超高层综合体消防设计探讨

钟锦招

筑博设计股份有限公司 广东深圳 518000

摘要：本文以超高层综合体项目为例，通过对超高层综合体消防设计问题的研究与阐述，为以后超高层综合体项目的设计提供参考。

关键词：超高层综合体；消防设计；避难层設计

随着我国经济建设的迅速发展，人民生活水平的不断提高以及其他各项事业的兴旺发达，城市用地日益紧张，促使建筑物正朝着高层化、密集化方向发展，该建筑物的装修用料和方式也越趋多样化，并随着用电负荷及煤气耗量的加大，因其自身特点，火灾的隐患较大，一旦发生火灾，火灾蔓延迅速，人员疏散困难，救援难度大。因此，在进行此类场所的消防设计时应引起足够的重视，切实做到安全可靠。

一、工程概况

本超高层综合体项目，总用地面积约 3万m2，总建筑面积 达48万m2，容积率 11.11，建筑密度 39.9%，绿地率 31.2%。塔楼总高度 432m，共 103 层，设有地下停车位 1700 个，主要由主塔楼（103 层）、酒店式公寓及裙楼和地下室组成。

主要功能包括：

主塔楼：智能化超甲级写字楼（1～65 层）、五星级酒店（69～100 层）、副楼的套间式办公楼、裙楼南侧的多功能会议展览厅、裙楼北侧的超高档商场和地下停车库。

酒店式公寓：酒店式公寓北翼、南翼分别位。于用地的北侧和西侧成“L”，均为28层，层高 99.4m。

地下部分：地下室 4 层，地下夹层 1 层，总建筑面积 11万m2，地下室空间除地下一层、夹层的北侧仍有部分商业外，其余为设备机房和地下车库。

项目建成之后必将成为城市新城地标性建筑。

二、防火设计要点

针对高层建筑火灾具有火势蔓延快、疏散困难、扑救难度大、火灾隐患多等特点，根据国家“预防为主，防消结合”的方针，从项目全局出发，结合本项目的自身特点研究选用可靠的消防措施，保证安全。通过对《高层建筑防火规范》和对以往超高层项目的研究，从建筑设计、防排烟设计及消防给水设计等不同方面进行综合分析，总结了超高层消防设计以下要点：

1.超高层建筑防火设计主要原则

超高层建筑的防火设计，首先我们必须严格遵守《高规》等国家消防设计规范和“预防为主，防消结合”的消防工作方针，并针对超高层建筑火灾的因素及特点，在“自防自救”的目标下，从建筑整体设计出发，采用合适的消防系统，做到安全可靠、技术先进、经济适用，保障消防安全。

由于超高层建筑自身特点，垂直距离大，里面有大量人员及易燃材料、电器等，发生火灾时，大火热辐射范围广、温度高、浓烟滚滚、其向上蔓延速度快、途径多，灭火人员难以使用外力对大火进行有效控制。同时目前世界消防登高梯最高只有100m，限制超高层建筑的救援工作，所以超高层建筑防火设计应做到“预防为主，防患于未然”，并立足于自救，要求超高层建筑内消防系统必须做到稳定、可靠，并能够迅速有效控制火势。

其次，因为《高规》条款规定的设计值只是最低限度要求，所以我们在消防设计时候，在条件允许的情况下，需保留有一定的余地，不可在这些最低限度要求边上进行设计。最后，超高层建筑由于其自身的特殊性，有时遇到有关规范没有明确或者特殊情况，不能盲目照搬规范或者以以往经验去设计，最好先与消防部门沟通，征询其专业意见。

