商業(yè)高層建筑定義范文
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篇1
【關鍵詞】 高層商住樓 消防設計 常見問題
近些年來,隨著社會經(jīng)濟的不斷進步,城市化進程在逐步的加快,出現(xiàn)了大量的高層建筑,因為高層商住樓有效結合了商業(yè)和居住的需求,因此,得到了較為廣泛的應用。通過調查研究發(fā)現(xiàn),目前僅僅在《高層民用建筑設計防火規(guī)范》中規(guī)定了本類建筑的消防設計,但是沒有明確界定商住樓、綜合樓以及帶有商業(yè)服務網(wǎng)點的住宅樓等,這樣很多工程設計人員就會對高層商住樓消防設計標準故意降低,影響到高層商住樓的安全性。
1 與商住樓相關術語的定義解釋
一是商住樓:指的是高層建筑,主要包括住宅和底部商業(yè)營業(yè)廳。
二是商業(yè)服務網(wǎng)點:居住建筑,但是有百貨店、郵政所、理發(fā)店以及糧店等小型營業(yè)性用房設置于首層或者首層及二層,這種用房建筑面積在300m2以內,需要將耐火極限在1.50h以上的樓板以及耐火極限在2.00h以上的隔墻,并且隔墻沒有門窗洞口,以便來有效分割居住部分和其他用房,要獨立設置它的安全出口、疏散樓梯以及居住部分的安全出口和疏散樓梯。
三是綜合樓:指的是公共建筑,樓層有兩種或者兩種以上的用途。因此我們可以得知,商住樓從屬于綜合樓。如果按照綜合樓的防火要求來處理商住樓,就會過于嚴格,因此,在相應的規(guī)定中,就劃分出來了這類型是的綜合樓,商住樓的防火要求要小于綜合樓的公共建筑。
2 高層商住樓消防設計中的常見問題
通過研究發(fā)現(xiàn),在我國相關規(guī)范中,并沒有在安全疏散以及樓梯間設計方面具體規(guī)定商住樓行業(yè)營業(yè)廳和住宅部分,設計人員在設計的過程中,只能夠依據(jù)現(xiàn)有規(guī)定來進行,因為設計過程中存在著較大的主觀性,那么就容易出現(xiàn)很多的問題;如在設計過程中,對消防標準進行降低,這樣就留下了安全隱患。另外是對消防設計標準進行過分提升,雖然消防設計的安全可靠性得到了保證,但是經(jīng)濟合理要求卻無法實現(xiàn)。
一是高層商住樓安全疏散設計問題:通過調查研究我們可以得知,一般情況下,主要有兩種形式的商住樓住宅疏散樓梯設計,首先是將商業(yè)營業(yè)廳屋頂作為上人平臺,本平臺直接接通住宅部分各個單元疏散樓梯,然后通過平臺兩側的疏散樓梯向地面疏散。另外一種形式則是將一個室外通廊做于住宅最底層,各個單元疏散樓梯與本通廊相通,然后通過通廊設置的疏散樓梯與地面相通。在住宅部分疏散方面,廣泛采用了這兩種設計形式,但是在相關規(guī)范中沒有明確規(guī)定這種設計,結合規(guī)范中安全疏散方面的規(guī)定,要求往往無法得到滿足。比如向室外通廊和屋頂平臺疏散并不等于向室外安全區(qū)域疏散,要想將人們向室外疏散,往往會有較長的疏散路線,改變疏散方向等問題出現(xiàn)。結合這種情況,筆者認為以為內住宅樓內住戶長期居住,那么就會十分熟悉環(huán)境和疏散路線,如果有火災等緊急狀況出現(xiàn),可以在較短的時間內,對疏散路線進行正確的選擇和逃生,不會因為簡單改變了疏散方向,而失去了逃生路線。另外,屋頂平臺和室外通廊屬于敞開空間,安全程度較高,因此,在建筑避難層方面,就可以選擇屋頂平臺和室外通廊,對其提出相應的防火要求,如需要保證屋頂平臺可以對住宅部分的所有人員進行容納,疏散能力滿足相關要求,可以將緩沖地帶的人員向室外安全區(qū)域轉移,要按照安全疏散距離的要求來控制樓梯間安全出口到平臺或者室外通廊疏散樓梯的距離。如果這些條件都可以滿足,那么就可以將上種形式的疏散設計給利用過來。
二是商業(yè)營業(yè)廳疏散樓梯間的設置問題:一般情況下,部分商住樓只有兩三層的商業(yè)營業(yè)廳,但是本建筑的高度在32m以上,屬于二類高層建筑或者一類高層建筑,那么依據(jù)我國的相關規(guī)定,需要對防煙樓梯間進行設置。但是在對疏散樓梯間進行設置時,需要充分考慮樓梯間防火設計的作用和目的,嚴格依據(jù)疏散距離和疏散人員數(shù)量以及建筑物層數(shù)來進行。如果商業(yè)營業(yè)廳只有兩三層,那么只需要對封閉樓梯間進行設置即可;如果疏散要求可以滿足,那么防煙樓梯間就不需要設置。因此,如果商業(yè)營業(yè)廳建筑高度在24m以內,那么就可以將其看作為高層建筑的裙房,依據(jù)《高規(guī)》的相關規(guī)定,將封閉樓梯間應用過來即可;如果商業(yè)營業(yè)廳在24m以上,那么就需要嚴格依據(jù)防煙樓梯間的要求來設置樓梯間。
三是商住樓住宅部分的消防設計問題:我國在相關的規(guī)定中,除了《高規(guī)》6.1.3A沒有明確規(guī)定商住樓中住宅的消防設計,那么在設計的過程中只需要結合其他條款來進行。在具體的實踐過程中,如果商住樓將一般公共建筑的規(guī)定和要求給完全套用過來,將其設計標準進行大幅度提升,這樣投資成本就會獲得增加,與消防設計經(jīng)濟合理的需求不相滿足。比如,在高規(guī)中對公共建筑的要求,疏散樓梯的最小寬度需要在1.2m以上,前室面積在6m2以上,含用前室面積應該給在10m2以上,那么就會增大住宅部分的公攤面積。因此,筆者認為就需要將商住樓作為商業(yè)營業(yè)廳和住宅兩部分構成的特殊綜合樓,各自有著相對獨立。
3 對規(guī)范內容修訂的建議
一是進一步明確商住樓定義:對于商住樓在定義方面沒有對所有商業(yè)和建筑為一體的建筑形式進行涵蓋,比如商業(yè)營業(yè)廳有著較多的層數(shù)和較大的規(guī)模,僅僅將幾層住宅設置于上部,沒有明確它是商業(yè)樓還是商住樓。因此,就需要明確規(guī)定商住樓底層商業(yè)營業(yè)廳的層數(shù)。筆者建議,對規(guī)范進行更改,明確定義商住樓,它是一種高層建筑,包括了底部商業(yè)營業(yè)廳和住宅,底部商業(yè)營業(yè)廳的層數(shù)需要小于二分之一的建筑樓層數(shù)。
二是在《建筑設計防火規(guī)范》中需要對商住樓的定義和相關規(guī)定進行增加:隨著時代的進步和發(fā)展,如今沿街建筑開始大力發(fā)展商業(yè)用房和住宅的組合建筑,有著較多的數(shù)量。如今已經(jīng)大量涌現(xiàn)多層建筑,上面為單元式住宅,并且建筑高度在24m以內,除了一二樓為商業(yè)用房之外,還分布在三樓以及以上樓層。為了促使商業(yè)經(jīng)營者的經(jīng)營要求得到滿足,商業(yè)服務用房也達到了300m2以上,甚至達到了上千平方米,這些建筑形式與底層設有商業(yè)網(wǎng)點的單元式住宅存在著較大的差異,那么就需要將商住樓的定義和條款增加于《建筑設計防火規(guī)范》中,這樣才可以更好的銜接高規(guī)。
三是需要將防火分隔的要求增加于商業(yè)與住宅部分:在我國《建筑設計防火規(guī)范》中,對于商業(yè)服務網(wǎng)點的定義,要求利用耐火極限在1.50h以上的樓板和耐火極限在2.00h以上的隔墻,并且隔墻不開門窗洞口,以便完全分隔服務用房和住宅及其他用房。但是對于商業(yè)建筑來講,相較于商業(yè)服務網(wǎng)點,有著更大的建筑規(guī)模、火災荷載以及營業(yè)時人員數(shù)量的呢過,那么火災就有著更大的危險性和撲救難度。為了避免向住宅部分蔓延火災,在規(guī)范中需要明確規(guī)定對分隔構件的耐火極限進行提升,將防火挑檐等增加到商業(yè)部分的安全出口以及門窗處,對窗欄墻寬度進行增加等等,這樣才可以獨立出來住宅部分。
4 結語
