現在用兼顧設計靈活性和消防安全投入一效果分析的方法，來(lái)設計高層結構已成為可能。近來(lái)，香港的一些超高層建筑已經(jīng)采用了消防安全設計的原則。本文對于"超高層"的定義，是按照《中國國家建筑規范（ChinaNotionalBuildingCode）》，即高度超過(guò)250m.

　　l、疏散策略

　　保證生命安全或許是建筑規范最根本的目的。建筑設計要求的最完美功能是在發(fā)生緊急情況（如火災）時(shí)，人員能夠安全撤離。這對高層建筑提出了嚴峻的挑戰，因為高層建筑中人員眾多，且撤離時(shí)要經(jīng)過(guò)垂直方向的較長(cháng)距離。在香港，原來(lái)建筑的疏散方法大多都是遵循"同時(shí)（singlestage）疏散"的原則。利用這個(gè)原則，樓梯就要設計得足夠寬，以便于所有人員都能同時(shí)撤離。所謂足夠的樓梯寬度，就是樓梯寬度要符合《英格蘭和威爾士建筑條例（BuildingRegulationofEnglandandWales）許可章節（ApprovedDocument）B中指令性設計表格的規定，香港目前就是采用該條例。

　　現在已發(fā)現，對于內有大量人員的高層建筑，采用"同時(shí)疏散"是行不通的。所以就出現了"階段疏散（phasedevacuation）"系統，也就是在火災事故中分不同的階段進(jìn)行疏散。今天，一些國家或一些指令性建筑規范（包括（（NFPA72）和澳大利亞標準哎AS2200））已經(jīng)開(kāi)始認識到或體現出，階段疏散是高層建筑疏散較恰當的方法。

　　雖然階段疏散的理念看起來(lái)對于多數緊急事件是一種合適的解決方法，但是對于一些非常極端事件，還是要求建筑能夠滿(mǎn)足同時(shí)疏散的要求。

　　2、避難層的垂直距離

　　香港的疏散規范要求，所有高度超過(guò)25層的建筑，都要有逃生避難層。在非工業(yè)建筑中，至少每25層就應有1個(gè)避難層。

　　避難層是為疏散中的人群提供休息的場(chǎng)所，它應該能夠為殘疾和受傷人員提供保護，直到得到消防人員的救助。這些避難層也可以用作救援隊的疏散指揮點(diǎn)，實(shí)現建筑內的有序疏散。

　　作為一個(gè)相對安全的區域，避難層應該有足夠大的面積，滿(mǎn)足預期的避難人數的要求，有足夠的凈空高度、燈光和信號指示。還應當有充分的防火分隔、結構耐火和滅火系統，以及防止煙氣滯留的通風(fēng)系統。

　　3、用電梯疏散

　　和英國一樣，香港也不允許在高層建筑中主要依靠消防電梯來(lái)進(jìn)行人員疏散和消防隊員的移動(dòng)。但是，對于普通建筑的一般疏散而言，消防電梯仍然有廣泛的用途。對于超高層建筑，人員長(cháng)距離的垂直行進(jìn)，存在一系列嚴重的問(wèn)題：

　�。�1）長(cháng)時(shí)間的垂直行進(jìn)，可能遭遇煙和火，使人員在疏散過(guò)程中造成傷害；

　�。�2）造成疏散過(guò)程中人員的疲勞；

　�。�3）老弱病殘幼以及其他無(wú)法疏散人員的疏散問(wèn)題。

　　BS5588~建筑設計、建造和使用中的火災預防方法（Fireprecautionsinthedesign，constructionanduse.fbuildings）》第5部分《消防樓梯和電梯實(shí)用規范》建議在緊急條件下使用電梯時(shí)需采用的防范火、煙和熱的措施。這個(gè)標準可以作為電梯轎廂、電梯井和機械裝置保護的基本依據。應急電梯的控制程序必須達到這樣的要求：一旦火災警報啟動(dòng)，能夠確定使用哪一部電梯。設計這種系統時(shí)必須非常仔細認真，要考慮到增壓、電梯前廳的分隔、建筑管理和出口設置等許多基本問(wèn)題。

