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随着超高层住宅建筑的兴起,目前新建商品住宅中高度超过100 米的住宅数量日趋增多。超高层住宅建筑的设计成为电气设计人员关注的热点。超高层建筑一般建筑面积大,人员密度高,火灾危险性大,一旦发生火灾,火势蔓延速度快,扑救难度大,人员疏散较为困难。与超高层公建相比,超高层住宅不属于人员密集场所,居住人员对环境较为熟悉,规范中的规定相对公建来说宽松些,并没有停机坪和避难层的设计规定,火灾时以自救为主。正因如此,火灾的早期报警及消防自动灭火更为重要,它可以将火灾控制在初期,为人员疏散争取时间,使人员能最大程度的得以疏散。
2011年5月并于2012年4月实施的《住宅建筑电气设计规范》对于建筑高度为100m或35层及以上的住宅建筑进行了详细的规定,从用电负荷等级、自备电源、导体及线缆选择、应急照明、防雷、火灾自动报警系统几个方面进行了规定。下面就超高层住宅建筑设计中的一些设计要点进行探讨研究:
1、用电负荷等级的确定
规范明确规定消防用电负荷、应急照明、航空障碍照明、走道照明、值班照明、安防系统、电子信息设备机房、客梯、排污泵、生活水泵均应为一级负荷供电。其中消防用电负荷、应急照明、航空障碍照明、生活水泵宜设自备电源,即柴油发电机组供电。目前本地的工程项目中,设置柴油发电机组的情况较少,房地产商会首先考虑经济投资,对于“宜”的设置项会选择不设置,但随着人们对消防方面安全防范意识的增强,相信不久的将来,柴油发电机组会成为超高层住宅建筑设计的必要组成部分。
2、导体及线缆的选择要求
规范明确规定用于消防设施的供电干线应采用矿物绝缘电缆。矿物绝缘电缆是用退火铜作为导体、密实氧化镁作为绝缘、退火铜管作为护套的一种电缆。由于它的全部材料都是采用无机材料,所以它本身不会引起火灾,不可能燃烧或助燃,它可以在接近铜的熔点的火灾情况下继续保持供电,是一种真正意义上的防火电缆。近年来多起发生人员伤亡的火灾实例显示,人员出现死亡的一个重要原因是火焰烟雾中毒所致的窒息。火灾烟雾中含有大量的一氧化碳及塑料化纤燃烧产生的含氯、苯等有害物质的气体火焰又可造成呼吸道灼伤及喉头水肿,这些因素足以使浓烟中的被困者在3~5分钟内中毒窒息身亡。此外在浓烟的状态下人员无法辨别方向,进而无法逃生。因此在设计过程中,对于非消防电源的干线电缆、电线应选用阻燃低烟无卤或无烟无卤的交联聚乙烯绝缘电力电缆、电线。这类电缆的特性,使得当火灾发生时,烟浓度低,可见度高,有害气体释放量小,便于人员撤离。
3、防火系统的设计要求
超高层住宅遇见火情时的扑救和应急救援能力,是设计人员设计过程中的重点。对于和居民住宅相关的消防安全内容均应得到重视,建筑内应设消防控制室、火灾自动报警系统为特级保护对象,除了卫生间外,均应设置火灾自动报警系统。报警系统主要由火灾自动报警系统、消防联动控制系统、消防专用电话系统、火灾应急广播系统、火灾漏电报警系统、电梯运行监视控制系统、应急照明控制及消防系统接地构成。
设计中应明确消防安全警示标识、喷淋灭火系统、报警装置、应急广播装置等设置标准。特别是在住宅户内需安装火灾探测报警器。上海更提出进一步要求:100米以上的超高层住宅应设置避难层。
上海出台的《住宅设计标准》是国内首个将避难层纳入超高住宅的设计标准。新标准明确规定100米以上超高层住宅每15层或者45米设置一层避难层,避难层严禁常人居住,净面积应按每平方米3人计算。新标准的实行为超高层住宅的居住安全提供了保障。
此外,《住宅建筑电气设计规范》指出建筑高度为100m或35层及以上的住宅建筑、居住人口超过5000人的住宅建筑宜设应急联动系统。应急联动系统应以火灾自动报警系统、安全技术防范系统为基础。
应急联动系统应具有下列功能:
1)对火灾、非法入侵等事件进行准确探测和本地实时报警。
2)采取多种通信手段,对自然灾害、重大安全事故、公共卫生事件和社会安全事件实现本地报警和异地报警。
3)指挥调度。
4)紧急疏散与逃生导引。
5)事故现场紧急处置。
应急联动系统宜具有下列功能:
1)接受上级的各类指令信息。
2)采集事故现场信息。
3)收集各子系统上传的各类信息,接收上级指令和应急系统指令下达至各相关子系统。
4)多媒体信息的大屏幕显示。
5)建立各类安全事故的应急处理预案。
应急联动系统应配置下列系统:
1)有线/无线通信、指挥、调度系统。
2)多路报警系统。
3)消防一建筑设备联动系统。
4)消防一安防联动系统。
5)应急广播一信息一疏散导引联动系统。
应急联动系统宜配置下列系统:
1)大屏幕显示系统。
2)基于地理信息系统的分析决策支持系统。
3)视频会议系统。
4)信息系统。
应急联动系统宜配置总控室、决策会议室、操作室、维护室和设备间等工作用房。 应急联动系统建设应纳入地区应急联动体系并符合相关的管理规定。
4、低压配电系统保护方面
规范规定了每套住宅应设置自恢复式过、欠电压保护电器。
4.1导管布线方面
潮湿地区的住宅建筑及住宅建筑内的潮湿场所,配电线路布线宜采用管壁厚度不小于2.0mm的塑料导管或金属导管。这是对以往设计要求的金属导管1.5mm的进一步提高。
对于敷设在楼板内、垫层内的线缆保护导管做了相应规定,在住宅电气设计过程中,户内箱体预留,设备间选择、楼板内管径与楼板厚度要求是和土建专业密切配合的几个方面,也是预留预埋时的设计要点。
4.2电气竖井布线方面
规范对于电气竖井的设置做了明确的规定。高层住宅建筑利用通道作为检修面积时,电气竖井的净宽度不宜小于0.8m。电气竖井内应急电源和非应急电源的电气线路之间应保持不小于0.3m的距离或采取隔离措施。电气竖井内应设电气照明及至少一个单相三孔电源插座,电源插座距地宜为0.5m~1.0m。电气竖井内的照明开关宜设在电气竖井外,设在电气竖井内时照明开关面板宜带光显示。
4.3公共照明方面
住宅建筑的门厅应设置便于残疾人使用的照明开关,开关处宜有标识。可在距地1.0米和1.3米各设一只照明开关,既满足了要求又节省了造价。
4.4家居配线箱方面
距家居配线箱水平0.15m~0.2m处应预留AC220V电源接线盒,是为了给箱内的有源设备供电,电源变压器可安装在电源接线盒内,接线盒内电源宜就近取自照明回路。
4.5安防技术防范系统方面
避难层的建筑设计有别于一般楼层。《高规》规定:通向避难层的防烟梯应在避难层分隔、同层错位或上下断开,人员须经过避难层方能上下;净面积应能够满足避难人员避难的要求,宜按5.0人/m2计算。同时,避难层应设消防电梯出入口、消防栓、消防卷盘、消防电话、应急广播、应急照明和消防专线电话,以及独立的防烟设施。此外,避难层还在防排烟系统、火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、应急照明和疏散指示标志、灭火设备等在规格和标准上都比普通楼层的要求高。
避难层在建筑设计最主要是安全疏散的流线设计,安全疏散是指发生火灾时,在火灾初期阶段,建筑内所有人员及时撤离危险区域到达安全区域的过程。能否实现安全疏散,取决于许多因素,但从建筑物本身的构造来说,应坚持以下基本原则:① 合理布置疏散路线:尽量选择最短最优化路径,路径越短越安全,越合理疏散越快。同时应符合人们逃生的习惯性思维选择路径② 疏散楼梯的数量要足够。合理的楼梯布局和足够的数量均成为安全疏散的关键因素。如果是剪刀梯,在避难层时中间隔墙必须延至休息平全分隔,让疏散人流变向进入避难间③ 辅助安全疏散设施要可靠、方便使用。消防安全疏散设施不完善往往影响疏散的效果,因此,超高层住宅应根据需要,合理分隔、设置疏散防烟楼梯,有效优化最短疏散路径,并在避难间出口、入口处分别设置前室有效阻断烟气,前室应按防烟前室考虑自然或机械防排风,前室与避难间隔墙的耐火极限不小于2小时。超高层住宅集中避难间楼层的安全疏散路径应该是:户门疏散楼梯已分隔的避难层防烟楼梯间防烟前室封闭避难间(休息或等待救援)防烟前室防烟楼梯间(继续向下疏散)< 如图 >。由于住宅套间面积不大,如果设为外墙开敞式烟气并不能像公共建筑整层开敞的大面积避难层那样迅速排烟,由于不是四面开敞反而会影响到排烟效果,所以超高层住宅的集中避难间最好是封闭(第一避难层可以留置救援口),尽量少敞口并设置独立的防烟设施。集中避难间的室内装修材料应是A级阻燃材料。
避难间所在层在建筑外立面设计上应该相对醒目,可以在色彩、立面造型上设计以便于消防队员进行观察施救。也可以在墙外设置消防警示灯直接与消防控制系统相连,火灾报警时闪烁提示消防人员。此外,在避难间设置的方位上虽然相关规范中并没有明确的规定,但在设计时还是应该加以合理考虑,避难间的位置宜尽量选择靠近登高操作面的一侧设置,方便消防车停靠和施救人员的及时观察和救援。由于我国大部分城市的消防登高车云梯的高度约为50m左右。因此至少第一避难层间(45m)应该直接面向登高操作面为好,也就是说超高层住宅在选择集中避难间时应该尽量选择朝向登高面并紧邻疏散楼梯间的住宅套型。此外第一集中避难间的有效避难面积宜较上部各层大一些,有利于消防救援。
避难间常备器材及设施有:①119消防报警电话机和普通市话电话机。②与消防控制指挥中心相连的应急广播。③通往避难间的门上设置易于理解的国际通用符号"AREA OF REFUGE(避难区域 )"以作辨别标志④瓶装水及压缩饼干等应急食品;⑤呼吸器、逃生绳、缓降器等疏散器材⑥急救药箱;等等。
同时一些非设计因素也能影响到疏散,例如:建筑内人员对疏散路线是否熟悉,对疏散快慢影响很大。常住人员和对疏散路线熟悉的人员基本能够顺利疏散;暂住人员和不熟悉疏散路线的人员疏散就困难。未经消防培训的疏散,无对老人、残疾和行动不便人员的互助疏散意识均造成无序疏散,都影响疏散速度。应该定期进行消防疏散演练;应急照明状况和疏散指示标志明显程度也很重要,火灾时往往首先造成断电,如果这些设施位置设置不当或亮度不够,或指示方向错误,或维护保养不良,都会对疏散造成严重影响;
2、给水设计
2.1分质供水
生活用水与中水分别接自城市不同的给水管网。中水主要考虑居住型公寓每户的冲厕用水及地下车库冲洗地面所使用的水,水源接自市政中水管网并在小区形成环状管网。分质供水从系统上划清了供水界限,将不同的用水设备在使用过程中可能引起的水质污染降到最低;也充分体现了水的优质优用,低质低用的原则。
