关键词：超高层；给排水系统设计；消火栓给水系统；湿式自动喷水灭火系统
中图分类号：S611文献标识码： A
前言 ：超高层建筑的给排水和消防设计并非是简单的文字就能描述的。随着我国经济的不断繁荣，超高层建筑不断涌现，各种技术也在不断的应用到这些建筑中来，因此从设计角度讲，没有一成不变的模式，都是在实践中不断地摸索，吸收新技术、新方法来完善设计，并更加合理，以人为本，服务社会。以下根据笔者的工作实践对一栋43层超高层给排水及消防给水系统的设计，分享设计心得。
一、给水系统设计
水源为某市政道路一条DN600mm市政给水管，市政水压为0．25 MPa。生活给水系统竖向分区的供水方式如下：根据规范要求进入每户的用水点的静水压力不能超过0．35 MPa，加上该栋楼为超过100 m的超高层住宅，考虑到高区部分用水点的平衡性及安全性，故将整栋楼分为两个大的区域进行供水，21层及21层以下采用生活变频泵供水，22层及其上面部分采用屋顶生活水箱供水的方式。有些设计人员在给超高层住宅进行给水分区时，往往喜欢考虑将100 m以下的住宅全部采用变频泵供水，这往往增加了高区部分供水的不稳定性，同时由于超高层住宅都会考虑设置屋顶生活水箱，何不利用屋顶生活水箱的供水安全性及稳定性，将整栋楼进行合理分区，以确保整栋大楼供水的安全性及合理性。同时，在每个分区内由于要满足该区最高楼层部分用水点的供水压力，往往导致该区部分楼层用户的供水压力超标，这时往往需要在超压的楼层考虑设置减压阀以减去多余的压力，这时需注意减压阀前后的压力差是否太大，如果太大，就需要增设两组减压阀以平稳的减去多余的压力，既避免了对减压阀的损坏，同时也减少了噪声的污染。
二、给水设计
从目前高层建筑给水方式来看，主要有如下三种：第一，市政管网供给；第二，水池水泵房屋面水箱用水点供给；第三，水池变频供水设备用水点供给。
第一种市政管网供给方式，在投资、安装、维护、节能方面具有很大的优点，但其可靠性、持续性比较差，由于在建筑内部供水贮备设施，一旦市政管网出现停水现象，则建筑内部也会随之出现断水，但由于内部无贮备水量，当外网停水时，将使内部断水。第二种供水方式具有水量贮备环节，因此弥补了第一种供水方式供水可靠性缺点，保证供水的持续性和稳定性，但在其它方面与第一种方式相比，明显处于劣势状态，如安装麻烦、维护不便、投资较大、节能不足等，而且该方式中的水泵在工作时，会产生振动和噪音，对居住者的生活有可能产生一定的影响，同时也有可能带来给水的二次污染，相关设施的增加，造成了整个建筑物荷载的增加，对建筑物本身的安全性、稳定性或多或少会带来一定的影响。第三种给水方式虽说在一定程度上考虑到了第一种方式和第二种方式存在着的明显不足，如供水可靠、维护方便、消耗较少，但由于该方式的应用所需要水泵型号较多，技术要求较高，因此，在投资成本方面会有所偏高。
通过以上分析，可以明显看出，各种供水方式各有有缺点和适用范围，需要结合高层建筑实际情况，选择经济、科学、合理的给水方式。
三、湿式自动喷水灭火系统
1该栋楼的喷淋系统按中危险一级设计，用水量为21 L／s，系统作用面积260 m2。每个喷头保护面积12．5 m2，喷头公称动作温度为68℃。
2 本工程属于超高层住宅，自动喷淋设置于各前室及走道内。
3 系统分为高，中，低三个区。低区：1层一12层，中区：13层～27层，高区：28层～43层，分别由地下室喷淋加压水泵加压供水。室外按高、中、低分别设有喷淋水泵接合器，整个喷淋系统组成环状管网。分别与消防泵房的喷淋加压管进行连接。
四、排水
1 由于本大楼属于住宅楼，生活污水量很小，排水不分流，粪便污水与生活污水经化粪池处理后排入市政排水管网。2)本工程设置独立的雨水系统，排入市政雨水管网。
五、给排水设计建议
1 室外消火栓设置问题根据《高规》7．3．6“室外消火栓的数量应按本规范第7．2．2条规定的室外消火栓用水量经计算确定，每个消火栓的用水量均为10～15 L／s”，以及其条文说明，本工程的室外消火栓个数应为8个，但由于该小区周围全部是市政道路，同时该部分市政道路由甲方代建，应可以与当地自来水公司协调，如果建筑物40 m内有足够的消火栓，可以不用设室外消火栓，既符合《高规》要求，也不会造成浪费，以免造成重复投资。
2 水泵房内吸水管，当消防水池合用时，超过500m3必须分成两格，这就给水泵吸水带来一定的困难。根据《高规》7.5.4“一组消防水泵，吸水管不应少于两条，当其中一条损坏或检修时，其余吸水管应仍能通过全部水量”，设计中采用水池连通管吸水，每个消防水池设一条吸水管，则符合规范要求。
