浅谈高层建筑消防安全疏散设计

浅谈高层建筑消防安全疏散设计

王海涛

新奥泛能网络科技股份有限公司河北廊坊065000

摘要：本文简要论述了高层建筑消防安全疏散设计的原则，多个方面对高层建筑消防安全疏散设计的优化方案进行了详细论述，对高层建筑消防安全疏散设施设施进行了科学合理的叙述。在当前，随着城镇化进程的不断加快，高层建筑的增长速度越来越快，楼层也越来越高。而对于当前高层建筑而言，火灾是其面临的最大的潜在隐患。根据目前统计资料显示，高层建筑火灾造成的大量人员伤亡，主要原因是建筑缺少安全可靠的疏散设施，或疏散设施管理不当，火灾时人员不能及时逃离，导致人员被困，发生伤亡事故。本文深入分析并探讨了高层建筑消防安全疏散设计及优化方案具有重要现实意义。

关键词：高层建筑消防安全疏散设计

随着社会生活和经济技术的发展，越来越多的综合性，多功能建筑矗立于现代都市之中，也使得高层建筑的火灾隐患越来越多。据统计，近年来，发生的群死群伤重大恶性火灾事故中，80%以上火灾事故与消防安全疏散有直接的联系。而造成重大人员伤亡的火灾，大部分是因没有可靠的安全疏散设施或管理不善，人员不能及时疏散到安全避难区域造成的。即使初期灭火失败没能控制火势的发展蔓延，若能有效地组织疏散，将会大大控制火灾事故损失，减少人员伤亡。可见抓好人员密集场所的消防安全疏散专项治理工作，对进一步改善消防安全，预防和遏制群死群伤恶性火灾事故发生，确保人民生命财产安全和促进经济建设都有非常重要的作用。

一、高层建筑火灾危险性

高层建筑火灾危险性高层，建筑层数多，可燃物多，火灾负荷大，烟囱效应强，消防安全管理稍有疏忽就可能发生火灾。一旦发生火灾，火势水平和垂直蔓延途径很多。建筑物发生火灾时由于产生大量的高温气体，并迅速弥漫火场，使室内温度急剧升高，给人员安全疏散和物资抢救带来严重威胁。

1.功能复杂，起火因素多

高层建筑在设备、设施、装修等方面的特殊要求，使得火灾荷载大大增加。而且引起高层建筑火灾的原因很多，主要有：电气、吸烟、用火不慎等。

2.火势蔓延途径多，蔓延快

高层建筑的楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井、排气道等竖向井道，如果防火分隔或防火处理不好，在烟囱效应的作用下，烟气和火势竖向蔓延快。尤其是高级旅馆、综合楼以及重要的图书楼、档案楼、办公楼、科研楼等高层建筑，一般室内可燃物较多，有的高层建筑还有可燃物品库房，一旦起火，燃烧猛烈，容易蔓延。一座高100m的高层建筑，在无阻挡的情况下，半分钟左右，烟气就能顺竖向管井扩散到顶。

3.疏散困难，人员集中，容易出现混乱、拥挤的情况

在疏散过程中由于人群中普遍存在的从众心理及恐慌心理等因素，往往是向熟悉的、明亮的路线疏散，增加了疏散的难度。

4.扑救困难

扑救高层建筑火灾主要立足于自救，由于受到消防设施条件的限制，常常给扑救工作带来不少困难，遇到大面积火灾，室内消防水量就不够用，不能及时有效控制火势蔓延；一旦消防水泵等室内消防给水设施发生故障，就须完全依靠消防车抽吸室外消防用水进行扑救，但消防水带耐压有限，容易将水带胀破，延误灭火战机。由于高度限制，人员疏散抢救极其困难。

二、影响安全疏散的因素

除了烟气和火灾高温辐射对人员的安全疏散造成严重威胁外，影响人员安全疏散的因素，还包括人的因素、内装修材料的耐火性能及通道尺度等因素，这些因素均影响室内人员安全、准确、迅速的撤离火灾现场。