2.防火与安全疏散分析

2.1消防平台

高层消防平台又名建筑消防登高面，是指登高消防车靠近超高层建筑主体，展开消防车登高云梯，使消防队员进入超高层建筑内部，营救受困人员、对建筑内部大火进行扑救。登高作业场地就是沿超高层建筑登高面实施登高作业的操作空间。超高层建筑的首层平面布局及功能设置的多样性，给其对大火的扑灭、救援工作带来许多妨碍因素，如果在建筑设计中，没有考虑对消防平台极其作业场地，导致在火灾时，消防车无法接近超高层建筑实施灭火，造成大量的经济物资的损失和人员伤亡。众说周知，消防平台和作业场地对超高层建筑的防火设计具有不可取代的作用，但不可避免一些建设单位及设计片面只追求建筑的建筑内部功能、装修的设计和外立面造型，往往没有足够的重视对消防平台和作业场地的设置。

根据（（高规》4.1.7规定：高层建筑的底边至少有一个长边或周边长度的1/4且不小于一个长边长度，不应布置高度大于5.00m、进深大于4.00m的裙房，且在此范围内必须设有直通室外的楼梯或直通楼梯间的出口。

该城市目前共有登高消防车41辆，其中最高的是78米登高消防车（世界上最高的云梯车是108米，国内最高的是90米），可供22至23层楼高的火灾扑救或救援用，该车自去年以1300万元人民币的价格从芬兰购入后己投入使用。

但同时由于该车长度为16.5米，工作半径达为10米，从而全市绝大部分道路都不适用。所以本项目在设置主塔楼时，留有足够大空间，满足消防登高面和作业面的要求。

2.2防火分区的划分

2.2.1水平方向防火分区

超高层建筑面积大、区域多，尤其是购物中心、酒店、高级写字楼，功能要求多，易燃物品种及数量繁多，一旦发生火灾，火情迅速蔓延、热辐射强，随之烟气也会迅速扩散，必然造成巨大的财产损失和人员伤亡。因此，除应减少建筑物内部易燃物品种及数量，对装修材应该严格按照规范要求采用不燃或难燃材料以及设置相应消防系统之外，还必须按规范要求划分防火和防烟分区（参照（（高规》）。

因消防防排烟分区的设置可以由通过挡烟垂壁等设备完成，对建筑的布局影响不大，所以我们就不做分析。

对于防火分区设计，就是分区面积的控制。《高规》第5章己对各种防火分区的面积做出了详细的要求和控制。由以上消防相关主要规定可以得出一些关于超高层防火分区设计的结论：

1.一类建筑每个防火分区的建筑面积为1000平方米；

2.设有自动灭火系统的防火分区，其允许最大建筑面积可以增加；

3.高层建筑内商业营业厅、展览厅等，当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统且采用不燃或难燃材料装修时，地上部分防火分区允许最大建筑面积为4000平方米，地下部分防火分區允许最大建筑面积为2000平方米；

4.高层建筑与其裙楼之间设有防火墙等防火分隔时，其裙楼的防火分区允许最大建筑面积不应大于2500平方米，当设有自动喷水灭火系统时，防火分区允许最大建筑面积可增加1倍。

以上结论己经把大部分超高层建筑水平方向的防火分区划分均涵盖其中。一般情况都按《高规》设计就可以了。但是，由于超高层建筑地上楼层的标准层平面划分大部分会一致，且地上部分标准层面积不大，通常情况不会出现一层内有数个防火分区的情况；所以，地上部分的水平方向防火分区划分相对容易。而地下部分却不同，一层内可能会出现多种不同性质功能的区域，如停车场、设备间、饮食区域、商场等，虽然地下部分每层面积较大，但规范要求相对地上部分严格，每个功能区对防火分区的面积要求不一样，所以造成地下防火分区划分难度较大，所以必须综合考虑规范与现场实际功能要求来划分防火分区。

2.2.2垂直方向防火分区

火灾在平面上蔓延，同时沿着建筑物各种竖向通道向上楼层蔓延燃烧，为了避免超高层建筑物层与层之间竖向发生过火现象，可采用耐火性能较好的楼板及窗间墙（含窗下墙），并在楼层间做一定防火隔断措施，通过对每个楼层进行的防火分隔，使建筑物的垂直方向形成竖向防火分区。