2.2用水量
一期住宅共687户,每户人数按3.5人
(1)计用水量标准为120 L/日•人。最高日用水量:Qd=288m3/d;最高时用水量:Qh=27.6 m3/h。
(2)水中用水量标准为40 L/日•人,最高日用水量:Qd=96.18m3/d,最高时用水量Qh=9.2 m3/h。
2.3供水方式
选择合理的给水方式是高层建筑生活给水系统设计的关键,它直接关系到生活给水系统的使用效果和工程造价。对于高层建筑,城市给水管网的水压一般不能满足高区部分生活用水的要求,高区部分生活用水由水泵加压供给。初步设计前期去当地自来水公司咨询,当地自来水公司要求设计采用变频调速水泵直接供水。因此,根据《建筑给水排水设计规范》规定及职能部门的要求,居住型公寓均采用变频调速水泵直接供水。
2.3.1生活给水系统的分区
《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第3.3.5条规定:“高层建筑生活给水系统应竖向分区,竖向应符合1.各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45 MPa;特殊情况下不宜大于0.55MPa;2.水压大于0.35 MPa的入户管(或配水横管),宜设减压或调压设施;3.各分区最不利配水点的水压,应满足用水水压要求。”
2.3.2中水给水系统的分区
市政中水给水压力为0.25~0.35 MPa。中水给水系统分四个区:五层及以下由市政给水管网直接供给;6~14层为低区;15~23层为中区;24~32层为高区。高中低区各设一组变频调速水泵直接供水。
2.3.3分区压力的控制
分区压力的控制是根据变频泵的扬程,既能保证最小供水压力,又不大于用水设备的承受能力来确定的。高层住宅的最小压力是指每个分区最高层进户管的供水压力。根据《住宅设计规范》GB50096-1999(2003版)和《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)的规定,本次设计最小给水静压力按10 m计算,最大限度满足了住户对水压的使用要求。
2.4热水设计
每户设容积式燃气热水器。为确保热水管网内的温度均匀,在每户的阳台设一组热水回水泵机械循环,满足用户对热水的使用要求。
3、排水设计
室内污废水合流,设置专用通气管。专用通气管与污水管间用H型通气配件连接。本次居住型公寓卫生间排水采用同层排水系统。做法是将卫生间底板降低300 mm,排水支管不穿楼板,与卫生器具同层敷设并接入排水立管。排水管安装后需做闭水试验和通水试验,经检验合格后,再对降板部分用填充物现场填实覆盖,最后铺设面层。采用同层排水的好处是排水管道不用穿越楼板,减小了渗漏机率;而且同层排水不会干扰下层住户,排水噪声小,成为完全独立的卫生空间。
4、消防设计
本工程消防水池一、二期合用,水池、消防泵设在一期公建地下车库内。
4.1消火栓系统
4.1.1用水量
室内消防水量:15 L/s;室外消防水量:20 L/s。
4.1.2消火栓给水系统
室内消火栓系统由消防专用贮水池消防泵环状干管各栋塔楼的消防环状管网组成。居住型公寓消火栓系统分二个区:十五层以下(含地下车库)为低区,十六层以上为高区。每个分区在消防泵房内各设2台加压水泵,室内消防加压管道成环状布置。在室外设水泵接合器分别与各分区消防环管相连,以便消防车利用室外消火栓取水直接救援。屋顶消防水箱设在酒店式公寓屋顶并保存10 min消防水量。
4.1.3消火栓布置
按《高层民用建筑设计防火规范》第7.4.2.条规定,在居住型公寓每层每单元设消火栓2只以确保消防安全。
地下车库按《汽车库、修车库、停车库设计防火规范》GB50067-97,每层设若干套消火栓。当消火栓栓口出水压力超过0.5 MPa时,设置减压稳压型消火栓。
4.2自动喷水灭火系统
4.2.1用水量
居住型公寓为轻危险级。按天津市消防局意见:在每层公用部位设自动喷水灭火系统。喷水强度为4 L/min•m2作用面积为160 m2。地下车库为中危险级,喷水强度为8 L/min•m2,作用面积为160 m2。室内喷淋水量:30 L/s。
4.2.2喷淋给水系统
根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001第6.2.3.条规定“一个报警阀组控制的喷头数应符合湿式系统、预作用系统不宜超过800只”;第6.2.4.条规定“每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头,其高程差不宜大于50 m。”;第8.0.1.条规定“配水管道的工作压力不应大于1.20 MPa,并不应设置其它用水设施。”根据建筑高度和每个报警阀控制的喷头数以及系统管网内的工作压力原则进行竖向和水平分区。居住型公寓喷淋系统竖向分二个区:十五层以下为低区;十六层以上为高区。地下车库内喷淋系统为低区。汽车坡道入口处、露天采光天井、采光带附近的喷头采用易熔金属型(72℃),其它喷头采用玻璃球型(68℃)。每套居住型公寓每单元按竖向分区各设一组湿式报警阀;地下车库一期为低区共需设湿式报警阀5组。每个防火分区、每个楼层均设置水流指示器。在消防泵房内设2台高区喷淋加压水泵;2台低区喷淋加压水泵。在室外设水泵接合器分别与高低区喷淋环管相连。
4.3灭火器配置
根据《建筑灭火器配置设计规范》在建筑物内配置灭火器。居住型公寓的配电房按带电火灾,其余按A类火灾,为轻危险级;地下车库参照中危险级A类火灾考虑。
5、生活水泵房设计
在地下车库泵房内设两座60 m3生活水池(生活水泵房设在地下车库B2层)。水泵房内共设生活泵3组(每组3台,二用一备),供应基地内5栋居住型公寓楼生活用水。为充分利用地下车库,保证停车位的最大化,设计了多种方案进行反复比较,并征得了甲方的同意,采用了不锈钢潜水给水泵。设计时将不锈钢潜水给水泵直接放入生活水池内,减少了泵房占地,增加出3个车位。虽然前期投资相对普通给水泵有所增加,但综合经济比较及甲方以前的使用经验采用不锈钢潜水给水泵具有安全、高效、省电、无噪声、少维护等优点,而且多出的车位也能更好的满足用户的要求。
高层住宅建筑给排水设计不仅要满足设计规范,而且要求设计者在满足甲方的要求同时还要符合当地职能部门设计规定;更要对用户的需求充分了解,真正做到以人为本,在设备选择与空间布置上更好地满足人们对居住环境的要求。
参考文献:
Abstract: this paper in suzhou China super-tall residential project as an example, through to the design problem of super-tall residential fire research and discussed in super-tall residential project after a reference to the design of.
Keywords: super-tall residential; Fire fighting design; BiNanCeng design
中图分类号:TU998.1文献标识码:A 文章编号:
随着建筑技术的发展和建设规模的不断扩大,城市用地日益紧张,超高层住宅近年来在我国逐渐出现,但总量还不多,在建筑安全措施方面尚缺乏实践经验。消防系统的设计,与人民的生命和财产安全直接相关,若考虑不周,必会产生严重的后果,因此消防设计在高层建筑设计中显得尤为重要,下面以一工程实例通过建筑、设备等方面进行综合研究。
一、项目概况:
该超高层住宅项目位于苏州中海国际社区233-2地块,主体为剪力墙结构,会所、配套公建、商业和地库均为框架结构。地库地下二层主要为机动车停车库,地库柱网为8100X8100。高层住宅主体的剪力墙全部落至地下,主体下为非机动车库。会所主体下为游泳池及其配套设施。整个地块的地下部份的结构底板、楼板均连为一体。地下机动车库部分战时为甲类常6级核6级的人防工程。地库地下一层层高为4.0m,顶板覆土1.2米。地下二层为无梁楼盖,层高3.75m。地上部份1层为超高层住宅的入口大堂、架空层和物业管理用房。一层层高6.0m,物业管理用房部分位于一层和一层夹层。2-45层为住宅部分。层高为3.45米。其中23层为避难层,兼设消防转输水箱水泵房,设置中间生活水箱和水泵房,供下部给水也兼顾上部的供水水池。并设置避难层专用的排烟机房和配电用房。空中水泵房顶板设隔声夹层。标准层住宅每层两户,四房两厅三卫。
建筑立面风格为新古典建筑风格,通过对欧式建筑元素加以总结,显得楼体更加挺拔醒目,旨在打造成为园区的标志性建筑。
建筑高度从室外地坪到45层屋顶面总高度为158.35米。45层以上屋顶层为电梯机房,楼梯间和水箱间。
二、消防设计要点:
针对高层建筑火灾具有火势蔓延快、疏散困难、扑救难度大、火灾隐患多等特点,根据国家“预防为主,防消结合”的方针,从项目全局出发,结合本项目的自身特点研究选用可靠的消防措施,保证安全。通过对《高层建筑防火规范》和对以往超高层项目的研究,从建筑设计、防排烟设计及消防给水设计等不同方面进行综合分析,总结了超高层消防设计以下要点:
(一)建筑总体布局及单体设计:
根据《高层民用建筑设计防火规范》的相关规定,应特别注意的有如下几条:
1.高层建筑的周围,应设环形消防车道。当设环形车道有困难时,可沿高层建筑两个长边设置消防车道。当建筑物沿街长度超过150m或总长度超过220m时,应在适中位置设置穿过建筑的消防车道。本项目沿两个长边设消防车道及消防登高场地。
2.高层建筑的底边至少有一个长边或周边长度的1/4且不小于一个长边长度,不应布置高度大于5.00m,进深大于4.00m的裙房,且此范围内必须设有直通室外的楼梯或直通楼梯间的出口。
按苏州园区内消防登高面的控制要求,必须将消防登高面设置在有公共楼梯建或电梯厅的一侧。消防登高场地不小于15mX8m,宜正对各住宅单元的公共楼梯间或电梯厅,距住宅消防登高 面距离不宜小于5m,距消防登高面最远点不大于10m。
