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高层建筑消防安全疏散设计中存在的问题及对策梁景豪

发表时间：2021/7/27 来源：《基层建设》2021年第14期作者：梁景豪

[导读] 在建筑设计中，建筑安全性是建筑设计首要关注的内容，而建筑消防安全则是所有建筑安全中的重中之重

        广东省建筑设计研究院广东省广州市 510370
        摘要：在建筑设计中，建筑安全性是建筑设计首要关注的内容，而建筑消防安全则是所有建筑安全中的重中之重。做好建筑消防安全设计，才能够在火灾发生的时候确保建筑物内相关人员的生命财产安全。同时，在建筑消防安全疏散设计过程中，设计者还应顺应时代发展，将智能化、互联化等创新技术运用于建筑消防疏散设计中，提高高层建筑的安全性[1]。
        关键词：高层建筑；消防安全疏散设计；对策；智能创新

        引言
        作为我国城镇化进程取得进展的重要标志，高层建筑在提高土地利用率，发展土地集约化等方面起到了至关重要的作用。一方面，它使人们生活更为现代化；另一方面能节省空间，使更多的土地资源得以有效利用。但不可否认的是，其人员的密集性，空间的复杂性，提升了消防设计的难度。具体来说，高层建筑在复杂的空间和结构特点，使得当发生火灾问题时人员疏散的困难程度远大于各种类型的单层、多层建筑，给消防设计添上一大难题。因此，总结当下高层建筑在消防上出现的问题，并针对问题提出解决方法，提高设计合理性，是现阶段消防设计工作的重点。
        1高层建筑消防安全疏散设计中存在的问题
        1.1消防安全设计对现代高层建筑发展缺乏适应性
        根据当代国内高层建筑消防安全疏散的使用情况来看，国家标准《建筑设计防火规范》GB50016—2014，对于功能高度综合的现代高层建筑尚有漏洞或模糊之处。随着城市化的进程，城市核心区域的用逐渐紧张，类似将剧院置于70m塔楼内部的日本涩谷Hikarie大楼等综合型高层建筑在将来很可能于我国诞生，这很大程度上增加消防安全疏散设计的难度。目前的消防安全疏散设计无论在手法上以及规范上都难以适应现代高层建筑的发展需求。
        1.2消防设计管理中存在漏洞
        根据国家标准《建筑设计防火规范》GB50016—2014（下文简称《规范》），为了确保居民在发生火灾时能够迅速撤离现场，高度超过一百米的建筑必须设置避难层。《规范》规定建筑首层至该避难层的高度不超过50m，两避难层高度宜不大于50m[1]，且不能置入任何除供使用者进行消防避难以外的功能。因此，每座100m的高层建筑塔楼部分至少有两个避难层，作为火灾逃生的容纳场所。但在现实中，有部分开发商为了最大化利用建筑空间，会要求设计人员提交两个设计方案，方案一是先把避难层按《规范》要求设计，作应对消防验收之用。而方案二则是通过验收后将其改造为居住，商业等功能，这类违反《规范》的设计往往会占用使用者的逃生空间，导致火灾时避难层没有发挥其应有作用，引起重大事故，造成人们的生命财产损失。
        1.3有效消防数据信息的匮乏
        高层建筑由于其人员的密集性，空间的复杂性，对消防安全疏散设计具有较高的要求。建筑智能化的普及虽然降低了消防数据信息采集的难度，但目前尚未有一套权威的大数据库可以在高层建筑安全疏散的领域上辅助建筑师进行设计工作。面对高层建筑随着高度的不断增加、综合性功能不断融入的情况，传统的设计方法难以处理高层建筑发展而附增的消防安全问题。此外，通过智能化设施收集到的消防数据往往缺乏系统性分析，难以有效应用到消防设计工作中。因此，不论是建筑师还是机电工程师，都要对相关的设计工作进行创新，赶上时代潮流，避免设计失误。
        2高层建筑消防疏散设计解决对策
        2.1高层建筑消防安全疏散应进行“一体化”设计
        随着时代的发展，建筑设计方法应适应当代建筑发展变化，通过BIM等工具实现“一体化”设计，能高效解决消防疏散等设计问题，达到时代建筑师提出的要求。
