高层住宅剪刀楼梯的平面设计

高层住宅剪刀楼梯的平面设计

李瑞峰　河南省南阳市消防支队　　４１７３００

的隐患。如何综合考虑剪刀楼梯的安全性和经济性，是高层住宅消防设计中必须考虑的一个问题。

２、剪刀楼梯安全性评价指标

楼梯间的经济性主要由楼梯间本身及各种辅助疏散设施的建筑面积大小来体现，而其安全性主要体现在火灾发生时，其保证疏散通道安全性的能力上。对于剪刀楼梯来讲，还有两个疏散通道独立性的问题。因此，可以用以下指标来比较各种剪刀楼梯设计的安全性和经济性：

２．１　　疏散设施建筑面积

疏散楼梯、电梯及其前室、公共疏散走道等用于人员安全疏散的使用空间，及上述空间所围合的不能作为住宅套内空间使用的空间，其墙体轴线所围合的水平投影面积之和。

２．２　　楼梯间安全性

楼梯间保证人员安全疏散的能力，即火灾发生后，着火层至少有一条人员疏散通道不受火灾烟气威胁的概率。

２．３　　楼梯间独立性

剪刀楼梯两个疏散通道保持各自空间的概率，即一个楼梯进烟，还能保证另一个楼梯是无烟区的概率。

１、引言

剪刀楼梯，也称为叠合楼梯或是套梯，是在同一楼梯间设置一对相互重叠、又互不相通的两个楼梯。剪刀楼梯在其楼层之间的梯段一般为单跑直梯段。剪刀楼梯最重要的特点是，在同一楼梯间里设置了两个楼梯，具有两条垂直方向疏散通道的功能。因为剪刀楼梯可以在平面设计中利用较为狭窄的空间，起两个楼梯的作用，所以受面积指标限制较多的高层住宅，往往采用剪刀楼梯作为疏散楼梯。

但剪刀楼梯这样的设置，使两条疏散通道距离过近，在防火方面存在着先天的不足。为了确保剪刀楼梯在火灾发生时能够起到两条疏散通道的作用，《高层民用建筑设计防火规范》要求剪刀楼梯要分别设置前室，而且楼梯段应完全分隔。但在实践中，设计单位为了满足经济指标，往往忽视这些要求，或者想方设法规避这些规定，打擦边球，从而导致在实践中剪刀楼梯两个前室（合用前室）互相连通的事情层出不穷，为火灾发生时的人员疏散埋下了很大

度２６０ｍｍ，梯段净宽１２００ｍｍ，周转平台宽度１２９０ｍｍ，如图１所示。

３．２　　每个楼梯间附设电梯两部，其中一部为消防电梯，电梯井尺寸为２２００ｍｍ×２２００ｍｍ；

３．３　　楼梯间前室面积不小于４．５０ｍ２，合用前室面积不小于６．００ｍ２，电梯候机厅深度不小于１．５０ｍ，且此三项参数各自在不影响其他参数的情况下取最小值；

３．４　　公共疏散走道、疏散门宽度为１２００ｍｍ；

３．５　　住宅户门宽度为１０００ｍｍ；３．６　　各种墙体厚度均为２００ｍｍ；３．７　　各种防火分隔设施防火分隔的可靠度如下：

３．７．１　　防火墙及其他各种隔墙、楼板的可靠度为１（即各种隔墙、楼板的防火分隔作用在火灾中完全可靠）；

３．７．２　　楼梯间及前室使用的防火门可靠度为０．９；

３．８　　火情假定为：火灾发生在标准层某户户内，火灾烟气开始向楼梯间前室蔓延。

４、塔式高层住宅剪刀楼梯的设计

塔式高层住宅是以共用楼梯、电梯为核心布置多套住宅的高层建筑。

塔式高层住宅，在使用剪刀楼梯作为疏散楼梯时，其楼梯间一般位于多套住宅

３、共用参数

根据《民用建筑设计通则》、《住宅设计规范》和《高层民用建筑设计防火规范》的相关规定，同时为使各种剪刀楼梯设计的指标及分析具有可比性，下文中各种楼梯间（仅含标准层）的设计均采用以下共用参数：

３．１　　建筑层高为３．０ｍ，楼梯段采用单跑直梯段，单跑梯段分为１８步，踏步宽

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之间，各户户门设在楼梯间的四周。为保证火灾发生时，楼内人员能有两条独立的疏散通道，在楼梯间设计中，一般要在楼梯间周围设置公共走道，使每户户门可以分别和剪刀楼梯的两个前室连通。如图２所示。

图２所示为一个每层８户的塔式住宅标准层的疏散楼梯。采用该种剪刀楼梯设计时，疏散设施建筑面积为９５．００ｍ２。按套型建筑面积为９０～１２０ｍ２计算，这样的楼梯间设计可以保证住宅标准层使用面积系数在８６％～９０％之间。

此时，如本层某户户内发生火灾，火灾烟气在向楼梯间蔓延的过程中，要经过楼梯间前室防火门方能进入前室，这种情况发生的概率，即一个楼梯间前室进烟的概率为：

（１－０．９）＝０．１

剪刀楼梯两个前室同时进烟的概率为：

（１－０．９）×（１－０．９）＝０．０１故，楼梯间安全性为０．９９。

如火灾烟气已进入其中一个疏散通道，火灾烟气影响到另一疏散通道需要经过进烟楼梯间门、进烟楼梯间前室门、未进烟楼梯间前室门、未进烟楼梯间门，其可能性为：

（１－０．９）×（１－０．９）×（１－０．９）×（１－０．９）＝０．０００１

故，楼梯间的独立性为：０．９９９９。则在设定条件下，该楼梯间的各项指标如下：

建筑面积为７６．００平方米。

此时，火灾烟气开始向楼梯间蔓延。火灾烟气进入着火房间近端的楼梯间前室的概率仍为：

（１－０．９）＝０．１

但此时着火层着火房间一侧的所有住户，即着火层一半人员的两条疏散通道均已受火灾烟气威胁。如火灾烟气再进入远端前室，则着火层着火房间异侧人员的两条疏散通道也将受到火灾烟气威胁。这种情况发生的概率为：

