性和安全性,為視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)置具有較強(qiáng)續(xù)航能力的蓄電池等應(yīng)急電源,且應(yīng)選擇質(zhì)量性能較好、可靠性較高的視覺(jué)引導(dǎo)設(shè)備類型和型號(hào)。
同時(shí),聽(tīng)覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)也是高層建筑安全疏散設(shè)計(jì)中的重要引導(dǎo)方式。設(shè)計(jì)人員可以采用設(shè)置語(yǔ)音提示等方式向受困人員傳遞引導(dǎo)信息,以幫助其快速撤離高層建筑,到達(dá)安全區(qū)域。為確保高層建筑的聽(tīng)覺(jué)安全疏散引導(dǎo)系統(tǒng)能夠在緊急狀態(tài)下能夠充分發(fā)揮其作用,設(shè)計(jì)人員應(yīng)將設(shè)備引導(dǎo)結(jié)合人工引導(dǎo)等方式綜合應(yīng)用,以提高其可靠性。在高層建筑安全疏散設(shè)計(jì)實(shí)踐中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)高層建筑空間結(jié)構(gòu)特征,將語(yǔ)音傳輸裝置布設(shè)在疏散通道、疏散樓梯以及安全出口等位置,且應(yīng)合理控制語(yǔ)音傳輸設(shè)備的布設(shè)數(shù)量和密度,以確保能夠?qū)Ω邔咏ㄖ锌臻g實(shí)現(xiàn)全覆蓋,從而有效引導(dǎo)受困人員經(jīng)由設(shè)計(jì)安全疏散路線快速完成疏散撤離。
在完成了高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)后,設(shè)計(jì)人員還應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)方案繪制高層建筑疏散平面圖。在疏散平面圖內(nèi)應(yīng)對(duì)疏散路線、疏散區(qū)域、安全出口位置和疏散目的地等各項(xiàng)關(guān)鍵信息進(jìn)行清晰的標(biāo)注,從而使高層建筑內(nèi)的人員能夠通過(guò)疏散平面圖直接、清楚地獲取相關(guān)疏散信息,以提高疏散的效率。同時(shí),在疏散平面圖內(nèi)還應(yīng)注明應(yīng)急防護(hù)救援設(shè)備的位置,使受困人員能夠及時(shí)獲取相關(guān)設(shè)備,增加成功逃生避險(xiǎn)的概率。
在高層建筑的安全疏散設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分認(rèn)識(shí)高層建筑設(shè)計(jì)中安全疏散設(shè)計(jì)的重要性,根據(jù)高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及使用性質(zhì)等因素合理設(shè)計(jì)安全疏散路線,科學(xué)控制安全疏散距離,并合理設(shè)置安全疏散出口、疏散通道以及疏散樓梯等,確保各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)均符合安全疏散設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷總結(jié)設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),積極借鑒國(guó)內(nèi)外的成功設(shè)計(jì)案例,不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,確保高層建筑安全疏散設(shè)計(jì)方案科學(xué)合理且具有較高的可行性,能夠在突發(fā)性災(zāi)害事故發(fā)生時(shí)為高層建筑內(nèi)人員高效、及時(shí)地完成安全疏散提供可靠保障,從而推動(dòng)我國(guó)高層建筑設(shè)計(jì)水平的全面提升。