高層民用建筑的刀梯設(shè)計(jì)

高層民用建筑的刀梯設(shè)計(jì)

1、剪刀護(hù)欄設(shè)置的缺陷造成火災(zāi)隱患剪刀樓梯，也稱為重疊樓梯和套筒樓梯，是在同一樓梯之間建造的兩座相互重疊、相互關(guān)聯(lián)的樓梯。剪刀樓梯在其樓層之間的梯段一般為單跑直梯段。剪刀樓梯最重要的特點(diǎn)是,在同一樓梯間里設(shè)置了兩個(gè)樓梯,具有兩條垂直方向疏散通道的功能。因?yàn)榧舻稑翘菘梢栽谄矫嬖O(shè)計(jì)中利用較為狹窄的空間,起兩個(gè)樓梯的作用,所以受面積指標(biāo)限制較多的高層住宅,往往采用剪刀樓梯作為疏散樓梯。但剪刀樓梯這樣的設(shè)置,使兩條疏散通道距離過(guò)近,在防火方面存在著先天的不足。為了確保剪刀樓梯在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠起到兩條疏散通道的作用,《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求剪刀樓梯要分別設(shè)置前室,而且樓梯段應(yīng)完全分隔。但在實(shí)踐中,設(shè)計(jì)單位為了滿足經(jīng)濟(jì)指標(biāo),往往忽視這些要求,或者想方設(shè)法規(guī)避這些規(guī)定,打擦邊球,從而導(dǎo)致在實(shí)踐中剪刀樓梯兩個(gè)前室(合用前室)互相連通的事情層出不窮,為火災(zāi)發(fā)生時(shí)的人員疏散埋下了很大的隱患。如何綜合考慮剪刀樓梯的安全性和經(jīng)濟(jì)性,是高層住宅消防設(shè)計(jì)中必須考慮的一個(gè)問題。2、疏散通道的安全性樓梯間的經(jīng)濟(jì)性主要由樓梯間本身及各種輔助疏散設(shè)施的建筑面積大小來(lái)體現(xiàn),而其安全性主要體現(xiàn)在火災(zāi)發(fā)生時(shí),其保證疏散通道安全性的能力上。對(duì)于剪刀樓梯來(lái)講,還有兩個(gè)疏散通道獨(dú)立性的問題。因此,可以用以下指標(biāo)來(lái)比較各種剪刀樓梯設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性:2.1安全疏散使用空間疏散樓梯、電梯及其前室、公共疏散走道等用于人員安全疏散的使用空間,及上述空間所圍合的不能作為住宅套內(nèi)空間使用的空間,其墻體軸線所圍合的水平投影面積之和。2.2樓梯中心的安全樓梯間保證人員安全疏散的能力,即火災(zāi)發(fā)生后,著火層至少有一條人員疏散通道不受火災(zāi)煙氣威脅的概率。2.3樓梯間的獨(dú)立性剪刀樓梯兩個(gè)疏散通道保持各自空間的概率,即一個(gè)樓梯進(jìn)煙,還能保證另一個(gè)樓梯是無(wú)煙區(qū)的概率。3、電梯數(shù)量、可靠性根據(jù)《民用建筑設(shè)計(jì)通則》、《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定,同時(shí)為使各種剪刀樓梯設(shè)計(jì)的指標(biāo)及分析具有可比性,下文中各種樓梯間(僅含標(biāo)準(zhǔn)層)的設(shè)計(jì)均采用以下共用參數(shù):3.1建筑層高為3.0m,樓梯段采用單跑直梯段,單跑梯段分為18步,踏步寬度260mm,梯段凈寬1200mm,周轉(zhuǎn)平臺(tái)寬度1290mm,如圖1所示。