　　在非常極端事件中，事故的方式（如碰撞或爆炸）也要事先估計到�，F在還不知道，面對非常極端事件，電梯提供的快速疏散的輔助疏散能力是否用得上。

　　4、水平行走距離

　　因為香港的超高層建筑主要用于辦公，所以里面的人員相對較多，疏散時(shí)排隊等候的時(shí)間要超過(guò)實(shí)際行走的時(shí)間。行走時(shí)間取決于到樓梯的距離和人員行走的速度。指令性建筑規范對人員到樓梯的距離進(jìn)行了限制，以保證人員在非保護區內不要走太長(cháng)的距離。

　　世界上一些國家的指令性規范對最長(cháng)行走距離的規定。香港的《疏散方法規范（MeansOfEscapeCode）》對行走距離的要求最高。雖然英國、澳大利亞、新西蘭和美國標準對最長(cháng)行走距離的要求比香港規范低，規定的最長(cháng)行走距離有的甚至超過(guò)香港規范2倍，但是迄今并沒(méi)有明顯的證據資料證明，按照這些標準設計的有噴水保護的高層辦公建筑內人員面對的生命危險會(huì )更大。

　　如果情況確實(shí)如此，那么對行走距離的限制就或許不是那么重要，香港規范過(guò)于嚴格的限制就或許需要修改。那么是否可以做出這樣的建議：根據不同的指令性規范的要求，將行走距離限制在45m至90m之間，因為香港規范對建筑界的要求過(guò)于苛刻。

　　5、工程模型

　　當依據基本原則和模型對煙氣運動(dòng)和結構火災特性進(jìn)行設計計算時(shí)，對整個(gè)疏散時(shí)間的預測就更加不準確，主要是依靠主觀(guān)假設�，F在已經(jīng)有了先進(jìn)的人員疏散模型，用它來(lái)確定疏散時(shí)間相對更好一些。當然，為了更好地量化疏散過(guò)程，還需要對人員響應時(shí)間延遲和人員行為特點(diǎn)進(jìn)行更進(jìn)一步的研究。

　　6、探測和報警系統

　　向建筑內人員發(fā)出警報的典型主動(dòng)報警系統包括電鈴信號、自動(dòng)音響信號、自動(dòng)記錄信息和文本信息、手持音響報警信號和可見(jiàn)光信號。

　　特許建筑服務(wù)工程師學(xué)會(huì )（TheCharteredlnstituteOfBuildingServicesEngineer）導則E《消防工程（FireEngineering）》給出了一些數據，可以用來(lái)估計發(fā)出各種信號后，人員的響應時(shí)間。這些數據是比較保守的，但從中可以看出不同報警系統間響應時(shí)間的對比關(guān)系。提示人員的警報系統標準有：BS5839（（話(huà)音報警系統設計安裝和維護實(shí)用規范（Code.fpracticeo（thedesign，installationandservicingOfvoicealarmsystems）》第8部分《建筑火災探測和報警系統（FireDetectionandAlarmSystemsforBuildings）》、AS2200《建筑內緊急警報和內部通信聯(lián)絡(luò )系統（Emergencywarningandintercommunicationsyst-emsinbuildings）》和NFPA72《國家（美國）火災報警規范手冊（NationalFireAlarmCodeHandbook）》�，F在的很多指令性規范都要求高層建筑結構要有預先錄制的話(huà)音報警系統。但是，仍然有許多國家對報警系統的要求很簡(jiǎn)單，其中就包括香港。按照香港規范，只要在靠近防火分隔的疏散樓梯內有警鈴就足夠了。這種系統在安全方面可能存在一些隱患，因為人員的響應時(shí)間可能很長(cháng)，警報的可知度無(wú)法保證，再加上人員不熟悉建筑情況和疏散路線(xiàn)而不知曉有關(guān)信息。采用這種簡(jiǎn)單報警系統的建筑，要想實(shí)現階段疏散和控制疏散過(guò)程是不可能的。

　　7、建筑結構消防

　　全世界對建筑內結構消防的要求多種多樣。但多數建筑規范都是采用很簡(jiǎn)單的分析方法，所有建議都可從數據表中獲得。這些有噴水保護的高層辦公用建筑結構消防規范中給出的數據與BS476（（建筑材料和結構火災試驗（FiretestsOnbuildingmaterialsand：tructures）》第20-30部分有不一致的地方。這說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，這些建筑中真正的火災危險等級尚未被正確認識。

