浅谈超高层建筑避难层设计.pdf

201010 Cities and Towns Construction in Guangxi ★ ★工程技术★ ★ 8283 1避难层概述 避难层是高层建筑中用作消 防避难的楼层。一般建筑高度超 过100m的高层建筑， 为消防安全 的考虑， 需专门设置供人们疏散 避难的楼层。现代化的城市中， 高层民用建筑以下简称高层建 筑鳞次栉比， 不但高度高、 功能 复杂、 人员密集， 而且现代化程度 高， 通信设施、 空调系统、 机电设 备和可燃装修材料众多， 竖向管 井也很多， 一旦发生火灾， 容易产 生烟囱效应、 风效应， 火势蔓延迅 速， 扑救困难， 最主要的问题是疏 散距离远、 疏散时间长。有资料 统计， 在正常情况下， 要将一幢30 层高、 每层可容纳240人的高层建 筑中的人员全部疏散至室外大约 需要78分钟。可以想象， 在火灾 时， 人们惊恐万分， 消防队员此时 要分秒必争地登高救火， 这样往 往会在楼梯间、 走道内出现相互 碰撞、 拥挤不堪的现象， 既影响疏 散和灭火， 又容易造成意外伤亡 事故。由此可见， 火灾时要将高 层建筑中的人员全部疏散到室外 是非常困难的， 也是不现实的。 因此， 在高层建筑中每层或间隔 一定层数设置避难区域是解决这 一问题的最有效办法， 人们可以 经过较短的疏散距离， 进入避难 区域， 等待救援， 得到安全保护。 可以这样定义避难区域， 即指在 火灾发生时， 为那些由于疏散路 线远， 或疏散通道被烟火封堵， 或 因伤残、 体弱无法及时疏散到室 外的人员而设置的能够躲避烟、 火侵袭， 暂时保证安全的场所。 避难层的避难区域与其他区域必 须用防火墙分隔， 并通过防火门 连接。通过避难层的疏散楼梯应 在避难层分隔、 同层错位或上下 层断开， 但人员均必须经避难层 方能上下， 遇到火灾时迫使人们 浅谈超高层建筑避难层设计 On Design of Refuge Storey for a Super High-rise Building 郭任华 ● Guo Renhua [摘要]通过工程实例， 介绍超高层建筑避难层的设计， 以供借鉴。 [关键词]超高层建筑； 避难层； 疏散楼梯； 设计 [文章编号]1672-7045（ 2010） 10-0083-04 [中图分类号]TU972.4 [文献标识码]B AbstractBy project case, the paper introduces design of refuge storey for a super high-rise building for reference. Keywordssuper high-rise building; refuge storey; emergency staircase; design Cities and Towns Construction in Guangxi ★ ★工程技术★ ★ 8485 被动进入避难区， 等待消防人员 救援。 我国避难层设计技术依据为 国家标准 高层民用建筑设计防 火规范（GB 500452005） ， 该规 范规定了避难设置的条件， 主要 条款如下 （1） 该规范6.1.13条规定， 建 筑高度超过100m的公共建筑， 应 设置避难层 （间） 。高度100m以上 的建筑物， 一旦遇到火灾， 要将建 筑内的人员完全疏散到室外比较 困难， 应在建筑物内设置相应的 避难区域， 让人们在该区域安全 等待救援。 （2） 该规范6.1.13.1条规定， 避难层的设置， 自高层建筑首层 至第一个避难层或两个避难层之 间， 不宜超过15层。从首层到第 一个避难层之间的楼层不宜超过 15层的原因是 发生火灾时集聚 在第十五层左右的避难层人员， 不能再经楼梯疏散， 可由云梯车 将人员疏散下来。目前国内有部 分城市配有50m高的消防云梯车， 可满足15层高度的需要。该规范 还考虑到各种机电设备及管道等 的布置需要， 并为了方便其使用 管理， 因此， 将两个避难层之间的 楼层， 大致定在15层左右。 （3） 该规范6.1.13.2条规定， 通向避难层的疏散楼梯应在避难 层分隔、 同层错位或上下层断开， 人员均必须经避难层方能上下。 进入避难层的入口， 如没有必要 的引导标志， 发生火灾时， 处于极 度紧张状态的人员不容易找到避 难层。为此防烟楼梯间宜在避难 层错开位置或上下层断开通过避 难层。 （4） 该规范6.1.13.3条规定， 避难层的净面积应能满足设计避 难人员避难的要求， 并宜按5人/ 平方米计算。 