3.商业部分、配套公建部分及住宅部分应采用防火隔墙进行分隔,使其各成独立区域,高层地下汽车库应有直通室外的安全出口。并应对商业部分的防火分区进行严格控制,以防止火灾的蔓延。
4.配套公建部分及住宅部分的疏散体系应互不干扰。住宅部分消防电梯应能直达地面并靠近安全出口,以方便消防员进人住宅扑救。住宅楼各单元的楼梯间应直出屋顶并在屋顶处相通。
5.对于超过100m的超高层住宅塔楼中宜设置两座独立的防烟楼梯间,一部消防电梯,应尽量避免户门开向前室内。如确有困难设置剪刀防烟楼梯间时,不可和消防电梯设置“三合一”前室。可每一单元设一部消防电梯,两部剪刀楼梯。其中一个为消防电梯和一部剪刀楼梯间合用前室,另一部剪刀楼梯可分别直接进入住户的入户花园或服务阳台,入户花园或服务阳台可作为避难空间,住户均可由此逃生至楼梯间。本项目两部剪刀防烟楼梯间。
6.所有防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室均须设加压送风(利用开敞阳台做前室的除外,做前室的开敞阳台面积不得小于2平米),做加压送风前室及楼梯间外墙上的窗为固定窗或遇火自动关闭的防火窗。
楼内公共部位及住宅内部均采取火灾安全保护措施:住宅户内除5平方米以下厕所外一律设消防自动报警系统,厨房用感温探测器,其它部位采用感烟探测器。厨房还应设可燃气体浓度探测器,并设联动紧急切断阀。走道,楼梯间,电梯厅及前室等公共部位设置自动喷水灭火系统,火灾自动报警系统,自动喷水系统可接入室内消火栓系统。除设室内消火栓外,还应设置消防卷盘。楼梯间及防烟前室设置应急照明。疏散走道和安全出口设疏散指示标志。
7.超高层住宅由于高处的湿度、风力影响对门窗玻璃的抗风压等级,气密性,水密性等要求严格。对外保温及外饰面的构造措施的安全度有严格要求。本项目一层外饰面采用干挂石材,二层以上采用防石涂料,外保温材料与墙体有效连接保证安全。屋面预留擦窗机预埋件和荷载。
8.采用封闭阳台的安全处理,减少因超高造成的心理不适。
(二)建筑防排烟及通风、空气调节:
高层建筑发生火灾时,产生大量的烟气和热量,此时防烟楼梯间成为高层建筑内部人员逃生的唯一垂直通道,如不及时排除烟气,就不能保证人员的安全疏散和扑救工作的进行,对于超高层住宅更是这样,因此,排出火灾时产生的烟气和热量也是建筑消防防、排烟设计的主要目的,火灾时可靠的防、排烟措施是保证人员安全疏散及消防成功扑救的重要部分。
超高层住宅所有疏散通道区域:防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室均设加压送风。疏散通道的加压送风是疏散通道在火灾时能保持无烟状态,从而保证了人员疏散安全。加压送风系统根据避难层的设置来分段设置,分上下两个部分,分别在一层及屋顶设独立的加压送风设备。
(三)消防给水和灭火设备:
因超高层建筑高度大,超过普通消防车的扑救范围,所以超高层建筑的火灾扑救应立足于自救,且以室内消防给水系统为主,应保证室内消防给水管网有满足消防需要的流量和水压,并应始终处于临战状态,因此周密地考虑消防给水设计,保证高层建筑灭火的需要十分重要。以下为超高层住宅消防给水设计的几个要点:
1、消火栓需要分区设计,需保证消火栓系统的分区静水压力不大于1.0MPa
2、一般除小于5 m2卫生间和不设集中空调且户门为甲级防火的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外均需设喷淋。
3、在消防分区的中间区域设置消防转输水箱,在屋顶设计消防水箱。
4、给水除底层一般采用市政给水外,其它一般均采用分区设置中间(屋顶)水箱,一般中间水箱即供下部给水也兼顾上部的供水水池。特殊要求也可采用变频给水。为保证给水不超压可采用减压阀分区。
三、超高层避难层设计
本项目两栋超高层住宅主体外形比较规整。设两部剪刀防烟楼梯间。一部公共服务客梯电梯;另有两部客梯,均为电梯入户设计,兼做消防电梯,和一部防烟楼梯间合用前室。超高层电梯载重量900kg,速度3-4m/s。
暗前室和楼梯间均做机械排烟系统。按《高层建筑防火规范》,对超高层住宅是否需要设置避难层无明确要求,按以往超高层住宅项目的设计经验,可不设避难层,可用每层的服务阳台可作为避难空间,住户均可由此逃生至楼梯间。
消防要求设中间传输水箱的设备层,24层结合设消防传输水箱水泵房和生活水箱水泵房的设备层,设置避难层。避难层可避难人数按5人/平米计算。通向避难层的剪刀防烟楼梯在避难层分隔,人员必须经过避难层方能上下。消防电梯在避难层均有出口。除了防烟楼梯间分隔移位设计外,设置避难层增加的设备费用统计如下:
1、电气:
避难层增加应急照明,应急广播。
应急照明增加一配电箱,单独一路广播(考虑超高层住宅,高档公寓,大楼做背景音乐)
应急照明灯具为12个(90min带蓄电池),广播8个
电气造价对于这个可以忽略。
2、暖通:
如果是封闭的避难层,则需对避难层进行机械加压送风系统。
设备数量:一台加压送风风机,风机风量10000m3/h。
3、给排水:
增加避难层后需要增加44个自动喷淋喷头以及相应管道。
由上可知因增加避难层而增加的设备造价对于整个工程来说比例很小,但增加避难层对建筑的安全性来说是更好的。在目前高层火灾较多的情况下,除了国家已从严要求所有民用建筑外保温均需采用燃烧性能等级A级的材料外,作为150m的超高层住宅,增加避难层可以作为本工程的亮点,提高住宅自身的安全性,有利于提升本工程的住宅品质,也有利于销售。
1.1高层建筑划分《民用建筑设计通则》(GB50352-2005)规定,建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。《住宅建筑规范》(GB50368-2005)规定,35层及35层以上的住宅建筑应设置自动喷水灭火系统和火灾自动报警系统。《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95,2005年版)规定,当高层建筑的建筑高度超过250m时,建筑设计采取的特殊的防火措施,应提交国家消防主管部门组织专题研究、论证。美国《国际建筑规范》(2009年版)规定,有人员使用的楼面到消防车可以到达的地面的高差大于22.9m的建筑为高层建筑。对于建筑高度小于等于128m的建筑,可采用ⅠB类耐火等级的结构替代ⅠA类耐火等级的结构,但承重柱的耐火极限不应降低。英国《建筑设计、管理及使用消防安全技术规范》(BS9999∶2008)规定,顶层楼板到地面的高度超过18m时,应设置消防电梯和防烟楼梯间且前室内设置消火栓。此外该规范按照顶层楼面高度的不同对建筑耐火等级作了规定,如A2类建筑(人员处于清醒状态且熟悉环境,火灾增长速率为中速火),当顶层楼面高度超过60m时,构件耐火极限不低于2.50h。法国《高层建筑防火安全法规》(2007年版)规定,建筑高度大于50m的住宅及建筑高度大于28m的其他类型的建筑为高层建筑,建筑高度大于200m的建筑为超高层建筑。1972年的国际高层建筑会议将高层建筑分为4类:第一类为9~16层(最高50m),第二类为17~25层(最高75m),第三类为26~40层(最高100m),第四类为40层以上(高于100m)。由此可见,各国对于高层建筑均作了规定,但对超高层建筑的划分并不完全一致。有关高层建筑高度划分标准如下:美国23m、英国30m、法国28m(其中住宅50m)、我国24m,可见几个国家的规定相对而言差别不大,总体上,我国的规定比较适中。我国和法国明确界定了超高层建筑的划分高度,我国为100m,法国为200m,其中我国规范对建筑高度大于250m的建筑作了专门要求。美国和英国没有单独规定超高层建筑,但从消防救援以及建筑耐火等级角度对超过某一建筑高度的高层建筑作了特殊规定。如美国规定对于建筑高度小于等于128m的建筑,可采用ⅠB类耐火等级的结构替代ⅠA类耐火等级的结构,但承重柱的耐火极限不应降低;英国规定人员处于清醒状态且熟悉环境、火灾增长速率为中速火的建筑,当顶层楼面高度超过60m时,承重构件耐火极限均不低于2.50h。
1.2耐火等级各国规范均根据建筑高度及使用功能规定了相应建筑的耐火等级,有关超高层民用建筑主要承重构件的耐火极限要求对比情况见表1。从表1可以看出我国规范中有关柱、梁、承重墙等承重构件的耐火极限要求与其他国家的规定比较接近,但楼板的耐火极限相对偏低。根据国内建筑火灾统计资料,火灾延续时间在1.50h以内的占88%,在1.00h以内的占80%。与之对应国内规范将一级耐火等级建筑物楼板的耐火极限定为1.50h,二级耐火等级建筑物楼板的耐火极限定为1.00h。我国二级耐火等级建筑占多数,这样大部分一、二级耐火等级建筑不会被烧垮。当然,建筑构件的耐火极限定得越高,发生火灾时烧垮的可能性就越小,但建筑的造价要增加。
1.3防火间距各国规范均通过限定防火间距作为防止火灾在建筑之间蔓延的措施,美国规范详细规定了建筑相邻部位的开口要求,当间距大于9.1m时,则对外墙耐火极限没有要求。英国采用相邻建筑外墙所受热辐射强度来确定防火间距,以是否达到引燃木材的热辐射强度12.6kW•m-2作为判定条件,要求建筑到达公共边界或者假定的边界(而非相邻建筑物)的距离为其达到热辐射要求的计算距离的一半。例如,在火灾规模为30MW的情况下,距离着火建筑7.9m的距离处即可达到12.6kW•m-2的辐射强度,从而可以引燃木材。所以在这种情况下,要求其到达与相邻建筑公共边界的距离取7.9m的一半,即不小于4m。法国规范要求相邻高层建筑外墙的耐火极限不低于2.00h或具有8m的防火间距。我国规范也有限制外墙开口的类似规定,如开口面积小于外墙面积的5%时,防火间距可减少25%。对于耐火等级均为一、二级的相邻建筑,高民用层建筑与相邻高层建筑的防火间距为13m,与相邻多层建筑的防火间距为9m。我国规范中有关高层建筑与多层建筑的防火间距规定与国外规范相比较为接近。
