浅论高层建筑的安全疏散问题

■ 李 阳

浅论高层建筑的安全疏散问题

■ 李 阳

0 引言

近年来，随着我国经济社会的迅速发展，城市建设突飞猛进，高层建筑如雨后春笋般崛起，特别是出现了不少综合性的高层建筑，这对改善城市景观和人民居住条件起到了积极作用。高层建筑能够发挥其正常的功能作用，除了合理的功能分区之外，还必须有合理的安全疏散和交通线路设计，尤其是高层建筑，大型高层公共建筑，功能多样，交通路线错综复杂。一旦发生火灾，后果不堪设想。从已有的火灾案例来看，高层建筑存在较大的火险隐患，特别是在安全疏散方面问题突出，其防火设计必须受到重视。

1 高层建筑火灾的特点

高层建筑火灾由其自身特点决定，概况起来有4个方面。

1）高层建筑一旦发生火灾特别容易蔓延、扩大。一方面由于高层建筑采用大跨度框架结构和灵活的环境布置，使建筑物开间和隔墙布置复杂。随着建筑高度增加，起火前室内外温差所形成的热风压大，起火后由于温度变化而引起烟气运动的火风压大，因而火灾时烟气蔓延、扩散迅速。同时，高层建筑室外风速、风压随着建筑物的高度而增大，当建筑物高度为90 m时，其顶层的风速达15 m/s。室外风速增大，则火灾烟气蔓延速度急剧加快。另一方面，大多数高层建筑都设有多而长的竖向井管如楼梯井、电梯井、管道井、电缆井、排风管道等，一旦室内起火，这些竖直通道的烟囱效应就会使烟火很容易由建筑物的下层蔓延到上层。

2）高层建筑发生火灾时，人员疏散困难，伤亡惨重。高层建筑内居住的人员多而杂，楼层高，垂直疏散距离长，一旦发生火灾，则疏散困难。当火灾发展而必须切断电源时，普通电梯不能使用，仅能靠疏散楼梯进行安全疏散，费时多。据相关资料统计，在高度60 m的高层建筑内，人员安全疏散的时间需0.5 h；在高度为150 m的超高层建筑中，则需2 h以上。一旦发生火灾，人的慌乱心理加上

建筑通道复杂及楼层多等，使人员疏散难度大，难以安全疏散逃离。同时，火灾中烟气在竖直方向上的流动速度是人员疏散速度的100多倍。人员疏散又与烟火蔓延方向相反，人们不得不在烟熏和热气流的烘烤中疏散，这就进一步增加了疏散的艰巨性和危险性，被困人群往往因来不及疏散而被烟火熏死或烧死。

3）引起高层建筑火灾的因素多。高层建筑功能复杂，电气化和自动化程度高，用电设备多且用电量大，漏电、短路等故障的几率增加，容易形成点火源。另外，由于居住的人员多，人为因素引发火灾的机率也会相应增多。据调查，因吸烟不慎而引起的火灾是高层建筑火灾最常见的原因。

4）高层建筑火灾扑救难度大。①登高困难。高层建筑发生火灾时，如不借助消防电梯，一般的消防队员徒步跑上6、7层，其体力已消耗到基本丧失战斗力，而由于经济等因素，消防电梯的设置终究有限。若是利用登高消防车，目前世界上最先进的登高消防车一般也只能达到100 m左右，这显然不能适应当今高层建筑火灾扑救的需要。②用水量大，供水困难。高层建筑发生火灾时，冷却和控制火灾蔓延扩大的用水量相当大，从国内外高层建筑火灾实例来看，高层建筑火灾实际用水量需要每秒上百至几百升。而目前，扑救高层建筑火灾的消火栓系统的供水量约为每秒几十升，因此，只好借助消防队千方百计往高楼供水，但由于受水带耐压强度和消防车供水高度的影响，常因供水不上而贻误灭火战机。

2 高层建筑安全疏散的重要性和必要性

高层建筑的功能分区是否合理，交通路线是否通畅，人员安全疏散快捷，这不仅能够反映一个建筑物的实用性和经济性，同时还涉及到人民生命财产的安全问题。对高层建筑进行防火设计，应从其建筑及使用特点出发，充分考虑建筑功能与消防安全的合理关系。安全疏散和避难设计攸关人员生命安全，要求高、难度大，无疑是高层建筑防火设计中的重点和难点。

