超高層外向型疏散方式的關鍵技術研究
——以多功能共享疏散為例

賈韶宇，陳桐

（中國建筑設計研究院有限公司，北京 100010）

1 引言

目前，中國是世界上建成超高層數量最多的國家。超高層建筑由于其本身向天空尋求面積的特性，一旦發(fā)生安全事故，人員難以快速安全到達地面，容易造成人員傷亡和財產損失。

傳統(tǒng)的超高層疏散理念，疏散方式單一，未充分考慮超高層建筑的疏散風險。傳統(tǒng)的輔助疏散措施如逃生滑梯，逃生管道等，因其設計構造復雜，缺乏系統(tǒng)性、高效性、安全性的論證，難以在超高層建筑中廣泛運用。

2 多功能共享疏散的關鍵技術研究

隨著超高層建筑設計理念與實踐技術的發(fā)展，公共共享空間逐漸打破原有封閉空間的形態(tài)，成為超高層建筑提升空間品質、滿足人們需求的必要空間。多功能共享疏散便是結合共享空間，聯(lián)系樓梯平臺、坡道、景觀綠化等設置共同組成新型外向型疏散方式。例如，巴塞羅那菲拉萬麗酒店（見圖1）、中國建筑設計研究院BIM 創(chuàng)新樓（見圖2）以及東京荒川大廈（見圖3）等。

圖1 巴塞羅那菲拉萬麗酒店

圖2 中國建筑設計研究院BIM 創(chuàng)新樓

圖3 東京荒川大廈

在打破原有層層封閉的超高層建筑室內外環(huán)境時，多功能共享疏散也產生一定的問題，如在高區(qū)較易產生恐高心理，受環(huán)境影響較大等。因此，本文主要從技術層面探討，如何使多功能共享疏散具有更好的安全性和高效性。

3 多功能共享疏散的安全性技術研究

3.1 個體因素研究

多功能共享疏散樓梯個體影響因素，主要是在疏散時造成的人們的恐慌，如恐高心理，擁擠踩踏等危險因素。因此，為解決個體因素的技術措施，筆者結合相關案例與理論研究，提出樓梯布局優(yōu)化、增加豎向維護、增加警示標志等技術措施。

3.1.1 樓梯布局優(yōu)化

多功能共享疏散，因樓梯設置在室外，應遵循“上風向原則”應在設計中對室外風環(huán)境進行模擬，然后根據具體位置的風壓確定其局部風向，進而將風向樓梯布置在局部上風，且風速較小利于活動的區(qū)域。

其次，可以通過擴大共享空間，或綠化隔離等方式，適當弱化每層相對高度，減弱恐高心理。如中國建筑設計研究院BIM 樓（見圖4），通過擴大共享空間的方式，使樓層間的相對高度減小到1 層（見圖5），減小了人們在使用樓梯時，與室外地面的直接高度，從而避免恐高心理。

圖5 多功能共享式外示意圖

3.1.2 增加樓梯圍護結構

適當增加或提高樓梯圍護結構，在解決恐高心理時，發(fā)揮著不可替代的作用。例如，在巴塞羅那菲拉萬麗酒店中（見圖6），樓梯通過“嵌入”方式置入建筑形體，建筑外墻形成天然圍護屏障，限定公共安全共享活動空間，恐高問題隨之解決。

圖6 巴塞羅那菲拉萬麗酒店

其次，增加欄桿扶手高度、增加豎向格柵等方式（見圖7），也可緩解恐高心理。依據GB 50352—2019《民用建筑設計統(tǒng)一標準》，高于24m 的上人屋面，中庭欄桿高度不應小于1.2m，而在超高層往往增加至1.5 ～1.8m，相關實際案例也可佐證。

圖7 扶手格柵示意圖

3.1.3 安全指示標識

安全疏散指示標志，對人員安全疏散具有重要作用。國內外實際應用表明，指示標志可以更有效地幫助人們在災害發(fā)生時，及時識別疏散位置和方向，迅速沿著發(fā)光指示方向順利疏散，避免造成人員傷亡，提升安全性。