通過上文的敘述分析我們可以得知,隨著城市化進程的加快,如今高層商住樓數(shù)量越來越多,但是我國在相關規(guī)范中并沒有明確規(guī)定高層商住樓的消防設計工作,在設計過程中,往往會出現(xiàn)諸多的問題,高層商住樓建筑消防設計標準被降低或者提升,這樣都會對高層商住樓的安全性和經(jīng)濟合理性產(chǎn)生影響。針對這種情況,就需要結合具體情況,完善我國的相關規(guī)范內容,在設計過程中充分依據(jù)相關規(guī)定要求來進行,提升高層商住樓建筑消防設計的質量。
參考文獻:
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篇2
【關鍵詞】高層民用建筑設計防火規(guī)范;條款;研究
《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(2005年版)(以下簡稱《新高規(guī)》)經(jīng)局部修改后,已于2005年10月1日實施。在對《新高規(guī)》宣貫和執(zhí)行過程中,筆者對其某些條款理解與事實中,尚存一些值得商榷的地方?,F(xiàn)將其做以簡單歸類與同行商榷。
1.部分概念的不嚴密性
如對設置商業(yè)服務網(wǎng)點的要求:
在“1.0.3.1十層及十層以上的居住建筑(包括首層設置商業(yè)服務網(wǎng)點的住宅);”中提出了商業(yè)服務網(wǎng)點的要求,原《高規(guī)》中沒有給商業(yè)服務網(wǎng)點定義,實施過程中也存在對商業(yè)服務網(wǎng)點概念理解的偏差,本次修改后,在《新高規(guī)》的2.0.17條中定義商業(yè)服務網(wǎng)點:“住宅底部(地上)設置的百貨店、副食店、糧店、郵政所、儲蓄所、理發(fā)店等小型商業(yè)服務用房。該用房層數(shù)不超過二層、建筑面積不超過300m2,采用耐火極限大于1.5h的樓板和耐火極限大于2.00h且不開門窗洞口的隔墻與住宅和其它用房完全分隔,該用房和住宅的疏散樓梯和安全出口應分別獨立設置?!苯Y合1.0.3.1條和2.0.17條的文字表述,出現(xiàn)了如下問題:
在1.0.3.1條中明確指出居住建筑只能是首層設置商業(yè)服務網(wǎng)點,才能定性為居住建筑,并按照10層來區(qū)分是否是高層建筑。而在2.0.17中卻規(guī)定商業(yè)服務網(wǎng)點可以是二層。這就從文字上出現(xiàn)商業(yè)服務網(wǎng)點如果是二層的話,該建筑物不能按照居住建筑定性,則被判定商住樓。筆者從規(guī)范條款的理解上看,應該是居住建筑的首層的商業(yè)服務網(wǎng)點不能超過2層。但條文的文字上看卻能出現(xiàn)其他的理解,屬于嚴密性不夠。
2.部分規(guī)定的不合理性
2.1對于防火分區(qū)面積的不合理
按照《新高規(guī)》一類建筑的防火分區(qū)在有設置自動滅火系統(tǒng)后,最大分區(qū)面積為2000m2,地下為1000m2。而對于商場則可以達到地上4000m2,地下2000m2。這很顯然是不合理的規(guī)定,防火分區(qū)是能在以一定時間內阻止火勢向同一建筑的其它區(qū)域蔓延的防火單元,它既是控制火災蔓延的區(qū)域,同時也是人員安全疏散的區(qū)域。其面積大小主要是消防隊控制火災的能力及使用建筑物的人員疏散要求。
商業(yè)營業(yè)廳、展覽廳等場所與賓館、辦公、住宅等場所比較,其內部的火災荷載多,人員密度計其人員疏散能力明顯差,但其防火分區(qū)卻允許大于賓館、辦公、住宅等場所。如果只是考慮商場的營業(yè)面積的需要,而沒有足夠的安全評價,這是很危險的,如果對其分區(qū)的允許是經(jīng)營和安全同步考慮的,那其分區(qū)面積也應該適用于賓館、辦公、住宅等場所,畢竟賓館、辦公、住宅等場所是有各個具有防火分隔功能的房間組成的,其火災擴散速度和火災周界要遠遠小于商場建筑,人員密度則更少于商場。
2.2防排煙系統(tǒng)出現(xiàn)真空
在《高規(guī)》8.1.3規(guī)定:“一類高層建筑和建筑高度超過32m的二類高層建筑的下列部位應設排煙設施”也就是說高度在24m和32m之間的二類高層不做防排煙考慮。而在《建筑設計防火規(guī)范》中卻規(guī)定了24m以下的建筑物也需要設置防排煙。這樣綜合兩本規(guī)范,我們不難看出在32m以上和24m以下都有規(guī)范條文約束,而在24m以上和32m以下范圍內的高層二類建筑中,卻沒有相應的規(guī)范約束防排煙系統(tǒng)的設置,造成空白。
3.對設置要求前后矛盾
3.1對防火卷簾的耐火等級與設置部位
在《新高規(guī)》下列幾個部位提出了防火卷簾的設置要求:
“5.1.4高層建筑內設有上下層相連通的走廊、敞開樓梯、自動扶梯、傳送帶等開口部位時,應按上下連通層作為一個防火分區(qū),當上下開口部位設有耐火極限大于3.00h的防火卷簾或水幕等分隔設施時”,“5.1.5.2與中庭相通的過廳、通道等,應設乙級防火門或耐火極限大于3.00h的防火卷簾分隔”?!?.4.4在設置防火墻確有困難的場所,可采用防火卷簾作防火分區(qū)分隔。當采用包括背火面溫升作耐火極限判定條件的防火卷簾時,其耐火極限不低于3.00h”
對上述幾個條文在實施與理解上,出現(xiàn)了很大的誤區(qū),5.1.4條和5.1.5條對防火卷簾的要求只是提及耐火極限大于3.00h的防火卷簾,并且在5.1.5條文解釋中還明確了是指復合型防火卷簾。而5.4.4明確提出防火卷簾是使用特種防火卷簾,并且在條文說明中對復合卷簾和特種卷簾分別詳細說明。5.4.4條,從條文上看是指設置防火墻確有困難的場所,在不采用水幕保護的前提下,只能采用特種防火卷簾做防火分區(qū)分隔。而5.1.4和5.1.5條款中設置防火卷簾的部位也是防火分區(qū)的分隔,但規(guī)范卻沒有說明,甚至在條文說明中闡述使用復合卷簾,這與5.4.4的條文有矛盾。
筆者認為5.1.4和5.1.5對防火卷簾的使用應該給予明示,如果是采用特種防火卷簾,就不應在條文中再提及耐火等級大于3.00h的復合防火卷簾。以免造成混亂。
3.2設置自動噴水滅火系統(tǒng)場所
篇3
關鍵詞:高層建筑;滅火救援;疏散
0 引言
近幾年來,隨著經(jīng)濟建設的發(fā)展和改革開放的深入,城市建筑日益向著大型化、多功能化、高層化、地下化發(fā)展。這些建筑往往有著這樣的特點:人員密集、結構復雜、疏散困難、可燃物裝修多等,一旦發(fā)生火災,將給國家財產(chǎn)和人民生命安全帶來巨大的損失。因此,針對高層建筑的特點,從分析高層建筑火災特點和撲救難點入手,就如何采取切實可行的措施做好高層建筑火災撲救工作進行分析。
1 高層建筑的定義及發(fā)生火災的特點
凡10層及10層以上的居住建筑(包括首層設置商業(yè)服務網(wǎng)點的住宅)和建筑高度超過24m的公共建筑,及2層和2層以上的建筑高度超過24m的廠房或庫房,都屬于高層建筑。隨著商業(yè)和工業(yè)的迅猛發(fā)展,河北省石家莊市高品位、智能化、現(xiàn)代化的高層建筑(高層民宅)和用于工業(yè)生產(chǎn)的高層廠房、倉庫如雨后春筍般拔地而起,彰顯著新時期發(fā)展的成就,但也為消防工作帶來了一定的難度。
由于高層建筑具有本身的一些建筑、應用等方面的特點,根據(jù)這些,我們可以歸納出高層建筑的火災特點及消防工作開展的利弊:
1.1 樓層高,建筑內豎向井道多,可燃材料多造成火勢蔓延快 高層建筑主體建筑多,樓層較高,如石家莊市的河北省聯(lián)通分公司樞紐大樓就有43層,連同發(fā)射塔共計196m。建筑內樓梯間、電梯井、管道井、風道、電纜井等豎向井道多,如果防火設施不到位,發(fā)生火災時就好像一座座高聳的煙囪,成為火勢迅速蔓延的途徑,形成“煙囪效應”。據(jù)測定,在火災初期階段,因空氣對流,在水平方向造成的煙氣擴散速度為0.3m/s,在火災燃燒猛烈階段,由于高溫狀態(tài)下的熱對流而造成的水平方向煙氣擴散速度為0.5~3m/s;煙氣沿樓梯間或其它豎向管井擴散速度為3~4m/s。如一座高度為100m的高層建筑,在無阻擋的情況下半分鐘左右,煙氣就能順豎向管井擴散到頂層。
