高层办公建筑消防设计要求

高层办公建筑消防设计要求

一、关于建筑消防（防火）设计的若干基础知识

1、为什么建筑物必须针对防火进行设计。

2008全年共发生火灾13.3万起（指统计月，不含森林、草原、军队、矿井地下部分火灾，下同），死亡1385人，受伤684人，直接财产损失15亿元

典型：吉林中百2004年

2004年2月15日9时许，吉林市中百商厦伟业电器行雇员于红新不慎将吸剩的烟头掉落在仓库地上，在并未确认烟头是否被踩灭的情况下离开了仓库。烟头引燃仓库内的可燃物后，引发火灾，造成54人死亡、70人受伤、直接经济损失400余万元的严重后果

发生火灾的中百商厦全称为中百商厦长春路批发市场，位于吉林市长春路53号，坐北朝南正向建设，面向长春路。该建筑1993年3月兴建，1995年1月竣工投入使用；总面积4328平方米；框架结构，耐火等级为二级；设有两部疏散楼梯，每个楼梯净宽为3.3米，总疏散宽度为6.6米；一层设有安全出口3个，直通室外。楼内安装墙壁消火栓8个，一至三层有火灾自动报警器，配备有疏散指示标志7个（现场残存）和应急照明5个（现场残存）、干粉灭火器各部位共配备36个（另在后院铁笼内外存有23个报废的）、10樘防火卷帘及1个90立方米的消防水池等消防设施设备，并制定有消防安全应急预案。商厦的第一层和第二层是商场，第三层是洗浴中心，第四层是台球厅，第五层是歌舞厅。起火地点在商场二层。

9时许着火直到11时28分，消防队才第一次接到过路群众报警,从11时32分首批5台车到达现场展开救援开始，到11时50分左右，相继共有60台消防车、2台曲臂举高车、吉化消防队1台直臂云梯车、320名消防指战员到达现场。与此同时，有500多名公安干警、100多名医护人员和24 辆救护车，参加了救援

行动。

据公安部门调查，在54名死者中，至少有40

人是中毒窒息死亡。另外，商厦周边环境影响了现

场施救。商厦的消防通道也不通畅。在中百商厦装

有报警器，但没有中央控制室，报警器形同虚设。另外，商厦一楼原本有一个正门，两个偏门，其中一个偏门直接通往楼顶的楼梯，但这个偏门外面被两家门市占用后挡死了。该商厦东西两侧均是建筑工地，后侧道路狭窄，消防车和登高车无法靠近，灭火救援行动受限。商场建筑和窗户栅栏阻碍了一些人的逃生。中百商厦的正面二层以上是玻璃墙，而且屏幕与窗户间距大，起火后停电，楼内一片漆黑。而一楼、二楼一共有34个窗户，其中有30个装着铁栅栏，给跳楼逃生造成困难。一些人被迫往三楼四楼跑。一些人慌乱中从楼上跳下来，其中有4人摔到工地上的硬物上摔死

该严重火灾案例的分析

●五层均为人员密集场所，存在火灾逃生及时疏散的隐患

●周边环境影响消防车到达及现场扑救

●疏散通道不顺畅

●玻璃幕墙与楼板间形成引火通道

●起火后停电，影响人员疏散

●无消防控制室

火灾的经验教训告诉我们，如果在建筑设计中，对防火设计缺乏考虑或考虑不周密，或者有考虑但没有认真执行，一旦发生火灾，会造成严重的伤亡事故和经济损失。为了保障公民生命财产安全，本着“预防为主，防消结合”的消防工作方针，针对建筑发生火灾的特点，各种类型建筑均应进行防火设计，设计措施立足自防自救，从积极的方面预防火灾的发生及其蔓延。

2、什么是防火规范。

防火规范是由国家相关主管部分组织编制并颁布的具有法律效力的文件，用以指导设计、建设单位、消防监督各部门的行为规范和配合。

3、建筑设计防火规范有哪些？

建筑师应该熟练掌握以下规范：

●建筑设计防火规范GB 50016--2006

用于多层民用建筑

●高层民用建筑设计防火规范GB 50045--95 (2001年版)

●汽车库、修车库、停车场设计防火规范GB 50067-97

●人民防空工程设计防火规范GB 50098-98(2001 年版)

二、高层民用建筑设计防火的基础知识

1、高层建筑物火灾的特点(摘高层民用建筑设计防火规范条文解释)