1.4避难设施避难层(间)作为高层建筑尤其是超高层建筑重要的安全疏散设施,各国规范均有详细规定。美国规范规定电梯候梯厅在采取防烟措施的条件下可兼做避难区域,同时对避难区域提出了双向疏散要求。对人员疏散存在困难的医疗建筑,美国规范要求可供患者睡觉休息或治疗的楼层以及其他人员荷载超过50人的楼层均应采用挡烟设施分为至少两个烟气控制区,并对该类建筑中的避难区域面积作了规定,卧床病人按照2.8m2•人-1、其他人按照0.56m2•人-1确定避难面积。英国规范允许避难区域设置在受保护的楼梯间内。此外,美国、英国规范均考虑了使用轮椅等行动不便人员的避难需求,其每人占用的面积美国为0.9m2,英国为1.3m2。我国规范对超高层公共建筑设置避难层作了明确的规定,但对超高层住宅建筑,《民用建筑设计通则》要求设置避难层(间),而防火设计规范没有相应的规定,有关超高层住宅设置避难设施的技术要求仍需要进一步完善。
1.5消防救援确保火灾情况下消防车辆能够迅速到达着火建筑,提供消防救援人员进入建筑物的入口,对于营救建筑内的被困人员、降低火灾损失具有重要意义,国内外规范对消防车道(包括其宽度、通行高度和坡度、回转场地等)及消防扑救作业面(包括长度、与建筑的距离等)均有所规定。美国规范中消防车辆可到达的位置与建筑内设置消防设施的情况有关,当建筑内设有自动喷水灭火系统时,该距离可相应增加,如消防车道应能到达距建筑入口15m的位置,此外建筑物外墙与消防车道的距离不应超过46m,当设有自动喷水灭火系统时可增加到137m。英国规范规定消防车应能到达距消防水泵接合器18m的位置。法国规范规定消防车道与建筑物的距离不应大于30m。我国规范通过规定消防车登高操作场地的布置要求,限定其与建筑的距离不宜小于5m,且不大于10m。同时规定消防车与消防水泵接合器的距离为15m~40m。可见国内外规范对消防车到达位置与建筑之间的距离要求比较接近,一般控制在15m~40m的范围内。关于超过一定长度的袋形消防车道应设置回车场地的要求,美国规范规定为46m,英国规范为20m。我国规范规定尽头式消防车道应设置回车道或回车场,但未明确其长度要求,应进一步细化该规定。
2超高层民用建筑防火设计加强措施
综上所述,针对建筑高度大于100m的超高层民用建筑的防火设计,提出如下加强措施:
2.1耐火等级我国规范规定超高层民用建筑的耐火等级为一级,从前文对国内外超高层民用建筑主要承重结构构件的耐火极限对比分析可以看出,我国对于一级耐火等级建筑要求其楼板的耐火极限为1.50h,而国外规范的相关要求均不低于2.00h,可见我国规范对建筑楼板的耐火极限要求相对偏低。为给超高层民用建筑的消防救援以及人员安全疏散提供更有利的条件,建议提高楼板的耐火极限。目前,我国有关楼板的构造做法及耐火性能见表2。由表2可以看出,在楼板厚度为100mm(保护层厚度为10mm),其耐火极限可达到2.00h,楼板厚度达到120mm(保护层厚度为20mm)时,耐火极限可达2.65h。结合国外规范的相关要求和我国实际的楼板构造做法情况,对超高层民用建筑楼板的耐火极限提出如下要求:超高层民用建筑楼板的耐火极限不应低于2.00h。
2.2防火间距我国规范中有关高层建筑与多层建筑的防火间距规定与国外规范相比较为接近。此外,规范中规定在设有防火墙等条件下,高层建筑与相邻建筑的间距可以不限或不小于4m。对于超高层民用建筑,较大的防火间距除有利于防止火灾在建筑之间的蔓延外,也为消防救援提供了有利的条件。考虑到我国超高层建筑的数量及相应的救援和管理条件,建议即使在采取设置防火墙等措施的条件下,也不应调整超高层民用建筑与相邻其他建筑的防火间距。为此,提出如下建议:超高层民用建筑与相邻民用建筑的防火间距应符合高层民用建筑与民用建筑防火间距的相关规定,其间距在采取设置防火墙等措施的条件下也不应减小。超高层民用建筑与工业建筑的防火间距(包括与甲类厂房,与甲类仓库,与甲、乙、丙类液体储罐,与可燃气体储罐,与可燃材料堆场的防火间距)应符合高层民用建筑与工业建筑防火间距的规定,其间距在采取设置防火墙等措施的条件下也不应减小。
2.3避难设施避难层(间)作为高层建筑尤其是超高层建筑重要的安全疏散设施,各国规范均有详细规定。我国《高层民用建筑设计防火规范》对高层公共建筑设置避难层作了明确的规定,但对高层住宅建筑的避难层设置没有提出要求。仅在《民用建筑设计通则》中有高层住宅需要设置避难层(间)的规定。因此,我国建筑防火设计规范中有关超高层住宅设置避难设施的技术要求仍需要进一步完善。可以结合住宅建筑的特点,设置避难间。同时参考美国、英国等国家的规范对医疗建筑的避难区域或使用轮椅等行动不便人员的避难需求的规定,我国建筑设计防火规范在规定高层建筑安全疏散设施时也应考虑行动不便人员的避难需求,为该类人员的安全疏散提供可靠的保障。此外,对于高层建筑避难间的具体设置高度要求,需要考虑到当前消防车辆救援高度一般在50m的实际情况。为此,提出如下具体建议:建筑高度大于50m的高层病房楼,其50m以上楼层每层应设置避难间。建筑高度大于54m的住宅建筑,其54m以上楼层每层应设置避难间。
2.4消防救援《建筑设计防火规范》(整合修订稿)对消防灭火救援要求的规定,补充了现行相关国家标准在消防救援规定方面的不足,但对需要设置回车场的尽头式消防车道的长度要求需补充规定。结合道路中心线间的距离不宜大于160m的规定建议取1/4,即40m。此外,超高层住宅建筑与其他使用功能的建筑上下组合建造时,其裙房屋面如果兼做消防车登高操作场地,应对其屋面板的耐火极限提高要求,以确保消防救援作业的安全,可考虑与防火墙的耐火极限要求一致,即3.00h。为此,提出如下具体建议:一是长度超过40m的尽头式消防车道应该设置回车道或回车场。二是超高层住宅建筑与其他使用功能的建筑合建,住宅部分通过裙房屋面疏散且裙房屋面用作消防车登高操作场地时,裙房屋面板的耐火极限不应低于3.00h。
3结论
基于上述比较分析,对于超高层民用建筑的防火要求,笔者建议在《建筑设计防火规范》(整合修订送审稿)中增加以下规定:
3.1耐火等级。超高层民用建筑耐火等级不应低于一级,其楼板的耐火极限不应低于2.00h。
一 超高层住宅项目施工概况与进度管理相关理论分析
1.1 超高层住宅项目施工概况
超高层住宅项目引起自身显著的特殊性而在实际建设的过程当中和其他普通的建筑项目建设有所不同,在这里对超高层住宅项目的施工概况予以简要的说明和分析。超高层住宅项目在建设的过程当中会涉及到建设单位、施工单位、监理单位以及勘察单位等多个单位的参与与建设,各个单位的主要职责可以做出以下的简要说明:对于建设单位而言,其最为主要的职责就是尽量将整个工程项目控制在预定或者是可以接受的范围之内,这一点主要是针对于超高层住宅项目的建设质量和建设功能而言的,需要这样一些方面的参数都能够达到设计的要求和标准。而施工单位的职责则是在超高层住宅工程建设的过程当中投入人力物力并相应的输出最终的产品,以这样一种方式和形式来获取其效益;监理单位在这样一个过程中的职责就是利用自己的专业知识、法律知识、现代化工具、大量信息资料以及对整个超高层住宅项目建设的了解来来保障整个工程项目能够按照图纸的设计状况来进行施工;设计单位的工作则是在施工进行之前就做好,主要按照要求做好图纸的设计工作,除此之外,还需要在施工进行的过程当中相应的做好后续的服务工作,以及协助施工单位对工程项目施工过程当中与图纸设计不一样的地方进行处理和更改,还有就是要按照业主的要求来对图纸内容进行变更;勘探单位的任务则是建立起健全的质量管理体系来,为整个超高层住宅建筑的设计与施工提供地质、测量以及水文等的详细和有效的资料。
1.2 超高层住宅项目施工进度管理相关理论分析
超高层住宅项目施工的进度管理是整个超高层住宅项目管理中的重要组成之一,除此以外还包括项目的质量管理和项目的费用管理,且这样三者在一起并称为项目管理的“三大管理”。所谓项目管理实际上就是指整个项目在进展的过程当中为了能够保证项目的预定的时间内完成预定的目标而对整个项目的活动进度以及日常安排所做出的规划、管理与执行过程。
对超高层住宅项目展开项目施工进度管理,就是希望能够良好的监督整个施工过程中的执行状况,及时的发现问题和处理问题,在这一过程中就需要综合考虑和处理多方面的因素,既包括项目进度本身的影响因素、也包括项目进度对其他部分产生的影响因素,除此之外还需要对进度表以外的变更部分采取必要和有效的措施,以此来最终得到经济合理的进度计划。进度计划的建设完成以后还需要在后续的工程项目建设过程当中有力有效的执行之,一旦发现实际的施工状况和进度计划有所出入,就需要在找出其基本原因的基础上将其解决之。
二 超高层住宅项目的施工特点分析
超高层住宅建筑因其自身的显著特点使得其在建设的过程当中工程整体的规模较大、施工的周期长,且在工程进行的过程中会涉及到较多方面的平行以及交叉作业,主要就包括装饰、安装和土建等,因此施工的内容就比较多,在这其中较好的加强各个专业之间的配合与合作就是非常之重要的。在这里我们针对于本工程的特点进行说明和分析,前期是以土建为主,但是还要相应的做好预留和预埋的工作;安装工程和装饰工程一般在后期进行,但是在这样一个工程进行的过程中需要切实的保护已经完工的成品。
在超高层住宅项目的施工过程中,防水、防渗工作同样是重点工程之一,这主要涉及到的是工程屋面、地下室、卫生间以及外墙。在这其中同样面临着工期短且工程施工内容多的问题,基于这样一种实际的状况,我们就需要重点的来考虑如何在有限时间的施工过程中采取措施按时完成施工的全部内容,一般情况下,为较好的处理这样一种状况,我们就需要公司从材料、机械以及人员等方面做好准备工作,这几乎就是工程顺利进行的最基本条件,在此基础上大力的投入,并设立相应的专项基金,在施工进行的过程中实现专款专用,以此来保证整个施工过程的良好进行;再者还可以在整个施工的区域内分为若干个具体的施工小组来进行施工,分别对土建、装修以及安装这样一些方面来进行施工,在这其中还需要抓住重点,在这样一种状况下基本上就能够实现整个工程的良好和顺利进行。
三 超高层住宅项目的施工进度控制措施分析
3.1 超高层住宅项目的施工进行控制分析
