技术案例 | 合肥恒大中心518m消防设计

来源：华东建筑设计研究院有限公司

作者：卢琦

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一、项目概况

合肥恒大中心C地块位于合肥市滨湖新区南宁路与华山路交口，南临巢湖。主楼地上部分共108层，建筑高度为518m，为一类高层公共建筑，耐火等级为一级。裙房高度未超过24m，为多层建筑，耐火等级为一级。地下室耐火等级为一级（图1）。

建筑的主要使用功能：

1～5层塔楼为入口大堂及会议中心，裙房为宴会厅及相应配套设施，7～68层为办公区，69～84层为服务式酒店，85～108层为酒店，地下1层局部有商业，地下2～4层主要为停车库。

二、消防设计措施

1、总体消防设计塔楼周长为235m，其中东侧消防扑救面长度为59m，满足大于塔楼1/4周长的要求，西侧增设消防扑救面长度为43m，总长度为102m，约占整个塔楼周长的42%。塔楼消防扑救场地进深10m，沿扑救面连续布置，坡度不大于5%。消防车道环绕塔楼和裙房，在基地内形成闭合的环形消防通道。

消防车道宽度为4m，净高大于4m，转弯半径不小于16m。消防车道承载力满足大型消防车的荷载要求——60kN/㎡。C地块与东侧地块室外消防共用消防环管，且分别从三路市政供水管线引入，形成三向供水（图2）。

2、塔楼的消防设计

塔楼结构采用“巨型框架+ 核心筒+ 伸臂桁架”结构体系。核心筒的材质为钢筋混凝土，地下4层至地上14层采用钢板混凝土组合剪力墙。每个防火分区面积不大于3,000㎡，每个分区至少有两个独立安全出口，一部消防电梯。

办公区的走道疏散设计：任意一点距离最近的安全出口双向疏散不大于50m，单向疏散不大于25m。大空间办公区的疏散设计：任意一点距离安全出口不大于37.5m。 服务式酒店中的走道疏散设计：任意一点距离最近的安全出口双向疏散不大于37.5m，单向疏散不大于18.75m。塔楼低区面积较大，每层设置4台消防电梯及4部疏散楼梯，高区每个分区面积较小，每层设置1台消防电梯及3部疏散楼梯，从而保证每个防火分区设1台消防电梯、2部疏散楼梯的最低标准。

塔楼在对应东西两侧灭火救援场地的东立面与西立面设置消防救援窗，每个楼层每个防火分区至少设2个消防救援窗，间距不大于20m，救援窗净高度与净宽度均不小于1m，下沿距室内地面不大于1.2m（图3、表1）。塔楼的6层、13层、21层、30层、37层、46层、53层、62层、69层、78层、85层、90层、99层为避难层。两个相邻避难层的垂直距离不超过50m，首个避难层距灭火救援场地地面高度24.5m。 避难区沿外墙设置1m×1m乙级防火窗做采光用（图4）。

本工程消防系统为控制中心报警系统。

在1层设置酒店消防分控制室和办公及服务式酒店消防分控制室，并在地上若干层设置消防管理室。

在消防控制室内设置火灾自动报警系统，包括火灾自动报警控制器、消防联动控制柜、消防控制室图形显示装置、消防专用电话总机、消防应急广播控制装置、消防应急照明和疏散指示系统控制装置、防火门监控器、可燃气体报警控制器、消防电源监控器等设备或具有相应功能的组合设备，主消防控制室内设置手动控制盘，用于直接控制消防水泵、防烟和排烟风机。

3、裙房的消防设计

裙房和塔楼之间采用耐火极限为3h的防火墙及前室分隔，裙房防火分区面积小于5,000㎡。裙房多功能厅疏散按照大空间设计：任意一点距离厅门37.5m，厅门至室外12.5m。其他走道疏散设计：任意一点距离安全出口双向疏散不大于50m，单向疏散不大于25m（建筑内全部设置自动喷水灭火系统）（表2）。