1)火势蔓延快

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，发生火灾时好像一座座高耸的烟囱，成为火势迅速蔓延的途径。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，一旦起火，燃烧猛烈，容易蔓延。据测定，在火灾初起阶段，因空气对流，在水平方向造成的烟气扩散速度为0.3m/s，在火灾燃烧猛烈阶段，由于高温状态下的热对流而造成的水平方向烟气扩散速度为

0.5～3m/s；烟气沿楼梯间或其它竖向管井扩散速度为3～4m/s。如一座高度为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层。

助长火势蔓延的因素较多，其中风对高层建筑火灾就有较大的影响。因为风速是随着建筑物的高度增加而相应加大的。据测定，在建筑物10m高的风速为5m/s时，在30m高处的风速为8.7m/s，在60m高处的风速为12.3m/s，在90m高处的风速为15.0m/s。由于风速增大，势必会加速火势的蔓延扩大。

2)疏散困难

高层建筑的特点：一是层数多，垂直距离长，疏散到

地面或其它安全场所的时间也会长些；二是人员集

中；三是发生火灾时由于各种竖井拔气力大，火势和

烟雾向上蔓延快，增加了疏散的困难。有些城市从国

外购置了为数很有限的登高消防车，而大多数建有高

层建筑的城市尚无登高消防车；即使有，高度也不高，

不能满足高层建筑安全疏散和扑救的需要。普通电梯

在火灾时由于切断电源等原因往往停止运转，因此，

多数高层建筑安全疏散主要是靠楼梯，而楼梯间内一

旦窜入烟气，就会严重影响疏散。这些，都是高层建筑的不利条件。

3)扑救难度大

高层建筑高达几十米，甚至超过二三百米，发生火灾时从室外进行扑救相当困难，一般要立足于自救，即主要靠室内消防设施。但由于目前我国经济技术条件所限，高层建筑内部的消防设施还不可能很完善，尤其是二类高层建筑仍以消火栓系统扑救为主，因此，扑救高层建筑火灾往往遇到较大困难。例如：热辐射强，烟雾浓，火势向上蔓延的速度快和途径多，消防人员难以堵截火势蔓延；扑救高层建筑火灾缺乏实战经验，指挥水平不高；高层建筑的消防用水量是根据我国目前的技术经济水平按一般的火灾规模考虑的，当形成大面积火灾时，其消防用水量显然不足，需

要利用消防车向高楼供水，建筑物内如果没有安装消防电梯，消防队员因攀登高楼体力不够，不能及时到达起火层进行扑救，消防器材也不能随时补充，均会影响扑救。

4)火险隐患多

一些高层综合性的建筑，功能复杂，可燃物多，消防安全管理不严，火险隐患多。如有的建筑设有商业营业厅，可燃物仓库，人员密集的礼堂、餐厅等；有的办公建筑，出租给十几家或几十家单位使用，安全管理不统一，潜在火险隐患多，一旦起火，容易造成大面积火灾。火灾实例证明，这类建筑发生火灾火势蔓延更快，扑救疏散更为困难，容易造成更大的损失。

2、高层民用建筑设计防火规范的适用范围

本规范适用于下列新建、扩建和改建的高层建筑及其裙房：（摘自高层民用建筑设计防火规范）

1.0.3.1 十层及十层以上的居住建筑(包括首层设置商业服务网点的住宅)；

1.0.3.2 建筑高度超过24m的公共建筑。

1.0.4 本规范不适用于单层主体建筑高度超过24m的体育馆、会堂、剧院等公共建筑以及高层建

筑中的人民防空地下室。

1.0.5 当高层建筑的建筑高度超过250m时，建筑设计采取的特殊的防火措施，应提交国家消防

主管部门组织专题研究、论证。

防火分类分级的原因

1.登高消防器材。我国目前不少城市尚无登高消防车，只有部分

城市配备了登高消防车。从火灾扑救实践来看，登高消防车扑救

24m左右高度以下的建筑火灾最为有效，再高一些的建筑就不能

满足需要了。

2.消防车供水能力。目前一些大城市的消防装备虽然有所改善，

从国外购进了登高消防车，但为数有限，2008年5月杭州引进101米曲臂登高消防车，2008年7月，北京从芬兰引进了一台价值2000万元的90米登高平台消防车。而大多数城市消防装备特别是扑救高层建筑的消防装备没有多大改善。大多数的通用消防车在最不利情况下直接吸水扑救火灾的最大高度约为24m左右。