工程项目的进度计划实际上就是在施工的过程中按照既有的工程项目安排来进行良好的实施,但需要认识到的一点就是实际的施工环境是非常复杂和多变的,这也就意味着在执行编制计划的过程中将会面临着较多不可预见的因素,所导致的结果往往就会是有或大或小的偏差,这样一种偏差就需要项目经理或者是其他相关方面的工作人员出面来进行针对性的处理,尽可能的消除这样一种不利的状况,最大程度的实现最初的目标。正是因为这样,在整个施工项目进行的过程当中,我们就需要不断的监控整个项目进程,在掌握项目实际情况的基础上对进度计划进行一定程度的调整,这样就能够保证每一项工作都能够按照计划良好的进行。
3.2 超高层住宅项目施工进度的影响因素
超高层住宅项目在施工的过程当中最为显著的一个特点就是有着较高的复杂性,这基本上就是高层建筑工程项目的综合特点。在实际的施工环境下,影响施工活动的影响因素也会比较多,在这样一种现实的状况下就切实的需要相关工作人员对可能出现的影响因素进行充分的认识和分析,以此来确保整个施工进度控制目标的实现。在这里我们就对超高层住宅建筑在施工建设过程中可能的影响因素进行说明和分析:一是人为的因素,这一点主要是因为在超高层住宅项目中涉及到的单位以及人员相当之多,因此相互之间的关系也非常复杂,任何一个单位的任何人员在任何一个环节上出现差池或者是错误都会给整个工程建设带来较大的影响从而干扰到整个施工项目的进行;二是设计因素的影响,实际上,在超高层的建设中一般设计的水平都是非常之高的,这样超高层住宅建筑的本质要求所决定的,但即便是这样,在实际的工程中往往因为业主要求上的变化或者是实际情况的变迁就会使得图纸部分需要一定的变更,这在一定程度上会干扰到整个工程的进行,在工程量上也会有所增加,最终导致施工周期的延长。三是资金因素的影响,无疑在超高层建筑的施工过程当中需要较为周全的考虑到资金的问题,基本上就可以认为,在施工的过程中资金能否正常的到位是一切施工过程进行的最先决条件。
结语:本文多方面结合超高层住宅项目施工进度控制因素、方法以及本质内涵展开了较为详尽的分析和阐述,希望能够对同行有一定的认识上的帮助。
1从影响最大的一些公共建筑入手,平时大家接触最多的就是大型商场和超市建筑,这也是设计人员平时遇到最多的一些公建项目
(1)避难走道的长度限制。规范规定:“任一防火分区通向避难走道的门至该避难走道最近直通地面的出口的距离不应大于60m”。一般超市的一层会作为独立的外租区,新规中避难走道长度限制的从严,最少会使卖场损失1-2个店铺,减少收益。(2)消防电梯设置密度的增加。规范要求有这么一条:“埋深大于10m,且总建筑面积大于3000m2的其他地下或半地下建筑(室),应设置消防电梯。”首先,消防电梯设置密度的增加会直接导致设备成本的增加;其次,以一部3米见方的电梯为例,电梯井本身面积在9平米左右,加之周围的通道和前室设置,至少损失将近20平米的可租面积,但对于一个卖场整体来说,因为要考虑便利性规划,影响到的可能是全部的流线设计。(3)防火卷帘的长宽要求从严。规范提到,当防火分隔部位的宽度不大于30m时,防火卷帘的宽度应小于或等于10m;当该部位宽度大于30m时,防火卷帘的宽度小于等于该部位宽度的1/3,且不大于20m。这就意味着,必须用搭配防火墙的方式来完成防火布局,但是,防火墙并不具备视线穿透力,可能会造成卖场分隔效果,这是对卖场影响最大的一点,也就意味着需要商家在人群疏散、人员培训等方面做更多的工作。
2就讨论一下我们平时做得最多的建筑———住宅建筑
目前,高层住宅和超高层住宅越来越多,新规范也在这方面增加和调整了一些相应的条文。(1)新规中重新定义了“高层建筑”:建筑高度大于27M的住宅建筑和建筑高度大于24米的非单层厂房,仓库和其他民用建筑(第2.2.1条)。按照住宅层高3m计算,整合后的规范取消了原高层建筑对层数的要求,全部按照每层3米折算成建筑高度。从实际工程上来讲,按建筑高度会更准确一些,按层数会出现较大的出入;举个例子来说,同为9层住宅,甲楼无架空层,每层层高3m,总高为27m;而乙楼有2.1m的架空层,每层层高也为3m,但其顶层为跃层,总高为32.1m,两者算下来,总高差了5.1m,相差得还是比较大的。若按旧规,两者均为9层,算不上高层建筑,但按新规,乙楼就可以划到高层建筑之列。(2)新规放宽了对封闭楼梯间的要求。封闭楼梯间不能自然通风或自然通风不能满足要求时,应设置机械加压送风系统或采用防烟楼梯间。(第6.4.2条)。此处提到当封闭楼梯间的自然通风(即开窗面积)达不到时,不一定要做防烟楼梯间,可以直接对楼梯间加压送风,等于是省去了前室的设置。在实际工程中,进行初期设计的方案人员很少能考虑到楼梯间的防烟功能,而直到做施工图时,才发现封闭楼梯间开窗面积不够,但因为立面原因,外墙不能开太多窗,而此时各部分功能平面基本已经甲方确定,很难再匀出一个前室面积来,这种情况,常常使设计人员感到很被动。此处新规,等于给出了一种解决问题的新方法,也使后期设计能够更好地实现方案初衷。(3)新规新增加了救援场地的提法。本次新规,新增了“救援场地”的提法,救援场地要求能承受消防车的重量,这就势必要求地面全部硬铺装,对景观就有了一定的影响,这就需要与景观设计之间相互协调沟通,如果景观确实需要绿地,按常规理解,应该可以做成隐性消防车道,但此部分绿化是否可算入绿化率,对总图的绿化指标有极大的影响,这就需要设计单位和当地的规划部门协调沟通了。(4)新规中明确了“三合一”前室可以在住宅建筑中使用。楼梯间的前室基共用前室不宜与消防电梯的前室合用的;楼梯间的共用前室与消防电梯的前室合用时,合用前室的使用面积不应小于12.0平方,且短边不应小于2.4m。(第5.5.28条)。此条明确提出允许住宅建筑使用“三合一”前室,住宅面积也是寸土寸金,如此规定,在一定程度上减少了住宅的公摊面积,提高了各户型的使用率,不管是对设计还是对住户,绝对可以算是一个重大利好了。(5)新规对超高层住宅建筑明确提出需要设置避难层。建筑高度大于100m的住宅建筑应设置避难层。(第5.5.31条)。旧规仅对超过100m的公共建筑提出“避难层”的要求,而新规则加上了超高层住宅建筑,而且此条亦为强制性条文。在目前,为了最大程度地追求经济利益,各地的超高层住宅越来越普遍,而超高层住宅一旦发生火灾,后果是难以想象的。因此,规范的这种修改,对于保护住户的生命安全起到了至关重要的作用。我们设计人员在日后的设计中也要格外留意的此条规范。(6)高层住宅避难间的设置。对于建筑高度大于54m的住宅建筑,新规提出每户应有一间房间靠外墙设置,并应设置可开启外窗;……该房间的门宜采用乙级防火门……(第5.5.32条)。对于此类高层住宅,尽管规范不强制要求设置避难层(间),但因此类建筑较高,为增强此类建筑户内的安全性能,规范对户内的一个房间提出了要求,按我们常规的思路,在户内拿出一间房做避难间,很难接受。所以在实际设计中,我们最好利用卫生间做避难间,外窗使用防火窗,但难点在于卫生间的门要使用防火门,在实际使用中难免有所不便,而且即便设计了防火门,在业主二次装修的时候也有可能为了美观而重新换掉,避难间也就失去了本身的作用。所以,这中间产生的矛盾就需要我们在以后的设计中不断地摸索,希望能想出一条两全其美的方法,比如说有可能出现一种既美观又方便使用的防火门。(7)对于柴油发电机储油间的容量。机房内设置储油间时,其总储存量不应大于1m3……(第5.4.13条)。我们常常把柴油发电机房放在高层建筑的地下室,对其储油间的储油量规定不再是原“不超过8小时的需要量”,而改为体积要求。我觉得这是比较合理的改动,因为在实际工程中,因为建筑规模的不同,有的柴油发电机会很大,8小时需要油量也会很多,而柴油储油设施本身也具有一定的火灾危险性,从防火角度来看,油多就比较危险,所以新规从油总量加以控制,也是比较合理的。有人提出,对于比较大的柴油发电机,需要的油量可能大于1m3,这种情况怎么办?针对这种情况,也有专家提出,可以做两个储油间,这样既满足了发电机的用油量,也解决了一个储油间储油量过多的问题。以上诸条是本人对新规的一些粗浅理解,难免有些会有片面之嫌,还需要在以后的实际工作中加以验证。防火新规除了上述提到的几条修改和增补,还有其它一些方面的提及,这些修补,会使我们的建筑设计在消防方面理解更为明确,设计更加谨慎,当然也从建筑材料、建筑结构、消防设施等各个方面提升了我国建筑整体的火灾防控能力,同时,也将促使相关的产业链行业趋向规范化发展。
作者:曹皓宇 单位:深圳市清华苑建筑设计有限公司
1 引言
近年来,随着中国经济的持续快速发展,城市化的进程加快,人口的迅猛集中,住宅的需求量扩大很快,市中心可用来建设的土地非常有限,超高层住宅早已在国内各一线大城市涌现,一些经济发达土地供应紧张的中小型城市的中心区域也开始出现类似产品。超高层住宅建筑设计中,各给水系统方案的选择关系到整个住宅小区的舒适性、安全可靠性、工程投资运行费用、维护管理及使用效果,因此各给水系统方案选择是至关重要的。超高层住宅,特别是超高层住宅小区,有其自身的特点,不能按超高层公共建筑的思路来设计。按“高规”6.1.13条“建筑高度超过100m的公共建筑,应设置避难层(间)”,6.1.13.4条“避难层可兼作设备层,但设备管道宜集中布置”。所以规范没有强制要求超高层住宅设置避难层,如果在中间单独设置局部设备层,或因为要设置设备层而让建筑专业勉强设一个避难层,均不可取,存在诸多不利因素。个人认为,对于超高层住宅小区,不管其它专业是否设置避难层或设备层,给排水专业应尽量避免在中间设置设备层,就此笔者总结了设计过程中一些经验及体会,供各位同行探讨交流。
2 工程概况
天津某工程项目为超高层住宅小区,位于天津市中心和平区,该小区主要由4栋38层的超高层住宅(约120m,简称1-4号楼)、1栋45层的超高层住宅(约145m,简称5号楼)、沿街商业及地下两层车库组成。1、2层均为大堂、商业等公共用房,各楼层高均相同,总建筑面积约为12万m2。
3 生活给水系统方案选择
现行超高层住宅加压给水设计通常采用以下2种方式:
3.1 水池水泵房屋面水箱用水点;
3.2 水池变频供水设备用水点。
