高层住宅建筑人员疏散安全设计研究

高层住宅建筑人员疏散安全设计研究

随着我国城市化建设的快速发展，城市人口急剧增加，房屋建筑面积显著加快，建筑高度和形式不断发展，对改善城市景观和人民生活条件起到了积极作用。高层住宅建筑安全疏散设计直接关系人员在紧急情况下的疏散安全,其设计的合理性和科学性是建筑设计中的重要问题,国家工程建设技术标准对此有明确的规定。高层住宅建筑人员疏散是否安全快捷,不仅反映了一个建筑物的实用性和经济性,同时还涉及到人员的安全问题。安全疏散设计攸关人员生命安全,要求高,难度大,无疑是建筑防火设计中的重点和难点。但从实际情况和火灾案例来看,其建筑安全疏散设计仍然存在规范要求与实际需要的矛盾,需要进一步的研究和探讨。1火灾情况下人员疏散单元式高层住宅建筑人员疏散的特点包括:(1)层数多,垂直疏散距离长,人员需要较长时间才能疏散到安全场所;同时,由于不能及时准确得到灾情信息和判断火灾情况,人员起始疏散时间较公共建筑要迟。(2)发生火灾时,在“烟囱效应”作用下,烟气和火势竖向蔓延快,若楼梯间的门关闭不严会使烟气进入楼梯间,增加人员安全疏散的困难。(3)人员集中,容易出现混乱、拥挤的情况。而且在疏散过程中人往往倾向于选择熟悉的路线疏散,先跑向电梯,发现电梯停止使用后,再向楼梯疏散,因此容易在封闭楼梯间门前和防烟楼梯间前室产生拥堵现象。1.1安全出口设计难度《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95,2005年版,以下简称《高规》)规定“十八层及十八层以下每个单元设有一座通向屋顶的疏散楼梯,单元之间的楼梯通过屋顶连通,单元与单元之间设有防火墙,户门为甲级防火门,窗间墙宽度、窗槛墙高度大于1.2m且为不燃烧体墙的单元式住宅”可以设置一个安全出口。尽管《高规》针对这个问题,已经做了合理和科学的修改,即不再要求十层以上层层设单元通廊和连通阳台,改善了建筑的立面造型,降低了安全疏散设计的难度。但是在实际执行中,仍然存在规范规定与使用功能、节省投资要求的矛盾,例如:甲级防火门与防盗门难以合一;住户在装修时将防火门换为防盗门;客厅和厨房阳台窗以及相当一部分卧室的落地窗为了增加采光和美观要求,窗槛墙高度难以达到1.2m,为满足规范要求使用甲级防火窗代替不燃烧体窗槛墙,增加了投资又影响了美观;单元隔墙(防火墙)两侧窗间墙宽度受户型局限,难以达到2m;有些户型的厨房阳台窗紧邻楼梯间外窗,其间距也难以达到1.2m。1.2规范尺度与尺度不一《高规》对于单元式住宅如何设置两个安全出口,未做明确规定。由于连通单元楼梯间的阳台或凹廊紧邻住户的房间外窗,影响住户的安全和生活,所以建设单位和设计单位对于十八层以上的单元式高层住宅建筑都不采用这种做法,而采用剪刀楼梯间来设置两个安全出口。同时高层住宅受面积指标的限制,又要满足功能使用的要求,设置两个防烟前室有些情况下十分困难。所以剪刀楼梯间的防烟前室一般都共用,并且再和消防电梯的前室合用,即所谓的“三合一”前室。在实际执行中,建设单位、设计单位和消防监督部门在各自的立场上,对这些问题的处理意见分歧较大,以至于各地在对规范的掌握上存在不同的尺度。形成这种现状有两个原因:(1)国家规范的适用滞后于建筑设计思想的发展,随着国际交往的深入和建筑市场的国际化,国外的先进建筑设计理念开始影响国内的房地产商和建筑设计单位,在户型布局、户内采光、外形美观等方面的要求已经与国家规范的限制形成矛盾。(2)各规范控制尺度不一致,如《住宅建筑设计规范》规定,窗槛墙高度不低于0.8m,而《高规》则要求窗槛墙高度应大于1.2m。《住宅建筑设计规范》要求楼梯间窗与套房窗水平净距不小于1.0m,而《高规》无此项要求。《住宅建筑设计规范》规定电缆井和管道井可设在前室、合用前室里,但检修门应采用丙级防火门,而《高规》则不允许在防烟楼梯间前室内设竖井检修门。再如,《高规》允许在疏散走道上设防火卷帘,防火卷帘两侧应具有自动、手动和机械控制启闭的装置。但《建筑设计防火规范》则规定疏散门只能是平开门。