目前，世界上能够制造消防云梯车的厂家约有百家。普通的消防云梯车有效高度为30-50米，再高的可达60-70米。目前世界最高的消防云梯车是芬兰博浪涛消防工厂制造的，取名为擎天抢险消防平台云梯车，最高有效高度为101米，曲臂式结构，适用于69-101米高度建筑物火灾救火和救生，代表最高水平现代消防技术和消防能力极限。

3.住宅建筑定为十层及十层以上的原因，除了考虑上述因素以外，还考虑它占的数量，约占全部高层建筑的40%～50%，不论是塔式或板式高层住宅，每个单元间防火分区面积均不大，并有较好的防火分离，火灾发生时蔓延扩大受到一定限制，危害性较少，故做了区别对待

3、高层建筑的防火分类

高层建筑应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和补救难度等进行分类。

建筑分类表3.0.1

公共建筑6.网局级和省级(含计划单列市)电力调度楼

7.省级(含计划单列市)邮政楼、防灾指挥调度楼

8.藏书超过100万册的图书馆、书库

9.重要的办公楼、科研楼、档案楼

10.建筑高度超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研

楼、档案楼等

3.建筑高度不超过50m

的教学楼和普通的旅馆、

办公楼、科研楼、档案楼

等

三、部分专业名词（术语）解释

1、高层建筑裙楼：skirt building

与高层建筑相连的建筑高

度不超过24m的附属建筑。

2、建筑高度building altitude

建筑物室外地面到其檐口

或屋面面层的高度，屋顶上

的水箱间、电梯机房、排烟

机房和楼梯出口小间等不

计入建筑高度。

3、安全出口：safety exit

满足人员疏散要求的疏散楼梯或者直通室外地平面的门。

4、消防控制室：

依照防火要求，建筑物内的火灾自动报警、自动灭火、防排烟，防火门、防火卷帘、火灾事故广播、消防通讯等消防设备组成了一个完整的消防控制系统，而消防控制室是这个系统的监测、控制中心，用于接收、显示、处理火灾报警信号，控制相关消防设施，一旦出现火情，它将成为紧急信息汇集、显示、处理的中心，及时准确地反馈火情的发展过程，控制各种相关设备达到疏导和保护人员、控制和扑灭火灾的目的。

消防控制室必须昼夜24小时设专人值班

5、建筑物的耐火等级

为了保证建筑物的安全，必须采取必要的防火措施，使之具有一定的耐火性，即使发生了火灾也不至于造成太大的损失，通常用耐火等级来表示建筑物所具有的耐火性。

一座建筑物的耐火等级不是由一两个构件的耐火性决定的，是由组成建筑物的所有构件的耐火性决定的，

即是由组成建筑物的墙、柱、梁、楼板等主要构件的燃烧性能和耐火极限决定的。根据我国国情，并参照其他国家的标准，《高层民用建筑设计防火规范》把高层民用建筑耐火等级分为一、二级；《建筑设计防火规范》分为一、二、三、四级，一级最高，四级最低。

确定建筑物耐火等级的目的，主要是使不同用途的建筑物具有与之相适应的耐火性能，从而实现安全与经济的统一。

确定建筑物的耐火等级主要考虑以下几个方面的因素：

1．建筑物的重要性。

2．建筑物的火灾危险性。

3．建筑物的高度。

4．建筑物的火灾荷载。

四、和高层总平面设计有关的消防设计要点

在进行总平面设计时，应根据城市规划，合理确定高层建筑的位置、防火间距、消防车道和消防水源等。

1、防火间距

1)一般规定:高层建筑之间及高层建筑与其它民用建筑之间的防火间距，不应小于表

4.2.1的规定。

高层建筑之间及高层建筑与其它民用建筑之间的防火间距(m) 表4.2.1

2)特殊规定

4.2.2 两座高层建筑相邻较高一面外墙为防火墙或比相邻较低一座建筑屋面高15m及以下范围内的墙为不开设门、窗洞口的防火墙时，其防火间距可不限。

4.2.3相邻的两座高层建筑，较低一座的屋顶不设天窗、屋顶承重构件的耐火极限不低于1.00h，且相邻较低一面外墙为防火墙时，其防火间距可适当减少，但不宜小于4.00m。