第一种供水方式,因水池、水箱贮备有一定水量,当停水停电时,可延时供水,因此供水可靠,水压稳定,按最大小时流量选泵,水泵功率相对较小,但高度越高,需减压的楼层越多,能耗越大,且需物业管理较好,否则易产生供水的二次污染。第二种供水方式,由于变频供水设备可根据用户实际用水情况,通过调节水泵转速或运行台数以调节水量,因此能耗较少。但无屋顶水箱,供水可靠性较差;按设计秒流量选泵,总功率相对较大,水泵型号较多,选型技术要求高,水泵控制调节复杂,投资较大。综上所述,以上两种供水方式各有利弊,不能一概而论,应结合设计项目的实际情况,经综合比较考虑,选出最适合的供水方式,必要时可采取两种联合使用的给水方式。
本住宅小区超高层住宅有5栋,按照楼层静水压力不宜大于0.45MPa及动压超过压力0.35MPa的楼层设减压阀减压的原则划分竖向分区。共做出了三种给水方案对较。第一种方案:竖向分成6区。
1区:地下室至地上2层,由市政水压直接供水。
2区:3层~10层,由水池+变频泵组1供给。
3区:11层~18层,由水池+变频泵组2供给。
4区:19层~26层,由水池+变频泵组3供给。
5区:27层~38层,由水池+变频泵组4供给。
6区:39层~45层,由水池+变频泵组5供给。各区的水池及变频泵组均设在地下二层集中水泵房内,且1-5号楼各区均共用相应分区的变频泵组。
第二种方案:竖向分成6区,各分区楼层数均与第一种方案同,且1-4区供水方案也与第一种方案相同,但5区及6区的水池及变频泵组均移至每栋楼的中间设备层了,需每栋楼均单独在中间设置设备层,5区及6区由各自设备层中的水池及变频泵组供水。1-5号楼设备层中各水池采用群控技术启停水泵来共用一组地下二层工频泵供水。
第三种方案:竖向分为5个区,1-4区方案也均与第一种方案同。5区:27层~45层,由水池+工频泵组+屋顶水箱联合供给,在每栋屋顶设一个有效容积约4m3的生活水箱。顶部压力不足的4个楼层在每幢楼屋顶水箱间设局部变频加压供水。水池与水泵均设在地下二层水泵房内,1-5号楼各分区均共用相应各区变频泵组,1-4号楼屋顶水箱给水共用一组工频泵,并采用群控技术启停水泵,5号楼屋顶水箱给水单独设一组工频泵。
对于第一种方案,水池及水泵均设在地下车库水泵房内,且不同楼的同一分区能共用一组泵,即节地又节省投资,但对于5区及6区,供水高度超过100m,水泵扬程达到或超过1.60MPa。单台水泵的功率均较大,气压罐承压较高,因此可调节容积较小,调节作用有限,故变频泵需经常启动,且由于功率大,非常峰时段低频运行时也需要费较多的电能。且扬程越高,变频出水压力波动绝对值就越大,导致住户用水舒适性受到较大的影响。当变频器、控制器或压力变送器出现故障时,系统会可能出现超压现象而破坏用水器具。整个系统常年处于高压状态,也容易出现各种问题。对于不超过100m的高层住宅,采用这种并联分区变频的给水方案是可行的,但超过100m后由于上述缺点开始明显,该方案变的不太合理了。故最终放弃了这种方案。
对于第二种方案,5区及6区变频泵组需设在中间设备层,这种方案具有各个系统压力均不高,对管材要求也不高,且相对节能等优点。但存在以下几个问题。1、每栋楼的设备层均需单独设置一组或两组生活变频泵组,以供设备层以上的各层生活用水,不能多栋楼共用,势必造成变频加压泵组分散,不方便管理,泵组较多,初期投资也有较大增加。2、每个设备层水箱及变频泵组需占用约40平米面积,而超高层住宅一般建在市中心,寸土寸金,如本工程毛坯单价达两万,5栋楼共需200多平米面积,价值几百万元。3、设备层的上下层及隔壁均为住宅,生活变频水泵基本上为全天24小时运行,虽然可采取各种措施来减少噪音与震动,但无法将噪音与震动完全消除掉,特别为低频的噪音与震动。事实上,很多的住宅出现过低频噪音与震动严重影响相邻用户的休息,用户投诉却无法根本解决。4、设备间的排水接管处理较困难,排水管不能穿过下层住户室内排水。而不设中间设备层,均可将这些缺点全部避免掉。鉴于该方案缺点远多于优点,也不可取。
对于第三种方案,即避免了第一种方案的耗电、压力波动大、存在超压等问题,又避免了第二种方案中需设置设备层带来的一系列问题。上部1/3区域采用水箱重力供水,下部2/3区域采用变频增加供水,从节能上来说该方案也较优。变频泵组均按二用一备设计,并配有隔膜气压罐,工频泵组均按一用一备设计,并采取了防水锤措施。地下水池及屋顶水箱均设有紫外线消毒设置。各楼由于不超过150m高,采用工作压力2.5Mpa的钢塑复合管能满足将水一次性提升到屋顶水箱,且2.5Mpa的管材长度较短,市场供应充足,造价增加较少。故综上所述,建议不超过150m的超高层住宅,可不设中间设备层,超过150m的超高层住宅,也要尽量少地设置中间设备层。
4 消火栓给水系统方案选择
在一般的高层或超高层建筑中,当消火栓系统最低处消火栓口静压超1.0MPa而需要分区设置的时候,一般有两种设计方案。第一种方案:整个系统采用一套加压设备,高区利用加压设备直接供水,低区经减压阀降压后供水。第二种方案:每个分区独立设置加压设备,不设减压阀。第二种方案中还分并联供水与串联供水,并联供水为各分区水泵独立运行,串联供水为低区消防泵同时兼高区消防泵的接力泵。本工程室内消火栓系统选用第二种方案,且采用并联供水,具体如下:
低区为地下室负2层~22层,加压水泵设在地下室负2层水泵房内,水泵出水直接打进低区。在最高的5号楼屋顶设置消防水箱,屋顶水箱出水管在5号楼的23层处设减压阀组进行减压,调至0.12Mpa,以保证 22层消火栓满足着火初期0.15MPa的压力要求。
高区消火栓系统为23层~38(45)层,加压水泵也设在地下二层水泵房内,水泵出水直接打进高区管网,其中5号楼38层成一个环,该环与屋顶水箱直接相连,平时由屋顶水箱重力流稳压;5号楼39层及45层均成环管,且45层的环管与屋顶增压装置相连,39层的环管与38层的环管采用两止回阀相连,以防止屋顶增压装置平时稳压时高区各楼的底部几层(23-33层)消火栓超1.0Mpa压力值,利用本小区各楼高度的特点,巧妙地利用止回阀减少一个分区。
相对第一种方案而言,本方案仅在屋顶水箱与低区环管相连的管段上设了减压阀组,而且为一用一备,减少了减压阀在消防系统中使用,增强系统可靠性,可以避免火灾时由于减压阀失灵而造成中低区管网压力太高。栓口动压超过0.5MPa时采用减压孔板或减压稳压消火栓减压。另本设计中采用了新型变流恒压专用消防水泵,通过泵的机械特性实现工频恒压供水,该水泵Q-H曲线平坦,实现小流量(或零流量)不超压,大流量不欠压,避免水泵在超高扬程工况下运行对人身、设备、管网等带来的诸多安全隐患,确保消防效率和消防设备及消防人员的安全性、可靠性,同时,由于该泵能实现单级叶轮扬程达到300米,传统泵受限于扬程的制约只能采用串联加压供水,采用该泵使并联供水有安全保证。各区采用独立加压系统,且为并联供水,可以避免由于低区加压设备失灵造成整个大楼消防系统瘫痪的问题,也增加了消防系统的可靠性。因并联供水可将高区加压泵与低区加压泵均设在地下消防泵房内,便于管理,可以避免在中间部位设置加压设备间,从而避免了生活给水方案选择时出现的占用建筑面积、影响上下层住户等系列问题。由于超高层建筑消防立足于自救,提高消防系统的可靠性是高层建筑火灾自救的关键所在。当建筑物高度接近或超过100m 时,在条件许可的情况下,最好每个分区独立设置加压设备,减少减压阀在消防系统中的使用。同时避免采用串联加压供水,而采用并联供水,以不需在中间设置设备层。
5 自喷给水系统方案选择
自喷给水系统方案与消火栓给水系统方案基本相同,也是分高、低两区,高、低区独立设水泵并采用并联供水,22层以下为低区,23层及以上为高区,为满足规范要求的湿式报警阀承压不超过1.2MPa,低区湿式报警阀设在地下水泵房内,由下往上供,高区湿式报警阀设在屋顶设备机房内,由上往下供,高区水泵及高区湿式报警阀也不需在中间设置设备层,避免以上所述的诸多问题。按现行“高规”中7.6.1条,如住宅内部不设置中央空调系统,且户门为甲级防火门时,住宅内部可不设置自动喷水灭火系统。故设计时户门采用甲级防火门,只在公共走道、电梯厅设置喷头,因为建筑物同一时间火灾次数只考虑1 次, 建筑物内几层走道同时着火的可能性极小。该工程3~38(45)层只在走道、电梯厅单排布置喷头,系统的设计秒流量按每层全部5 个喷头动作考虑,加上安全系数,设计流量取10L / s ,湿式报警阀后喷淋干管取DN80即可,故低区自喷泵流量按30L/s选用,高区自喷泵流量按10L/s选用,大大减少了高区泵的功率,节省设备及管材投资。审图公司及消防部门审核顺利通过。现在,本人又有一个大胆的想法,可将自喷分区按2层及以下为低区,3层及以上为高区,由于高区设计流量为10L/s,可将3~45层的高区自喷系统做成常高压,按火灾持续时间1小时,只要在最高的5号楼屋顶设一个36立方的自喷消防专用水箱,取消高区自喷泵组,改在5号楼屋顶设一套流量为10L/S的低扬程增压泵组,供5号楼39-45层自喷即可。这样还可降低低区自喷泵组的扬程与功率,3-22层的湿式报警阀设置位置及供水方式同以前不变。屋顶原已有一个18立方的自喷水箱(天津当地消防部门要求自喷需单独设置水箱),只要再增加18立方即可,增加的费用可以忽略不计,该方案即安全又节省投资,是一种非常规的新方案,供大家多多探讨,开拓思路。
6 其它
由于超高层建筑并联供水管承受很大的压力,必须解决系统的安全问题,为保障各生活及消防供水的安全,必须在设备的选型、管材的选用、施工安装质量等多方面严格把关,消防系统水泵供水管宜采用内外镀锌的无缝钢管,高区的22层以下部分需采用工作压力2.5MPa的管材;给水管宜采用钢塑复合管,既保证水质又能延长给水管寿命,直供屋顶水箱的水泵加压出水管也需采用工作压力2.5MPa的管材。超高层建筑消防系统的压力较大,需采用新型的高扬程水泵,否则无法实现并联供水。由于科学技术的进步,新型的耐高压管材及新型高扬程水泵的出现,能使超高层建筑的各种供水方案更加合理、可靠、节能、节地、环保、节省投资等。
7 结语
Abstract: This paper analyzes the high-rise residential fire situation, and puts forward the concrete method of high-rise residential fire.
