超高层民用建筑国内外防火规范比较研究

●殷 铮

(天津武清区消防支队，天津 301700)

近年来，超高层民用建筑在我国呈快速发展之势，建筑高度不断被刷新，高层建筑密集区不断涌现，其消防安全问题已引起社会广泛关注。而现行防火规范对超高层建筑的防火要求，除了火灾自动报警和自动灭火系统设置方面高于一般高层建筑外，在其他方面还没有提出更为严格的要求。对于超过250m的高层建筑，在规范中也只是规定“当高层民用建筑的建筑高度超过250m时，建筑设计采取的特殊的防火措施，应提交国家消防主管部门组织专题研究、论证”，各地组织召开的专家论证会不同程度存在对相近问题有不同建议等问题。为此，笔者认为需要研究加强超高层民用建筑的具体防火要求，如结构耐火性能、防火间距、避难设施、消防救援等。

1 国内外防火规范的比较

1.1 高层建筑划分

《民用建筑设计通则》(GB50352－2005)规定，建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。《住宅建筑规范》(GB50368－2005)规定，35层及35层以上的住宅建筑应设置自动喷水灭火系统和火灾自动报警系统。《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045－95，2005年版)规定，当高层建筑的建筑高度超过250m时，建筑设计采取的特殊的防火措施，应提交国家消防主管部门组织专题研究、论证。

美国《国际建筑规范》(2009年版)规定，有人员使用的楼面到消防车可以到达的地面的高差大于22.9m的建筑为高层建筑。对于建筑高度小于等于128m的建筑，可采用ⅠB类耐火等级的结构替代ⅠA类耐火等级的结构，但承重柱的耐火极限不应降低。

英国《建筑设计、管理及使用消防安全技术规范》(BS9999∶2008)规定，顶层楼板到地面的高度超过18m时，应设置消防电梯和防烟楼梯间且前室内设置消火栓。此外该规范按照顶层楼面高度的不同对建筑耐火等级作了规定，如A2类建筑(人员处于清醒状态且熟悉环境，火灾增长速率为中速火)，当顶层楼面高度超过60m时，构件耐火极限不低于2.50h。

法国《高层建筑防火安全法规》(2007年版)规定，建筑高度大于50m的住宅及建筑高度大于28m的其他类型的建筑为高层建筑，建筑高度大于200m的建筑为超高层建筑。

1972年的国际高层建筑会议将高层建筑分为4类:第一类为9～16层(最高50m)，第二类为17～25层(最高75m)，第三类为26～40层(最高100m)，第四类为40层以上(高于100m)。

由此可见，各国对于高层建筑均作了规定，但对超高层建筑的划分并不完全一致。有关高层建筑高度划分标准如下:美国23m、英国30m、法国28m(其中住宅50m)、我国24m，可见几个国家的规定相对而言差别不大，总体上，我国的规定比较适中。

我国和法国明确界定了超高层建筑的划分高度，我国为100m，法国为200m，其中我国规范对建筑高度大于250m的建筑作了专门要求。美国和英国没有单独规定超高层建筑，但从消防救援以及建筑耐火等级角度对超过某一建筑高度的高层建筑作了特殊规定。如美国规定对于建筑高度小于等于128m的建筑，可采用ⅠB类耐火等级的结构替代ⅠA类耐火等级的结构，但承重柱的耐火极限不应降低;英国规定人员处于清醒状态且熟悉环境、火灾增长速率为中速火的建筑，当顶层楼面高度超过60m时，承重构件耐火极限均不低于2.50h。

1.2 耐火等级

各国规范均根据建筑高度及使用功能规定了相应建筑的耐火等级，有关超高层民用建筑主要承重构件的耐火极限要求对比情况见表1。

表1 超高层民用建筑主要承重构件的耐火极限

从表1可以看出我国规范中有关柱、梁、承重墙等承重构件的耐火极限要求与其他国家的规定比较接近，但楼板的耐火极限相对偏低。

根据国内建筑火灾统计资料，火灾延续时间在1.50h以内的占88%，在1.00h以内的占80%。与之对应国内规范将一级耐火等级建筑物楼板的耐火极限定为1.50h，二级耐火等级建筑物楼板的耐火极限定为1.00h。我国二级耐火等级建筑占多数，这样大部分一、二级耐火等级建筑不会被烧垮。当然，建筑构件的耐火极限定得越高，发生火灾时烧垮的可能性就越小，但建筑的造价要增加。