1.人的因素主要有建筑物和通道中的人员密度、人群迁移速度及人的火灾行为心理。根据建筑物中各种房间的功能不同，其人员密度也不相同，房间中人员密度大小，直接影响到该房间内的人员撤离房间进入安全区域时间的长短；人员密度决定了人均占用疏散通道的面积，人均占用疏散通道的面积越小，人群迁移速度越慢；在火灾中，人群的恐慌、向光、向阔以及环境不熟悉等火灾中人员心理往往影响人群的迁移速度。这三者之间互相联系、互相影响。

2.影响安全疏散的内装修材料和通道尺度因素。房间、走道、门厅中的吊顶的耐火极限以及内部装修材料的燃烧性能，是影响室内人员安全疏散的重要因素，在进行实际设计时应结合高层民用建筑设计防火规范和性能化评估的方案实施；疏散距离直接影响室内人员通过走道进入楼梯间前室的疏散时间，疏散距离越大疏散所需时间越长，危险性也随之增加，疏散距离一般不超过高层民用建筑设计防火规范中的规定；疏散通道的宽度直接影响室内人员迅速通过通道疏散到安全场所的人流量，通常其大小应依据建筑类型、房间使用功能以及人员数量，通过计算加以确定。

三、安全疏散设计的原则和基本条件

安全疏散设计的基本原则是:①需要设置消防技术规范中规定的疏散设施,并满足规范的要求;②确定建筑物内的人员能撤离火灾危险区域,并独立地步行至安全地带。其目的就是保证建筑物内所有的人员在烟气、火焰热、恐慌及其它因火灾造成的各种危险中的安全,即采取主动与被动的防火措施,以保证建筑物内所在人员在危险来临之前逃至安全区域。

四、高层建筑消防安全疏散设计的概念及特点

1.高层建筑消防安全疏散设计的概念

安全疏散的字面含义是在火灾发生时，引导人们向安全的区域撤离。而安全疏散设计的具体意思是拐上火灾发生时的火势大小、烟气流动的方向以及安全疏散的形式进行的一种提前预测，在此预测基础上采取相应的应对措施，为高层建筑的消防安全疏散设计提供科学有效的方法，以做好高层建筑的消防安全工作，保障人员安全。在进行安全疏散设计的时候，要充分考虑高层建筑的特点，做好设计工作，保证处于高层建筑内任何一个位置的人都能在火灾发生时安全快速的撤离，除此之外，还应为行动不便的残疾人或老年人等做好保护措施，保证他们的人生（身）安全。

2.高层建筑消防安全疏散设计的特点

随着高层建筑的数量越来越多，发展也越来越快，高层建筑内的人员安全问题逐渐的受到了各界人士的关注与重视，并日益成为人们的关注焦点。就当前的情况来看，消防安全疏散问题是高层建筑中最为重要的一个问题，要想解决好这一问题，就必须要对高层建筑有一定的了解。高层建筑有其自身的一些特点：例如，高层建筑中的人员较多且集中，火灾一旦发生，就有可能会出现拥堵、混乱的现象。大多数人会因为恐惧和慌张朝着各个通道盲目的逃跑；由于高层建筑中承载的人多，自然就会有很多的物品，易燃易爆物品也就随之增多，就会加大高层建筑的火灾隐患。火灾一发生，火势就会随着楼梯、管道等通道快速蔓延，加大火势，大火和浓烟就会迅速笼罩整座高楼。在这些情况下，安全疏散工作就会有一定的难度。所以，要根据高层建筑的这些特点来进行消防安全疏散设计。