2未形成竞争事实建筑物的消防设防水平应当考虑投入和回报,其消防投入的价值只有在火灾时才能体现出来,所以消防投入必须考虑建筑物发生火灾的概率大小和火灾可能产生的损失大小,同时消防投入还必须考虑投入的有效性,杜绝无效投入和重复投入。以中部地区某省会城市为例,在投入使用的十八层以下的高层住宅建筑中,33%的窗槛墙,特别是阳台落地窗的窗槛墙高度在0.6～0.8m之间;防烟楼梯间的门由于方便使用和采光要求基本上为常开状态;在使用中已经有40%的户门被更换为普通防盗门。且根据火灾统计情况,该城市高层住宅建筑近5年内,发生火灾事故仅1起,火灾直接损失约2万元,并且没有形成火势向上层蔓延的现象。鉴于这种情况,从火灾时保证人员安全快速撤离的要求出发,笔者认为可以适当减少单元式高层住宅建筑设置一个和两个安全出口的条件限制,同时从以下几个环节采取措施提高安全疏散设施的整体安全可靠度。2.1防火设备的设置在住户内设置独立式的火灾自动报警探测器,并且在厨房设置独立式的可燃气体报警装置。这些投资完全可以抵消设置防火玻璃窗的投资。并且由于十二层以上的单元式高层住宅建筑都设有联动控制消防电梯前室机械加压送风口的火灾自动探测器,可以在楼梯间每层设置光电报警器,或者利用带有广播功能的单元门禁系统发出火灾警报。通过提升发现火灾的技术手段,为人员疏散争取时间。2.2通过风井施工质量控制内部风压,提高风力压的安全标准和设计规范2.2.1对于单元式高层住宅建筑设置一个安全出口的情况:(1)在未制定高层住宅建筑专用的防火防盗门产品标准前,适当允许开向公共走道的户门,可以不设防火门。(2)提高防烟楼梯间的实际安全性,将楼梯间的门设为能通过前室的火灾探测器的信号和火灾报警控制器联动控制的带有闭门释放器的防火门。(3)对于厨房和卧室的窗槛墙的高度可以参照幕墙的防火要求,放宽到0.8m。但是对于客厅的阳台窗,由于一般阳台和客厅之间在顶板上都有高度为0.4m左右的梁,可以减弱火焰向上蔓延的趋势,所以其窗槛墙的高度可以放宽到0.8m以下。(4)加强对机械加压送风机安装和风井施工质量的要求,提高送风风压的安全稳定性。避免风井内壁施工质量不合要求,导致风压损失过大。(5)禁止在楼梯间内设置燃气供气管道。2.2.2对于单元式高层住宅建筑设置两个安全出口的情况:(1)在前室外设置公共走道,住宅的户门不允许直接开向前室,只允许直接开向公共走道,水、暖、电等管道井的检修门也开向公共走道,从而提高前室的安全性。(2)增加合用前室的面积,十八层以上高层住宅楼的剪刀梯与消防电梯合用前室的面积增加到16～20m2,加上前室外的公共走道面积,其建筑公共部分的总面积可以达到25m2。其设计的科学性主要在于其公共部分的面积较大,可以消除火灾时人员疏散的拥挤现象,即便是消防队员乘坐消防电梯前往着火楼层或其上、下层,也不致与疏散的人流产生冲突。(3)增加前室的自然排烟外窗面积和机械加压送风量,将楼梯间的门设计为能通过前室的火灾探测器的信号和火灾报警控制器联动控制的自行关闭的防火门,确保前室的实际防烟能力。2.2.3对安装有门禁系统的住宅,应保证住宅直通室外的门在任何时候能从内部徒手开启,并且确保火灾确认后,消防控制室应能自动打开由门禁系统控制的门。2.3提高户的消防安全素质,确保住宅建筑的安全性保证消防开其措施主要包括:(1)结合实际情况和现行法律法规修订《高层居民住宅楼防火管理规则》,进一步明确高层住宅建筑的消防安全管理单位和住户的消防安全责任,明确房地产商和物业公司的消防安全责任。(2)普及消防安全知识。针对高层住宅建筑的特点,在入住前告知住户各类消防设施的设置情况和保护要求;火灾情况下的逃生自救方法和采用阻燃装修材料的安全性,提高住户的消防安全素质。(3)加强对于消防设施的日常管理。特别是要加强消防电梯、机械加压送风系统、应急照明和疏散指示标志的日常维护和检查。(4)加强针对高层住宅建筑的灭火演练。高层住宅建筑所在城市,消防站的人员素质和装备水平均比较高,只要消防队能够利用消防电梯快速到达着火楼层,就可以快速控制火灾。(5)为住户配置灭火器,并由建筑的消防安全管理单位负责检修更换,确保住户