4、地下室的消防设计

地下室商业人员密度指标

地下1层商业零售分区按每平方米0.6人；餐饮的餐厨使用面积比为2∶1，餐厅按每人1.3㎡、厨房按每人9.3㎡、餐饮层的公共通道按商业人员密度计算。

地下1层商业和餐饮每100人疏散宽度指标按1m计算。

商业和餐饮疏散按照大空间设计

任意一点距离安全出口37.5m。

其他走道疏散设计任意一点距离安全出口双向疏散不大于50m，单向疏散不大于25m（建筑内全部设置自动喷水灭火系统）。商业和餐饮保证有两个独立安全出口，共用楼梯不算作独立安全出口。在此基础上，借用相邻防火分区宽度不超过30%。自行车库和后勤等辅助用房每个防火分区均有一个独立安全出口，并向相邻防火分区开门作为辅助疏散口，解决疏散距离不足的问题。防火分区边界若采用防火卷帘分隔，相邻防火分区之间不借用疏散宽度和疏散距离。 地下室所有防火分区（包括商业、餐饮、设备、自行车库及后勤等）均设有独立消防电梯，消防电梯层层停靠。

三、消防设计的难点及解决策略

超高层建筑消防有疏散距离长、疏散人员多、功能复杂、疏散速度慢、火势蔓延快等特点，使超高层建筑的消防设计面临较多的天然的难题。1、消防设计的难点（1）对建筑耐火性能的定量要求。《建筑设计防火规范》（以下简称《规范》）提出：“建筑整体的耐火性能是保证建筑结构在火灾时不发生较大破坏的根本，而单一建筑结构构件的燃烧性能和耐火极限是确定建筑整体耐火性能的基础。” 本项目作为超高层公共建筑，自然设定为一类。而作为大大超过250m的项目，其耐火要求不言而喻，如何定量要求从而加强耐火性能是专家提出的首要问题。

（2）对于大型公共建筑来说，除建筑自身的耐火性能外，防止火势蔓延的能力、防烟的分隔能力也是关键。一旦失火，针对着火部位，需有效地排走烟气和热量，为人员疏散和营救争取有利条件；针对非着火部位，则需有效地隔绝烟气，以保护其安全。

（3）超高层建筑的特点是相对小的单层面积和非常大的高度空间上的分布。竖向疏散，特别是在高度上进行避难层分隔，对于超高层建筑的消防设计是非常关键的，也是此类项目的特殊性。

（4）消防设施的高标准配置是对超高层建筑及其他大型公共建筑的必备安全要求。由于规范对配置的要求只设定基本原则，关于不同地域和经济条件的差异缺少明确的准则。特别在强调经济性的超大型项目中，如何在性能和投入中取得平衡，也成为本项目消防设计的核心问题。

（5）除建筑自身的防火性能和设施外，来自外部的消防救援也极为关键。在《规范》中，对救援场地、消防电梯、救援窗等也提出了明确要求。针对超高层建筑，《规范》特别提出了直升机坪的设置建议。在遵守消防根本《规范》的条件及保证合理的消防设施要求下，项目尽力在适当的范围内设置救援措施。

2、消防设计难点的解决策略

本项目设计坚决贯彻“预防为主，防消结合”的消防工作方针，统筹落实整体消防安全(total fire safety concept)的概念。首先坚决严格执行《规范》中消防的各项条文，保证设计符合建筑消防要求，在设计阶段屏蔽消防隐患，以达到安全可靠。然后合理地运用防排烟技术、提高耐火性能、保障消防设施等措施，同时在建筑设计中合理组织、布置疏散及避难层，以应对可能发生的灾害，争取及早预警，尽快安全疏散，高效地阻挡和消灭火情。最后，在条件允许的情况下，经济合理地适当提高消防标准，加强消防措施，以提高建筑的设计标准和安全性能，这也得益于业主的理解和支持，才可以使消防设计工作顺利推进。

