摘要:近年来随着高层建筑的增多,高层建筑的安全性问题就变成了建筑设计中的一个突出问题,本文就高层建筑安全性方面的设计做了简单阐述。 

  关键词:高层建筑 安全性设计 

  前言 

  随着我国经济的高速发展,城市用地日趋紧张,这就使得高层建筑成为了现阶段建筑设计的主体,它既增加了绿地面积和使用空间又丰富了城市的景观。但高层建筑在美化城市的同时,也给建筑设计师们在设计安全性方面提出了诸多挑战。 

  一、 建筑消防安全设计 

  1.合理布置建筑平面形式和总平面 

  针对高层建筑发生火灾时容易蔓延和疏散、扑灭困难,往往造成严重的损失和重大的伤亡及易燃易爆厂房、仓库发生火灾时对高层建筑的威胁等因素,高层建筑的平面形式、位置、间距和消防车道都应严格按照《高层民用建筑设计防火规范》的要求来设计。 

  2.合理布置安全疏散路线 

  在发生火灾时,人们在紧急疏散时,人们从着火房间或部位,跑到公共走道,再由公共走道到达疏散楼梯间,然后转向室外或其他安全处,应一步比一步安全,不会产生“逆流”情况,这样的疏散路线即为安全疏散路线。因此,在布置疏散路线时,既要力求简捷明了,便于寻找、辨别;又要不致因受某种阻碍反向而行。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,因此尽量把经常使用的路线和火灾时紧急使用的路线有机地结合起来设计,有利于迅速而安全的疏散人员。 

  3.合理布置走道、出入口、疏散楼梯 

  在高层建筑设计中,建筑物中任何部位最好同时有两个或两个以上的疏散方向可供疏散。避免把疏散走道布置成袋形,因为袋形走到的致命弱点时只有一个疏散方向,火灾时一旦出口被烟火堵住,其走道内的人员就很难安全脱险。安全出口(门或楼梯出口)的布置应均匀,并具有不同方向的出口。因为在火灾发生时容易出现混乱、拥挤的情况那么不同方向出口可以就近快速疏散人群,防止拥挤造成的人员损伤。 

  4.合理配置疏散门、疏散楼梯与疏散通道的疏散能力 

  房间的疏散门的疏散能力,除了与总宽度有关外,还与一个房间的安全出口数有关,如果人员较多的房间,只布置一两个宽大的出口,平时通行不便,火灾时应急困难,容易造成人员伤亡。因此,凡人员较集中的房间,既要考虑平时疏散的方便,又要满足紧急情况下的需要。应在安全出口的数量、分布、距离方面综合考虑确定。 

  同时疏散出口应与疏散楼梯和疏散通道的数量和宽度相匹配,即保证门、通道、楼梯的通行能力相一致。 

  另外底层出入口也应与疏散楼梯相协调。在上层工作人数(每层)和底层工作人数基本相同的情况,安全出口与楼梯的数量与宽度相同,这对整个建筑物人员安全疏散式十分有利的。但在许多情况下,高层公共建筑物的底层或其上一、二、三层为公共活动用房(如商业、餐厅、大会议堂、多功能厅、酒吧、舞厅等),人数集中,在这种情况下,必须分别设置,其外门的总宽度要比楼梯总宽度宽些,出口数量多些。 

  5.避难层(间)的合理设计 

  设置高层建筑避难层(间)是十分必要的。设置避难层(间)是保障高层建筑内人员在火灾时安全脱险的一项有效的措施。就高层公共建筑来说,人员众多,紧急疏散是个大问题。层数在25层以上的办公、旅馆等人员较多的高层公共建筑,均宜设置避难层(间),但为既基本满足安全疏散需要,又能节约投资,宜缩小设置范围。在一般情况下,建筑高度超过100m的高层旅馆(含饭店、宾馆)、办公楼和综合楼,应设置避难层(间)。设置避难层(间)的起始高度,主要与当地拥有消防登高车的作业高度和消防队员能承受的最大体力消耗等因素有关。避难层的形式,大体有两种,一种是与设置层结合(采用的较多),另一种是专用避难层。第一种情况时就要注意设备、管道应集中布置,并用耐火极限不低于1h的墙围护起来。好满足疏散人员的停留面积要求。 

  6.完善火灾自救系统设计 

  火灾自救系统包括消火栓灭火系统、防火分区系统、火灾自动报警系统以及自动喷水灭火系统。消火栓系统在我国被作为最基本的灭火设备,在每一个高层建筑中都要设置。消火栓系统实施灭火需要有两个基本要素:一是消火栓设备,二是使用消火栓的消防队员,二者缺一不可。防火分区系统的设置在我国几乎和消火栓系统一样普遍。它是采用相应耐火性能的建筑构件或防火分隔物,将建筑物人为划分的能在一定时间内防止火灾向同一建筑物的其他部分蔓延的局部空间。该系统主要由防火墙、板、防火门、防火卷帘、挡烟垂壁、防火阀等及相应的火灾探测装置构成。探测装置探测到火情后,防火门及防火卷帘等自动关闭,把火势封闭在局部空间内,阻止其蔓延,以有利于消防扑救和延长自救时间。火灾自动报警系统是由触发器件、火灾报警装置、以及具有其他辅助功能的装置组成的火灾报警系统。它是人们为了早期发现、通报火灾并及时采取有效措施控制和扑灭火灾,而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防设施。自动喷水灭火系统是当今世界上比较普遍使用的固定灭火系统。国内外应用实践证明,该系统具有安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点,是现代高大建筑不可缺少的消防设施。 

