有關(guān)于高層民用建筑消防設(shè)計(jì)實(shí)踐問題的調(diào)研報(bào)告
有關(guān)于高層民用建筑消防設(shè)計(jì)實(shí)踐問題的調(diào)研報(bào)告
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和人民群眾生活水平的不斷提高,各類高層建筑拔地而起,但就其高層民用建筑撲救登高面的設(shè)計(jì)來說,或多或少地存在一些問題和不足,為切實(shí)解決好高層民用建筑的消防登高面問題,筆者在深入調(diào)研的基礎(chǔ)上,結(jié)合建筑實(shí)際,就實(shí)踐中如何改進(jìn)和補(bǔ)救高層民用建筑的消防登高面、登高場地消防設(shè)計(jì)等問題做了一些探討，供大家參考。
一、高層民用建筑消防撲救登高面和登高場地在火災(zāi)中的作用
高層民用建筑，一般功能復(fù)雜，體量較大，但由于高層建筑使用功能、城市規(guī)劃、街景及建筑學(xué)的需要，往往在高層民用建筑主體附建與高層建筑相連的裙房，用作商場、餐廳、營業(yè)廳、會(huì)議廳等。這無疑滿足了城市規(guī)劃和使用者的要求，但同時(shí)也增加了消防工作的難度。尤其對高層建筑的裙房，登高面等諸多問題設(shè)計(jì)時(shí)稍有忽視，及易導(dǎo)致一旦高層建筑火災(zāi)對人員的搶救，撲滅火災(zāi)帶來嚴(yán)重的影響。高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是現(xiàn)有的電梯往往由于停電，不能正常使用，即便是設(shè)計(jì)有消防電梯或者是消防客運(yùn)合用電梯，但在實(shí)際現(xiàn)實(shí)中供電多是來自一個(gè)區(qū)域變電站，達(dá)不到雙電源供電要求，有的由于施工，敷設(shè)電纜等滿足不了防火要求，火災(zāi)時(shí)往往也會(huì)導(dǎo)致斷電。而多數(shù)高層建筑的疏散樓梯或剪刀梯都布置設(shè)計(jì)在建筑的筒體中部，火災(zāi)停電時(shí)往往無照明，消防電梯、疏散樓梯不能正常使用，給迎救人員、疏散人員帶來困難。二是消防人員難以接近著火層撲救，由于人員在火災(zāi)時(shí)驚慌外逃，順樓梯或下或上，與消防人員逆向行走。極大的導(dǎo)致人員阻設(shè)等因素，給搶救和人員疏散帶來混亂。三是火災(zāi)時(shí)往往是煙氣順其樓梯間、電梯間、豎向的管導(dǎo)井、電纜井等上下漫延，由于高層建筑的煙囪效應(yīng)，煙氣在很短時(shí)間內(nèi)就會(huì)迷漫疏散樓梯間、電梯間、煙氣的毒性導(dǎo)致人員難以疏散。許多高層建筑火災(zāi)事例證明，一旦火災(zāi)時(shí)由于人員的求生欲望，往往會(huì)接近建筑的外窗部位以求得新鮮空氣和尋求一線得救的希望。在這時(shí)唯一補(bǔ)救的措施就是科學(xué)的設(shè)計(jì)一個(gè)讓消防員能撲救火災(zāi)的登高面。國內(nèi)外，眾多的火災(zāi)案例證明，在高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，登高消防車在實(shí)施救人員和滅火中都發(fā)揮了很重要的作用。為了在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，登高消防車能夠靠近高層主體建筑，迅速搶救人員和撲救火災(zāi)，設(shè)計(jì)合理的消防登高立面，確定可靠的登高消防車操作場地，保證在空間有效的操作范圍和核實(shí)登高車的最小輕彎半徑是保證消防人員到達(dá)目的地救人、滅火的關(guān)鍵。因此，高層民用建筑登高面的設(shè)計(jì)是保障火災(zāi)時(shí)搶救人員生命、逃生和撲滅火災(zāi)的重要保證。
二、現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際存在的設(shè)計(jì)缺陷問題
(一)現(xiàn)有規(guī)定。《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(gb50045-95)自1995年頒布實(shí)施以來，歷經(jīng)了1997年、1999年、20xx年幾次局部修訂，對于及時(shí)總結(jié)防火設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和火災(zāi)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，適應(yīng)現(xiàn)代城市建設(shè)和新技術(shù)、新工藝的需要，防止和減少高層民用建筑火災(zāi)危害、減少人員傷亡，起到了十分重要的作用，尤其在撲救、涉及民生至上的內(nèi)容上得到充分體現(xiàn)。