2工程实例 2.1工程概况 丽原天际城位于南宁市民 族大道与共和路交汇处的七叉路 口东南侧， 是一座超高层商住建 筑， 将成为南宁市地标性建筑。 建筑高度209m， 地面57层， 地下3 层， 建筑总用地面积6922.75m2， 总 建筑面积11.7万m2。防火设计为 一类超高层商住建筑， 耐火等级 一级， 抗震设防烈度六度。项目 占地不大， 主要功能按楼层分段 布置， 具体功能分布如下 地下1～3层为车库和设备用 房， 由已建成的地下室改建而 成。建筑面积1.6万m2， 可停放小 汽车194辆。 1～6 层为商场和机械车库， 商场建筑面积1.69万m2， 机械车 库建筑面积4425m2。机械车库的 位置在商场的东侧， 与环球时代 建筑相邻。1层仅设置车库出入 口， 其余部分仍然是商场； 2～6层 设置停车区。2～6层总高为30m， 机械停车层为每层2.5m， 车库的 停车层是12层， 每层计划停车30 辆， 扣除其他使用空间， 共可停放 小汽车354辆。 7层为物业用房、 服务中心和 避难区 （兼公共活动空间） 。 8～57 层为公寓、 住宅， 共包 括20余套楼中楼、 约700套30m2～ 60m2的小户型， 全部以精装修交 房。其中23层、 40层分别布置避 难 （区域） 。 该项目为 “烂尾楼” 改造工 程， 原工程名称为 “南宁宝都大 厦” ， 是一座超高层商业建筑， 设 计主楼5l层， 裙楼6层， 主、 裙楼 均 设 3 层 地 下 室 ， 地 下 埋 深 12.0m。10年前， 由于各方面的原 因， 工程建完全部地下三层时被 迫停工， 一停就是十年， 成了彻头 彻尾的 “烂尾楼” 。由于是 “烂尾 楼” 改造， 并且由商业建筑改为商 住建筑， 改动相当大， 地下室又已 经建成， 修改设计难度很大， 特别 是避难层的设计。避难层的设计 主要包括两方面的内容 一是避 难层的布置， 二是避难层疏散楼 梯的设计。下面就该项目避难层 设计做一个分析和总结。 2.2避难层设计 2.2.1避难层布置 考虑到功能段的划分， 将第 一个避难层布置在第七层， 与物 业用房、 服务中心共处一层， 避难 区域兼作公共活动空间。该层建 筑 面 积 1734m2， 其 中 物 业 用 房 129m2、 服务中心用房 723m2、 避难 区域 （兼作公共活动空间） 478m2、 其他区域用房404m2。避难区域划 分为两块， 一块处于核心筒南侧 中部， 一块处于核心筒北侧中 部。避难区域与其他区域采用防 火墙分隔， 并通过防火门连通。 第二个避难层布置在第二十 三层， 与住宅和公寓共处一层， 避 难区域兼作公共活动空间。该层 建筑面积1662m2， 其中住宅4套共 421m2、 公寓12套共651m2， 避难区 201010 Cities and Towns Construction in Guangxi ★ ★工程技术★ ★ 8485 域 （兼作公共活动空间） 412m2， 其 他区域178m2。避难区域划分为两 块， 一块处于核心筒南侧中部， 一 块处于核心筒北侧中部。避难区 域与其他区域采用防火墙分隔， 并通过防火门连通。 第三个避难层布置在第四十 层， 与公寓共处一层， 避难区域兼 作公共活动空间。该层建筑面积 1662m2， 其中公寓10套共581m2， 避 难区域 （兼作公共活动空间） 826m2， 其他255m2。避难区域划分 为两块， 一块处于核心筒南侧， 一 块处于核心筒北侧中部。避难区 域与其他区域采用防火墙分隔， 并通过防火门连通。 根据相关规范要求， 首层至 第一个避难层或两个避难层之 间， 不宜超过15层。该项目第一 个避难层在第七层， 满足规范要 求。第二个避难层在第二十三层， 第三个避难层在第四十层， 两个避 难层均相距17层， 第三个避难层 到顶层亦相距17层， 稍微超过规 范要求。考虑到8层以上单层建 筑面积不大， 不到2000m2， 并且均 为住宅或公寓， 层高3.15m， 较一 般高层公共建筑层高小， 按17层 间隔设置， 亦能满足疏散要求， 并 已经通过相关部门审核批准。 2.2.2避难层的疏散楼梯设计 疏散楼梯是指在发生紧急情 况下用来疏散人群的步行楼梯， 当然， 它也可以在正常情况下使 用。剪刀楼梯， 有的称为叠合楼 梯或是套梯， 它是在同一楼梯间 设置一对相互重叠又互不相通的 两个楼梯。在其楼层之间的梯段 一般为单跑直梯段。