3 地下车库消火栓、喷淋的设计。地下车库体积较大，消火栓一般挂在柱子上或边墙上，而汽车位一般较密，如果不考虑汽车位的位置而设消火栓，就会出现消火栓在汽车位的后面，导致出现看不见或即使看得见也取不到消防水带和水枪灭火的现象。因此地下车库设消火栓时，应考虑汽车位的位置。同时，因为地下车库不安装吊顶，设计喷头时不应只按3.6m间距布置喷头，而应考虑梁的位置，结合结构专业使喷头布置符合规范要求。
4 屋顶生活水箱的设置高度有时不能满足最上面两层最不利点的出水水头的压力，需在屋面增设加压泵以满足最上面两层最不利点的出水水头的压力，由于垂直高差较大，管路开停频繁，容易产生水锤现象，管道将发生剧烈振动和较大的声响。该工程不仅在水泵出口设置了水锤消除器，还在屋顶水箱进水管上设置了两个水锤消除器。
5 排水管通气管设置。本工程每根排水管均独立设置专用通气立管，通气立管管径与污水立管管径相同，每层设置结合通气管。
6 雨水系统设置。本工程雨水排除采用雨水斗进行有组织地收集，并考虑到高层建筑的立面雨水按1／2立面面积折算为集雨面积计算雨水量进行雨水排除。本工程地下室的顶板是首层室外地面，且面积较大，该处的雨水排除经与建筑、结构专业进行协调，主要考虑到车库的净空较低，几个方案综合比较，最后采用地下室顶板结构找坡的形式进行雨水排除，排入市政雨水井。这样不在地下室吊装雨水管，既保证了车库的净空，又不会因为雨水斗的渗漏而影响车库的使用。
7 集水井、潜污泵的设置。地下停车库低于室外地面，其污水不能自流排人市政排水管网，在地下室设置集水井，通过潜污泵提升至室外。潜污泵流量的选用考虑到：①地下停车库洗地排水量Q1；②车道出入口处的雨水量Q2；③火灾消防用水的排水量Q3。对于与车道出人口集水沟相连的集水井，其排水量取Q2与Q3中的大者，泵房集水井考虑消防试泵时的排水量，其潜污泵的流量应满足消防试泵的要求，其余集水井取Q3，而Q1不与Q2及 Q3同时发生，且其值较小，可略去不计。每个集水井均设置两台潜污泵，电气均考虑两台同时工作，平时一台工作。如果最高水位持续5 min，则两台泵同时工作，以便及时排除地下室积水。
8 管材。给水管材：由于镀锌钢管腐蚀较严重，现采用钢塑复合管，既保证水质又能延长给水管寿命。供水主管承受很大压力，采用无缝钢管，法兰连接。排水管材：普通高层建筑一般采用UPVC管或卡箍式排水铸铁管，超高层建筑因较高故排水铸铁管接口不实，容易造成底层水压过大而漏水等现象。本工程污水、雨水管材均采用给水铸铁管。
六、结束语
作为建筑给排水的设计人员，应本着技术、安全、经济性原则，在实践中努力创新，寻找最佳的给排水设计方案，以适应建筑设计发展的新要求，满足人民群众不断提高的物质文化要求，是走上可持续发展之路的基础和保障。
[1] 李兆宗. 浅谈住宅给排水设计中的问题与改进办法[J]. 中国科技信息. 2011(16)
本工程为精装修高档住宅，每户均配有冷热水、中水。给水系统的特点是采用变频调速水泵分区、分质供水。卫生间排水采用同层排水系统。由于周边的建筑物多、平面布置也各不相同，而且地下为三层汽车库。这就要求我们在设计时必须综合考虑建筑单体及与总体的协调。系统设计得复杂或是分栋设计会造成管理不便，投资增大。因此决定整个小区消防为一个系统，消防泵房设在公建地下车库内；给水系统住宅与公建分开单独设计，一期住宅设集中生活泵房并预留二期生活水池的位置。
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：
1《住宅设计规范》
关键词：现代城市；超高层；住宅建筑；结构设计
Abstract: with the rapid development of construction industry in our country, city high-rise buildings like emerge the ground is built. And tall building structure design, must be in high-rise building structure based on the theory of the design. Combining with the project examples, this paper briefly describes the structure design of super-high several problems that should be noticed, and some optimization countermeasures, available for reference.