Key words: do well; high-rise residential building; prevent fire; design;
中图分类号TU2 文献标识码:A文章编号:2095-2104
由于高层住宅火灾隐患多,扑救难度大,因此,在建筑设计中应采取防火措施,以防火灾发生和减少火灾对生命财产的危害。建筑防火包括火灾前的预防和火灾时的措施两个方面,前者主要为确定耐火等级和耐火构造,控制可燃物数量及分隔易起火部位等;后者主要为进行防火分区,设置疏散设施及排烟、灭火设备等。针对高层住宅发生火灾的特点,国内外在防火设计上达成了共识,本出详细分析。
1 做好防火分隔与安全通道设计
高层住宅中,因有毒烟气窒息死亡的人员占死亡人数的 70%左右,烟气是火灾中的隐形杀手。所以,要充分考虑在建筑内设置防排烟系统的重要性。烟气的水平流动速度为0.3、0.8m/s,垂直方向扩散速度为3.4m/s,当烟气无阻拦时,只需 1min左右就可以扩散到几十层高的大楼。烟气的流动速度大大超过了人的疏散速度。楼梯间、电梯井及各种竖向管井是高层住宅火灾垂直方向蔓延的重要途径,易形成“烟囱效应”。而楼梯间及其前室或合用前室是火灾时人员临时避难、疏散的场所,消防电梯间及其前室是消防队员进入高层住宅灭火的主要通道。为了阻止烟气进入这些部位或排出这些部位的烟气,保证人员安全疏散和扑救。因此,超高层住宅在上述部位设置机械加压送风系统,能够达到疏散和扑救通道上无烟的目的,从投资方面又低于机械排烟系统,是可行的。其裙房的楼梯间内可统筹考虑布置。其风压值应为防烟楼梯间 50Pa,前室、合用前室、封闭避难层 25Pa,既能方便疏散安全门的开启,又能保证安全地带的压力,对烟气起到排斥作用。同时,超高层住宅封闭避难层内设置机械加压送风设施,除满足避难层内一定的正压值,防止烟气入侵,也为躲避在避难层里的人们提供呼吸用的新鲜空气。
1.1 防火间距:为防止火势通过辐射热等方式蔓延,建筑物之间应保持一定间距。一、二级耐火等级民用建筑物之间的防火间距不得小于 6 米,它们同三、四级耐火等级民用建筑物的防火距离分别为 7 米和 9 米。高层住宅因火灾时疏散困难,云梯车需要较大工作半径,所以高层主体同一、二级耐火等级建筑物的防火距离不得小于 13 米,同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于 15 和 18 米。厂房内易燃物较多,防火间距应加大,如一、二级耐火等级厂房之间或它们和民用建筑物之间的防火距离不得小于 10 米,三、四级耐火等级厂房和其他建筑物的防火距离不得小于 12 和 14 米。生产或贮存易燃易爆物品的厂房或库房,应远离建筑物。
1.2 防火分区:建筑中为阻止烟火蔓延必须进行防火分区,即采用防火墙等把建筑划为若干区域。一、二级耐火等级建筑长度超过150米要设防火墙, 分区的最大允许面积为 2500 米 2;三、四级耐火等级
建筑的上述指标分别为 100 米、1200 米2和60 米、600 米2。一、二级防火等级的高层住宅防火分区面积限制在 1000 米2或 1500米2内,地下室则控制在 500米2内。防火墙应为耐火极限 4 小时的非燃烧体,上面如有洞口应装设甲级防火门窗,各种管道均不宜穿过防火墙。不能设防火墙的可设防火卷帘,用水幕保护。
1.3 安全疏散通道出口:为减少火灾伤亡,建筑设计要考虑安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于两个,影剧院、体育馆等观众密集的场所,要经过计算设置更多的出口。楼层的安全出口为楼梯,开敞的楼梯间易导致烟火蔓延,妨碍疏散,封闭的楼梯间能阻挡烟气,利于疏散。防烟楼梯间因设有前室,更有利于疏散。高层住宅须设封闭的或防烟的楼梯间,楼梯间应布置成有两个疏散方向。超高层住宅应增设暂时安全区或避难层,还可设屋顶直升飞机场,从空中疏散。疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。
2 保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性
目前国内外高楼多依赖钢结构,虽然它的整体性和稳定性都很好,但耐火性能很差。钢材的抗拉和承重等性能均会因温度的升高而急剧下降,通常在摄氏450~650度就会失去承载能力,发生变形,钢柱、钢梁弯曲,不能继续使用。一般情况下,不加保护的钢结构耐火极限只有15分钟。因此,建筑界和消防界在解决这个问题方面仍任重道远。
2.1 耐火等级和材料选择。中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级(高层住宅必须为一或二级)。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起,到被破坏(如失去支承能力等)为止的这段时间(按小时计)。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)之分。
2.2 建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体(如用砖或混凝土作成 180 毫米厚的墙或 300×300 毫米的柱),梁须为耐火极限 2 小时的非燃烧体, 其钢筋保护层须厚30 毫米以上。设计时须保证主体结构的耐火稳定性,以赢得足够的疏散时间,并使建筑物在火灾过后易于修复。隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能,内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料,如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等,以减少火灾发生和控制火势蔓延。
3 强化报警系统和灭火装置
设置自动报警装置和自动灭火装置。前者的探测器有感温、感烟和感光等多种类型;后者主要为自动喷水设备,不宜用水灭火的部位可采用二氧化碳、干粉或卤化烷等自动灭火设备。设有自动报警装置和自动灭火装置的建筑应设消防控制中心,对报警、疏散、灭火、排烟及防火门窗、消防电梯、紧急照明等进行控制和指挥。考虑到高层住宅以自防自救为主,室内消防用水量比室外的要大些,室内消火栓用水量为 40l/s(住宅楼为 30l/s),即消火栓用水量 70l/s(住宅楼为 50l/s),是规范规定的建筑物消防用水的上限值。
一般情况下,超高层住宅具备两种及两种以上使用功能。因此,其火灾延续时间为3h (住宅楼为2h ),考虑到市政给水状况,由此可确定是否设置室外消防水池及其容量。
3.1 室内消火栓的设置范围:a.高层住宅的主体及裙房内;b.消防电梯前室或与防烟楼梯间的合用前室内,方便消防队员尽快利用消火栓向火灾发起进攻和开辟通道;c.避难层内设置用于人员自救保护;d.屋顶或直升飞机停机坪处,用于检查消火栓压力和防止火灾蔓延至顶层及保护人员的作用;e.室内消火栓箱内应设消防卷盘,用于非消防专业人员扑救初起火灾。
中图分类号:TU97 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2016)027-000-01
随着社会的发展,高层住宅楼越来越多,高层住宅楼具有面积大、结构复杂、人员密集、用火用电勇气量大的特点,一旦发生火灾,人员逃生和灭火救援都非常困难。高层住宅楼由于建筑层数多,垂直疏散距离长,人员疏散到安全场所所需时间较长。对于大多数高层住宅建筑(除100米以上的超高层建筑),没有相应可靠的避难层,而且基本上都是一个单元只有一个疏散楼梯,一旦发生火灾,人员疏散十分困难。应急照明在火灾发生等特殊情况发生时的作用是毋容置疑的。
一、对高层住宅楼划分的理解
根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)第5.1.1 民用建筑根据其建筑高度和层数可分为单、多层民用建筑和高层民用建筑。高层民用建筑根据其建筑高度、使用功能和楼层的建筑面积可分为一类和二类。民用建筑的分类应符合表 1的规定。
对于住宅建筑,《建筑设计防火规范》以建筑高度27米作为区分多层和高层住宅建筑的标准;对于高层住宅建筑,以54m划分为一类和二类。代替了原国家标准《建筑设计防火规范》GB50016-2006和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-1995中按9层及18层的划分标准。个人理解,随着社会的发展,现在的高层住宅楼的户型和风格越来越多样化,出现了很多层高较高(有的层高达5.9米),而一般住宅楼的层高大概是2.8米到3.2米,这样如果再用层数来划分高层住宅楼,会出现同样都是10层高层住宅楼,其建筑高度可能相差很多,如果再用层数来划分,可能造成有些住宅楼本应该属于二类高层,结果按照原有规范不需要按照二类高层设计,相关的应急照明设计也会出现问题。可见现有新规范用建筑高度来界定多层和高层住宅建筑的标准是非常人性化的。
二、高层住宅楼应急照明设置的相关依据
《住宅建筑电气设计规范》(JGJ242-2011)的第9.3.1条、第9.3.2条 、第9.3.3 条分别规定了住宅建筑应该设置的应急照明。
三、高层住宅中应急照明的常见种类
应急照明方式常见的有以下几种,如图1所示,灯1、灯2、灯3、灯4、灯5和灯6分别代表了不同类型的应急照明的灯具。