1.2 疏散途徑少、難度大 高層建筑一是層數(shù)多,垂直距離長,疏散到地面或其它安全場所的時間長;二是人員集中,影響消防員登梯的速度和人員疏散的時間,貽誤了滅火救援的時機;三是發(fā)生火災時由于各豎井空氣流動暢通,火勢和煙霧向上蔓延快,普通電梯在火災時因不防煙火或停電等原因而無法使用,因此,多數(shù)高層建筑安全疏散主要是封閉樓梯,而樓梯間內一旦竄入煙氣,就會嚴重影響疏散。這些都是高層建筑發(fā)生火災時進行疏散的不利條件。
1.3 功能復雜,起火因素多 高層建筑層數(shù)多,面積大,大多綜合性較強,使用功能復雜,集餐飲、娛樂、賓館、商店、辦公等于一身。如石家莊市的聯(lián)邦·東方明珠,位于河北省會東南分區(qū)核心地段,占地88畝,建筑面積45萬平方米。項目包括18萬平方米的商業(yè)和6個高層住宅,以99.8m建筑高度,造就省會東南絕對制高點。東方明珠分居家超市、主題家私、聯(lián)邦百貨、娛樂之星、時尚休閑美食五個商業(yè)組團,集購物、休閑、娛樂、餐飲、商務辦公于一體,其功能復雜多樣,使用單位多,人員密集,流動性大,各項管理制度就不容易落到實處,火災隱患和漏洞就容易出現(xiàn)。一是復雜多樣的功能,使用的電器設備多,用電荷載大,如果管理不善,出現(xiàn)電器使用不當、亂拉亂扯電線、隨意增加負荷等,就會造成電線短路而引發(fā)火災。二是功能多樣,結構復雜,設計、施工難度大,稍有疏忽,都會埋下火災隱患。三是使用明火部位多易引發(fā)火災。同時,高層建筑落雷機會比一般建筑多,如果避雷接地出現(xiàn)問題,也可能在雷擊時引發(fā)火災。
2 撲救高層建筑火災的具體措施
通過分析,根據(jù)建筑特點與火災發(fā)展規(guī)律,有效利用建筑內部消防設施的有利條件,發(fā)揮公安消防部隊現(xiàn)有消防裝備的優(yōu)勢,采取靈活的戰(zhàn)術措施,才能主動、及時撲救火災,保證人員生命、財產(chǎn)安全。
2.1 上得去,要占領有利陣地 撲救高層火災,能否上的去,并迅速占領有利于滅火的陣地,是能否奪取滅火戰(zhàn)斗主動權的關鍵。根據(jù)目前高層建筑特點和消防登高裝備的實際情況,火場指揮員要充分利用登高消防車,如云梯車、曲臂式登高車以及手搖梯和掛鉤梯等,或者利用樓房本身的樓梯、電梯、室外固定梯、陽臺以及鄰近可以利用的建筑物,攻入起火樓層的房間,展開滅火戰(zhàn)斗。
2.2 加強火場供水,保證滅火需要 撲救高層火災的供水難度較大,用水量較多。平時調查研究、制定滅火作戰(zhàn)計劃時,就應該著重研究解決這個問題。供水時,要做到合理利用鋪設水帶,搞好協(xié)同作戰(zhàn),充分利用室內外固定消防設。
篇4
1.1轉換層的定義
轉換層是高層、超高層施工領域十分常見的一種結構,因為不同樓層之間的使用功能和結構性能存在著差異,所以需要加設轉換層來緩和彼此之間的差異,對樓層的上下部的結構和設計進行轉換。進入21世紀以來,全球城市化進程就要求,在高層超高層建筑中,需要將建筑上部的住宅功能與下部的商業(yè)功能相結合。因此就需要在高層建筑下部設計跨度比較大的商業(yè)娛樂空間,在上部應用密集的設計,顯示建筑住宅作用。為了結合建筑的使用功能和結構性能,就需要設計轉換層,用來調整上下層結構受力的不同,保證建筑物結構安全、經(jīng)濟、合理。
1.2轉換層的特點
轉換層位于高層建筑的中部,主要轉換下部框架剪力墻結構和上部的純剪力墻結構,另外還要改變上下受力柱的分布情況和分布的疏密。根據(jù)建筑物自身的特點和設計圖紙的具體要求,適當選擇合適的轉換層方式,更好的保證高層建筑使用功能和建筑結構性能的統(tǒng)一。轉換層結構由于位于整個高層建筑的中間,因此其承受了兩部分的壓力,既要承受由于垂直荷載的重力,還要承受由于懸掛所導致的重力,導致轉換層結內部存在有較大的應力。另一方面,轉換層在中間的位置,會影響整個建筑的安全性能,在一定程度上降低了建筑物的整體性和統(tǒng)一性,基于這個原因,轉換層的設計不能單單考慮自身的承載要求,還要分析整個建筑物的結構性能,確保整個建筑的使用安全。
2建筑結構中轉換層的分類
2.1梁式轉換層
梁式轉換層使用條件主要為底部是大空間的框支剪力墻結構體系,采用剪力墻、框支梁和框支柱相結合的結構布置方式,將上部的剪力墻布置在框支梁上,框支梁由下層的框支柱支撐。這樣的受力體系,當需要橫縱同時轉換時,則采用雙向梁布置,來提高轉換層的強度與鋼度。這種轉換層結構可靠、施工難度低、傳力途徑明確直接,優(yōu)點眾多,為目前應用最廣泛的轉換層結構。
2.2板式轉換層
當上下柱網(wǎng)錯位較多,設計復雜并且不能用梁進行承托時,可以采用板式轉換層。這種結構最顯著的特點是像木板一樣隨意在樓板上布置軸線和柱網(wǎng),適用于結構復雜,開間較多的建筑結構。同時伴隨著這個特點的同時,由于轉換層的受力狀態(tài)較為復雜,傳力途徑不明確,使得建筑物在轉換層處出現(xiàn)鋼度的突變,使得轉換層產(chǎn)生的內應力較大,不適用于多震地區(qū)。
2.3桁架轉換層
桁架式轉換層主要應用于結構下部為大商場,上部為寫字樓或者住宅區(qū)的結構用途,并且需要設置相應的設備層。這種轉換層結構受力途徑最為明確,是用在多震地區(qū)最為合適的結構,唯一不足的是桁架轉換層結構設計較為復雜。節(jié)點設計難度較大,對施工要求比較高,所以在一定程度上限制了這種轉換層結構向二三線城市的應用個推廣。,此外,桁架轉換結構適用于高度達到3m以上的轉換層設計當中,另外還可以采用預應力技術,進一步加強穩(wěn)定性和抗震性。
2.4箱式轉換層
箱式轉換層的適用范圍主要是轉換梁的截面過大,并且一層樓板不能滿足平面內樓板剛度的假定值。這種結構在轉換層的支梁上設置一層扳,形成一個箱形梁,箱形梁的這種轉換結構,遍布全層設置,圍繞建筑物周圍形成所謂的箱子,即稱箱式轉換層。優(yōu)點是轉換梁的約束力強,鋼度大,傳力途徑直接明確,上下部傳力較為均勻,還可將其利用作為設備層,不過其施工難度較大,造價比較高。
3建筑結構中轉換層的設計原則
3.1確保轉換層鋼度
轉換層的鋼度是決定轉換層設計成功與否的絕對性因素,特別是在高層建筑的設計與施工過程中,高層建筑本身的高度和自身重量對轉換層影響十分巨大,轉換層的鋼度成為其中一個薄弱的環(huán)節(jié)。所以為了保證建筑物結構的穩(wěn)定,就要保證轉換層的鋼度,查閱相關資料,轉換層的鋼度應大于上層鋼度的70%,才能保證建筑物的穩(wěn)定性。為了確保高鋼度的轉換層,應當采用比設計等級高一個等級的混凝土,一般采用C60級以上的商品混凝土,并且整個轉換層采用筒體結構,完全保證轉換層鋼度不低于設計水平,從而確保建筑物的穩(wěn)定性能。
3.2確保建筑物整體性
盡可能減少轉換的豎向構件,采用統(tǒng)一方向的構件,從最開始的設計文件中要體現(xiàn)出來,能夠提高建筑物的穩(wěn)定性,延長建筑物的使用壽命。直接落地的剪力墻越多,需轉換的其他結構就會越少,這樣整個轉換層剛度突變的程度就越少,對整個建筑結構的整體性越有利。
3.3合理布置轉換層
由于建筑物的受力模式較為復雜,且建筑物中各層所受的作用力都隨高度的變化而改變,所以轉換層結構在高層結構豎向位置應該適當,宜低不宜高。轉換層的位置較高時,容易造成在轉換層附近上下的樓層的框支剪力墻結構鋼度、內力和傳力受力途徑發(fā)生突變,形成薄弱的受力層,降低整個建筑物的穩(wěn)定性,不利于建筑抗震,對建筑物抗震設計不利,所以轉換層高度的設計應盡量低,六度區(qū)不超過六層,七度區(qū)部超過五層為宜。
3.4遵守高規(guī)中的相關規(guī)定
高規(guī)附錄中規(guī)定當轉換層設置在1、2層時,轉換層與其相臨上層結構的等效剪切剛度比宜接近1,非抗震時小于等于3,抗震設計時小于等于2.
