高层住宅平面设计安全性分析

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1核心式高层住宅的火灾蔓延及其危险

在核心式高层住宅中，各种现代家居室内装修趋向理性，住户内可燃物不多，门厅、走道、电梯厅等公共服务空间也大多采用A级不燃材料装修。普遍采用管道燃气，配电线路标准较高，户内用火用电较为安全。受建筑面积的限制，围绕核心筒布置的住户因一般为2～8户，居住人数较少（以现有国情，每户一般居住2～6人），住户对疏散系统比较熟悉，火灾时不易酿成群死群伤事故，其火灾危险性与公共建筑相比较小。但是，此类住宅中大多无自动喷水灭火系统保护，火灾发生后仍有蔓延扩大的可能。高层住宅火灾通常经3个途径蔓延。一是沿住户外窗竖向蔓延：住宅外壁竖直上下的窗户是造成住宅火灾蔓延扩大的主要原因。从高层住宅火灾实际案例中发现，从窗户喷出的火焰上升高度可达8～10m。二是住户间水平蔓延：各户之间由实体墙进行完全分隔而相互独立、隔绝，形成面积较小的防火单元，一旦发生火灾，相邻水平的住户间不易相互蔓延，但是部分平面为通风采光而设置的凹槽两侧的房间如各开设洞口，且未进行防火处理，则火灾时也可能在住户间水平蔓延。三是经核心公共空间水平蔓延：当火灾发生的户门开启时，火焰和烟气从入户门通过走道、电梯厅等公共空间进行蔓延。特别是在外界强风的作用下产生喷灯效应，蔓延更加迅速。保障疏散系统的安全可靠，合理布置高层住宅的核心式平面至关重要。

2高层住宅剪刀楼梯核心式平面的基本类型

在各种高层住宅剪刀楼梯核心式平面布置实例中，按剪刀楼梯前室的设置方式和疏散方向可归纳分类为双室双向、单室双向、单室单向、前室穿套4种基本类型。

2．1双室双向型

剪刀楼梯分别设有两个前室，一个前室独立设置，另一个独立设置或与消防电梯前室合用，平面所有住户均有两个不同疏散方向的安全出口，如图1～图4所示。图1双室双向型剪刀楼梯布置形式一图2双室双向型剪刀楼梯布置形式二如图1所示的核心式蝶形结构，服务住宅4户，剪刀楼梯设有两个独立前室，消防电梯前室独立设置并兼作走道。图2所示剪刀楼梯被两个住户围在核心中间，安全疏散出口分设于各住户的南北两侧，剪刀楼梯两侧各设置前室、合用前室。

2．2单室双向型

只有单个前室但所有住户均可从两个方向疏散的核心平面布置类型，如图5、图6所示。图5单室双向型剪刀楼梯布置形式一图6单室双向型剪刀楼梯布置形式二如图5所示，住宅利用电梯厅、走道形成扩大的“三合一”前室，各住户可从不同的疏散方向进入剪刀楼梯的两个安全出口。通向走道的各入户门均采用甲级防火门。如图6所示，住户通过L型走道从两个不同的疏散方向进入“三合一”前室，再进入剪刀楼梯的安全出口。

2．3单室单向型

核心筒平面中只有一个前室，两边住户只能从单一方向进行疏散的布置类型。如图7、图8所示，剪刀楼梯蝶形、井字形住宅单元，剪刀楼梯、消防电梯三前室合用（简称“三合一”前室），所有住户门直接开向前室，且为甲级防火门。住户经过前室后单向进入剪刀楼梯，合用前室又充当了过道，剪刀楼梯则相当于两部封闭楼梯间。

2．4前室穿套型

前室穿套着合用前室或合用前室穿套前室，如图9、图10所示。这些住宅单元核心筒布置在南方城市的很多设计中常见。为节省公共活动空间，剪刀楼梯一个前室与消防电梯前室合用，另一前室独立设置，独立前室与合用前室间采用防火门分隔，住户分别开向前室和合用前室。疏散时，人员须穿过一个剪刀楼梯前室才能进入另一剪刀楼梯安全出口。

3高层住宅剪刀楼梯核心式平面设计安全性分析

3．1双室双向型对安全疏散最理想

在高层住宅剪刀楼梯核心式平面中，剪刀楼梯核心筒是所有住户安全疏散的竖向通道。住户由入户门依次向走道、前室、剪刀楼梯、一层出口进行疏散。双室双向型平面的所有住户均能保证有两个不同的疏散方向、两个独立的安全出口，满足消防双向分流疏散的要求，其疏散路径为：一层出口1←剪刀楼梯1←楼梯间前室1（←走道）←入户门→（走道→）楼梯间前室或合用前室2→剪刀楼梯2→一层出口2。发生在户内的火灾，其烟气和火焰有入户甲级防火门→前室乙级防火门→剪刀楼梯乙级防火门三重阻挡，走道、前室也均俱有蓄烟、排烟功能，剪刀楼梯间的安全度最高，最有利于人员安全疏散。因此，双室双向型平面的消防安全性无疑是最理想的。