        安全疏散路线，即在火灾发生的过程中，建筑使用者能够在进行紧急疏散时安全逃生的最短路线，且安全疏散路线越短，人们的生命安全也就越有保障，设计者应对其给予高度的重视。由于高层建筑功能和结构的复杂性，消防安全设计不仅涉及到建筑空间分布，且与结构及机电管线布置息息相关，牵一发而动全身。因此，建筑师在进行安全疏散路线设计时，可通过BIM进行一体化设计，高效解决疏散空间与结构和综合管线的矛盾，分析消防工艺流程，对安全疏散路线予以合理设计，并准确标注在建筑消防安全疏散的平面图上。
        同时，高层建筑内部的疏散标识应与建筑平面也应进行一体化设计，不仅要求标识设备本身具有较强的指引性，为相关受困人员指明逃生方向，且应根据相关平面标注，使安全标识设施合理落点于各层安全疏散路线上的重要位置，将其引导至最为邻近的疏散楼梯间，有效避免疏散过程中的“逆流”现象，增加火灾时人们的逃生成功率。
        此外，疏散楼梯间作为安全疏散路线末端，其合理布置对于进一步提高人群疏散的速度起着重要的作用。疏散楼梯间应与电梯组合布置，建筑师可利用BIM工具，快速做出多种的楼梯、电梯与前室的组合方案，综合比选出具有安全疏散高效性以及消防扑救时效性的最佳方案，提高工作效率。[3]
        2.2 通过智能化手段解决消防设计管理漏洞
        对于上述存在“钻空子”的情况，管理部门应加强对于消防疏散节点的管理，具体采取措施除设计阶段的施工图审查和消防验收外，可在设计阶段合理添加对于消防安全疏散路线上重要节点增设智能化监控设备的要求，运用建筑智能化的手段实时监测管辖范围内高层建筑的消防安全疏散重要节点的消防设施状况，如增设能够上传数据的感烟探测器与感温探测器，通过对烟气浓度以及温度进行监测，及时发现火灾隐患问题。此外，智能化设施还可监测疏散楼梯间内的机械防排烟设施使用状况，并把排烟效率等数据收集上传，最终运用收集的数据信息建成大数据库并加以分析，使之能反向辅助建筑师进行消防安全疏散的设计优化。
        2.3合理利用BIM软件模拟软件优化消防设施布点
        纵观国内外已建成项目，随着高层建筑功能逐渐复杂，常规的疏散设计方法已经不能满足设计需求，应运而生的消防疏散模拟软件在此类设计中开始逐渐普及。如台北演艺中心、日本涩谷Hikarie大楼等综合型的高层建筑，均在设计过程中运用到FDS+Evac、Building EXODUS、Path Finder、STEPS与Simulex等模型进行消防疏散模拟（图1）[4]，一些软件甚至能够对逃生者的心理进行模拟，对混乱情况能够进行建模模拟，进而优化筛选出最坏情况下的最佳方案，使大量的使用者能够在发生火灾时不论在混沌还是有序的情况下都能够安全撤离。上述案例境外均具有实践性和权威性，与此同时，我国中智盛安等公司也开发出相关的消防疏散模拟软件并投入使用。

        图1、BIM在消防疏散模拟中的应用
        结语
        随着目前我国社会经济的不断发展，高层建筑不论是高度还是功能空间和结构复杂程度均在增加，在带给人们和城市便利的同时也埋下了相当的安全隐患。为了更好的消除高层建筑中存在的消防安全问题，不论是建筑师、使用者还是管理者均需要创新思维，追赶时代潮流，合理运用智能化、BIM等技术对设计进行革新，做好消防安全疏散设计，确保建筑安全

        参考文献：
        [1]国家标准《建筑设计防火规范》GB50016—2014.
        [2]赵树海.高层建筑消防安全疏散设计中存在的问题及对策[J].城市建设理论研究（电子版），2017（17）：62.
        [3]刘江涛.高层建筑消防安全疏散设计中存在的问题及对策[J].建筑工程技术与设计，2016（20）：862-863+1093.
        [4]张华.试述高层建筑消防安全疏散设计中存在的问题及对策[J].军民两用技术与产品，2017（6）：213.