  二、 建筑防护安全设计 

  1. 台阶、楼梯、坡道、栏杆的安全防护设计 

  人员密集场所台阶高于0.7m并侧面临空时,应有有效的防护措施,根据人的行走习惯室内台阶的踏步数不应少于两级,且应防滑。 

  楼梯根据建筑的不同性质楼梯的台阶高宽有所不同,并且楼梯根据设置的不同部位(临空或不临空)、梯井大小、是否水平长度大于0.5m所设置的扶手栏杆高度也有所不同。主要考虑靠近临空部分人员容易跌落,所以栏杆相应较高,而梯井小或非临空部位达到0.9m即可。 

  坡道主要设置防滑措施,以防雨雪天湿滑引起损伤。 

  为了防止人员高空坠落,阳台、外廊、室内回廊、内天井、上人屋面以及室外楼梯等临空处应设置防护栏杆,并应符合《民用建筑设计通则》的相应规定。 

  为了防止高空坠物伤人,应在底层出入口上方设置防止坠物的安全措施。 

  2. 高层建筑的防盗设计 

  据报道,近几年来,北京、广州、南京、沈阳、西安等地高层楼房住户被盗贼入户盗窃的事件频频发生,甚至高达30层的住户也未能幸免。资料表明,其中主要途径就是由户外下水管、空调架、楼梯间的外连接横梁或楼房之间的较小通道等可以到达高层住户阳台或窗户,并由此入户。因此,设计中应考虑非封闭阳台是否与公用走道接近,其他结构条件是否有供翻越的可能;以及各种管道是否安装在临近阳台或窗口;设计中各种管道、避雷装置等垂直管线应考虑远离阳台或窗的部位等。同时还应避免相邻两户通过空调或平台等构件相互连通。 

  4.高层建筑外墙外保温饰面材料的防护设计 

  在高层建筑外墙外保温墙面上粘贴面砖,其安全性要求较高,一般情况下饰面粘贴面砖主要应考虑保温系统内各层材料的粘结强度是否满足国家规范标准规定值。但是,与重质墙体基层不同,外保温系统由于内置密度小、强度低的保温层,其形成的复合墙体往往呈现软质基底的特性。且由于外保温系统置于建筑结构的外层,热应力、火、水或水蒸汽、风压、地震等外界作用力直接作用于表面,需要采取相应的安全加固措施,使建筑物和保温系统本身保持必要的安定性,防止出现面层开裂、面砖起鼓、脱落等质量事故。 

  在外墙外保温墙面上粘贴面砖需要考虑的主要关键技术有:在保护保温层的前提下,要使外保温系统形成一个整体,转移面砖饰面层负荷,改善面砖粘贴基层的强度,达到标准规定要求;要考虑外保温材料的压折比、粘结强度、耐候稳定性等指标以及整个外保温系统材料变形量的匹配性,以释放和消纳热应力或其他应力;要考虑外保温材料的抗渗性以及保温系统的呼吸性和透汽性,避免冻融破坏而导致面砖掉落;要提高外保温系统的防火等级,避免火灾等意外事故出现后产生空腔,使外保温系统在面砖饰面的自重重力作用下出现大面积塌落;要提高外保温系统的抗震和抗风压能力,避免偶发事故出现后的水平方向作用力对外保温系统的破坏。 

  三、 建筑结构安全设计 

  高层建筑由于自身高度较高,水平荷载往往取代竖向荷载成为控制荷载,在设计时需要重点考虑风力和地震力对结构的影响;沿建筑物竖向,建筑造型和结构布置比较均匀,避免刚度、承载力和传力途径的突变;严格控制高层建筑体型的高宽比,以确保其稳定;对重要的节点在构造上予以加强,避免过早破坏;高层建筑设计时不仅要保证结构有足够的承载力,还必须要有足够的刚度,控制在风荷载下的位移,保证具有良好的居住和工作条件,保证外墙等围护构件在风荷载和小震时下不发生局部损坏,防止电机管道设备受到损坏以及电梯轨道变形造成的不能正常运行。 

  结束语 

  随着高层建筑设计的不断发展,满足高层建筑安全的建筑形式、设计手法日益成熟,但随着社会经济的进一步发展,高层建筑也会越来越高,形式日趋复杂、多元化,那么又会出现新的安全性问题,这就要求设计师从安全原则出发,与时俱进,谨慎处理设计中的各项安全问题。