3.2每個(gè)樓梯間附設(shè)電梯兩部,其中一部為消防電梯,電梯井尺寸為2200mm×2200mm;3.3樓梯間前室面積不小于4.50m2,合用前室面積不小于6.00m2,電梯候機(jī)廳深度不小于1.50m,且此三項(xiàng)參數(shù)各自在不影響其他參數(shù)的情況下取最小值;3.4公共疏散走道、疏散門寬度為1200mm;3.5住宅戶門寬度為1000mm;3.6各種墻體厚度均為200mm;3.7各種防火分隔設(shè)施防火分隔的可靠度如下:3.7.1防火墻及其他各種隔墻、樓板的可靠度為1(即各種隔墻、樓板的防火分隔作用在火災(zāi)中完全可靠);3.7.2樓梯間及前室使用的防火門可靠度為0.9;3.8火情假定為:火災(zāi)發(fā)生在標(biāo)準(zhǔn)層某戶戶內(nèi),火災(zāi)煙氣開始向樓梯間前室蔓延。4、樓梯間火災(zāi)煙氣的安全性塔式高層住宅是以共用樓梯、電梯為核心布置多套住宅的高層建筑。塔式高層住宅,在使用剪刀樓梯作為疏散樓梯時(shí),其樓梯間一般位于多套住宅之間,各戶戶門設(shè)在樓梯間的四周。為保證火災(zāi)發(fā)生時(shí),樓內(nèi)人員能有兩條獨(dú)立的疏散通道,在樓梯間設(shè)計(jì)中,一般要在樓梯間周圍設(shè)置公共走道,使每戶戶門可以分別和剪刀樓梯的兩個(gè)前室連通。如圖2所示。圖2所示為一個(gè)每層8戶的塔式住宅標(biāo)準(zhǔn)層的疏散樓梯。采用該種剪刀樓梯設(shè)計(jì)時(shí),疏散設(shè)施建筑面積為95.00m2。按套型建筑面積為90~120m2計(jì)算,這樣的樓梯間設(shè)計(jì)可以保證住宅標(biāo)準(zhǔn)層使用面積系數(shù)在86%~90%之間。此時(shí),如本層某戶戶內(nèi)發(fā)生火災(zāi),火災(zāi)煙氣在向樓梯間蔓延的過(guò)程中,要經(jīng)過(guò)樓梯間前室防火門方能進(jìn)入前室,這種情況發(fā)生的概率,即一個(gè)樓梯間前室進(jìn)煙的概率為:剪刀樓梯兩個(gè)前室同時(shí)進(jìn)煙的概率為:故,樓梯間安全性為0.99。如火災(zāi)煙氣已進(jìn)入其中一個(gè)疏散通道,火災(zāi)煙氣影響到另一疏散通道需要經(jīng)過(guò)進(jìn)煙樓梯間門、進(jìn)煙樓梯間前室門、未進(jìn)煙樓梯間前室門、未進(jìn)煙樓梯間門,其可能性為:故,樓梯間的獨(dú)立性為:0.9999。則在設(shè)定條件下,該樓梯間的各項(xiàng)指標(biāo)如下:在實(shí)踐中,也有部分剪刀樓梯在設(shè)計(jì)時(shí)沒有在樓梯間周圍設(shè)置公共走道,而是通過(guò)兩個(gè)前室用防火門直接連通的辦法,使樓內(nèi)人員能分別進(jìn)入剪刀樓梯的兩條通道。如圖3所示。采用該種剪刀樓梯設(shè)計(jì)時(shí),疏散設(shè)施建筑面積為76.00平方米。此時(shí),火災(zāi)煙氣開始向樓梯間蔓延?；馂?zāi)煙氣進(jìn)入著火房間近端的樓梯間前室的概率仍為:但此時(shí)著火層著火房間一側(cè)的所有住戶,即著火層一半人員的兩條疏散通道均已受火災(zāi)煙氣威脅。如火災(zāi)煙氣再進(jìn)入遠(yuǎn)端前室,則著火層著火房間異側(cè)人員的兩條疏散通道也將受到火災(zāi)煙氣威脅。這種情況發(fā)生的概率為:因此,著火層人員兩條疏散通道均受煙氣威脅的概率為:故,此樓梯間的安全性為0.945;如火災(zāi)煙氣已進(jìn)入其中一個(gè)疏散通道,火災(zāi)煙氣影響到另一疏散通道只需要經(jīng)過(guò):進(jìn)煙樓梯間門、兩前室之間任一防火門、未進(jìn)煙樓梯間門,其可能性為:故,此樓梯間的獨(dú)立性為:0.998。則在設(shè)定條件下,該樓梯間的各項(xiàng)指標(biāo)如下:由以上分析可知,兩個(gè)前室通過(guò)防火門直接連通的剪刀樓梯,與設(shè)有外部公共走道的剪刀樓梯相比,前者的危險(xiǎn)性是后者的5.5倍,而其兩個(gè)通道互相影響的概率是后者的20倍。