（１－０．９）×（１－０．９）＝０．０１因此，着火层人员两条疏散通道均受烟气威胁的概率为：

０．５×（１－０．９）﹢０．５×（１－０．９）×（１－０．９）＝０．０５５

故，此楼梯间的安全性为０．９４５；如火灾烟气已进入其中一个疏散通道，火灾烟气影响到另一疏散通道只需要经过：进烟楼梯间门、两前室之间任一防火门、未进烟楼梯间门，其可能性为：

（１－０．９）×［（１－０．９）﹢（１－０．９）］×（１－０．９）＝０．００２

故，此楼梯间的独立性为：０．９９８。则在设定条件下，该楼梯间的各项指标如下：

性却受到严重影响，同时这种设计也对户型设计有许多限制，笔者认为不宜推广使用。

５、单元式高层住宅剪刀楼梯的设计

单元式高层住宅，一般是以楼梯间为轴心，多套住宅扇形布置的高层建筑。单元式住宅楼梯间一般靠外墙设置，住宅户门一般设在楼梯间的一端（侧）。如图４所示。

图４为一个每层４户的单元式住宅标准层的楼梯间。采用该种剪刀楼梯设计时，疏

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散设施建筑面积为６０．４８ｍ。

火灾烟气开始向楼梯间蔓延后，一个楼梯间前室进烟的概率为０．１；剪刀楼梯两个前室同时进烟的概率为　＝０．０１。楼梯间安全性为０．９９。

如火灾烟气已进入其中一个疏散通道，火灾烟气影响到另一疏散通道仍然需要经过进烟楼梯间门、进烟楼梯间前室门、未进烟楼梯间前室门、未进烟楼梯间门等四道门，其可能性为　０．０００１。故，楼梯间的独立性为：０．９９９９。

在设定条件下，该楼梯间的各项指标如下：

在实践中，也有部分剪刀楼梯在设计时没有在楼梯间周围设置公共走道，而是通过两个前室用防火门直接连通的办法，使楼内人员能分别进入剪刀楼梯的两条通道。如图３所示。

采用该种剪刀楼梯设计时，疏散设施

由以上分析可知，两个前室通过防火门直接连通的剪刀楼梯，与设有外部公共走道的剪刀楼梯相比，前者的危险性是后者的５．５倍，而其两个通道互相影响的概率是后者的２０倍。虽然采用前者的设计，与采用后者设计相比，住宅标准层使用面积系数可以提高２．５％左右，但楼梯间的安全

在实践中，也有部分单元式住宅剪刀楼梯两个前室通过防火门直接连通的情况，如图５所示。

采用该种剪刀楼梯设计时，疏散设施建筑面积为５９．２０平方米。如果在设计中将所有户门直接开向前室，其面积还可以缩小到４９平米左右。

此时，火灾烟气进入住户近端的楼梯间前室的概率仍为：

（１－０．９）＝０．１

但此时所有住户的两条疏散通道均已

受火灾烟气威胁。因此，这时楼梯间的安全性为０．９０；

如火灾烟气已进入其中一个疏散通道，火灾烟气影响到另一疏散通道需要经过：进烟楼梯间门、两前室之间任一防火门、未进烟楼梯间门，其可能性为：

（１－０．９）×［（１－０．９）﹢（１－０．９）］×（１－０．９）＝０．００２

故，楼梯间的独立性为：０．９９８。则在设定条件下，该楼梯间的各项指标如下：

由以上分析可知，对于单元式住宅，两个前室直接连通的剪刀楼梯，与设有外部公共走道连通两个前室的剪刀楼梯相比，前者的危险性是后者的１０倍，而其两个通道互相影响的概率是后者的２０倍，在实践中应当慎用。

（３）钢筋制作安装时，板面负筋＜Φ１２，距梁２００ｍｍ外设置６００×６００ｍｍ方格网，　≥Φ１２设置１０００×１０００ｍｍ马凳筋，以保证板面负筋的位置。

（４）严格控制板面负筋的保护层厚度。应采用铁架子或垫块等措施来固定负筋的位置，保证在施工过程中板面钢筋不会下沉，从而有效控制保护层厚度，避免支座处因钢筋下沉，保护层厚度变大而产生裂缝。

（５）应提高模板制作、安装工艺，保证其具有足够的刚度和稳定性，使之能承受施工过程中所产生的荷载，以避免由于模板的弯曲变形造成混凝土的开裂。

（６）应加强混凝土施工现场管理，对混凝土施工的每个环节要严格按照国家有关规范进行，严禁野蛮施工，以尽量避免人为因素造成混凝土施工质量下降，而引起裂缝的产生。

结束语

综上所述，对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题，需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。

６、一梯两户的高层住宅剪刀楼梯的设计

对于一梯两户的单元式高层住宅，除了本文第５节提到的两种楼梯间设计之外，还有一种特殊的剪刀楼梯设计方式。如图６所示。

这种剪刀楼梯，每户分别由户门和生活阳台两个方向通向剪刀楼梯，保证了户内人员的双向疏散。同时，由于它是利用

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