　　建筑實(shí)際的保護能力與試驗單元按照BS476第20一22部分規定進(jìn)行試驗時(shí)保持完整性的時(shí)間有關(guān)。這個(gè)試驗包括按照標準ISO溫度曲線(xiàn)（StandardISOtemperaturecurve）（見(jiàn)圖1）對試驗單元進(jìn)行加熱。ISO溫度曲線(xiàn)不受火災荷載、結構材料、建筑的幾何尺寸和防火分區的通風(fēng)等因素的影響。這純粹是一個(gè)用于標準試驗的通用溫度曲線(xiàn)。所以說(shuō)，一些建筑規范和ISO溫度曲線(xiàn)并不能完全真實(shí)地反映出結構狀況和火災特性，作為指令性的通用方法，他們僅僅是多種規定相互矛盾又無(wú)法統一時(shí)解決問(wèn)題的一種方法。

　　8、替代方法

　　有一些分析設計方法要求結構消防要根據建筑內"真實(shí)的（real）"火災場(chǎng)景來(lái)設計，也就是設計時(shí)要考慮到可能發(fā)生的"最壞（worst-case）"火災場(chǎng)景。這種方法可以使用的溫度曲線(xiàn)有很多，包括歐洲規范中的溫度曲線(xiàn)和烴類(lèi)溫度曲線(xiàn)，尤以實(shí)際氣體溫度曲線(xiàn)為代表。

　　還有一些工程工具可以用來(lái)確定"最壞可能，（worstcredible）"火災對建筑結構的影響。用這種分析方法也能確定結構的消防要求。這些分析方法包括：

　�。�1）確定瞬時(shí)氣體溫度曲線(xiàn)（如用歐洲規范）

　�。�2）熱分析法（如簡(jiǎn)單的數值法或更復雜的有限單元法）

　�。�3）結構分析法（如局部或整體坍塌分析）

　　9、煙氣控制

　　火災中煙氣蔓延擴散的主要通道是樓梯井或電梯井，因為他們直接貫穿建筑的所有樓層。煙氣擴散主要是由于眾所周知的"煙囪效應".煙囪效應是由于內外氣候條件不同引起煙氣向上（冬季）或向下（夏季）運動(dòng)，直到達到一中性平面，然后煙氣開(kāi)始橫向擴散。所以，必須設法減小煙囪效應，組織煙氣從著(zhù)火樓層向樓梯井或電梯井擴散，否則就會(huì )影響人員疏散或造成煙從樓梯井或電梯井擴散到其他樓層。

　　以下舉例說(shuō)明不同國家使用的3種加壓方法（每個(gè)例子都是用高層建筑中的樓梯井來(lái)說(shuō)明問(wèn)題）：

　　香港消防署制定的實(shí)用規范（Code.fPractice）中要求對樓梯井加壓，使樓梯井和開(kāi)向樓層空間的門(mén)之間形成一個(gè)壓力差，這意味著(zhù)，火災產(chǎn)生的煙會(huì )被正壓阻止而不能進(jìn)入樓梯井。雖然這樣可以阻止煙進(jìn)入樓梯井，但卻不能解決煙氣通過(guò)樓層之間的其他連接和貫通方式而擴散的問(wèn)題。

　　在英國，BS5588提出了更進(jìn)一步的建議，在對樓梯井內施加正壓的同時(shí)，對著(zhù)火樓層施加負壓。這樣就更進(jìn)一步增加了通過(guò)孔洞進(jìn)入樓梯井之間的壓力差。與上述香港規范的方法一樣，這種方法雖然能較好地阻止煙氣進(jìn)入樓梯井，卻仍然不能解決煙氣通過(guò)樓層間其他的連接和貫通方式而擴散的問(wèn)題。

　　澳大利亞更緊了一步，其建筑規范要求樓梯井加正壓，著(zhù)火樓層加負壓，著(zhù)火樓層的上下樓層也加正壓。澳大利亞規范對著(zhù)火樓層的加負壓和排煙的要求比英國低。這種方法既可以阻止煙進(jìn)入樓梯井，又能解決煙氣通過(guò)樓層間其他的連接和貫通方式而擴散的問(wèn)題。

　　從上面的比較可以看出，在煙氣擴散控制方面，香港規范不如其他國家規范更嚴密。但是，香港規范還有其他方面的規定來(lái)保護人員免遭煙氣擴散帶來(lái)的危害，如在建筑中設置避難層（避難層可以作為疏散樓梯的臨時(shí)中轉停歇站），從而有效地分流人員，并減小煙囪效應。