4結語
篇5
【關鍵詞】結構設計,設計原則,建筑基礎,剪力墻結構
1、高層建筑結構設計類型和特點分析
高層建筑的結構設計最開始出現(xiàn)的是比較簡單的框架結構,隨后又出現(xiàn)了鋼筋混凝土構造的剪力墻結構,由框架部分與剪力墻部分共同作用的框剪結構,由筒體體系構成的筒體結構以及不同結構相結合而形成的組合結構和一些巨型結構(巨型梁結構、巨型柱結構等等)。這些結構各有受力特點,適用于高度不同的結構體系,不同建筑結構的選擇也影響著后續(xù)的建筑結構設計。高層建筑的結構形式與工程施工、工程造價、建筑設備安裝等諸多因素密切相關,所以結構設計時應該注意設計特點和設計要點。第一,高層建筑相對低層建筑整體上會導致受力增加,相對于豎直荷載,水平荷載地位提高,成為決定性因素,必須考慮基于水平荷載的建筑荷載能力,水平荷載主要包括地震和風荷載,高層建筑應該有更加優(yōu)秀的抗震能力。第二,高層建筑的側移是結構設計的重要因素,也是重要的控制指標。第三,高層建筑的柱中容易產(chǎn)生豎向變形,這會造成連續(xù)梁的長度變化和預制構件的下料長度變化,忽略軸向變形是潛在的危險因素。第四,高層建筑結構設計應注意有較大的結構延性,作為一種預防措施保證整體結構在高荷載作用產(chǎn)生巨大變形下不至于倒塌。
2高層建筑設計的一般原則
2.1關于高層建筑結構計算簡圖的選取原則在高層建筑的結構設計和受力分析過程當中,要進行相關的計算,而計算簡圖是進行結構設計計算的基礎,所以計算簡圖的選取恰當與否關系著高層建筑的結構設計是否合理,也關系著高層建筑的使用是否安全可靠。在進行高層建筑結構計算簡圖的選取時,要特別的仔細認真,這樣才能保證結構設計計算結果的可靠,保證高層建筑的安全建設和使用。同時,計算簡圖要有一定的構造措施和構造方法來保證安全,尤其是建筑節(jié)點在圖紙上和實際中略有差別,必須保證計算簡圖的誤差在允許的設計誤差范圍內。
2.2關于基礎設計和建筑結構設計的方案選取原則高層建筑的基礎比較深,基礎設計要考慮多種因素。高層建筑的基礎設計必須參考詳細的地質勘探報告,然后結合地區(qū)的地質條件進行基礎的合理設計。同時,采用哪種高層建筑的結構類型也影響著基礎的設計工作,不同的建筑類型的荷載不同,高層建筑的基礎設計必須與結構類型和荷載分布相一致。
綜合考慮各種因素來確定基礎的設計工作的目的是使地基的穩(wěn)定性能和承載能力發(fā)揮到最大。建筑結構的設計方案一般要滿足兩方面的要求,一是受力特性和建筑的力學性質的合理性,對于整個高層建筑的結構體系的受力和荷載要明確,力的分析與計算必須簡單。二是要滿足經(jīng)濟成本合理性的基本要求,建筑結構的設計方案直接決定了后續(xù)的施工方案的選取工作和施工設計,這個過程必須考慮整體建筑施工成本合理的要求。
另外,高層建筑的結構設計方案也必須考慮當?shù)氐牡刭|條件、地理地形條件、工程施工的要求、施工方案和建筑設備安裝等具體的因素,在各種因素相互協(xié)調的情況下,確定結構設計的最優(yōu)方案。
2.3關于計算結果正確性分析的原則隨著計算機技術的不斷進步,計算機應用軟件不斷地加入到高層建筑結構設計的分析計算當中,但是與建筑結構設計有關的軟件的品種數(shù)量眾多,不同的軟件品種的計算方法、流程和編程實現(xiàn)方法不一定相同,導致了有關結構設計的計算結果存在著許多差異。設計工程師要正確認識和分析這些計算結果的差異,充分了解所采用的計算軟件的計算范圍和計算條件,要在仔細審核的基礎上進行仔細的判斷,排除人工數(shù)據(jù)輸入的錯誤,才能夠得出所需要的正確結果。
3高層建筑結構設計相關問題分析
3.1地基類型的選擇要考慮到上部結構的荷載、地基的承受荷載的能力以及工程的整體造價等因素,其中比較重要的是上部建筑荷載的準確計算和結構選型。另外在地基的設計和相關計算中一定要遵守國家規(guī)范和地方性規(guī)范,因為就全國來說,各地的地質條件差別很大,國家規(guī)范沒有辦法作出統(tǒng)一全面的規(guī)定,所以在地基的設計工作中要注意遵守地方性的設計規(guī)范的問題。
3.2高層建筑結構設計中的剪力墻設置問題高層建筑中的剪力墻的數(shù)量要求和位置的設置問題也是高層建筑結構設計的重要因素之一。第一,在現(xiàn)行的建筑規(guī)范中,具體描述了短肢剪力墻的定義問題,短肢剪力墻是指截面的高度和厚度的比在5-8的墻體,在具體的建筑應用中,短肢剪力墻的使用受到諸多限制,結構設計中應盡量少使用這種墻體結構,避免后續(xù)的設計上的諸多問題。第二,剪力墻的位置設置除了在建筑的兩端以外,在建筑的縱向中軸線還應該增加剪力墻結構,并調整剪力墻中心的位置,合理設置厚度以及截面,使建筑的結果位移保持在合理的范圍之內。
3.3高層建筑中的結構規(guī)則性問題關于高層建筑的結構設計的新舊質量規(guī)范在諸多問題的內容描述上都存在著一定的變化和改動,這主要體現(xiàn)在兩個方面,第一,新的建筑規(guī)范中針對舊的建筑規(guī)范的高層建筑結構設計的規(guī)則性的問題,增加了許多的限制條件,比如建筑結構設計中的平面規(guī)則性問題和結構嵌固端的剛度比問題。第二,新的建筑規(guī)范中采用強制性的條文規(guī)定了嚴重不規(guī)則的結構設計方案是不能采用的。所以,結構設計師要注意到新舊規(guī)范的的內容改動,嚴格遵守規(guī)定的限制條件,合理的規(guī)劃自己的結構設計,避免為后續(xù)的施工設計和施工圖的設計工作帶來不必要的麻煩。
篇6
關鍵詞:現(xiàn)代化;高層建筑;建筑結構;發(fā)展趨勢;特點特色
中圖分類號:TU97 文獻標識碼:A
1引言
隨著科學技術進步發(fā)展,鋼鐵、電梯出現(xiàn)以來鋼筋混凝土應用更為廣泛以及多樣,為高層建筑發(fā)展創(chuàng)造了機遇,高層建筑也已經(jīng)成為城市建筑空間中一道獨特風景線。高層建筑是超過一定層數(shù)高度建筑結構體系,高層建筑定義高度或層數(shù),各國規(guī)定有所不同,但也沒有一個絕對、嚴格標準來規(guī)定其高度以及層數(shù)。這與各國以及地區(qū)地理環(huán)境、地震強度、建筑材料、建筑技術、電梯設置標準以及防火特殊要求等諸多因素有關。
2 高層建筑結構分析
高層建筑結構同時承受著水平以及豎直荷載或作用力,低層建筑結構往往主要抵抗豎向荷載作用,水平荷載風荷載作用、地震作用對建筑影響較小,所以,水平作用所產(chǎn)生內力以及位移較小,往往可以忽略不計。在低層建筑結構中,豎向荷載是設計控制考慮的主要因素。但是在高層建筑結構中,較高的建筑高度造成受力完全不同,水平荷載不僅僅是主要荷載作用,是在豎向荷載共同影響建筑的作用,而且這往往也成為建筑設計中控制主要因素。所以,在水平荷載作用下,如果高層建筑結構抵抗側向形變能力或側向剛度不足,將會產(chǎn)生過大側向形變,不僅使人產(chǎn)生不舒服感覺,而且會使結構在豎向荷載作用下產(chǎn)生附加內力,會使填充墻、建筑裝修以及電梯等服務設施出現(xiàn)裂縫、變形,甚至會導致結構性損傷或裂縫,從而危及結構正常使用以及耐久性。所以設計高層建筑結構時,不僅要求結構有足夠強度,而且要求結構有合理剛度,使水平荷載所產(chǎn)生側向形變限制在規(guī)定范圍內。同時,有抗震設防要求高層建筑還應具有良好抗震性能,使結構在可能強震作用下當構件進入屈服階段后,仍具有良好塑性形變能力,即具有良好延性性能。除上述結構受力特點之外,高層建筑還具有建筑功用上特點。人們常說建筑是凝固音樂,優(yōu)美高層建筑猶如藝術品,成為城市一道道絢麗景觀;建筑同時是時代跳動脈搏,高層建筑占地面積小,符合地價昂貴時代需求,它可以節(jié)約建設用地或獲得更多空閑地面,以作為綠化等環(huán)境用地,并因向高空方向發(fā)展而縮短城市道路以及各種管線如給排水管線等長度,減少基礎設施投資。當然,大量高層建筑建設,也會給城市帶來不利影響,如人口會密集化而造成交通擁擠問題;城市局部熱場發(fā)生不利變化以及地質沉陷、消防復雜化等問題。綜合高層建筑上述受力特點可知,與低層結構不同,高層建筑結構在強度、剛度以及延性三方面要滿足更多設計要求,抗側力結構設計成為高層建筑結構設計關鍵。