Key words: the modern city; Tall; Residential construction; Structure design
中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：
前言
随着城市化进程的加快，以及国民经济的高速发展，我国城镇人口不断增加，规模也不断增大，使得现代城市住房建设用地较为紧张，所以建设高层或超高层住宅建筑成为城市发展的必然趋势。这也给超高层建筑是设计也带来了更多的挑战和崭新的课题。如何设计出舒适、安全、经济、美观，同时又要符合使用者精神生活要求的建筑，成为建筑设计者必须直面问题。
一、工程简述
按照规范[1,2]结构体系的适用范围,采用剪力墙结构体系。剪力墙厚度:地下室、底层架空层370mm或400mm,标准层均为240mm。100m左右超高层竖向构件混凝土等级为C40～C30；140m左右超高层竖向构件混凝土等级C55～C30.梁板混凝土等级为C35～C30。
该工程设计基准期为50年,结构设计适用年限为50年。抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,地震分组为一组,设计特征周期为0.45s,抗震设防类别为丙类,结构安全等级为二级。场地类别为Ⅲ类。采用桩筏基础,主楼区域采用直径700、800、900、1000mm钻孔灌注桩,一层地下车库采用管桩满足抗拔要求。
二、结构概念设计
高层建筑中,宜使结构平面内形状简单、规则、刚度和承载力均匀,根据高宽比选取合理的户型,结构平面布置应减少扭转的影响；高层建筑的竖向体型宜规则、均匀,避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小,逐渐均匀变化,不应采用严重不规则的结构体系。对可能出现的薄弱部位,应采取有效措施予以加强。4#、5#、7#、8#、16#、17#楼平面见图1～图3,其中11#、12#楼和7#、8#相同,本工程不规则超限内容见表1,因此应严格控制其它不规则指标,以避免成为复杂超限高层结构。
高层建筑结构抗震设计计算是在一定假想条件下进行的,尽管分析手段不断提高,分析原则不断完善,但由于地震作用的复杂和不确定性,地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性,可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多,尤其是当结构进入弹塑性阶段之后,会出现构件局部开裂甚至破坏,这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。实践表明,设计中把握好高层建筑的概念设计是很重要的。
图 14#、5#楼奇数层平面图
图 27#、8#楼奇数层平面图
三、结构计算设计及设计要点
与低层或多层建筑不同,结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加,水平荷载下结构的侧向变形迅速增大,与建筑高度H的4次方成正比(=qH1/8EI)。另外,高层建筑随着高度增加、轻质高强材料的应用、新建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大,在设计中不仅要求结构具有足够强度,还要具有足够的抗推刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内。
图 316#、17#楼奇数层平面图
高层和超高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑,如果在同样地基或桩基的情况下,减轻房屋自重意味着不增加基础造价和处理措施,可以多建层数,这在软弱土层有突出的经济效益。地震效应与建筑的重量成正比,减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了,不仅作用于结构上的地震剪力大,还由于重心高地震作用倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,从而造成附加弯矩更大。
在满足地下室车库层和底层架空或者底层商铺的前提下,遵循对称、均匀、周边、拐角的原则,在结构周边、拐角和核心筒等部位对落地剪力墙进行较合理布置,主体结构抗震等级为三级(低于140m)和二级(高于140m)。对结构薄弱部位如楼电梯周围,内庭院周围均设置了120mm厚楼板,采用双层双向拉通钢筋予以加强;对少量肢长受到限制的短肢剪力墙(墙肢长度∶墙厚