1.3 防火间距

各国规范均通过限定防火间距作为防止火灾在建筑之间蔓延的措施，美国规范详细规定了建筑相邻部位的开口要求，当间距大于9.1m时，则对外墙耐火极限没有要求。英国采用相邻建筑外墙所受热辐射强度来确定防火间距，以是否达到引燃木材的热辐射强度12.6kW·m－2作为判定条件，要求建筑到达公共边界或者假定的边界(而非相邻建筑物)的距离为其达到热辐射要求的计算距离的一半。例如，在火灾规模为30MW的情况下，距离着火建筑7.9m的距离处即可达到12.6kW·m－2的辐射强度，从而可以引燃木材。所以在这种情况下，要求其到达与相邻建筑公共边界的距离取7.9m的一半，即不小于4m。法国规范要求相邻高层建筑外墙的耐火极限不低于2.00h或具有8m的防火间距。

我国规范也有限制外墙开口的类似规定，如开口面积小于外墙面积的5%时，防火间距可减少25%。对于耐火等级均为一、二级的相邻建筑，高民用层建筑与相邻高层建筑的防火间距为13m，与相邻多层建筑的防火间距为9m。我国规范中有关高层建筑与多层建筑的防火间距规定与国外规范相比较为接近。

1.4 避难设施

避难层(间)作为高层建筑尤其是超高层建筑重要的安全疏散设施，各国规范均有详细规定。美国规范规定电梯候梯厅在采取防烟措施的条件下可兼做避难区域，同时对避难区域提出了双向疏散要求。对人员疏散存在困难的医疗建筑，美国规范要求可供患者睡觉休息或治疗的楼层以及其他人员荷载超过50人的楼层均应采用挡烟设施分为至少两个烟气控制区，并对该类建筑中的避难区域面积作了规定，卧床病人按照 2.8m2·人－1、其他人按照 0.56m2·人－1确定避难面积。英国规范允许避难区域设置在受保护的楼梯间内。此外，美国、英国规范均考虑了使用轮椅等行动不便人员的避难需求，其每人占用的面积美国为0.9m2，英国为1.3m2。

我国规范对超高层公共建筑设置避难层作了明确的规定，但对超高层住宅建筑，《民用建筑设计通则》要求设置避难层(间)，而防火设计规范没有相应的规定，有关超高层住宅设置避难设施的技术要求仍需要进一步完善。

1.5 消防救援

确保火灾情况下消防车辆能够迅速到达着火建筑，提供消防救援人员进入建筑物的入口，对于营救建筑内的被困人员、降低火灾损失具有重要意义，国内外规范对消防车道(包括其宽度、通行高度和坡度、回转场地等)及消防扑救作业面(包括长度、与建筑的距离等)均有所规定。

美国规范中消防车辆可到达的位置与建筑内设置消防设施的情况有关，当建筑内设有自动喷水灭火系统时，该距离可相应增加，如消防车道应能到达距建筑入口15m的位置，此外建筑物外墙与消防车道的距离不应超过46m，当设有自动喷水灭火系统时可增加到137m。英国规范规定消防车应能到达距消防水泵接合器18m的位置。法国规范规定消防车道与建筑物的距离不应大于30m。我国规范通过规定消防车登高操作场地的布置要求，限定其与建筑的距离不宜小于5m，且不大于10m。同时规定消防车与消防水泵接合器的距离为15m～40m。可见国内外规范对消防车到达位置与建筑之间的距离要求比较接近，一般控制在15m～40m的范围内。

关于超过一定长度的袋形消防车道应设置回车场地的要求，美国规范规定为46m，英国规范为20m。我国规范规定尽头式消防车道应设置回车道或回车场，但未明确其长度要求，应进一步细化该规定。

2 超高层民用建筑防火设计加强措施

综上所述，针对建筑高度大于100m的超高层民用建筑的防火设计，提出如下加强措施:

2.1 耐火等级

我国规范规定超高层民用建筑的耐火等级为一级，从前文对国内外超高层民用建筑主要承重结构构件的耐火极限对比分析可以看出，我国对于一级耐火等级建筑要求其楼板的耐火极限为1.50h，而国外规范的相关要求均不低于2.00h，可见我国规范对建筑楼板的耐火极限要求相对偏低。为给超高层民用建筑的消防救援以及人员安全疏散提供更有利的条件，建议提高楼板的耐火极限。目前，我国有关楼板的构造做法及耐火性能见表2。

由表2可以看出，在楼板厚度为100mm(保护层厚度为10mm)，其耐火极限可达到2.00h，楼板厚度达到120mm(保护层厚度为20mm)时，耐火极限可达2.65h。结合国外规范的相关要求和我国实际的楼板构造做法情况，对超高层民用建筑楼板的耐火极限提出如下要求:超高层民用建筑楼板的耐火极限不应低于2.00h。