3 高層建筑結構發(fā)展現(xiàn)狀
隨著工業(yè)化、商業(yè)化、城市化進程,城市人口劇增,造成城市生產(chǎn)以及生活用房緊張,地價昂貴,迫使建筑物向高空發(fā)展,由多層發(fā)展為高層。19 世紀末期,開始出現(xiàn)現(xiàn)代形式鋼框架以及鋼筋混凝土框架結構高層建筑。1898 年修建secodRandMeNa119 層大樓美國,芝加哥,是世界上第一幢具有現(xiàn)代形式鋼框架結構高層建筑。而最早鋼筋混凝土框架結構高層建筑,為世界上第一幢具有現(xiàn)代形式鋼框架結構高層建筑。而最早鋼筋混凝土框架結構高層建筑,位于美國以及法國巴黎。所以,現(xiàn)代形式高層建筑,也只有短短117 年的歷史。到20 世紀50 年代以后,由于輕質高強材料研制成功,抗風、抗震結構體系發(fā)展,新設計計算理論創(chuàng)立,電子計算機在設計中應用,以及新施工技術以及機械不斷涌現(xiàn),為大規(guī)模地、較經(jīng)濟地建造高層建筑提供充分條件,使高層建筑得到迅速發(fā)展。在鋼筋混凝土結構方面,其結構體系發(fā)展歷程也類似于鋼結構結構體系,由最初框架結構逐漸發(fā)展出框架剪力墻結構或框架簡體結構以及巨型結構等結構體系,使得混凝土結構建造高度越來越高。鋼結構具有強度高、自重輕、抗震性能好等優(yōu)點,鋼結構構件可在工廠加工以及制作,施工速度快,工期短。鋼是建造高層建筑結構比較理想材料,但是全鋼結構用鋼量大,造價高,耐火性能差,需用昂貴防火涂料。而鋼筋混凝土結構具有節(jié)省鋼材、造價低、材料來源豐富、可模性好等優(yōu)點,且承載力也不低,經(jīng)過合理設計也可獲得較好抗震性能。所以,只有在發(fā)達國家,大多數(shù)高層建筑才采用鋼結構形式,而在發(fā)展中國家,絕大部分高層建筑采用鋼筋混凝土材料建造,且由于高性能混凝土發(fā)展以及施工技術進步,鋼筋混凝土結構仍是今后高層建筑主要結構形式。特別是近年來,由于鋼筋混凝土結構優(yōu)點,發(fā)達國家采用鋼筋混凝土材料建造高層建筑數(shù)量也在日益增多。當然,鋼筋混凝土結構構件斷面尺寸大,減少建筑使用面積;自重大,致使基礎造價增高,抗震性能也不如鋼結構。所以為充分發(fā)揮鋼材以及混凝土這兩種材料特點,更為合理結構形式是同時采用鋼以及鋼筋混凝土材料混合結構或組合結構。該結構形式經(jīng)合理設計,可取得經(jīng)濟合理、技術性能優(yōu)良效果,近年來已成為研究熱點以及發(fā)展方向。
4高層建筑結構發(fā)展趨勢
高層建筑發(fā)展,充分顯示科學技術力量,使建筑師從過去強調藝術效果轉向重視建筑特有功能與技術因素。未來高層建筑將朝著技術功能先進以及藝術完美相結合方向發(fā)展。
1) 新材料、超強材料在不斷的發(fā)展與開發(fā),在高層建筑結構技術問題中,首先要解決是材料問題?,F(xiàn)在混凝土強度等級已經(jīng)達到C100 以上。高強度以及良好韌性混凝土有利于減小結構構件尺寸,減輕結構自重,改善結構抗震性能。同時,為達到輕質高強目,必須在高層建筑結構中,發(fā)展輕骨料混凝土、輕混凝土、纖維混凝土、聚合物混凝土、側限約束混凝土以及預應力混凝土。高性能混凝土開發(fā)以及應用,將繼續(xù)受到人們重視,也必將給高層建筑結構帶來重大以及深遠影響。從強度以及塑性方面考慮,鋼是高層建筑結構理想材料,增進或改善鋼材強度、塑性以及可焊性性能工作人們從未停止過。特別是對新型耐火耐候鋼研發(fā),具有重要意義,可使鋼材減小或拋棄對防火材料依賴,提高建筑用鋼競爭力。復合材料用于制作高層建筑部分構件正在開發(fā)以及實踐中。
2 )在高層建筑結構中廣泛應用多種結構的混合體,如前所述,經(jīng)合理設計混合結構可取得經(jīng)濟合理、技術性能如抗震性能優(yōu)良效果,且易滿足高層建筑側向剛度需求,可建造比鋼筋混凝土結構更高建筑,所以在較高建筑中,混合結構往往仍是合理、可行結構方案,今后建造混合結構比率將會越來越大。
3 )新設計理念、新結構形式不斷的出現(xiàn)與發(fā)展,現(xiàn)代建筑功能趨于多樣性,建筑體形以及結構體系趨向復雜多變,趨向立體化,應運而生新設計概念以及結構技術深化,采用新結構體系,如巨型結構體系,蒙皮結構,帶加強層結構,建筑立面設置大洞口以減小風力,采用結構控制技術設置抗震機構等。
4) 高層建筑結構高度在不斷的被突破,進入20 世紀90 年代后,高層建筑迅猛發(fā)展,在數(shù)量、質量及高度上都有大飛躍,高層建筑中科技含量越來越高。
5結語
隨著資源短缺問題的不斷涌現(xiàn),我國提出可持續(xù)性發(fā)展,高層建筑是城市建筑空間元素的一部分,需要有新設計理念、設計結構形式、多種混合結構體以及更新、超強的建筑材料。高層建筑是創(chuàng)造人性場所,又融入文脈關系,不去破壞城市空間以及諧。必須在高層以及城市發(fā)展中取得平衡,才能創(chuàng)造出更好城市景觀以及適合人們生活環(huán)境,才能沿著可持續(xù)發(fā)展道理健康地發(fā)展下去。
參考文獻
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【關鍵詞】防火設計 疏散設計 設計概念 設計要點
引言:
建筑防火是建筑本身保障人員安全的重要設計內容,在設計防火規(guī)范中規(guī)范的設計要求包括了對煙火的控制與高效的疏散人員,而人員疏散是防火設計中最為重要的標準。但是在實際的設計實踐中,我國的防火設計起步很晚,在應用中還沒有形成一個完整的理論與體系,性能化的分析與設計思路還沒有成型。雖然在建筑設計防火規(guī)范中明確了相關規(guī)定與要求,但是其靈活性欠缺,從本質上還不能全面指導建筑設計中的防火,在實際的設計中應在規(guī)范的基礎上靈活掌握,并設計出適應建筑本身的防火體系。
一、防火設計相關概念
1、火災荷載的充分考慮
火災荷載就是指在火災中建筑結構本身對火災影響的反應情況,建筑的大小、形式、安全性等都與火災荷載有關,其直接影響到疏散的效率,并且關系到防火分區(qū)和耐火、滅火設備的布置。火災荷載的差異將直接影響建筑防火結構的功能和用途,所以在設計中應先考慮建筑的火災荷載。
2、設計規(guī)范的要求分析
我國的建筑設計規(guī)范是建立在現(xiàn)有國情和外部經(jīng)驗的基礎上總結出來的,尤其是設計防火規(guī)范,經(jīng)過多年的使用和調整,但是經(jīng)濟發(fā)展與技術革新使得規(guī)范尤其局限性。因此在適用中應注意對規(guī)范的靈活應用。雖然一些大型的商業(yè)建筑已經(jīng)不能適應規(guī)范的要求,而超出了防火設計規(guī)范的范圍,但是其根本的安全性要求是不變的,所以應按照規(guī)范的基礎性要求進行提高與完善,從而保證在火災中提高疏散的效率。
3、建筑耐火極限
建筑防火設計中相關疏散的要求是以時間作為標準的,即單位時間內人員疏散的越多其效果也就越好。但是不能忽視對建筑結構耐火性能的考慮,只有建筑結構在火災中保持完好的時間越長,疏散的情況也就越好。因此建筑的耐火等級也將影響建筑疏散寬度、疏散距離等問題,這些都將與火災中人員逃生的時間相結合、因此計算人員從火災中逃生的時間是防火設計的關鍵。同時在設計中還應配置完整的噴淋和阻隔系統(tǒng),如果火災在一定的范圍內,可以進行阻隔與有效撲滅,這樣也可提高疏散的效率、