本工程项目中仅16#和17#楼高度超限,应报省超限高层建筑工程抗震设防专项审查。风荷载取值,考虑到以后城市建设的不断发展,位移计算时取0.45kN/m2,强度计算时取0.5 kN/m2。
四、优化设计对策
4.1剪力墙的延性设计:弱化剪力墙和连梁刚度,控制墙肢长度:墙厚=10∶1左右,把长剪力墙开洞(结构洞或门窗洞)成联肢墙,洞顶设置跨高比≥5的弱连梁,结构洞及窗台用砌块填砌。弱化后的剪力墙和连梁具有较轻的自重、更大的延性和抗震耗能能力,钢筋用量也较小。根据多年设计经验,建筑物高度80m以下时剪力墙面积占标准层面积的3.5%～7%时较合理,让最大层间位移角接近规范限制,太大或者太小时,或者是剪力墙布置不合理,或者工程造价太高。随着建筑物高度增加,该比值相应增大。剪力墙布置合理时,各剪力墙轴压比相差不大,且都小于规范要求,剪力墙一般是构造配筋,一般采用12或14直径钢筋即可满足要求,可明显减少剪力墙用钢量。
4.2为进一步减少工程造价,采取减轻填充墙荷载,用新三级钢筋,板采用分离式配筋,选用直径较小的通长筋及减少次要构件钢筋用量等优化设计措施。
表1结构计算结果
五、结构计算结果分析
通过相同户型不同高度计算分析,在满足相应规范的前提下,得出了竖向构件面积占标准层面积的比值,见表1,其中7#、8#楼该比值偏大,剪力墙一般需要300mm和350mm才可以满足规范的基本计算要求。
经过比较,7#、8#楼户型最不经济合理,4#、5#楼户型次之,16#、17#户型最经济合理,分析原因,主要是7#、8#楼户型高宽比太大,远远超过了规范的数值,经过与业主协商,7#、8#楼决定另选户型。
由于户型的需要,塔楼的高宽比一般都较大,通过对本项目中4#、5#楼不同高宽比的计算分析,在竖向构件面积占标准层面积合适的比值范围内,高宽比在8左右时,竖向构件在200mm或者240mm宽度就基本可以满足计算要求。
经与业主协商调整后确定户型和塔楼高度,周围梁高为240mm×470mm,内部梁高200(240)mm×400mm, 4#、5#楼未注明板厚均为120mm,7#、8#、9#楼未注明板厚为100mm。应业主要求,主卧内卫生间120mm厚墙下做暗梁处理,标准层剪力墙均为240mm厚。经优化各塔楼用钢量在60～65kg/m2和混凝土量,具体见表2。
表2 各塔楼的用钢量与混凝土量
六、结语
通过对上述工程实例的分析,得出以下结论:
(1)建筑户型的选择非常重要,户型尽量简单规则,户型的选择直接关系到结构体系的复杂程度,和工程造价存在着直接的关系。
(2)概念设计对于高层和超高层结构方案的合理、经济即有效选取非常重要,不能仅仅考虑结构设计的合理性,而且还能考虑到建筑的适用功能、进而满足建筑的安全性、适用性和耐久性的要求。
(3)超高层住宅一般采用框架剪力墙结构体系和纯剪力墙结构体系,剪力墙应遵循对称、均匀、周边、拐角等原则进行合理布置。剪力墙和连梁应进行优化设计,剪力墙尽量不要采用短肢剪力墙,剪力墙的墙肢长度与墙厚之比大于8,当墙肢长度过大时,应中间开洞,设置为弱连梁(跨高比不小于5的连梁)。延性剪力墙结构体系具有更轻的自重、更好的延性和更强的抗震耗能能力;剪力墙布置要合理,高度80m左右的高层,竖向构件面积占标准层面积的最佳比例为5.0%左右,高度100m左右超高层住宅的最佳比例为6%～8%,随着高度不断增加的最佳延性设计较短肢墙有更好的经济效益。
(4)结构设计中,对不规则部位,特别是结构的薄弱部位,应通过计算、分析进行准确判定,并加以可靠的加强措施。
参考文献：
[1]JGJ3-2010,高层建筑结构混凝土技术规程[S]
关键词：住宅建筑；设计依据；电气设计；节能环保
中图分类号：TE08文献标识码： A
随着我国社会经济的发展，城市住宅小区建筑逐渐从多层住宅向高层住宅发展转变，高层住宅在现代城市住宅建筑中所占的比例逐渐增大。再加上，由于人民生活水平不断提高，家用电器越来越多，使住宅电气设计由原来的纯照明向多功能的方向发展。因此，现代住宅楼建筑电气设计显得尤为重要，其科学合理与否直接影响着居民电气供应的质量，且是保证居民生产生活和学习的关键。本文结合近年来的一些工作实例对现代住宅建筑电气设计的主要内容、出现的一些问题及能源节约方面作一些探讨，报道如下。
1、现代住宅建筑电气设计依据
