超高层外向型疏散方式的关键技术研究——以多功能共享疏散为例

贾韶宇，陈桐

（中国建筑设计研究院有限公司，北京 100010）

1 引言

目前，中国是世界上建成超高层数量最多的国家。超高层建筑由于其本身向天空寻求面积的特性，一旦发生安全事故，人员难以快速安全到达地面，容易造成人员伤亡和财产损失。

传统的超高层疏散理念，疏散方式单一，未充分考虑超高层建筑的疏散风险。传统的辅助疏散措施如逃生滑梯，逃生管道等，因其设计构造复杂，缺乏系统性、高效性、安全性的论证，难以在超高层建筑中广泛运用。

2 多功能共享疏散的关键技术研究

随着超高层建筑设计理念与实践技术的发展，公共共享空间逐渐打破原有封闭空间的形态，成为超高层建筑提升空间品质、满足人们需求的必要空间。多功能共享疏散便是结合共享空间，联系楼梯平台、坡道、景观绿化等设置共同组成新型外向型疏散方式。例如，巴塞罗那菲拉万丽酒店（见图1）、中国建筑设计研究院BIM 创新楼（见图2）以及东京荒川大厦（见图3）等。

图1 巴塞罗那菲拉万丽酒店

图2 中国建筑设计研究院BIM 创新楼

图3 东京荒川大厦

在打破原有层层封闭的超高层建筑室内外环境时，多功能共享疏散也产生一定的问题，如在高区较易产生恐高心理，受环境影响较大等。因此，本文主要从技术层面探讨，如何使多功能共享疏散具有更好的安全性和高效性。

3 多功能共享疏散的安全性技术研究

3.1 个体因素研究

多功能共享疏散楼梯个体影响因素，主要是在疏散时造成的人们的恐慌，如恐高心理，拥挤踩踏等危险因素。因此，为解决个体因素的技术措施，笔者结合相关案例与理论研究，提出楼梯布局优化、增加竖向维护、增加警示标志等技术措施。

3.1.1 楼梯布局优化

多功能共享疏散，因楼梯设置在室外，应遵循“上风向原则”应在设计中对室外风环境进行模拟，然后根据具体位置的风压确定其局部风向，进而将风向楼梯布置在局部上风，且风速较小利于活动的区域。

其次，可以通过扩大共享空间，或绿化隔离等方式，适当弱化每层相对高度，减弱恐高心理。如中国建筑设计研究院BIM 楼（见图4），通过扩大共享空间的方式，使楼层间的相对高度减小到1 层（见图5），减小了人们在使用楼梯时，与室外地面的直接高度，从而避免恐高心理。

图5 多功能共享式外示意图

3.1.2 增加楼梯围护结构

适当增加或提高楼梯围护结构，在解决恐高心理时，发挥着不可替代的作用。例如，在巴塞罗那菲拉万丽酒店中（见图6），楼梯通过“嵌入”方式置入建筑形体，建筑外墙形成天然围护屏障，限定公共安全共享活动空间，恐高问题随之解决。

图6 巴塞罗那菲拉万丽酒店

其次，增加栏杆扶手高度、增加竖向格栅等方式（见图7），也可缓解恐高心理。依据GB 50352—2019《民用建筑设计统一标准》，高于24m 的上人屋面，中庭栏杆高度不应小于1.2m，而在超高层往往增加至1.5 ～1.8m，相关实际案例也可佐证。

图7 扶手格栅示意图

3.1.3 安全指示标识

安全疏散指示标志，对人员安全疏散具有重要作用。国内外实际应用表明，指示标志可以更有效地帮助人们在灾害发生时，及时识别疏散位置和方向，迅速沿着发光指示方向顺利疏散，避免造成人员伤亡，提升安全性。