4、防火與滅火措施的結合
建筑內如果發(fā)生火災,其防火疏散設計僅僅是從疏散人員的角度出發(fā),降低火災對人身的傷害、所以在火災中應充分考慮多種火災隱患的出現(xiàn),不能僅僅針對一種火災形勢而設計,同時也應考慮滅火措施的準備,將火災控制在萌芽狀態(tài),防患于未然才是防火的硬道理。同時也應考慮設置不同滅火措施,配合應急方案來加大滅的效果。
二、建筑設計防火規(guī)范中疏散設計的要點
1、注意對商業(yè)建筑疏散距離的控制
大型商業(yè)建筑不斷增加,其建筑的規(guī)模增加就意味著疏散距離的延長。這也成為商業(yè)建筑設計的敏感問題,多數(shù)設計人員在設計中選擇執(zhí)行建筑設計規(guī)范中要求的兩個安全出口之間的距離就是疏散距離的要求,即40m的標準。如果在設置自動化的噴淋防火系統(tǒng),其疏散的距離則可以增加四分之一的長度,可以實現(xiàn)50m的距離。但是這個概念是一個誤導性概念,執(zhí)行建筑設計規(guī)范的要求是,如規(guī)定無論采用何種形式的樓梯間,房間內最遠一點到房門的距離不能超過走道兩側或者端口房間從房門到外部出口或者樓梯間的最大距離,其實際長度為22m,如果增加噴淋系統(tǒng)作為輔助,其長度延長則也僅為27m左右。如果在商業(yè)建筑中使用這一規(guī)定,如果商業(yè)建筑中賣場中沒見店鋪都設置防火阻隔墻,并設置安全通道,則疏散兩側的隔墻耐火極限小于一小時,房間整體耐火極限應小于30分鐘,房間門口到疏散通道的距離可以為40m,袋形走道設計為20m,但是賣場中可燃物的數(shù)量較大且集中,同時賣場中缺乏對其進行有效阻隔的設施,因此其單位面積的火災荷載被人為的增加,所以火災中其耐火極限也就縮短,同時空間增加導致火災熱量和煙霧蔓延的路徑不易控制,噴淋系統(tǒng)的效果也將大打折扣,因此在設計中應充分考慮疏散距離適應性調整,盡量縮短安全出口與賣場中心的距離,同時拓寬疏散通道的寬度。
2、高層建筑的安全疏散
1)高層建筑的設計:高層建筑主要是指高度已經(jīng)達到并超過24m的公用建筑,當然不能能包括超過的體育館、劇場等。同時民居如果超過10層則也應劃定為高層建筑。此時防火疏散應考慮高層設計規(guī)范的內容。此時容易引發(fā)防火設計誤區(qū)的就是裙房的定義,高層建筑規(guī)范中裙房就是指與高層建筑相連,不超過24m的建筑、而設計人員往往將沒有超過24m的建筑主體作為裙房來設計,此時就容易導致裙房防火設計重視程度減弱,而造成防火隱患,因此設計中應細致劃分,保證設計的合理性。
2)高層民用建筑的中庭設計:設計中應將貫通的中庭的各層設計為一個防火分區(qū),如果面積大于一個防火分區(qū)是應采用以下措施進行火災防控與疏散措施,滿足。首先,房間和中庭應設計通道和安全門,按照乙級防火標準設計門窗等;其次,與中庭相通的廳室、過道等也應按照乙級標準設置防火門,其極限應在3小時以上,控制火災通過中庭發(fā)生擴散。最后,中庭同向每層的回廊應設置噴淋設施,且在中庭回廊上設置報警器以及煙霧排除裝置。
3)公共娛樂場所的設計:在高層或者商用建筑中娛樂的進入也給防火和疏散帶來了困難,在設計中應控制娛樂設置的位置,同時保證其通道和出入口的安全。通常設計時應考慮娛樂設施應在建筑的一層至三層,不宜設置的過高、同時應開外墻設置不應布置在袋形走道的兩側以及盡頭,其容納的人數(shù)也應按照相關規(guī)定進行設計,面積按照廳室建筑面積進行分攤,保證人數(shù)限制以及疏散標志的實現(xiàn),同時娛樂場所應設置耐火極限高于2小時的隔墻以及高于1小時的樓板,使之與其他場所隔離。必要時應設置不低于乙級標準的防火門。
還應注意的是,如果娛樂設施在其他樓層時應注意一下要求,首先不能設置在地下兩層,如果設置在地下一層則應保證出口的高度與地坪之間落差小于10m。如果一個廳、室的建筑面積應控制在200以內;滿足一個廳室的出口大于2個,如果廳室面積小于50則可以考慮設置一個門。同時空間內必須設計有自動報警已經(jīng)自動噴淋系統(tǒng),以便控制火勢。最后應設置必要排煙和放煙霧的設施,并滿足相關規(guī)范的要求,并在主要的疏散路徑上設置逃生圖,在地面設置發(fā)光的疏散指示標記。
三、結束語
建筑設計防火規(guī)范的制定在不斷的改善,但是其不能包含所有的實際情況,建筑的形式和用途的復雜性導致其所要求的規(guī)范并不能完全適應當前的建筑設計要求。因此應從建筑功能與安全性的角度出發(fā),避免經(jīng)濟利益對防火設計的不利影響。充分利用火災荷載、耐火極限、通道設置等合理配合,利用規(guī)范的基礎性作用,合理設計建筑的防火結構,并充分考慮疏散效率的影響,這樣才能提高建筑火災疏散的實際效果,最大限度的保障人員安全。
參考文獻
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【關鍵詞】高層建筑;建筑設計;處理手法;規(guī)劃設計
城市空間是人類生活和生產(chǎn)所需要的重要因素, 它為居民提供各種活動的可能。這個可以說是城市空間比較科學性的定義, 而本文提到的城市空間則更具體更形象, 主要指城市內的建筑物、道路、綠地、廣場、公共服務設施等實體以及由這些實體所構成的立體空間, 也是人處在其中能真實、直觀感受到的空間。高層建筑是否與所處的城市空間融洽, 其評價標準相當一部分取決于公眾的感受,簡單地說, 就是人處在所創(chuàng)造空間中的感受; 所以一位建筑設計者在進行高層建筑設計時要充分考慮所創(chuàng)造出來的空間(無論是內部還是外部) 給予使用者的感受。這些是從理論上要求一位建筑設計師要考慮的因素, 也是作為一名建筑師應該承擔的責任, 而且還可以據(jù)此評價一位建筑師的設計能力和水平及其職業(yè)道德。事實上, 在進行一項高層建筑設計時, 開發(fā)商受利益的驅使往往不會考慮建筑與環(huán)境的關系, 此時, 規(guī)劃部門所出臺的各種條文政策及規(guī)范將扮演著重要角色, 它強制性的要求必須顧及城市環(huán)境, 營造舒適的城市空間??梢钥闯觯?高層建筑設計與城市空間的協(xié)調以及城市空間的營造是通過兩方面的共同作用來完成的, 即建筑設計和規(guī)劃。
1、高層建筑設計
1.1 充分發(fā)揮廣場的作用
高層建筑由于其體量的巨大, 往往給街道空間一種突然的壓迫感, 使人感覺好像從一個大空間突然進入一個小空間, 這是由于高層建筑的體量所造成的對比。因此凡是處在街道兩旁體量巨大的高層建筑在設計時應該對其進行后退處理, 并在其退出的用地上設計一個廣場空間, 這個廣場空間將起到空間的緩沖作用; 而且由于高層建筑的建筑面積遠遠超出其用地面積, 容納的人員較多, 出入口人流密度相對較大, 后退出的廣場空間也起到緩解交通壓力的作用; 從另外一方面講, 廣場空間往往在街道空間以及城市空間中起到非常重要作用, 能夠給公眾留下較深的印象, 也往往能成為城市的節(jié)點, 這就是共享空間的好處。有的建筑大師甚至直接設計成下沉式的廣場, 如日本建筑大師嘰崎新設計的日本筑波中心的下沉式廣場, 獨特的廣場空間造型, 以人和環(huán)境為設計重點, 不僅為公眾提供了一個舒適的安靜的休閑場所, 而且使建筑塔樓的形象特征更加突出。這種下沉式的廣場往往更容易給人留下印象,就空間形式而言它是一種非常富有情趣的空間。因此在進行高層建筑設計時廣場和建筑應該作為一體來考慮。
1.2 高層建筑主體設計
