浅谈超高层建筑消防性能化设计的应用

1、浅谈超高层建筑消防性能化设计的应用深圳平安金融中心建设发展有限公司广东深圳518048摘要：随着我国经济的发展和城市化进程的加快，社会经济不断的增长以及大城 市土地资源的日渐缺乏，超高层建筑的数量及高度被不断的刷新，与此同时，超 高层建筑的消防安全与其消防设计问题也备受关注，传统形式的消防规范、消防 设计与措施不能满足现代建筑设计的需求。因此，根据超高层建筑的火灾发牛的 危险性及火灾发牛特点进行分析，借助计算机等模拟软件的辅助设计，通过消防 性能化设计，从根木上提供超高层建筑消防安全系统与安全系数，是目前多数超 高层项目消防设计方面的主要策略。关键词：超高层建筑；消防安全；消防性能化设计；电梯

2、疏散1引言:超高层建筑具有面积大、层数多、功能复杂、其建筑单体的体量也很 大，通常容纳上万人员，正因如此，超高层建筑的垂宜疏散距离较长，由于火灾 蔓延速度较快，因此，给火灾扑救工作带来很大的困难，严重威胁了社会经济及 人们的牛命安全。对于城市安全来说，超高层建筑消防设计非常重要，木文重点 针对超高层建筑设计中在防火分区优化设计、电梯辅助疏散、消防电梯转换设计、 大型中庭防排烟等方面，简述消防性能化设计在超高层建筑消防安全设计中的应 用。2超高层建筑消防安全问题：超高层建筑在竖向空间的布置上得到了有效的延伸，建筑业主对于建 筑内部空间进行合理的区域划分与功能布局，使得超高层建筑的功能分区较为复

3、杂，因此，消防设计及审批部门不能根据常规的建筑防火规范进行设计或审批, 需要针对一些重点区域采用必要的性能化设计。3超高层建筑火灾危险性及发牛火灾的特性3.1超高层建筑火灾危险性通常可分为以下几种：（1）可燃物较多，发 生火灾的负荷较大。超高层建筑内部敷设大量的电线、电缆，在加上其内部装修 若采用大量的可燃物，发生火灾时，可燃物会产生大量的浓烟及有毒气体，并且 会沿着建筑的电梯井道及竖向或者水平管井迅速的蔓延。（2）用电量大结构功能 复杂。一般超高层建筑用途很多，使用功能复杂，根据不同功能的需求，往往配 置大量的用电设备，导致火灾发生的可能性因素很大。（3）设备的日常维护和管 理落实不到位，存

4、在安全隐患。3.2、超高层建筑发生火灾的特点通常包括：（1）火势蔓延迅速。超高 层建筑的内部结构复杂，内部空间容量大、跨度大、管道设置密集，若防火封堵 或分隔没有落实到位，很容易形成烟囱效应，因此，超高层建筑往往会在短时间 内成为很大空间上的立体火灾局势。（2）火灾施救困难。首先，若超高层建筑着 火点在百米以上，借助外部消防车是很难进行施救的，主要原因是消防车自身等 高作业的高度受限及超高层建筑幕墙一般未设置开启扇等因素。其次，消防供水 困难。依据规范超高层建筑设置了固定的灭火设施，但是当超高层建筑一旦形成 立体式火灾时，消防设施的供电没有保障，加之外部供水的缺陷，尤其是消防车 供水能力外的竖

5、向分区区域，其消防用水也受到配电的影响。4超高层消防设计难点及消防性能化设计应用下面将以笔者实际的工程案例，进行超高层建筑消防设计难点及性能 化设计应用的相关分析及研究。深圳某项目，为一综合性超高层建筑，集办公、 办公辅助设施、商业、观光餐饮等于一体的人型综合性开发项目，总面积约45 万平米，高度接近600米。因该项目开发较早，执行i口版防火规范，以下部分内 容仍以i 口版防火规范为准。4.1塔楼建筑超高带来的消防设计难点依据高层民用建筑设计防火规范（gb50045-95 2005年版）（以下简 称旧高规）第1.0.5条，建筑高度大于250米的建筑，建筑设计应采取特殊的 防火措施，应提交消防部

6、门组织组织专题研究、论证。该项目高度近600米，远超250米。一旦发生火灾，其危害性与普通 建筑不同，垂直高度导致的较长的疏散楼梯给人员疏散及消防救援带来不利影响, 尤其对于残障人士的疏散；建筑内部一旦发生火灾，想要借助外部的消费手段来 扑灭火灾将比较困难，若完全依据规范设计，则在项目安全疏散及消防扑救方面 存在一定的难度。而且超高层项目在我国尚缺乏相关的设计及规范经验。该项目 前期通过人量的论证及计算机辅助模拟研究，最终确定根据楼层高度对逃生楼梯 以及电梯辅助疏散的使用比例进行优化安排，使得人员疏散速度和安全性按照最 大化标准实施。疏散速度即在火灾发生初期，以最快的速度让受灾人员达到安全 区

7、域。在疏散过程中要综合考虑被疏散人员的稳定性以及疏散的流畅性，尽量使 受灾损失降到最低。最后，针对上述问题得出最终疏散方案。即依据超高层建筑 楼层拟定楼梯与电梯混合使用进行疏散，充分利用两种逃生设备的特性，合理配 置楼梯与电梯使用比例，达到最佳的疏散效果。4.2塔楼局部办公楼层防火分区面积扩大造成的消防设计难点按i口高规）第5.1.1条规定：高层建筑内部应采用防火墙等划分防 火分区，设有自动喷淋系统时，每个防火分区建筑面积不超过2000平方米。但由于开敞办公灵活布置的需要，若采用防火墙分隔办公区域，将会 对整体平面布局及整体使用性产生较大影响。通过性能化分析论证，该项目塔楼 二七区（27口2层

8、）办公层的使用面积（扌ii除核心筒、巨柱及柱边的中空面 积）均少于2000平方米，设置一个防火分区，核心筒外围采用3.0h防火墙、甲 级防火门单独保护以作疏散辅助作用。另外通过增加办公层排烟量、有效的消防 安全管理及利用电梯疏散等措施，减少火灾的危险性。4.3大型中庭空间排烟的消防性能化设计：按i口高规）第8.4.1.3条规定：不具备自然排烟条件或者净高度超 过12m的中庭，应设机械排烟系统。s.4.2.2条规定相应的中庭体积及唤气要求， 但是对于数层通高的大型中庭，按规范设置机械排烟，采用换气次数确定空间的 排烟量的方法，未必切合建筑实际情况。该项目所有超大性的中庭空间，全部采 用性能化设计

9、方法，借助计算流体力学软件对人空间的烟气进行动态模拟研究， 以规范规定的排烟量作为基础，并了解火灾条件下烟气的运动规律，计算出更为 合理的排烟量并优化排烟设计方案。5结束语超高层建筑消防性能化设计不仅涉及以上几个方面，还包括消防电梯 转换设计、疏散安全性分析、消防用水安全性分析、消防用电安全性分析、消防 安全管理策略、整体消防策略研究等方面，超高层建筑应用消防性能化设计遵守 我国的设计规范高于规范要求，根据超高层建筑的特点，立足于防火自救，并且 主动预防火灾的发生，保障人民的生命与财产安全。因此，根据超高层建筑的火 灾发生的危险性及火灾发生特点进行分析，借助计算机等模拟软件的辅助设计, 通过消防性能化设计，从根本上提供超高层建