五、高层建筑消防安全疏散设计的优化方案

1.尽可能延长危险来临时间

高层建筑发生火灾后，被困人员面临的最大威胁就是烟气，为最大限度延长危险来临时间，首先是对火灾产生的烟气进行有效控制。第一，科学的划分防火防烟分区。一旦发生火灾险情，人员撤离速度远远赶不上烟气蔓延速度，因此，应对横向及纵向防火防烟分区进行科学设计，尽可能将火灾控制在有限范围内；第二，设计安装自动灭火系统。自动灭火系统可及时对火灾进行扑救，同时还具有降温、消烟，防止火灾扩大的作用，是实践中高层建筑火灾防护首选方案，常见的有自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统以及气体灭火系统；第三，以《高层民用建筑防火设计规范》为依据，设置防烟排烟设施，以尽可能的控制起火点烟气扩散，将烟气排出；第四，确保疏散楼梯、通道、安全出口畅通，为人员疏散提供保障。

2.缩短疏散开始及逃生时间

高层建筑一旦出现火灾险情，发现越早，撤离迅速，火灾所导致的伤亡越小，反之，后果不堪设想。高层建筑消防安全疏散设计优化应尽可能的控制疏散开始及行动时间。在疏散开始时间方面，应注意以下几点：第一，严格以《火灾自动报警系统设计规范》中相关要求为依据，结合建筑场所实际情况设置火灾自动报警系统；第二，在疏散通道、楼内走道等部位设置火灾声光报警装置，以确保高层建筑一旦出现火灾险情可以及时向建筑中人员发出火警信息；借助其他可听可视设备提示火警，并且火警可听信号优先于正常情况声音信号，将其与其他信号显著区分开来；自动及手动播放疏散通知，同时要提供足够的火情及疏散指示；设置火灾事故应急广播，通知建筑内人员疏散；第三，制定完善疏散预案和消防安全管理制度，定期组织职工进行演练，加强消防控制室人员培训，确保值班员在岗在位，一旦发生火灾，能在第一时间进行处置，能在最短时间内引导人员进行疏散。在疏散行动时间控制方面，应注意以下几点：第一，确保建筑布局的合理性，特别是高层建筑消防疏散通道应合理畅通，并且具有较高的识别性，避免疏散人员迷路；第二，按照正反两个方向设计疏散通道；第三，出口的分散性，避免由于疏散人数过多造成拥堵，同时还要注意两个安全出口之间应保持5m以上的距离；第四，为确保各个防火分区安全性，各防火分区应设计两个以上分布均匀的安全出口；第五，要注意对疏散距离进行适当控制，防止疏散人群未到达安全部位前受到烟气侵害。而在不同的高层建筑的疏散距离方面，也有不同的要求；第六，关于疏散通道，在设计过程中要尽可能做到间接明了，尽量不做弯道、阶梯以及门槛等设计；第七，要做好疏散楼梯、通道、出口的日常维护管理工作，避免出现堆放杂物堵塞疏散通道、锁闭出口等现象；第八，关于建筑疏散楼梯。楼梯、休息平台必须选择不燃烧材料，同一楼梯在不同楼层不应出现错位，同时休息平台的长度应不小于楼梯宽度；楼梯间内不得采用易燃、可燃材料装修。

3.建筑火灾疏散诱导系统设计

高层建筑消防疏散诱导系统应涉及听觉诱导、视觉诱导两方面，其中听觉诱导也就是语言诱导，一般由口头诱导以及广播诱导两部分构成，口头诱导主要由建筑物中专门责任人员进行语言指挥，广播诱导是在建筑物出现火灾险情的情况下通过广播的形式及时向建筑物中人员报道火情，指挥疏散。视觉诱导主要是采用视觉代号进行告警，一般较为常见的有火灾事故应急照明、疏散指示标志和安全出口标志。除此之外，还应注意做好日常防护工作，尽可能创建无烟、无明火以及防热的安全环境。不断完善灭火疏散应急组织，加强管理，定期对建筑物中消防设施设备进行检修，组织建筑物中人员进行消防演练，组织安全管理人员进行疏散诱导相关知识培训。对于在建筑物中出现的不安全行为，特别是存在火灾隐患的行为必须及时予以制止消除，预防火灾事故发生。