4.2.4相邻的两座高层建筑，当相邻较高一面外墙耐火极限不低于2.00h，墙上开口部位设有甲级防火门、窗或防火卷帘时，其防火间距可适当减小，但不宜小于4.00m。

2、高层建筑底边消防设计要求（消防扑救面）

高层建筑的底边至少有一个长边或周边长度的1/4且不小于一个长边长度，不应布置高度大于

5.00m、进深大于4.00m的裙房，且在此范围内必须设有直通室外的楼梯或直通楼梯间的出口。

3、消防车道设计要求

3.1高层建筑的周围，应设环形消防车道。当设环形车道有困难时，可沿高层建筑的两个长边设置消

防车道。当高层建筑的沿街长度超过150m或总长度超过220m时，应在适中位置设置穿过高层建筑

的消防车道。

3.2高层建筑的内院或天井，当其短边长度超过24m时，宜设有进入内院或天井的消防车道

3.3消防车道的宽度不应小于

4.00m。消防车道距高层建筑外墙宜大于

5.00m，消防车道上空4.00m

以下范围内不应有障碍物

五、和高层单体设计有关的消防设计要点

1、防火分区

高层建筑内应采用防火墙等划分防火分区，每个防火分区允许最大建筑面积，不应超过表5.1.1的规定。有自动灭火系统的防火分区，其允许最大建筑面积可按本表增加1.00倍

每个防火分区的允许最大建筑面积表5.1.1

建筑类别每个防火分区建筑面积(m2)

一类建筑1000

二类建筑1500

地下室500

防火分区的作用在于火灾发生时，可将火势控制在一定的范围内，以有利于消防扑救，减少火灾损失。比较可靠的防火分区包括水平防火分区和垂直防火分区两部分。水平防火分区，就是用防火墙或防火门、防火卷帘等将各楼层在水平方向分隔为两个或几个防火分区；垂直防火分区，就是将具有1.5h或1h耐火极限的楼板和窗间墙将上下成隔开，两上、下窗之间的距离不小于1.2m。

因此，在高层建筑设计中，高层建筑内应采用防火墙等划分防火分区，每个防火分区允许最大建筑面积

2、防火墙

建筑构件的燃烧性能和耐火极限表3.0.2

燃烧性能和耐火极限(h)

构件名称

耐火等级

一级二级

墙

防火墙不燃烧体3.00不燃烧体3.00承重墙、楼梯间、电梯井和住宅单元之间的

墙

不燃烧体2.00不燃烧体2.00非承重外墙、疏散走道两侧的隔墙不燃烧体1.00不燃烧体1.00房间隔墙不燃烧体0.75不燃烧体0.50

柱不燃烧体3.00不燃烧体2.50

梁不燃烧体2.00不燃烧体1.50楼板、疏散楼梯、屋顶承重构件不燃烧体1.50不燃烧体1.00吊顶不燃烧体0.25难燃烧体0.25

3、防火门窗、卷帘

●防火门、防火窗应划分为甲、乙、丙三级，其耐火极限：甲级应为1.20h；乙级应为0.90h；

丙级应为0.60h。

分为常开防火门和有安全防范要求的常闭防火门

1、木质防火门：木质防火门是指用木材或木材

制品作门框，门扇骨架、门扇面板、耐火极限达到GBJ45第4.4.1条规定的门。2、钢质防火门：钢质防火门是指用冷轧薄钢板作门框、门板、骨架、在门扇内部填充不燃材料，并配以五金件所组成的能满足耐火稳定性，完整性和隔热性要求的门。

●防火门应为向疏散方向开启的平开门，并在关闭后应能从任何一侧手动开启。

●在设置防火墙确有困难的场所，

可采用防火卷帘作防火分区分

隔。当采用包括背火面温升作耐

火极限判定条件的防火卷帘时，

其耐火极限不低于3.00h；当采

用不包括背火面温升作耐火极限

判定条件的防火卷帘时，其卷帘两侧应设独立的闭式自动喷水系统保护，系统喷水延续时间

不应小于3.00h。

4、中庭防火设计

5、安全疏散

●高层建筑的安全出口应分散布置，两个安全出口之间的距离不应小于5.00m。安全疏散距离

应符合表6.1.5的规定。

●高层公共建筑的大空间设计，必须符合双向疏散或袋形走道的规定