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高層建筑是城市建筑規(guī)劃設(shè)計發(fā)展的方向,目前,高層建筑已遍布世界各地,這些雄踞在都市中的摩天大樓構(gòu)成了現(xiàn)代的獨特風(fēng)貌追溯摩天大樓的發(fā)展歷程,近代高層建筑可以說是災(zāi)害中成長中壯大的,其中最為嚴重的莫過于火災(zāi)造成的損失。高層建筑起火的原因非常多,一旦發(fā)生火災(zāi)由于撲救和疏散非常困難,容易造成大量人員傷亡。火災(zāi)中煙氣是導(dǎo)致人員傷亡的主要因素,據(jù)統(tǒng)計,火災(zāi)中80%的死亡率是由于煙氣。火災(zāi)發(fā)生后,煙氣在煙囪效應(yīng)的作用下以每秒3m～5m的速度襲至屋頂,因此對防煙、排煙問題必須給予充分重視。

1防煙樓梯間存在的問題

我國在20世紀80年代至90年代初期,許多高層建筑最主要采用的是防煙樓間前室、消防電梯前世及合用前室的機械排煙方式。如北京的長城飯店、廣州的白天鵝賓館等,大量的高層建筑均如此處理。它們的樓梯間均為機械排煙,前室中設(shè)有排煙口及送風(fēng)口,由于單純的排煙難以形成有組織的氣流,所以同時送風(fēng)下送上排有利于機械排煙。其中,白天鵝賓館和中國大酒店還向樓梯間加壓送風(fēng)而阻煙,故安全性相對較好,但長城飯店和岷山飯店的樓梯間未加壓,若其門被打開,煙囪效應(yīng)會把煙氣吸進樓梯間內(nèi),因此安全性又比上述二者差。筆者認為,上述方式均有不妥之處,若前室門被疏散者開啟時間較長,或門的縫隙較大時,煙氣就會源源不斷地被吸入其中。前室應(yīng)有防止煙氣吸入樓梯間的功能,它還是疏散人員暫時避難,以及前室、樓梯間中的人流得以緩沖之地。煙氣襲人后雖可由排煙口排走。但又會使前室中人員受到傷害,這種做法實際上是使前室變成了排煙通道。

2防煙樓梯間的幾種設(shè)計方案

高層建筑的樓梯間承擔(dān)著保障人員疏散的重擔(dān),為避免煙氣傾入造成傷害,必須對煙氣進行有力的控制。《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定高層民用建筑的設(shè)計,必須設(shè)置防煙樓梯間(二類高層建筑在32m以下時允許設(shè)置封閉樓梯間)。

防煙樓梯間的平面設(shè)計主要有以下幾種情況。

（1）樓梯間和前室沿外墻布置,且樓梯間和前室沿外墻的部分都設(shè)有窗子,它是一種自然防、排煙形式的防煙樓梯間。這種形式,平時可利用外窗進行自然排煙,這樣可以節(jié)省建筑物初投資。

（2）封閉前室雖靠外墻布置,但不能開設(shè)外窗和封閉前室不能靠外墻布置的形式,這種形式的封閉樓梯間的前室是無外窗的。由于沒有外窗實現(xiàn)自然排煙,所以必須采用機械排煙方式,故建筑初投資將高于前一種布置形式。

（3）用陽臺或凹廊作前室的防煙梯間,是一種較為理想的,可自然防煙的防煙樓梯間。當(dāng)走道中的煙氣吹散,排煙效果較好,因此可以有效地防止煙氣侵入樓梯間,從而確保疏散道路的安全。

（4）樓梯間無外窗,前室有兩個不同方向墻面沿外墻布置,都設(shè)有窗子,是一種較理想的自然防煙形式的防煙樓梯間,規(guī)范規(guī)定具有這種條件前室的樓梯間雖然不沿外墻布置,但樓梯可不設(shè)加壓送風(fēng)措施。

（5）樓梯間沿外墻布置設(shè)有窗子,前室無外窗,這時前室要有加壓送風(fēng)措施。

（6）樓梯間無外窗,前室沿外窗布置并沒有設(shè)有窗子,這時樓梯間應(yīng)有加壓送風(fēng)措施。

（7）樓梯間和前室都不沿外墻布置的防煙樓梯間。這種情況,規(guī)范要求樓梯有加壓送風(fēng)措施時,才能成為符合要求的防煙樓梯間。

上述前四類防煙樓梯間是自然防、排煙形式的防煙樓梯間,后三類都屬于有加壓送風(fēng)措施的防煙樓梯間。

在高層建筑設(shè)計過程中,大多數(shù)的高層建筑將防煙樓梯間設(shè)計在平面的核心部位,但我們提倡樓梯間和前室都沿外墻布置并設(shè)窗子,不論打開的窗子處在背風(fēng)面或迎風(fēng)面,都是具有安全保障的,其原因是:或前室開窗面處于負壓時,進入前室的煙氣,由于煙的溫度高于常溫,受熱對流的作用產(chǎn)生向窗外流動的趨向,與此同時室外負壓氣流靠近窗口時的吸附作用,強化了將煙吸出窗外的過程,因此這樣的前室在火災(zāi)時是安全的。若前室開窗處迎風(fēng)面時,使前室成為自然送風(fēng)形成的正壓狀態(tài)。由于風(fēng)速隨著建筑高度的增加而加大,防煙前室通向走道防火門開啟時,承受的風(fēng)速會遠遠大于機械加壓送風(fēng)形成的風(fēng)速,這樣的前室發(fā)生火災(zāi)時處于無煙狀態(tài),對人員的進入有足夠的安全保障。