六、建筑消防安全疏散性能化设计探索

现行的消防技术规范标准与当前的经济、社会发展已存在不相适宜的地方。因此，近年来建筑性能化设计，为消防设计开拓了新的设计空间。其主要设计理念是，改革现行技术规范不相适应现代建筑及消防设计的规定，综合建筑物整体情况，在保证消防安全的前提下，合理优化建筑成本、建筑使用功能、安全疏散，从而保证建筑在某方面不能满足规定，采取性能化评估，以采取补救措施。建筑安全疏散性能化设计主要考虑的因素为：

(1)建筑耐火等级。高层建筑内可燃物的数量和燃烧性能，决定着建筑发生火灾时人员的疏散时间。建筑耐火极限低、可燃物数量大、燃烧蔓延速度快、允许的疏散时间就越短，反之则多。要保证建筑内人员的安全，必须在允许的时间内疏散出来。

(2)人员所需疏散时间。该疏散时间包括从房间内到疏散门口的疏散时间，从房间门口到安全出口的时间，不同人群疏散速度不一样，疏散时间就不一样。如果设计所有人员疏散的时间，超过建筑物允许事实的时间，就无法保证安全。因此，高层建筑安全疏散时间的确定，显得尤其重要。

(3)建筑疏散设施(包括疏散走道、疏散楼梯、疏散照明、疏散指示标志及疏散通道防排烟设施)。建筑设施齐全，相对疏散时间会减少，相反就会增加。因此，建筑安全疏散系统设计得合理，就会赢得相应的疏散时间，保证人员的安全疏散时间和安全性。

(4)火灾的发现时间。此因素的设计，主要应考虑火灾自动报警设施的优化设计，包括系统发现火灾报警的时间、系统的高效完好性能。

(5)建筑消防设施。建筑如设计有与相应建筑场所对应类型的火灾自动灭火系统，在发生火灾的第一时间，系统动作，就能有效地扑灭着火楼层的火灾，为人员疏散获得宝贵的自救机会。

(6)建筑日常的维护管理及使用因素。能否保证建筑设施完整，人的因素至关重要，主要体现在设施的维护管理方面。安全出口的通畅情况，为人员疏散提供了高效、安全的疏散时间。

七、结语

本文初步探讨了高层建筑安全疏散设计的几个问题，而高层建筑消防安全涉及许多方面，因此，高层建筑的防火设计，是一个持续性的课题。随着近年来超高层公共建筑的出现，其功能的复杂化不断带来新的问题，特别是建筑消防安全性能设计的发展与应用，还有待建筑设计人员和消防专业人士，作进一步地探讨和研究。5高层建筑人员安全疏散对策为了保证人员安全的疏散，现在的做法一般是通过延长危险来临的时间，缩短疏散开始时间，围绕缩短疏散时间来进行设置主要有简洁、合理的布置安全疏散路线，合理设计防火分区，设置避难层、自动报警系统、自动灭火系统和防排烟系统，从建筑设计施工方面优化安全疏散以及其他对策。这些对策可以在一定程度上缩短疏散时间，为人员的疏散和财物的保护赢得时间，另外高层建筑的防火工作应加强日常的管理并立足于自救。

参考文献

[1]胡忠日.安全疏散研究的国内外动态和发展趋势[J].消防科学与技术，2001，11(6).

[2]陈蔚.高层建筑火灾中人员安全疏散的特点及对策[J].科技信息，2007，(35)：62.

[3]冷雅军.影响高层民用建筑消防安全疏散的因素及对策[J].建筑防火设计，2003，(2).

[4]李嘉华.高层建筑火灾时人的避难心理及疏散设计[J].西南工学院学报，1998，6(2)：53-58.

[5]GB50045-95，高层民用建筑设计防火规范(2005年版)[S].

[6]刘方.建筑防火性能化设计[M].重庆：重庆大学出版社，2007：89-92.