3.2 楼梯本身因素研究

楼梯本身因素研究主要立足于在灾害发生时，楼梯如何保持整体稳定性与安全性，主要考虑防火设计、防滑性能、应对灾害天气等因素。

3.2.1 防火设计

多功能共享疏散楼梯，以室外楼梯为主要疏散方式，因此，应满足室外疏散楼梯的消防规范：应采用耐火结构与建筑物分隔，且楼梯周围2 m 范围内不开设除疏散门窗以外的洞口，以阻断火势和烟气蔓延。楼梯靠近建筑一侧的外墙耐火极限不应小于2 h。

其次，采用耐火构造设计也是保证楼梯安全性的重要措施。建筑设计防火规范中对建筑主体建构、楼梯等的耐火极限不低于1.50 h，且装饰材料应采用燃烧性能不低于B1 的难燃材料。因此，在设计时，应根据楼梯所建材料进行耐火构造设计，如采用混凝土楼梯时，适当增加楼板厚度；采用钢结构楼梯时，增加防火喷涂等。

3.2.2 防滑提示措施

楼梯的踏步设计应增加防滑提示处理，在紧急疏散情况下，恐慌心理导致人们难以明确识别踏步起始位置，因此，使用醒目的防滑提示措施，可以有效保证楼梯疏散的安全性。

3.2.3 灾害天气应对

大风雨雪天气对室外疏散有较大影响。首先针对风环境，在设计阶段应根据全年风向模拟，遵循“上风向原则”，将室外疏散楼梯设置在空间的上风向位置。在后期使用中，应间隔几层增加测量风速装置，设置安全启用风速。当超过安全风速时，尽量减少共享楼梯的使用。

其次，雨雪天气引起的湿滑、积水都对楼梯使用有较大影响。第一，可通过设置挑檐、灵活的形体等方式，尽量规避雨雪落入；第二，楼梯踏步及平台采用防滑性能好，透水性能好的材质，加速雨雪消融；第三，适当增加融雪剂等加速雨雪消融措施。

4 多功能共享疏散的高效性技术研究

4.1 楼梯本身通行能力研究

在超高层中疏散宽度应根据规范与功能计算获得。多功能共享疏散楼梯因位于室外，易受多种因素影响难以启用，因此，多功能共享疏散方式应至少满足规范最小疏散宽度，但不计入计算所得的疏散宽度，进而保证在任何情况下，都能满足消防疏散宽度。

针对楼梯本身，在超高层建筑中，疏散走道、楼梯、防火门、最小宽度不应小于1.1 m，王群等[8]对疏散楼梯入口方式与疏散效率的关系研究中发现，疏散楼梯中转角和转折对人员疏散不利，人员的应急疏散应尽量避免转角出现。

周鹄[9]通过对比不同坡度下的楼梯疏散模拟数据，研究楼梯坡度变化对疏散效率产生的影响，模拟结果表明楼梯坡度为23°～28.5°时，疏散效率最大。因此，在进行建筑楼梯设计时，楼梯坡度应控制在这一范围内。

4.2 救援方式组合应用

在建筑超高100 m，且标准层面积超高2000 m2的公共建筑中，宜在屋顶设置直升机停机坪，以备救援受困人员，可以把它看作垂直疏散辅助设施之一。例如，在1988 年洛杉矶国际银行大火中，大多数人员是由直升机从屋顶进行疏散的。

多种辅助疏散方式相结合，除了传统的疏散楼电梯，新型辅助疏散也是解决超高层疏散的重要方式。如垂直逃生管道、人员辅助电梯或无动力疏散滑轨（见图8）。

图8 多种辅助疏散方式结合

5 结语

综上所述，本文研究多功能共享疏散的安全性及高效性，探讨新型外向型室外独立疏散楼梯，解决超高层疏散难题。本文的研究源于超高层建筑典型风险排查与安全性能提升关键技术及装备，共提出6 种外向型独立疏散模式。因篇幅所限，本文仅探讨多功能共享疏散，以期指导相关建筑方案的性能设计。