四、塔楼的主要消防设计

随着超高层建筑的集群化、大规模化、超高化，消防部门对现有的建筑灭火救援能力不能满足实战需要。于是消防部门除严格执行《规范》外，针对此类项目还提出了合理的加强消防措施的要求。

1、提高主要构件的耐火等级

为进一步保证超过250m建筑自身的本质抗火性，一般通过提升建筑主要构件的耐火等级来提高建筑整体的抗火能力。

核心筒钢筋混凝土剪力墙（最小厚度250mm）耐火极限提升至5h；型钢混凝土巨柱（外包混凝土）由规范要求的3h提升至3.5h；避难层楼板由规范要求的2h提升至3h； 标准层120mm厚钢筋桁架楼板由规范要求的2h提升至2.5h； 结构转换层的桁架结构厚型防火涂料耐火极限时间不低于2.5h。

2、 防火、防烟、分隔措施

相邻避难层排烟机房和加压送风机房的排烟或进风口设置在不同朝向的建筑面上（图5）。

立面采用幕墙系统，剖面层间防火设置高度为1.35m的防火封堵，幕墙与每层楼层，隔墙的缝隙用防火材料封堵（图6）。

为加强避难层的安全可靠性，加强避难层的楼板隔热措施：除满足结构楼板3h的耐火极限，在相邻楼层楼板下进行防火岩棉包裹。

3、竖向疏散措施

避难层位置及对应避难区面积设计见表3。可以看出，根据疏散人数计算的所需避难面积均小于设计提供的避难面积，即设计留有较大余地。针对单个自然楼层的疏散，楼梯数量及宽度也是留有余量。例如，面积小于3,000㎡、只有一个防火分区的办公楼层，均设置3～4部疏散楼梯。

4、主要消防设施

（1）防排烟——加强措施

①针对带独立前室的防烟楼梯间，分别在楼梯间和前室设置机械加压送风系统。

②为防烟风机和排烟风机分别设置专用机房。

③在塔楼办公区、酒店及服务式酒店中均设置机械补风系统，补风量不低于排烟量的50%。

④塔楼厨房不设燃气。

（2）消防电——加强措施

①消防用电采用市政两路20kＶ电源来自不同两处供电变压站，任一路故障时，另一路均能保证为所有消防设施正常供电。

②外加柴油发电机作为备用电源，在火灾发生时保证供电可靠性。

③所有消防设备供电干线及分支干线均采用耐火950℃、180min的矿物绝缘电缆 。

（3）消防水的加强措施

①采用常高压重力给水方式，且采用减压水箱方式以控制纵向分区最大高度在100m以内，提高供水的安全性。

②C地块与相邻D地块室外消防共用DN250的消防环管，设计消防用水量为80L/s，且分别从三路市政供水管线分别引入DN200的消防给水管，形成三向供水。

③在消防车无法到达的区域（100m以上）预留手抬泵的接口和位置，即使屋顶消防水池储存的水用完，转输水泵不能正常运行，也能供水至高层，增加供水可靠性。

④转输水箱及减压水箱的进水管上设置电动阀，进出水管阀门均采用信号阀，可在消防控制中心显示、进行监测，减少误操作现象。

⑤整个项目均设置快速响应喷头。

5、配置消防救援设施

本项目塔楼的高度为518m，在塔楼顶部设置直升机停机坪，标高与幕墙顶齐平。停机坪设置2部楼梯，可通过转换，经芯筒内的两部疏散楼梯到达下部楼层。

五、结语

超高层建筑是当前我国较热门的项目类型之一，在于其标志性与土地的经济性。随着政府、开发商及群众的高度关注，其安全性，特别是消防的可靠性越来越受到社会的重视。对于超高层的设计，在严格执行国家有关基本的标准规范要求之外，消防部门、建设方及设计方对其安全性能的要求也日趋严格。本项目的设计得益于各方的理解及紧密配合，才能不断完善，也希望其消防设计经验可以给予其他类似项目一些借鉴经验。

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