3.2 樓梯本身因素研究

樓梯本身因素研究主要立足于在災害發(fā)生時，樓梯如何保持整體穩(wěn)定性與安全性，主要考慮防火設計、防滑性能、應對災害天氣等因素。

3.2.1 防火設計

多功能共享疏散樓梯，以室外樓梯為主要疏散方式，因此，應滿足室外疏散樓梯的消防規(guī)范：應采用耐火結構與建筑物分隔，且樓梯周圍2 m 范圍內不開設除疏散門窗以外的洞口，以阻斷火勢和煙氣蔓延。樓梯靠近建筑一側的外墻耐火極限不應小于2 h。

其次，采用耐火構造設計也是保證樓梯安全性的重要措施。建筑設計防火規(guī)范中對建筑主體建構、樓梯等的耐火極限不低于1.50 h，且裝飾材料應采用燃燒性能不低于B1 的難燃材料。因此，在設計時，應根據樓梯所建材料進行耐火構造設計，如采用混凝土樓梯時，適當增加樓板厚度；采用鋼結構樓梯時，增加防火噴涂等。

3.2.2 防滑提示措施

樓梯的踏步設計應增加防滑提示處理，在緊急疏散情況下，恐慌心理導致人們難以明確識別踏步起始位置，因此，使用醒目的防滑提示措施，可以有效保證樓梯疏散的安全性。

3.2.3 災害天氣應對

大風雨雪天氣對室外疏散有較大影響。首先針對風環(huán)境，在設計階段應根據全年風向模擬，遵循“上風向原則”，將室外疏散樓梯設置在空間的上風向位置。在后期使用中，應間隔幾層增加測量風速裝置，設置安全啟用風速。當超過安全風速時，盡量減少共享樓梯的使用。

其次，雨雪天氣引起的濕滑、積水都對樓梯使用有較大影響。第一，可通過設置挑檐、靈活的形體等方式，盡量規(guī)避雨雪落入；第二，樓梯踏步及平臺采用防滑性能好，透水性能好的材質，加速雨雪消融；第三，適當增加融雪劑等加速雨雪消融措施。

4 多功能共享疏散的高效性技術研究

4.1 樓梯本身通行能力研究

在超高層中疏散寬度應根據規(guī)范與功能計算獲得。多功能共享疏散樓梯因位于室外，易受多種因素影響難以啟用，因此，多功能共享疏散方式應至少滿足規(guī)范最小疏散寬度，但不計入計算所得的疏散寬度，進而保證在任何情況下，都能滿足消防疏散寬度。

針對樓梯本身，在超高層建筑中，疏散走道、樓梯、防火門、最小寬度不應小于1.1 m，王群等[8]對疏散樓梯入口方式與疏散效率的關系研究中發(fā)現，疏散樓梯中轉角和轉折對人員疏散不利，人員的應急疏散應盡量避免轉角出現。

周鵠[9]通過對比不同坡度下的樓梯疏散模擬數據，研究樓梯坡度變化對疏散效率產生的影響，模擬結果表明樓梯坡度為23°～28.5°時，疏散效率最大。因此，在進行建筑樓梯設計時，樓梯坡度應控制在這一范圍內。

4.2 救援方式組合應用

在建筑超高100 m，且標準層面積超高2000 m2的公共建筑中，宜在屋頂設置直升機停機坪，以備救援受困人員，可以把它看作垂直疏散輔助設施之一。例如，在1988 年洛杉磯國際銀行大火中，大多數人員是由直升機從屋頂進行疏散的。

多種輔助疏散方式相結合，除了傳統(tǒng)的疏散樓電梯，新型輔助疏散也是解決超高層疏散的重要方式。如垂直逃生管道、人員輔助電梯或無動力疏散滑軌（見圖8）。

圖8 多種輔助疏散方式結合

5 結語

綜上所述，本文研究多功能共享疏散的安全性及高效性，探討新型外向型室外獨立疏散樓梯，解決超高層疏散難題。本文的研究源于超高層建筑典型風險排查與安全性能提升關鍵技術及裝備，共提出6 種外向型獨立疏散模式。因篇幅所限，本文僅探討多功能共享疏散，以期指導相關建筑方案的性能設計。