雖然采用前者的設(shè)計(jì),與采用后者設(shè)計(jì)相比,住宅標(biāo)準(zhǔn)層使用面積系數(shù)可以提高2.5%左右,但樓梯間的安全性卻受到嚴(yán)重影響,同時(shí)這種設(shè)計(jì)也對(duì)戶型設(shè)計(jì)有許多限制,筆者認(rèn)為不宜推廣使用。5、樓梯間的獨(dú)立性單元式高層住宅,一般是以樓梯間為軸心,多套住宅扇形布置的高層建筑。單元式住宅樓梯間一般靠外墻設(shè)置,住宅戶門一般設(shè)在樓梯間的一端(側(cè))。如圖4所示。圖4為一個(gè)每層4戶的單元式住宅標(biāo)準(zhǔn)層的樓梯間。采用該種剪刀樓梯設(shè)計(jì)時(shí),疏散設(shè)施建筑面積為60.48m2?；馂?zāi)煙氣開始向樓梯間蔓延后,一個(gè)樓梯間前室進(jìn)煙的概率為0.1;剪刀樓梯兩個(gè)前室同時(shí)進(jìn)煙的概率為=0.01。樓梯間安全性為0.99。如火災(zāi)煙氣已進(jìn)入其中一個(gè)疏散通道,火災(zāi)煙氣影響到另一疏散通道仍然需要經(jīng)過(guò)進(jìn)煙樓梯間門、進(jìn)煙樓梯間前室門、未進(jìn)煙樓梯間前室門、未進(jìn)煙樓梯間門等四道門,其可能性為0.0001。故,樓梯間的獨(dú)立性為:0.9999。在設(shè)定條件下,該樓梯間的各項(xiàng)指標(biāo)如下:在實(shí)踐中,也有部分單元式住宅剪刀樓梯兩個(gè)前室通過(guò)防火門直接連通的情況,如圖5所示。采用該種剪刀樓梯設(shè)計(jì)時(shí),疏散設(shè)施建筑面積為59.20平方米。如果在設(shè)計(jì)中將所有戶門直接開向前室,其面積還可以縮小到49平米左右。此時(shí),火災(zāi)煙氣進(jìn)入住戶近端的樓梯間前室的概率仍為:但此時(shí)所有住戶的兩條疏散通道均已受火災(zāi)煙氣威脅。因此,這時(shí)樓梯間的安全性為0.90;如火災(zāi)煙氣已進(jìn)入其中一個(gè)疏散通道,火災(zāi)煙氣影響到另一疏散通道需要經(jīng)過(guò):進(jìn)煙樓梯間門、兩前室之間任一防火門、未進(jìn)煙樓梯間門,其可能性為:故,樓梯間的獨(dú)立性為:0.998。則在設(shè)定條件下,該樓梯間的各項(xiàng)指標(biāo)如下:由以上分析可知,對(duì)于單元式住宅,兩個(gè)前室直接連通的剪刀樓梯,與設(shè)有外部公共走道連通兩個(gè)前室的剪刀樓梯相比,前者的危險(xiǎn)性是后者的10倍,而其兩個(gè)通道互相影響的概率是后者的20倍,在實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)慎用。6、內(nèi)陽(yáng)臺(tái)開設(shè)通道對(duì)于一梯兩戶的單元式高層住宅,除了本文第5節(jié)提到的兩種樓梯間設(shè)計(jì)之外,還有一種特殊的剪刀樓梯設(shè)計(jì)方式。如圖6所示。這種剪刀樓梯,每戶分別由戶門和生活陽(yáng)臺(tái)兩個(gè)方向通向剪刀樓梯,保證了戶內(nèi)人員的雙向疏散。同時(shí),由于它是利用戶內(nèi)陽(yáng)臺(tái)開設(shè)通道,巧妙地利用了建筑的使用空間,節(jié)約了建筑面積,而且這種設(shè)計(jì)又比設(shè)置前室更能有效地防煙,可謂一舉兩得。但由于其使用范圍較小,僅限于一梯兩戶的單元式或塔式住宅,而且設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)潔,在此不再贅述,僅供參考。(1-0.9)=0.1(1-0.9)×(1-0.9)=0.01(1-0.9)×(1-0.9)×(1-0.