2.2 防火间距

表2 现浇的整体式梁板的耐火极限

我国规范中有关高层建筑与多层建筑的防火间距规定与国外规范相比较为接近。此外，规范中规定在设有防火墙等条件下，高层建筑与相邻建筑的间距可以不限或不小于4m。对于超高层民用建筑，较大的防火间距除有利于防止火灾在建筑之间的蔓延外，也为消防救援提供了有利的条件。考虑到我国超高层建筑的数量及相应的救援和管理条件，建议即使在采取设置防火墙等措施的条件下，也不应调整超高层民用建筑与相邻其他建筑的防火间距。为此，提出如下建议:

超高层民用建筑与相邻民用建筑的防火间距应符合高层民用建筑与民用建筑防火间距的相关规定，其间距在采取设置防火墙等措施的条件下也不应减小。

超高层民用建筑与工业建筑的防火间距(包括与甲类厂房，与甲类仓库，与甲、乙、丙类液体储罐，与可燃气体储罐，与可燃材料堆场的防火间距)应符合高层民用建筑与工业建筑防火间距的规定，其间距在采取设置防火墙等措施的条件下也不应减小。

2.3 避难设施

避难层(间)作为高层建筑尤其是超高层建筑重要的安全疏散设施，各国规范均有详细规定。我国《高层民用建筑设计防火规范》对高层公共建筑设置避难层作了明确的规定，但对高层住宅建筑的避难层设置没有提出要求。仅在《民用建筑设计通则》中有高层住宅需要设置避难层(间)的规定。因此，我国建筑防火设计规范中有关超高层住宅设置避难设施的技术要求仍需要进一步完善。可以结合住宅建筑的特点，设置避难间。同时参考美国、英国等国家的规范对医疗建筑的避难区域或使用轮椅等行动不便人员的避难需求的规定，我国建筑设计防火规范在规定高层建筑安全疏散设施时也应考虑行动不便人员的避难需求，为该类人员的安全疏散提供可靠的保障。此外，对于高层建筑避难间的具体设置高度要求，需要考虑到当前消防车辆救援高度一般在50m的实际情况。为此，提出如下具体建议:

建筑高度大于50m的高层病房楼，其50m以上楼层每层应设置避难间。建筑高度大于54m的住宅建筑，其54m以上楼层每层应设置避难间。

2.4 消防救援

《建筑设计防火规范》(整合修订稿)对消防灭火救援要求的规定，补充了现行相关国家标准在消防救援规定方面的不足，但对需要设置回车场的尽头式消防车道的长度要求需补充规定。结合道路中心线间的距离不宜大于160m的规定建议取1/4，即40m。此外，超高层住宅建筑与其他使用功能的建筑上下组合建造时，其裙房屋面如果兼做消防车登高操作场地，应对其屋面板的耐火极限提高要求，以确保消防救援作业的安全，可考虑与防火墙的耐火极限要求一致，即3.00h。为此，提出如下具体建议:一是长度超过40m的尽头式消防车道应该设置回车道或回车场。二是超高层住宅建筑与其他使用功能的建筑合建，住宅部分通过裙房屋面疏散且裙房屋面用作消防车登高操作场地时，裙房屋面板的耐火极限不应低于 3.00h。

3 结论

基于上述比较分析，对于超高层民用建筑的防火要求，笔者建议在《建筑设计防火规范》(整合修订送审稿)中增加以下规定:

3.1 耐火等级。超高层民用建筑耐火等级不应低于一级，其楼板的耐火极限不应低于2.00h。

3.2 防火间距。超高层民用建筑与相邻民用建筑的防火间距应符合高层民用建筑与民用建筑防火间距的相关规定，其间距在采取设置防火墙等措施的条件下不应减小;超高层民用建筑与工业建筑的防火间距(包括与甲类厂房，与甲类仓库，与甲、乙、丙类液体储罐，与可燃气体储罐，与可燃材料堆场的防火间距)应符合高层民用建筑与工业建筑防火间距的规定，其间距在采取设置防火墙等措施的条件下也不应减小。

3.3 避难设施。建筑高度大于50m的高层病房楼，其50m以上楼层每层应设置避难间;建筑高度大于54m的住宅建筑，其54m以上楼层每层应设置避难间。

3.4 消防救援。长度超过40m的尽头式消防车道应设置回车道或回车场;超高层住宅建筑与其他使用功能的建筑合建，住宅部分通过裙房屋面疏散且裙房屋面用作消防车登高操作场地时，裙房屋面板的耐火极限不应低于3.00h。

［1］GB50045－95，高层民用建筑设计防火规范(2005年版)［S］.

［2］GB50352－2005，民用建筑设计通则［S］.

［3］GB50368－2005，住宅建筑规范［S］.

［4］建筑设计防火规范(整合修订送审稿)［S］.

［5］美国.国际建筑规范［S］.2009.

［6］英国.BS9999:2008，建筑设计、管理及使用消防安全技术规范［S］.

［7］法国.高层建筑防火安全法规［S］.2007.