對于一個城市而言, 高層建筑往往具有一定的代表性和象征性, 可以反映一個城市經(jīng)濟水平和發(fā)展程度, 選擇合理的造型就顯的尤為重要。高層建筑由于其結構形式的限制以及使用功能的要求, 在造型上往往追隨于建筑的結構形式, 而不能有太多的變化, 有的高層建筑甚至直接將結構形式外露不加修飾。高層建筑的主體部分是它的塔樓,塔樓的表現(xiàn)形式對高層建筑的造型起著決定性的作用, 現(xiàn)今國外和國內的許多高層建筑都有著獨特的外形和明顯的識別性, 對一個城市具有一定的代表性, 這可以說是高層建筑存在的一個原因。隨著近年來資源短缺問題的出現(xiàn),全球提出了可持續(xù)發(fā)展, 而高層建筑就環(huán)保節(jié)能方面來說是很浪費的, 隨之就出現(xiàn)了“生態(tài)型”建筑的概念, 如生態(tài)建筑師諾曼?福斯特設計的法蘭克福商業(yè)銀行總部大廈在強調象征意義和功能的同時, 就引入生態(tài)的概念, 是世界上第一座“生態(tài)型”超高層建筑。其建筑平面呈三角形,宛如三葉花瓣夾著一支花莖: 花瓣部分是辦公空間, 花莖部分為中空大廳。中空大廳起自然通風作用, 同時還為建筑內部創(chuàng)造了豐富的景觀。而氣候設計大師楊經(jīng)文設計的馬來西亞吉隆坡梅納拉大廈則體現(xiàn)了利用空中開放空間連通建筑內外, 貫徹“生物氣候大樓”思想, 引入了大量的植物, 立面上螺旋上升的垂直綠化和底部斜坡的綠化都有助于調節(jié)氣候, 盡可能地拉近了人與自然的距離, 較好地完成了室內外空間的過渡與銜接。同時對形成良好的城市空間環(huán)境也是一種深化??梢钥闯瞿壳案邔咏ㄖO計的一個新要求就是要實現(xiàn)“生態(tài)節(jié)能型”。高層建筑主體的下部分裙房雖然對整個城市影響較小, 但它對于街道的尺度和人情化空間的創(chuàng)造等方面卻有著重要的影響。建筑的裙樓立面設計一般不同于上部立面, 需要進行細致的設計, 從而使下部空間豐富多彩而不至于感到蒼白; 并要體現(xiàn)人的尺度, 因為裙房部分跟公眾視覺接觸較密切, 對街道空間感影響也較大。而高層建筑的最上部分屋頂對整個建筑形象起到強化個性的作用, 雖然它較少影響到生態(tài)環(huán)境, 但對塑造建筑的標志性、豐富城市天際線具有重要的作用,因此應根據(jù)建筑的基座、樓身等因素加以塑造。
1.3 巧妙地運用一些處理手法
高層建筑的塔樓部分雖然變化的余地不大, 但是底層部分卻可以進行一些巧妙的處理來豐富空間形式。一般可以采用底層架空和入口縮進的手法。底層架空的處理手法是現(xiàn)代建筑的特征之一, 它可以在高密度的環(huán)境中爭取到寶貴的用地, 把城市的道路、廣場和建筑有機地結合在一起, 形成通透的、公共的開放空間, 給市民以小憩之地;同時還可以改善人流、視覺擁擠的狀況, 連通幾個主要的公共場所, 以增加城市空間的層次。高層建筑臨近城市道路布置時, 入口空間凹入建筑下部可以避免主體的被迫后退(用地非常緊張的情況下) , 爭取基地面積的有效使用,緩解入口處各種矛盾沖突; 并有可能在建筑的形體設計、空間組織等方面形成新穎的構思, 這種入口后退架開的處理不僅空間層次豐富而且給人的印象也深刻。
2、規(guī)劃設計
2.1 避免高層建筑密集
高層建筑的密集雖然對于城市辦公等條件方便有利,卻給城市空間帶來很多壓力, 造成城市空間和城市交通的擁擠, 甚至是一些史料不及的污染和危害, 比如一些高層建筑玻璃幕墻的大面積使用造成以前未出現(xiàn)過的光污染;還有就是形成高壓風帶和風口, 這些會造成意想不到的后果。因此在規(guī)劃設計中要對區(qū)域內的高層建筑密度進行限制, 避免高層建筑的集中分布。
2.2 高層建筑與城市街道
高層建筑一般分布在城市中商業(yè)發(fā)達的地段, 這些地段的街道本身交通荷載就較大, 高層建筑將大大增加這些街道的交通壓力, 分布在這些街道兩側的高層建筑要盡量控制其層數(shù)和高度, 同時在規(guī)劃設計時要對這些街道進行擴展, 加大其通行能力。
2.3 控制超高層建筑數(shù)量
超高層建筑往往以其象征性和代表性而存在, 實際上這類建筑既不經(jīng)濟又不合理, 一些已建成的超高層建筑投入使用后, 收益并不樂觀, 可以說僅僅是體現(xiàn)城市形象,提高城市知名度。
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建筑工程消防審核是《消防法》賦予消防部門的一項職能,建筑工程消防審核關系到國家、人民的公共利益及公共安全?,F(xiàn)行國家消防標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016—2006(以下簡稱《建規(guī)》)及《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045—95(2005年版)(以下簡稱《高規(guī)》)是消防建審的一個重要依據(jù),如何在消防建審工作中,正確理解和把握現(xiàn)行規(guī)范條文的作用和意義,維護規(guī)范的嚴肅性、完整性及提高其可操作性,是擺在我們建審人員面前的一項課題。
在執(zhí)行規(guī)范的過程,往往由于規(guī)范的一些內容未明確規(guī)定或者執(zhí)行確有困難,建設、設計、消防部門在理解和執(zhí)行中出現(xiàn)分歧,導致標準尺度不一,給實施帶來不便。特別對于十堰這座工業(yè)城市,城市建設的迅速發(fā)展,導致建設用地矛盾突出。十堰是一座山區(qū)城市,素有“九山半水半分田”之說,許多建設用地需開山取得,因此出現(xiàn)大量的坡地建筑,現(xiàn)行國家消防標準《建規(guī)》及《高規(guī)》對坡地建筑的防火要求涉及甚少,特別是對在消防設計及建審中建筑物建筑高度的確認,筆者結合近幾年來工作實際,對此問題提出自己的看法以供探討。
坡地建筑的定義:指建筑底層座落于坡底,其上某層與坡頂相連接的建筑。如圖1所示。
從圖1看出坡地建筑一般表現(xiàn)兩個特征:一是建筑座落于坡底并以坡底場地為室外地面;二是 其上某一層或幾層以天橋或平臺與坡頂相通,并以坡頂場地為其上部建筑的室外地面;其中至少有一個室外地面能作為人員疏散及消防撲救場地。
按照現(xiàn)行消防規(guī)范對建筑高度的定義:建筑物室外地面到其檐口或屋面面層的高度,屋頂上的水箱間、電梯機房、排煙機房和樓梯出口小間等不計入建筑高度。坡地建筑就出現(xiàn)兩個建筑高度H或H2,在消防設計及建審工作中,建筑物的建筑高度是必須首先確認的重要指標之一,以便確定建筑物適用于《建規(guī)》或《高規(guī)》。在《高規(guī)》中還須對建筑物進行進一步分類,影響消防設計中各系統(tǒng)的方案及參數(shù)的選取。
《建規(guī)》中對處于階梯式地坪的建筑,其建筑高度的劃分有一個原則:當位于不同高程地坪上的同一建筑之間設有防火墻分隔,各自有符合要求的安全出口,且可沿建筑的兩個長邊設置消防車道或設有盡頭式消防車道時,可分別計算建筑高度。否則,仍應按其中建筑高度最大 者確定。如圖2所示。
此類建筑有一定數(shù)量,但多數(shù)建筑其中的水平方向的防火墻很難設置,因此須按建筑高度最大者確定即H,若H大于24 m就應該按《高規(guī)》來進行消防設計了。
針對坡地建筑的特點,重慶市制定了地方標準即《重慶市坡地高層民用建筑設計防火規(guī)范》DB50/5031—2004。該規(guī)范對《高規(guī)》中未能詳盡的某些條款如坡地建筑防火設計高度的確定等加以明確和規(guī)范,引入了因適應地形而產(chǎn)生的坡地建筑吊層、坡底、坡頂以及防火設計高度等概念,同時制定了坡地建筑防火設計的相應條款,對山區(qū)地形坡地建筑消防設計具有很好的參考作用。
