有關(guān)于高層民用建筑消防設(shè)計實踐問題的調(diào)研報告
有關(guān)于高層民用建筑消防設(shè)計實踐問題的調(diào)研報告
隨著經(jīng)濟社會的快速發(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)計來說,或多或少地存在一些問題和不足,為切實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)合建筑實際,就實踐中如何改進和補救高層民用建筑的消防登高面、登高場地消防設(shè)計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、會議廳等。這無疑滿足了城市規(guī)劃和使用者的要求，但同時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)計時稍有忽視，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)帶來嚴重的影響。高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，有以下幾個特點：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)計有消防電梯或者是消防客運合用電梯，但在實際現(xiàn)實中供電多是來自一個區(qū)域變電站，達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)時往往也會導(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)計在建筑的筒體中部，火災(zāi)停電時往往無照明，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)，煙氣在很短時間內(nèi)就會迷漫疏散樓梯間、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)時由于人員的求生欲望，往往會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。在這時唯一補救的措施就是科學(xué)的設(shè)計一個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，登高消防車在實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，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登高車的最小輕彎半徑是保證消防人員到達目的地救人、滅火的關(guān)鍵。因此，高層民用建筑登高面的設(shè)計是保障火災(zāi)時搶救人員生命、逃生和撲滅火災(zāi)的重要保證。
二、現(xiàn)有標(biāo)準和實際存在的設(shè)計缺陷問題
(一)現(xiàn)有規(guī)定。《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(gb50045-95)自1995年頒布實施以來，歷經(jīng)了1997年、1999年、20xx年幾次局部修訂，對于及時總結(jié)防火設(shè)計的實踐經(jīng)驗和火災(zāi)的經(jīng)驗教訓(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)有實施的《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》第4.1.7條要求，“高層建筑的底邊至少有一個長邊或周邊長度的1/4且不小于一個長邊長度，不應(yīng)布置高度大于5米、進深大于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)計帶來許多不容忽視的問題。一是裙房的設(shè)計問題。在城市區(qū)域內(nèi)的高層建筑，多為追求商業(yè)價值，建筑裙房設(shè)計多在四層左右，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，為達到設(shè)計美觀，協(xié)調(diào)繁榮城市的效果，許多高層建筑均設(shè)計有幕墻，尤其是設(shè)計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)計問題。臨街高層建筑底層均設(shè)計為商鋪。當(dāng)考慮作為登高面時，而多數(shù)設(shè)計為追求商業(yè)價值而規(guī)避設(shè)計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)計問題。城區(qū)內(nèi)多數(shù)高屋建筑均設(shè)計地下車庫，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)計時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，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)計室外消火栓等問題。高層建筑臨街面往往設(shè)計有裝飾幕墻，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，將遠遠不能滿足登高消防車的操作空間要求。
三、結(jié)合實際、科學(xué)合理地設(shè)計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)準在工作實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。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，其優(yōu)點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)計時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，對裝點城市起到了重要的作用，設(shè)計思路上考慮采用較多，但往往一旦火災(zāi)，會給消防撲救帶來極為不便的后果。火災(zāi)證實，玻璃幕墻在火的作用下會炸裂和塌落，導(dǎo)致消防人員撲救火災(zāi)時無法靠近建筑。同時、一旦幕墻下設(shè)計有消火栓、消防水泵接合器，火災(zāi)時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。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。《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》第4.1.7條明確規(guī)定：“高層建筑的底邊至少有一個長邊或周邊長度的1/4且不小于一個長邊長度，不應(yīng)布置高度大于5米、進深大于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”。我們在進行消防設(shè)計時要盡力考慮規(guī)范的強制規(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)時能保證人員及時逃生和便利消防登高車撲救的需要，在實際設(shè)計中，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)價值又使得房開商或設(shè)計時規(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。筆者認為，如果設(shè)計直通室外的樓梯確有困難，在考慮消防安全 經(jīng)濟價值的綜合因素上，每棟建筑最基本的設(shè)計要滿足有一個直通樓梯間的出口于登高面一側(cè)、且設(shè)防火挑檐，同時各層宜設(shè)外挑陽臺，否則無法滿足規(guī)范要求;其三，是對裙房高度和進深的要求，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)計都在二到三層不等，有的大型商場一層高度即達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)計時要盡量滿足規(guī)范要求，在高不超過5米的裙房時，可考慮進深在四米范圍內(nèi)的裙房設(shè)計，一旦裙防高度超過5米時，在登高撲救面一側(cè)，可不設(shè)計凸出裙房，以達到規(guī)范要求。
(三)環(huán)形消防車道設(shè)計。“高層建筑的周圍，應(yīng)設(shè)環(huán)形消防車道”。在設(shè)計環(huán)形消防車道時應(yīng)注重考慮以下幾個方面問題：一是消防車道的凈寬不應(yīng)小于4米，同時，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)計地下暗溝、化類池、燃氣管道、電纜溝等，確有困難時，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)滿足大型消防車的荷載通行。三是消防車由于運載的多為水，在運行時由于貫性作用，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)計消防車道時應(yīng)重點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)計環(huán)形消防車道，最小輕彎半徑不應(yīng)低于上述標(biāo)準，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，可沿高層建筑的兩個長邊設(shè)置消防車道。如遇有盡頭路，應(yīng)考慮設(shè)計回車場，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)計防火規(guī)范內(nèi)沒有條文明示，往往在設(shè)計時容易被忽視。登高場地應(yīng)布置在高層建筑撲救面一側(cè)，同時要結(jié)合消防車道一同考慮。從實際撲救操作來看，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)的交會以及消防隊員攜帶裝備搬運救援設(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，同時其最外一點至建筑物登高邊緣的水平距離也不應(yīng)大于15米。對于幾個單元組合的板式住宅及底層整體裙房而上部多個塔樓或不規(guī)則多邊形建筑的高層建筑應(yīng)針對每個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際情況分段設(shè)計登高場地。在設(shè)計登高場地時，同時，還要考慮其坡度不宜大于3%，場地承重荷載應(yīng)不小于30t計算，整個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，筆者認為高層民用建筑防火撲救登高面及其施救場地的設(shè)計要與地方經(jīng)濟社會發(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。
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