現(xiàn)有實(shí)施的《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第4.1.7條要求，“高層建筑的底邊至少有一個(gè)長邊或周邊長度的1/4且不小于一個(gè)長邊長度，不應(yīng)布置高度大于5米、進(jìn)深大于4米的裙房，且在此范圍內(nèi)必須設(shè)有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口”。該條明確了高層建筑消防撲救登高面的基本要求。同時(shí)為保證消防車在撲救上能充分發(fā)揮作用。規(guī)范4.3.1條、4.3.4條、4.3.5條、4.3.6條、4.3.7條要求，高層建筑的周圍應(yīng)設(shè)環(huán)形消防車道。消防車道的寬度不應(yīng)小于4米，消防車道距建筑外墻宜大于5米，消防車道上空4米以下范圍內(nèi)不應(yīng)有障礙物。盡頭式消防車道應(yīng)設(shè)有回車道或回車場。消防車道下的管道和暗溝等，應(yīng)能承受消防車輛的壓力。穿越高層建筑的消防車道其凈寬和凈高均不應(yīng)小于4米。消防車道與高層建筑之間，不應(yīng)設(shè)置妨礙登高消防車操作的樹木，架空管線等。以上條款，對消防車道要求作了進(jìn)一步明確，無凝更好地保障了消防車撲救高層建筑火災(zāi)的基本設(shè)計(jì)要求。
(二)存在問題。隨城市化建設(shè)加快，中心城市土地使用率的不斷提高，給高層民用建筑撲救面設(shè)計(jì)帶來許多不容忽視的問題。一是裙房的設(shè)計(jì)問題。在城市區(qū)域內(nèi)的高層建筑，多為追求商業(yè)價(jià)值，建筑裙房設(shè)計(jì)多在四層左右，由于裙房作商業(yè)用途，每層層高凈空多為4-4.5米以上，往往裙房高度超過防火規(guī)范5米要求，多數(shù)裙房的進(jìn)深也大于4米。二是幕墻問題。城區(qū)內(nèi)的多數(shù)高層建筑，為達(dá)到設(shè)計(jì)美觀，協(xié)調(diào)繁榮城市的效果，許多高層建筑均設(shè)計(jì)有幕墻，尤其是設(shè)計(jì)玻璃幕墻且作為消防登高面考慮。三是登高面一側(cè)、直通室外的樓梯或 直通樓梯間的出口設(shè)計(jì)問題。臨街高層建筑底層均設(shè)計(jì)為商鋪。當(dāng)考慮作為登高面時(shí)，而多數(shù)設(shè)計(jì)為追求商業(yè)價(jià)值而規(guī)避設(shè)計(jì)布置直通室外疏散樓梯或直通樓梯間的出口，往往將疏散樓梯或出口布置在非登高面的另一側(cè)。四是消防車道的設(shè)計(jì)問題。城區(qū)內(nèi)的高層建筑為充分利用當(dāng)街的立面效果和商鋪的價(jià)值，許多建筑將消防登高撲救面布置在建筑的背街一側(cè)。然而，對環(huán)形消防車道和回車場的設(shè)計(jì)更多的是消防車道轉(zhuǎn)彎半徑不能滿足消防車輛的使用要求。五是地下車庫出入口道與環(huán)形消防車道交叉處的設(shè)計(jì)問題。城區(qū)內(nèi)多數(shù)高屋建筑均設(shè)計(jì)地下車庫，而地下車庫的出入道又多為利用高屋建筑的環(huán)形消防車道引入地下，在設(shè)計(jì)時(shí)往使得消防車道與地下車庫的出入口車道連接交叉外出現(xiàn)坡度及傾斜面。許多建筑由于用地的限制，引入車道較短時(shí)，在環(huán)形消防車道上形成的坡度傾斜面更大，影響或無法滿足消防車輛的行駛。六是幕墻下設(shè)計(jì)室外消火栓等問題。高層建筑臨街面往往設(shè)計(jì)有裝飾幕墻，而室外消火栓，水泵結(jié)合器及消防水池等也宜臨沿街設(shè)置。稍有忽視，很容易將室外消火栓等布置在幕墻之下，一旦火災(zāi)幕墻坍塌，嚴(yán)重影響消防車吸水、供水等撲救。七是登高消防車場地的設(shè)計(jì)問題。許多高層建筑對登高消防車輛的操作場地考慮不周，多數(shù)僅以環(huán)形消防車道寬度來考慮。以此寬度作為登高消防車的場地，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足登高消防車的操作空間要求。
三、結(jié)合實(shí)際、科學(xué)合理地設(shè)計(jì)高層民用建筑消防撲救登高面和登高場地
樹立以人為本、安全發(fā)展觀念，以保障民生、保障公共消防安全為發(fā)展，以創(chuàng)新思想、合理設(shè)計(jì)高層民用建筑消防登高撲救面的問題非常重要。以下為作者結(jié)合現(xiàn)有的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)在工作實(shí)踐中針對存在問題與讀者作共同探討。