《高规》5.1.4规定：高层建筑内设有上下层相连通的走廊、敞开楼梯、自动扶梯、传送带等开口部位时，应按上下连通层作为一个防火分区，其允许最大建筑面积之和不应超过本规范第5.1.1条的规定。当上下开口部位设有耐火极限大于3.00h的防火卷帘或水幕等分隔设施时，其面积可不叠加计算。5.1.5规定：高层建筑中庭防火分区面积应按上、下层连通的面积叠加计算。

根据《高规》，本项目属于一类公共建筑，同时是一级耐火等级。防火分区划分如下：

B4层：划分9个防火分区。

B3层：划分9个防火分区。

B2层：划分9个防火分区。

B1层：划分9个防火分区。

B1M层：划分9个防火分区。

F1-F3层：三层高区域划分2个防火分区。酒店入口大堂为一个独立的防火分区，面积小于2000平方米。办公楼入口大堂中庭为一个独立的防火分区，面积约为3500平方米。塔楼与裙楼大堂交接处采用单艳钾A级防火玻璃和防火卷帘进行分隔。

标准办公层（F4-F66），面积约为2600～3100平方米（其中包括约800平方米核心筒），每层划分2个防火分区，每个防火分区面积小于2000平方米。

F67，F68层为设备层及避难层，每层划分2个防火分区，每个分区面积小于2000平方米。

F69层划分为1个防火分区，用于商业营业，面积约为2200平方<4000平方米。酒店中庭高115米，为一个独立的防火分区，F70面积约为2400平方米。

F71，F72层各为一个独立的防火分区，面积小于2000平方米。F71，F72楼层边缘设置特级防火卷帘与酒店中庭分隔。

F73-98面向中庭的酒店客房等得墙均采用防火墙，墙上采用能自行关闭的乙级防火门、窗。

F99和F100两层西餐厅/观光层作为一独立的防火单元，用于商业营业，总面积2200平方米，其中厨房（面积约250平方米）采用防火墙分隔。F99，F100层采用单艳钾A级防火玻璃（（1小时耐火极限）作为与中庭之间的防火分隔。

2.3安全疏散设计

安全疏散是超高层建筑防火设计的一项重要内容，对超高层建筑需要设计完善的安全疏散设施，能够保证在火灾紧急情况下，建筑物内人员及物资财富尽快撤离，同时使消防人员迅速接近起火部位，创造良好的条件。

安全疏散设施主要有：疏散楼梯、安全出口、走道、门等；辅助疏散设施主要有：救生袋缓冲器、疏散阳台、等；超高层建筑安全疏散设施，还包括避难层和屋顶直升飞机停机坪等。

安全疏散设计整体来说就是在火灾发生时，能让超高层建筑内部人员通过安全合理的一个（或多个）疏散楼梯，分散有序地在合理的最短时间内从各楼层疏散至地面或最近的避难场所（避难间）中。要实现此目的，必须要在保证以下几点：

1.建筑内部安排有合理数量的疏散出口；

2.保证室内各点在合理的安全距离内能到达疏散出口；

3.疏散楼梯的宽度要满足最大人流情况时的安全疏散要求；

4.各个疏散楼梯前室或楼梯间内部要设有严格的防烟措施。

根据《高规》要求，本项目地上楼上所有防火分区均可直接到达两个安全出口。办公层疏散楼梯前设置扩大前室。

地下层各防火分区均可直接到达一个直通室外的安全出口（两个防火分区通过扩大前室共用疏散楼梯），并将设置相邻防火分区之间的防火门作为第二疏散出口。（过厅防火分区内设有一条直通室外的楼梯，同时通过一条安全通道连接到另一条楼梯。通道形成正压，保证人员疏散）

本项目酒店大堂层（F70）疏散楼梯宽度略小于规范要求。

表1本项目各楼层安全疏散情况（自制）

楼层 楼梯

数量 楼梯

宽度 楼梯门

宽度 允许疏散人数

（楼梯） 允许疏散

人数（门） 楼层最大

人数

F1-F68 3 1.2m 1.09m 360 327 287

F69-F72 3 1.2m 1.2m 360 360 355