3．2前室穿套型不能等同于双室双向型

在前室穿套型平面布置中，住宅单元尽管设有一部剪刀楼梯和两个前室、两个出口，与双室双向型类似，却存有不利安全疏散的因素。一是无法满足双向疏散要求。前室穿套型的两边住户只能穿过开启方向与疏散方向相反的合用前室门才能进入另外一个剪刀楼梯，实际上仅有一个安全疏散方向和出口。二是增加障碍，不利疏散。前室穿套型平面中，走道、前室中设置多个防火门，而且与疏散方向相反，人为增加障碍，对疏散极为不利。三是人流交通容易产生错觉。在此类平面中，由整体较大的公共服务空间分隔成较狭小的前室、合用前室，防火门关闭，无通透感，容易让人辨识方向时分不清楼梯间的门。前室的一个门无法保证朝疏散方向开启，导致疏散混乱。因此，前室穿套型高层住宅核心式平面设计不能等同于双室双向型，设计人员不可只图表面符合规范要求而实质上违背疏散原则。如将其前室或合用前室、走道中的所有门取消则可视为单室单向型。

3．3单室双向型比单室单向型有利

在单室双向型平面布置中，住户经双向走道、合用前室或直接到达扩大前室后双向进入剪刀楼梯，疏散畅通，不易产生拥挤，并且走道或前室的空间宽敞，蓄烟、防烟能力较好，能有效保障火灾时人员疏散的清晰要求；能保证所有住户有两个不同方向的疏散走道和出口。因此，单室双向型的安全性较单室单向型有利。但是，单室型平面中一旦发生火灾，开向扩大前室的住户门或合用前室的防火门遭到破坏时，火灾仍有威胁前室和剪刀楼梯的可能。

3．4增大单室型的前室面积应

GB50045－95（2005年版）《高层民用建筑设计防火规范》规定，高层住宅楼梯间独立前室的面积不应小于4．5m2，与消防电梯合用前室时面积不应小于6．00m2。但是在剪刀楼梯核心式单室型平面布置中，单一前室既是每层所有住户安全疏散聚集的唯一公共空间，又是消防人员到达起火楼层放置灭火和救援器材、展开灭火救援战斗准备的安全场所，还承担着火灾时一整层的蓄烟、排烟任务，面积不足，就会容易产生拥挤和干扰，严重影响人员的安全疏散和消防灭火救援的开展。根据GB50045－95规定，安全出口（两个剪刀楼梯入口）间的距离不应小于5m，新《建筑设计防火规范》报批稿中要求单室的短边不应小于2．4m。因此，单室的面积不应小于5×2．4＝12．0m2。但是，当单室面积为12．0m2时，按每人所占面积0．55m×0．55m（0．55m为单股人流宽度）计算，12．0m2的单室最多可容纳12÷（0．55×0．55）≈40人。减去一个8人小组的消防救援人员，单室型的公共空间停留住户人员最多不应超过32人，按每户平均人数5人计算，面积为12．0m2的单室服务最多户数不应超过32÷5≈6户。当住户多于6户时，单室面积应相应增加，建议不宜小于16m2。

3．5单室型虽符合规范但应受限使用

在GB50045－95及新《建筑设计防火规范》报批稿中，高层住宅核心平面如确有困难时允许采用单室型布置。此类住宅现有设计、在建的多为18层以上，超百米住宅也不在少数，采用单室型布置虽然符合规范要求，但若无区别对待，则不尽合理。因此，高层住宅中采用单室单向、单室双向型平面布置时应在建筑高度、住宅户数或住宅单元建筑面积等方面适当设置限制条件。

4结束语

采用剪刀楼梯核心式平面设计的高层住宅应综合考虑单室单向型、单室双向型、双室双向型各自的安全度，不应采用前室穿套型的平面布置。根据当地消防车登高扑救能力，高层住宅的层数或高度以及每层的住户数或建筑面积，合理选择运用3种类型的平面设计。结合国家规范GB50045－95的相关规定，提出如下建议。建筑高度大于等于100m的住宅应采用双室双向型布置，建筑高度小于100m的18层以上高层住宅可采用单室型的平面布置，并应符合下列要求：（1）当住宅每层住户数不大于6户时，单室面积不应小于12m2；当住宅每层住户数大于6户时，单室面积不应小于16m2。（2）单室、走道等公共空间应增设自动喷水灭火局部应用系统。（3）当住宅每层住户数大于6户或建筑面积大于650m2时，应采用单室双向型布置。（4）建筑高度超过当地消防装备救援能力范围内的高层住宅不宜采用单室单向型。

本文作者:黄白蓉工作单位:泉州市消防支队