3 高层建筑安全疏散设计的若干对策

3.1 合理布置安全疏散路线

火灾发生后，人们在紧急疏散时，一个阶段比一个阶段安全性高，即人们从着火房间或部位跑到公共走道，再由公共走道到达疏散楼梯间，然后转向室外或其他安全处，一步比一步安全，不会产生“逆流”情况，这样的疏散路线即为安全疏散路线。因此，在布置疏散路线时，既要力求简捷明了，便于寻找、辨别，并要特别注意疏散楼梯的位置，一般来说，疏散楼梯靠近电梯布置是恰当的，因为发生火灾时，考虑将经常使用的路线和火灾时紧急使用的路线有机地结合起来，有利于迅速而安全地疏散人员。同时，要防止疏散楼梯与消防电梯合用一个凹廊作前室。因为这种布置方法，在火灾时会发生疏散人员与消防人员的流线交叉和相互干扰，有碍安全疏散和消防扑救。

3.2 合理布置环形、双向走道或无尽端房间的走道

在高层建筑设计中，应根据建筑物不同使用性质、采用结构类不同等因素，尽量布置环形走道、双向走道或无尽端房间的走道、“人”字型走道。这样布置交通的优点是，既方便平时使用，火灾时又能迅速使人们安全疏散。例如：高层住宅建

筑，一般采用无尽端房间的外廊式或内廊式走道，对于塔式住宅，其特点是以电梯、楼梯和公共走道组成一个平面核心，所有的住户都分布在核心的四周。这种平面形式布置紧凑，既方便平时使用，又便于火灾时紧急疏散。办公和旅馆高层建筑，凡采用大空间办公室的，大多采用环形走道或双向走道。

3.3 合理布置疏散出口

为了保证人们在火灾时向两个不同疏散方向进行疏散，一般应在靠近主题建筑标准层或其防火分区的两端或接近两端出口处设置疏散出口。在火灾时人们常常是冲向熟悉、习惯和明亮处的出口或楼梯疏散，若遇到烟火阻碍，就得掉头寻找出路，尤其是人在惊恐、失去理智控制的情况下，往往会盲目行动，如只有一个方向的疏散路线是极不安全的。在建筑物中任何部位，最好同时有两个或两个以上的疏散方向可供疏散。避免把疏散走道布置成袋形，因为袋形走道的致命弱点是只有一个疏散方向，火灾时一旦出口被烟火堵住，其走道内的人员就很难安全脱险。在条件许可时，疏散楼梯间及其前室，应尽量靠近外墙设置。因为这样布置，可利用在外墙开启窗户进行自然排烟，从而为人员安全疏散和消防扑救创造有利条件。如因条件限制，将疏散楼梯布置在建筑核心部位时，应设有机械正压送风设施，以利安全疏散。

3.4 合理布置疏散楼梯

这是疏散道上的第二安全区域。为保证在发生火灾时人们能够迅速安全疏散，对于旅馆、办公建筑、教学建筑、科研建筑、医院、商业建筑、电力调度建筑、广播电视建筑、通廊式住宅等或其每个防火分区，应设有两个不同疏散方向的疏散楼梯。从安全疏散角度看，上述布置方式有以下作用：

1）由于是两个不同疏散方向的安全出口，就可以避免将两个疏散出口（主要是楼梯） 布置在建筑物同一层平面相距很近的一侧，在发生火灾时就可避免人群拥挤而出现混乱的情况，也可避免两个出口全被烟火封住，失去两个出口的作用，造成不应有的损失。

2）可为人们迅速安全疏散创造有利条件。由许多火灾实例和实验得知，人们常常会按平时的行动习惯进行紧急情况下的行动。例如，在火灾情况下，首先向熟悉的疏散路线冲去，但由于争相逃命，惊慌异常，有可能奔向窄狭地点，以致不能很快脱险。再次失去理智控制的人，往往会追随别人盲目行动。若有了不同疏散方向的安全出口，就能较好地与平时疏散活动结合起来，火灾紧急疏散时就可避免上述情况的出现。

3.5 合理设置疏散门

建筑物底层公共疏散门与各种高层建筑有的安全出口与楼梯的数量与宽度相同。这对整个建筑物人员安全疏散是十分有利的，在设计中如遇到上层工作人数和底层工作人数基本相同的情况，可以仿效。不过，在许多情况下，高层公共建筑物的底层或其上一、二、三层为公共活动用房，人数集中，在这种情况下，必须分别设置，其外门的总宽度要比楼梯总宽度宽些，出口数量多些。房间的疏散门安全出口的疏散能力，除了与总宽度有关外，还与一个房间的安全出口数有关，如果人员较多的房间，只布置一两个宽大的出口，平时通行不便，火灾时应急困难，容易造成人员伤亡。因此，凡人员较集中的房间，既要考虑平时疏散的方便，又要满足紧急情况下的需要。应在安全出口的数量、分布、距离方面综合考虑确定。

4 结 语

本文初步探讨了有关高层建筑安全疏散设计的问题，实际上，高层建筑消防安全涉及许多方面。高层建筑的防火设计是一个持续性的课题，随着近年来超大型公共建筑的出现，其功能的复杂化和不断出现的新的问题，有待建筑设计人员和消防专业人士做进一步的探讨和研究。