《重慶市坡地高層民用建筑設計防火規(guī)范》提出了一個核心概念:“防火設計高度”,其含義是指在進行坡地建筑防火設計時,在不同的條件下,從某個特定室外地面起算的人員疏散和消防撲救高度,在執(zhí)行《高規(guī)》時其中的“建筑高度”就以規(guī)范的“防火設計高度”來代替。顯然坡地高層建筑的“防火設計高度”與坡地建筑的“H總高度”、“H1吊層高度”及“H2上層高度”既有聯(lián)系,又有區(qū)別。在某個特定條件下,“防火設計高度”等同于后者其中一個。如圖1:上層為18層住宅,吊層為5層商業(yè),當商業(yè)部分與住宅部分垂直方向上進行有效防火分隔等措施后,該建筑建筑高度可按“H2上層高度”確定,上層按二類普通住宅進行消防設計,吊層按二類公共建筑進行消防設計。王樹闊:淺議坡地建筑建筑高度的確定
對圖1來說,按現(xiàn)行《高規(guī)》有兩個建筑高度,以防火設計就高不就低的原則,其建筑高度應該采用“H坡地建筑總高度”,則該建筑就屬一類公共建筑,建筑高度超過50 m。這樣導致一些功能很簡單的這類建筑很容易突破《高規(guī)》建筑分類中的二類建筑的范疇。有些可采用封閉樓梯間建筑的則必須采用防煙樓梯間;可采取自然防排煙的須采取機械防排煙;“建筑高度”很容易突破50 m甚至100 m;消防疏散及防火滅火設施的投資成倍增加。
《重慶市坡地高層民用建筑設計防火規(guī)范》畢竟為一部地方性法規(guī),對于坡地建筑其中的某些防火做法可以借鑒,也有其不完備的地方,但其前提應是在現(xiàn)行《建規(guī)》或《高規(guī)》的框架內。我國的消防工作方針為“預防為主,防消結合”。主動防火為主,被動消防為輔?;馂陌l(fā)生時,首先保證人員安全,即保證疏散通道及出口的安全,其次是減小火災的損失。因此在實際坡地建筑防火設計及建審工作中對坡地建筑建筑高度的確認應把握好以下幾個重點環(huán)節(jié):
(1)按《建規(guī)》或《高規(guī)》各部分不同功能的人員疏散通道及安全出口是否獨立;
(2)消防車道能否到坡底及坡頂。按《高規(guī)》應設環(huán)形消防車道,當設環(huán)形車道有困難時,可沿高層建筑的兩個長邊設置消防車道。
(3) 高層建筑不同功能區(qū)的垂直及水平方向的防火分隔措施應按《建規(guī)》或《高規(guī)》的要求進行有效分隔;
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關鍵詞:高層建筑 消火栓系統(tǒng)設計安全性 探析
1高層建筑的定義及消火栓系統(tǒng)的重要性
依據(jù)建筑設計防火規(guī)范(GB50016-2014)的相關標準:建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24米的非單層廠房、倉庫和其他民用建筑為高層建筑。高層民用建筑依據(jù)其建筑高度、使用功能和樓層的建筑面積可分為一類和二類。高層建筑由于發(fā)生火災時從室外進行撲救相當困難。一般要立足于自救,即主要靠室內消防設施以確?;馂陌l(fā)生時可以在消防人員到達著火點之前對火災進行控制,建筑防火設計規(guī)范規(guī)定明確指出,高層建筑必須配備室內外消火栓系統(tǒng)。
2消火栓系統(tǒng)的組成分類
消火栓系統(tǒng)主要有室內消火栓系統(tǒng)、室外消火栓系統(tǒng)。依據(jù)消火栓系統(tǒng)的壓力來源可劃分為臨時高壓系統(tǒng)、常高壓系統(tǒng)。消火栓系統(tǒng)的壓力如果由市政水源壓力來保證,則為常高壓消火栓系統(tǒng),當市政水源的水壓及水量滿足不了系統(tǒng)運作時所需壓力及用水量,則需要消防水池通過消火栓泵等加壓設備來確保消火栓正常工作,稱之為臨時高壓系統(tǒng)。高層建筑的室外消火栓系統(tǒng)往往為常高壓系統(tǒng),室內消火栓為臨時高壓系統(tǒng)。
3消火栓系統(tǒng)設計安全性常見的問題
3.1建筑架空層是否設置室內消火栓
依據(jù)建筑設計防火規(guī)范(GB50016-2014)的相關標準:高層建筑及其附屬構筑物均需設置室內外消火栓系統(tǒng)。架空層如果不是首層的情況下,應該配備室內消火栓系統(tǒng);如果是首層就需結合具體情況而定,如首層架空層的作用是公共綠化提供服務,其四周也沒有預設圍欄,則沒必要設置室內消防栓;如首層架空層的作用是社區(qū)活動提供場地,并配備健身器械,則應當設置消火栓。
3.2躍層住宅公用區(qū)間的消火栓設置
躍層住宅的室內消火栓應至少滿足一股充實水柱到達室內任何部位,并宜設置在戶門附近。 躍層住宅的高度和普通住宅的二層高度相當,為了確保住宅的隱私性,往往每戶家庭只有在躍層下層留出與公共通道相通的大門,躍層上部不能由同層的公共通道進入,這給火災發(fā)生時消火栓滅火帶來不便。為了確保同層任意部位有消火栓的水流可以及時的到達,躍層住宅消火栓的設置需比其它住宅更為密集。消火栓的保護半徑為25米,在工程的設計階段,不僅僅是要確保消火栓之間保護范圍的并集覆蓋住宅區(qū)內,還應該確保消火栓箱內的水帶可以通過大門,直至躍層最遠的房間門口。通常情況下,消火栓內水帶的長度為25米,但是在處理火災的實際操作中,會因為上樓、轉彎等因素,其覆蓋的水平距離會大大減小,在設計工作中,應該依據(jù)建筑的整體布、建筑層數(shù)等實際參數(shù)在圖紙上拉折線,消火栓的配備需確保水帶到到躍層上部最遠的房間距離在一定范圍內,否則應適當?shù)脑黾酉鹚ㄏ浜拖鹚⒐艿臄?shù)量。如建筑內部為平常住宅與躍層住宅的混合型或者標準層是平層住宅、頂部是躍層住宅,更應注意消火栓的數(shù)量。
3.3消防電梯前室的消火栓設置
為了便于消防人員對自身安全的防護及開辟至火災現(xiàn)場的通路,消防電梯前室應該設置消火栓,并應作為一股充實水柱計入消火栓使用數(shù)量,其設置是有一定技術要求的,一般消火栓應該設置在明顯的位置,對于前室就是消防電梯正對面的墻上。但是有些情況就需要特殊考慮,如:前室均有通往通道或者樓梯間的防火門,消火栓及立管的設置不可以影響火災時疏散所需的寬度。消火栓在開啟狀態(tài)時,不能遮蓋了疏散通道。另一種情況,消防電梯的前室通常位于建筑的核心位置,消火栓在設置中應考慮是否采用明裝或者半安裝的方式安裝在剪力墻上。因為暗裝方法存在破壞墻體的防火性能、影響了結構的安全性。
3.4消火栓的布置間距不宜過小
為了能有效保證兩股水柱同時到達室內任何位置的要求,不僅需要規(guī)定消火栓之間的最大間距,同時也要保證消火栓之間的間距不宜過小。在發(fā)生火災時,當其中一個消火栓受到火災威脅,因為距離很近,另一個消火栓同樣會受到威脅,從而導致無消火栓可用,所以消火栓之間的間距不宜過近。
3.5各個專業(yè)配合問題
建筑設計是一項系統(tǒng)的工程,水、暖、電、結構各個專業(yè)在設計中都密切的配合,良好的配合才可以創(chuàng)作出優(yōu)秀的建筑作品,消火栓的設計工作尤為的重要 ,消火栓泵房更是重要的設備用房,相關規(guī)范對其作出明確的要求:獨立消防水泵房的耐火級數(shù)不能小于二級,在高層建筑內部設置消火栓專用泵房時,應該設置甲級防火門,并且當其處于首層的位置時,出口應該直通到室外,當其位置處于其他樓層或者地下室時,出口應該直通到安全出口。同時泵房位置的選取還應當考慮疏散出口等因素的影響。對于消防泵房的具體規(guī)格也有一定的限制,其規(guī)格對消防泵的吸水方式、擺放方式、大小均有一定的影響。泵房中通常情況下不會預留維修專用的空間,但是不能忽略水泵控制箱空間的預留,需根據(jù)控制箱的規(guī)格、水泵功率的大小來選取控制箱的具置。
結束語
在當下社會中,火災的防治和處理是一項重點的工作之一。消火栓的設計工作對高層建筑的安全性產(chǎn)生極強的影響,因此做好高層建筑消火栓設計安全性的具體工作在高層建筑拔地而起的現(xiàn)代化社會是不可或缺的。
參考文獻
[1]周德海.高層居住建筑消火栓設計安全性探析[J].民營科技,2014