(一)臨街登高面外墻設(shè)計(jì)。建在市區(qū)或商業(yè)街的高層建筑，當(dāng)確定其臨街一面作為消防撲救登高面時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)是可以充分利用臨街一側(cè)的道路保障登高消防車的場地需要，但特別要注意，設(shè)計(jì)時(shí)要避免在登高撲救面一側(cè)外墻設(shè)置玻璃幕墻。由于幕墻的設(shè)置增加了建筑外觀美的效果，對裝點(diǎn)城市起到了重要的作用，設(shè)計(jì)思路上考慮采用較多，但往往一旦火災(zāi)，會(huì)給消防撲救帶來極為不便的后果。火災(zāi)證實(shí)，玻璃幕墻在火的作用下會(huì)炸裂和塌落，導(dǎo)致消防人員撲救火災(zāi)時(shí)無法靠近建筑。同時(shí)、一旦幕墻下設(shè)計(jì)有消火栓、消防水泵接合器，火災(zāi)時(shí)由于幕墻的塌落下掉。這些滅火設(shè)施將無法使用，也容易導(dǎo)致?lián)渚热藛T的傷亡。在臨街登高面乃至最高頂層還應(yīng)避免設(shè)計(jì)霓虹燈之類的大型商業(yè)廣告和其它影響消防登高撲救的景觀設(shè)計(jì)。登高面一側(cè)還應(yīng)避免過多的凹凸造型，影響登高消防車登高平臺(tái)靠近各層門窗、洞口。
(二)登高邊長、裙房、疏散樓梯與出口設(shè)計(jì)。《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第4.1.7條明確規(guī)定：“高層建筑的底邊至少有一個(gè)長邊或周邊長度的1/4且不小于一個(gè)長邊長度，不應(yīng)布置高度大于5米、進(jìn)深大于4米的裙房，且在此范圍內(nèi)必須設(shè)有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口”。我們在進(jìn)行消防設(shè)計(jì)時(shí)要盡力考慮規(guī)范的強(qiáng)制規(guī)定。其意義是登高邊不應(yīng)小于1/4周邊長度且不小于一個(gè)長邊的長度。尤其是一些矩形建筑、多邊形平面的建筑應(yīng)考慮滿足一個(gè)長邊的長度作登高撲救邊;其二是在登高撲救面一側(cè)必須設(shè)置有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口。這一規(guī)定是確保一旦建筑火災(zāi)時(shí)能保證人員及時(shí)逃生和便利消防登高車撲救的需要，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，城區(qū)的高層建筑為節(jié)約用地，往往將登高面和登高場地的布置多與商業(yè)街、步行街等主要街面一側(cè)一同考慮。但是，許多處于繁華的商業(yè)區(qū)、商業(yè)街、步行街的臨街面的商場、門面商業(yè)價(jià)值又使得房開商或設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)避在這一側(cè)面布置直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口。筆者認(rèn)為，如果設(shè)計(jì)直通室外的樓梯確有困難，在考慮消防安全 經(jīng)濟(jì)價(jià)值的綜合因素上，每棟建筑最基本的設(shè)計(jì)要滿足有一個(gè)直通樓梯間的出口于登高面一側(cè)、且設(shè)防火挑檐，同時(shí)各層宜設(shè)外挑陽臺(tái)，否則無法滿足規(guī)范要求;其三，是對裙房高度和進(jìn)深的要求，其目的是保證登高消防車曲背靠近高層建筑施救的需要。城區(qū)內(nèi)多數(shù)高層建筑裙房都為商業(yè)使用。設(shè)計(jì)都在二到三層不等，有的大型商場一層高度即達(dá)5米，因此要求裙房高度小于5米，確有不少困難，因而在登高撲救一面的設(shè)計(jì)時(shí)要盡量滿足規(guī)范要求，在高不超過5米的裙房時(shí)，可考慮進(jìn)深在四米范圍內(nèi)的裙房設(shè)計(jì)，一旦裙防高度超過5米時(shí)，在登高撲救面一側(cè)，可不設(shè)計(jì)凸出裙房，以達(dá)到規(guī)范要求。