其中:灯1代表着事故时刻强制点亮型的疏散指示通道照明,常用在高层住宅楼的楼梯间,这类灯平时不点亮,在火灾等事故时刻能够强制点亮。灯2代表平时兼做一般照明的疏散通道照明,常用在高层住宅楼的楼梯间,平时可以正常的开启或关闭,当事故发生时,如果该灯具处于开灯位状态则继续点亮工作,如何该灯具处于熄灯位置可以通过消防信号强行点亮。灯3代表常明型的应急照明灯具,常用在高层住宅楼的暗的楼梯间、电梯间及其前室中的疏散指示照明,此种应急照明灯,无论平时还是事故状态始终处于点亮状态。灯4代表常暗型的应急照明灯具,常用在高层住宅楼的明的楼梯间、电梯间及其前室中的疏散指示照明,此种应急照明灯,由于平时有自然光照明,不需要点亮,当事故时可以通过消防信号强行点亮。灯5代表采用感应型灯具的应急照明灯,此种灯具用于高层住宅的楼梯间,通过感应信号点亮,当发生事故时,无论是灯具处于感应点亮状态,还是处于熄灭状态,就可以点亮。灯6代表自带蓄电池的疏散指示照明灯,此类灯具一般用于楼梯间、电梯间及其前室中的疏散指示照明,其平时有双电源供电,为灯内蓄电池充电,当出现事故状态,由具有分励脱扣器的断路器控制,使其灯具强行点亮。
四、结束语
应急照明的设计是高层住宅楼建筑电气设计的一个重要组成部分,本文根据最新建筑电气相关规范,提出了高层住宅楼应急照明设计的几个问题。
参考文献:
高层建筑英语称摩天楼(skyscraper),德语称凌云厦(wolkenkra-tzer),她们以不同的意味来描述高楼大厦的含义。古今中外都有憧憬高处的想法。从高处向下看,精神爽快,视界开阔。就建筑发展而言,摩天楼是时代的里程碑,是打破传统高度限界实现人类往高处发展的宏愿的途径,她成为本世纪中最令人眼花缭乱的建筑特有现象。
本文结合公司做的两个高层实际项目,从几个方面论述超高层设计的要点和总结实践中的一些经验。
广州天河城广场 深圳万象城
广晟国际:360米(在建写字楼项目) 东山领汇广场:128.7米(在建商住楼项目)
项目简介
广晟国际大厦:位于广州珠江大道西和金穗路交界处的珠江新城B1-6地块,位于广州新中轴线两侧,占地面积7907平方米,总建筑面积近16万平方米,是一座仍然在建的写字楼项目。该项目总投资约20亿元人民币,于2007年12月28日奠基动工,并计划于2010年年中完成结构封顶,2011年3月正式交付使用。建成后其高度将达到360米,其中地下6层、地上59层,为广州第三高楼。
东山领汇广场:地铁1号线与5号线的交汇点“杨箕站”上盖,楼高128.7米,为一综合性超高层商住项目。项目占地1万多平方米,总建筑面积约5.6万平方米,将分别建有280多套精品住宅和约2万平方米的商业。今年年中正式推出市场,商业也将于年内启动招商工作。
城市环境与超高层建筑的规划布局
广晟国际位于广州新中轴线旁,可能是由于此区域位置比较重要,造成了地价高昂。发展商购入的地块面积相当有限。总平面中类圆形的建筑基底也许是一个最好的解决方案。圆形基底的两侧留有两条地下车库出入口车道,再加一定的绿化广场。整个平面的布局十分紧凑。360米的建筑高度,在此区域中其实是和谐的构成部分。因为广州新中轴线中的末端广州电视塔高度达到600米,在同区域的广州西塔高度有432米,本案后面的广州烟草大厦(见实拍图片)也有309米的高度。所以整个中轴线两旁的超高层建筑,是广州市规划局的精心安排,为的是营造中轴线的雄伟气势。只是美中不足的是本案与广州烟草大厦似乎挨得太近了点。下次做规划方案的时候其实可以把问题处理得更好。
东山领汇广场位于广州市中山一路,整个地块分为东西两个区。超高层的塔楼和裙楼以及地下车库主要集中在右手边的东区。西区布置了一些配套用房和地铁出入口以及西区的地下车库。中间部分到时会建设一条规划路。东区的布置还是相当合理的,北面预留一定的集散广场空间。西面的密度相对较低,规划路开通以后西面将作为日后的主要入口和集散、景观空间。这种布局方式对于人流动线组织、城市空间的过渡还是相对协调的。
整体造型设计
广晟国际大厦造型主要以新古典风格为主,造型简洁大气。三段式,楼顶层层退台的惯用造型手法用得恰到好处。超高层外形设计一般在垂直高度上不会有太多的变化,中端保持平直,这样可以增加建筑物的高度感。从片区整体景观分析,在本案的对面也有一农业银行大厦和中国海关大楼为新古典设计风格。虽然周边还有其他相邻的建筑是现代主义的玻璃幕墙、钢结构建筑,但这并不影响整体的和谐感觉。就好像著名帝国大厦和她周边建筑的和谐共存一样。
东山领汇广场立面造型可以分为两部分,上部的住宅造型还是比较规整的,下部商业部分主要以构成的变化手法烘托出商业气氛。上部的住宅造型虽说比较规整,但是细部变化还是有的,只是没有整体大体量的外形变化。以笔者几年来浅薄的住宅工程经验来说,其实住宅部分的变化真的不需要太多。很多时候住宅楼的脚手架还没拆,楼已经卖完了。住宅买家关心的是住宅的户型,实用率,地段以及周边的配套为主。建筑的造型只是看一个大的感觉。丰富的造型,有时候可能是建筑师或业主的一种美学的追求。但是如果要牺牲买家的使用效果来完成这种追求,笔者认为是不太可取的。毕竟买家才是真正的长期使用者。而商业的造型丰富一点,渲染气氛,吸引途人入内购物,是正确的。
平面设计
广晟国际大厦采用了圆形的平面布局方式,这种布局方式有以下的优点:她以最少的外墙长度得到较大的面积,比同面积方形平面外墙长度减少10%;在体积相等时,圆柱体体积比正方体体形建筑外墙面积减少8%左右。她是一种节能型平面。圆形平面空间构成时,其走廊面积可减至最短,平面使用效率高,较为经济;圆形平面及圆柱体的受力性能比其他平面形式好,所受风力比类似矩形或方形平面约少30%,此外,圆筒形建筑形体简洁而优美,具有强烈的标志感和诱目性。
东山领汇广场住宅标准层平面以南塔、北塔两个塔楼组成,两塔平面形式基本相同。但关键点是北塔末端户型比南塔要小,这个主要原因是因为北面临近中山一路主干道和内环路,景观和环境条件不太理想,所以在容积率固定的情况下,将主要的户型安排在了南面。还有一点是中间有四个户型采用旋转45度的摆法,这样就可以争取到三个户型有西南的朝向。毕竟在住宅设计中,朝向和景观是十分重要的,这个直接会影响到住宅的销售情况。
交通运输设计
由于地块大小非常有限,而且超高层办公楼的车辆停放需求又非常的大,广晟国际大厦地下车库共有地下六层。这个深度的地下车库在国内还是比较少见的。但其实从结构设计的角度来说,地下室深入地面,还是比较有利的。坡道形式采用螺旋式坡道。布局简洁,交通路线明确。在本案中是一个合理的选择。
在东山领汇的建筑设计中,东西两个区都是有地下室的。其中大部分的车辆停放都分布在西区地下室,而东区由于地下一层和二层都和地铁连接,商业价值比较大。业主将负一二层开发为地下商业空间,只在负三层停放车辆。值得一提的是,东区负三层的车库由于面积的限制,是没有汽车坡道的。车辆进出只靠中部的两部车载电梯。在规范中,不超过50辆车的地下车库,是允许这样操作的。但是这种情况,笔者还是第一次碰到。
由于楼层较高,广晟国际大厦采用多区电梯系统,楼内竖向交通分成几区,各区由不同容量与速度的电梯服务。每十层或十几层左右分作一区。首层至六层共有30台电梯,七层到十七层共有26台电梯,十八层到二十六层共有22台电梯,二十七层到三十六层共有18台电梯,三十七层到四十四层共有14台电梯,四十五层到六十层共有10台电梯,与标准层的面积一样,层层递减。这样可符合底层人多面积大,电梯多,高层人少面积小,电梯相对少的运输优化配置。而且高层区电梯速度比中低区的为快。
按照规范规定,以电梯为主要垂直交通的高层公共建筑和12层及12层以上的高层住宅,每栋楼设置电梯的台数不应少于2台;由之前东山领汇广场的标准层平面图可看出,两栋塔楼按了规范最经济的标准做了2台电梯。因为住宅的人数远没有写字楼那么多,所以电梯也就没有分区了。其实住宅电梯的数量满足规范最低标准以后,就没有其他的硬性规定了。最要是看楼盘的档次要求和业主的意愿了。
避难层设计
广晟国际大厦避难层结合了设备层设计,在10层留出了1250.7平方米作为避难区,其余作为消防水箱设备间,在27层留出了1488.3平方米作为避难区,其余作为设备间,在44层留出了1251.8平方米作为避难区,其余作为设备间,而28层则单独作为设备间,在避难区不放置任何东西,在以上各层设一排通风百叶,以实现自然通风。
东山领汇广场的避难间分别设置在六层和二十一层,其中六层是裙楼顶层的绿化架空层,作为避难间问题不大,难点是在二十一层住宅层。这个区域的估计售价在3万元/平米左右。业主只想在每一塔中只抽调一个户型作为避难间,因为两塔都多一间避难间的话。他们会大概少赚800万。但对于设计而言,在这么小的空间内,要完成避难的功能,还要与上下的楼梯错开或断开,还是有点难度的。但是最后还是克服了,业主还是比较满意的。
结构设计
广晟国际大厦采用的是框筒――框架+筒体结构体系。而且是内筒外框架结构。这种结构不布置体系的优点是:在超高层写字楼的设计中,电梯和管井必不可少,电梯井和管井本身往往就是一个很好的筒体。她通过楼面梁板与四周柱子相连,即形成了内筒外框架结构。其建筑平面利用系数较高,建筑平面分隔比较灵活,景观视野开阔,中央核心筒结合电梯、厕所、设备管井布置。且随着电梯数量减少,上部楼层适当减小核心筒,进一步扩大有效建筑使用面积。
而东山领汇广场则采用框剪+转换层结构。在同一竖直线上。塔楼为住宅空间,下部作为商业广场。上部开间较小,采用框架――剪力墙结构。下部商业需要大空间要用大跨度框架结构。所以在六层设置了转换层,在上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时,其下部楼层柱网轴线与上部楼层柱网轴线错开,形成上下结构不对齐的结构方式,在此过程中,还出现了斜梁转换等复杂情况,由于建筑形体比较复杂,还要做超限审查,但最后还是通过了。
结语
随着中心城区的不断开发,和土地稀缺资源的不可再生性。在中国未来的发展中,超高层建筑将担任越来越重要的角色。对于建筑设计师来说,这是机遇同时又是挑战,掌握超高层建筑设计方法的要领,在日后的设计生涯中大有裨益。希望读者可以阅读本文浅薄的经验总结后,对超高层建筑设计有所收获。
参考文献:
[1][美]高层建筑与城市环境协会编著《高层建筑设计》罗福午 英若聪 张似赞 石永火 译 中国建筑工业出版社 1997.7
[2]许安之 艾志刚 主编《高层办公综合建筑设计》 中国建筑工业出版社 1997.12
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