剪刀楼梯最 重要的特点， 是在同一楼梯间设 置了两个楼梯， 具有两条垂直方 向疏散通道的功能。剪刀楼梯在 高层建筑中采用比较广泛， 在平 面设计中可利用较为狭窄的空 间， 起两个楼梯的作用， 楼梯段完 全分隔。高层建筑的剪刀楼梯 间， 要求每个楼梯都布置防烟前 室， 设计成防烟楼梯间， 并分别设 置加压送风系统， 保证前室和楼 梯间是无烟区。 该项目原来已建成地下3层， 核心筒位置和尺寸已经确定， 改 建成超高层商住楼后， 需要布置 11部电梯、 4部疏散楼梯， 还要布 置设备管井。原先确定的核心筒 面积相对较小， 给疏散楼梯的设 计带来很大困难， 比较可行的方 案是采用剪刀楼梯， 可以减少楼 梯间面积， 但因为楼层高度分别 有6.0m、 3.9m和3.15m三种规格， 剪刀楼梯的布置也很困难。 疏散楼梯在避难层出入口的 要求比较特殊。通向避难层的疏 散楼梯应在避难层分隔、 同层错 位或上下层断开， 人员均需经避 难层方能上下。剪刀楼梯在非避 难层设置两个前室， 在避难层的 休息平台用防火墙分隔成两半， 将楼梯上下段断开， 在前室也用 防火墙隔开， 将两个前室分隔成 四个前室， 每个前室都直通避难 区， 这样分隔后， 疏散楼梯在避难 层就形成了断开。人员上下均需 经过避难层， 因而在火灾发生时 慌乱的疏散过程中， 不自觉进入 避难层后就会主动停留下来， 等 待救援。 如果按照常例， 剪刀楼梯的 平面设计在核心筒中部布置两个 直跑梯段连接上下楼层， 楼梯梯 段就会占开间的2/3， 开间的1/3 形成狭长的前室， 在前室还要布 置加压风井， 水管井还需要另外 找地方布置， 无法布置在前室。 这样的平面会造成两个难题， 一 是需要另外给水管井安排位置， 核心筒内已没有合适的位置， 它 将会被安排到公寓的平面里， 影 响公寓的平面布置； 二是加压风 井在避难层转换困难， 风井的布 置影响平面使用。为解决这些难 题， 根据实际情况， 将核心筒中部 的疏散楼梯设计成一个方形螺旋 双跑剪刀楼梯 （见图1） 。剪刀楼 梯中心包围而成的方形区域设计 成两个正压送风井， 给排水管井 安排在开间右上方。在非避难 层， 设计这样的平面除了要解决 层高变化的问题， 没有特别的难 题。但是在避难层有两个难点 一是正压送风井需要在每个避难 层分段， 在避难层设置风机， 分段 加压， 这就要求风井在避难层有 转换出口， 可是风井却被剪刀楼 梯螺旋包围； 二是剪刀楼梯在每 个避难层要设置四个前室， 从大 的方向考虑， 应在本开间范围的 上下左右四个角分别设置， 但是 给排水管井占了开间右上角， 管 井里有消防给水管和生活给水 管， 由于是供全楼使用， 管径都很 大， 这些管要拐弯， 需要比较高的 空间。解决方案要先保证剪刀楼 梯在避难层四个角的出入口， 上 下边各形成一个凹口， 上面的分 配给给排水做水管转换， 下面的 分配给暖通做风井的管道出口 Cities and Towns Construction in Guangxi ★ ★工程技术★ ★ 8687 （见图1） 。平面设计确定了解决 的方案， 剪刀楼梯的剖面还要解 决高度的问题， 要保证梯段各处 都不能出现碰头现象。通过在楼 梯设计之初就按照最高的层高来 预留梯段长度， 反复调整各梯段 踏步数、 起步位置和平台宽度， 终 于解决了这一难题， 既保证梯段 不碰头， 又保证避难层各管道有 足够的转换空间。（见图2） 3结语 避难层是超高层商住建筑的 重要设计内容， 主要包含避难层 的布置和疏散楼梯的设计。丽 原天际城的设计者们通过认真 领会设计规范意图， 结合工程本 身的功能分段情况， 巧妙布置了 避难层的分布楼层， 保证了安全 疏散的要求。在疏散楼梯的设计 上， 突破传统直跑剪刀楼梯的做 法， 结合核心筒布置条件， 设计成 方形螺旋双跑剪刀楼梯， 使核心筒 各功能区域平面尺寸布置实现最 优化， 有效解决了层高变化大的 高层建筑疏散楼梯设计的复杂问 题。 参考文献 [1]GB 503522005， 民用建 筑设计通则[S]. [2]GB 500162006， 建筑设 计防火规范[S]. [3]GB 500452005， 高层民 用建筑设计防火规范[S]. [4]GB 503682005， 住宅建 筑规范[S]. 作 者 简 介 郭任华， 本科， 国家一级注册 建筑师， 广西华蓝设计 （集团） 有 限公司建筑设计师。 收稿日期 2010-08-11 图1螺旋双跑剪刀楼梯布置图 图2螺旋双跑剪刀楼梯剖面图