(三)環(huán)形消防車道設(shè)計(jì)。“高層建筑的周圍，應(yīng)設(shè)環(huán)形消防車道”。在設(shè)計(jì)環(huán)形消防車道時(shí)應(yīng)注重考慮以下幾個(gè)方面問題：一是消防車道的凈寬不應(yīng)小于4米，同時(shí)，消防車道上空4米以下范圍內(nèi)不應(yīng)有障礙物，盡可能地考慮消防車道距高層建筑外墻距離大于5米，以保證消防車的順利通暢。二是在消防車道上盡量避免設(shè)計(jì)地下暗溝、化類池、燃?xì)夤艿馈㈦娎|溝等，確有困難時(shí)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)滿足大型消防車的荷載通行。三是消防車由于運(yùn)載的多為水，在運(yùn)行時(shí)由于貫性作用，車輛的控制難度較大。因此，在山地或有坡的消防車道其坡度不宜大于10%。防止車輛打滑。四是設(shè)計(jì)消防車道時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮消防車的最小通行轉(zhuǎn)彎半徑要求，在城市密集區(qū)的建筑往往容易忽視該問題。所謂消防車的最小轉(zhuǎn)彎半徑是指消防車回轉(zhuǎn)時(shí)消防車的前輪外側(cè)循園曲線行走軌跡的半徑。目前，因內(nèi)輕系列消防車一般≥7米、中型系列消防車≥9米、重型系列消防車≥12米。因此，要根據(jù)城市消防裝備的不同情況設(shè)計(jì)環(huán)形消防車道，最小輕彎半徑不應(yīng)低于上述標(biāo)準(zhǔn)，高層建筑撲救登高車道應(yīng)按重型消防車轉(zhuǎn)彎半徑考慮。五是當(dāng)設(shè)環(huán)形消防車道有困難時(shí)，可沿高層建筑的兩個(gè)長邊設(shè)置消防車道。如遇有盡頭路，應(yīng)考慮設(shè)計(jì)回車場，一般為1.5米×15米，大型消防車回車場不宜小于18×18米。六是由于城市用地的緊缺，許多高層建筑為滿足日益增多的車輛需求，均設(shè)計(jì)了地下停車庫，而地下停車庫出入口的車道往往也借助于高層建筑的環(huán)形消防車道而出入。因此，在設(shè)計(jì)地下車庫出入車道與地面環(huán)形消防車道接壤處必須考慮保證4米寬的消防車道平整性，即地下車庫出入車道的降坡起點(diǎn)不應(yīng)設(shè)在環(huán)形消防車道上，保證消防車行駛的4米有效寬度路面不傾斜和平整。
(四)合理設(shè)計(jì)高層建筑的登高場地。一幢高層建筑登高面確定之后，緊接著要有能滿足各類登高消防車的登高場地，登高場地在高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范內(nèi)沒有條文明示，往往在設(shè)計(jì)時(shí)容易被忽視。登高場地應(yīng)布置在高層建筑撲救面一側(cè)，同時(shí)要結(jié)合消防車道一同考慮。從實(shí)際撲救操作來看，層數(shù)越高、登高場地要求越寬，根據(jù)國內(nèi)常用登高消防車的技術(shù)參數(shù)，設(shè)計(jì)考慮登高車的支腿橫跨距不超過6米，再考慮普通車(寬度為2.5米)的交會(huì)以及消防隊(duì)員攜帶裝備搬運(yùn)救援設(shè)備的穿梭以及參照高層建筑與高層建筑之間防火間距要求，筆者認(rèn)為，一般以13米為妥。根據(jù)目前國內(nèi)登高消防車的最大長度15.6米，以及車道寬度，在留有余地情況下，登高場地不宜小于18米長×13米寬。登高場地是供登高消防車撲滅火災(zāi)搶救人員使用，根據(jù)不同登高車技術(shù)參數(shù)，要求登高場地邊緣與建筑物外墻不應(yīng)小于5米，同時(shí)其最外一點(diǎn)至建筑物登高邊緣的水平距離也不應(yīng)大于15米。對于幾個(gè)單元組合的板式住宅及底層整體裙房而上部多個(gè)塔樓或不規(guī)則多邊形建筑的高層建筑應(yīng)針對每個(gè)單元和塔樓布置登高場地，也可以根據(jù)建筑內(nèi)部防火分區(qū)的劃分、靠室外樓梯間的布置及建筑周邊的消防車道實(shí)際情況分段設(shè)計(jì)登高場地。在設(shè)計(jì)登高場地時(shí)，同時(shí)，還要考慮其坡度不宜大于3%，場地承重荷載應(yīng)不小于30t計(jì)算，整個(gè)登高場地上空不得有架空電線、電纜等各類架空物。利用市政路作登高場地更應(yīng)考慮無綠化、城市景觀物等防礙消防車登高。
總之，筆者認(rèn)為高層民用建筑防火撲救登高面及其施救場地的設(shè)計(jì)要與地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求緊密結(jié)合，與相關(guān)的城市規(guī)劃、城市的總體抗災(zāi)能力、當(dāng)?shù)氐南姥b備、建筑周邊環(huán)境道路等情況統(tǒng)籌考慮，做到真正體現(xiàn)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對登高面及其施救場地的要求，力求從保障生命安全至上的角度整體完成消防工程設(shè)計(jì)。
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