根据GB50045-1995(2005)《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称为“高规”）第3.0.1条规定，高层住宅楼是指十层及十层以上的住宅建筑。分为超高层住宅（100米以上或35层以上住宅），一类高层住宅（十九层及以上三十四层以下或50米以上100米以下商住楼）；二类高层住宅（十至十八层为二类高层住宅）。
现代住宅建筑是有着住宅性质的高层建筑。在电气设计中首先应遵守国家的一系列规范（GB50045-2005《高层建筑防火规范》、GB50368-2005《住宅建筑规范》和GB50096-2011《住宅设计规范》、JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》和《建筑物防雷规范》等）。此外，涉及到照明方面应遵守GB50034-2004《建筑照明设计标准》，涉及到火灾自动报警系统时应遵守GB50116-1998《火灾自动报警系统设计规范》等。
2、现代住宅建筑电气设计内容分析
2.1 负荷分类
高层住宅建筑中消防泵、喷淋泵、防排烟风机、消防控制室电源等消防负荷超高层或一类高层为一级负荷，二类高层为二级负荷，另外潜污泵、普通客梯、生活泵等重要负荷虽然不是消防负荷但也根据高层以住宅分类超高层或一类高层此类负荷为一级负荷，二类高层此类负荷为二级负荷，其余的住宅内普通照明、地下室一般照明（非应急和备用照明）住宅内家用电器等用电均为三级负荷。
2.2负荷的计算
电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备及设备的安全可靠与经济运行均起决定性作用。现代住宅建筑由于层数较多，高度较高，因此在电力负荷计算方面对于整个建筑设备和配电方式的选择及后期使用的安全性都是非常重要的，住宅建筑的负荷计算，方案设计阶段可采用单位指标法和单位面积负荷密度法；初步设计及施工图设计阶段，采用单位指标法与需要系数法相结合的算法。其中高层住宅地下室除考虑照明用电外另预留一定动力和插座用电，地下室负荷一般按单位面积法进行计算，住宅用电60平方以下（含60平方）每户考虑3KW,60平方至90平方（含90平方）每户考虑4KW,90平方至150平方每户考虑6KW,超过150平方的超出面积可按40W每平方至50W每平方计算。一栋高层住宅用电负荷按各类负荷考虑各自负荷性质的需要系数后求和，再考虑一定的同时系数后计算而得。
2.3供电电源
高层住宅的供电电源应按住宅建筑的负荷性质、用电容量、发展规划以及当地供电条件等进行合理设计和考虑。
为了保证供电可靠性，一类高层住宅的一类负荷至少应有两个独立电源，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。二类负荷的供电系统，最好由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6路kV及以上专用的架空线路供电，在实际设计过程中我们经常无法从市电取得两路独立电源，就常常考虑设置自备电源，自备电源有柴油发电组及EPS电池等方式，我们较常采用的是自备柴油发电机组做为一、二类高层建筑一类级负荷的第二电源，机组应处于常备启动状态。一类高层建筑及火灾自动报警系统保护对象分级为一级的建筑物的发电机组，应设有自动启动装置，当市电中断时，机组应立即启动，并应在30s内供电。当采用自动启动有困难时，二类高层建筑及二级保护对象建筑物的发电机组，可采用手动启动装置。
2.4高层住宅配电方式
住宅建筑低压配电系统的设计应根据住宅建筑的类别、规模、供电负荷等级、电价计量分类、物业管理及可发展性等因素综合确定。
对于消防泵、喷洒泵、防排烟风机等负荷采用放射式配电，两路电源引至各消防设备末端进行切换；除消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等消防设备外，各防火分区的消防用电设备，由消防电源中的双电源或双回线路电源供电，末端配电箱设置双电源自动切换装置，该箱安装于所在防火分区内；由末端配电箱配出引至相应设备，采用放射式供电。对于作用相同、性质相同且容量较小的消防设备，可视为一组设备并采用一个分支回路供电。每个分支回路所供设备不超过5台，总计容量不宜超过10kW。
高层住宅住户用电采用树干式与放射式相结合的配电方式，各层电表箱树干式引自配电干线再放射式引至各住宅户内。
2.5高层住宅应急照明及供电要求
高层住宅火灾应急照明应包括备用照明、疏散照明两种，供消防作业及救援人员继续工作的场所如消防泵房、防排烟机房等处设置备用照明；供人员疏散，并为消防人员撤离火灾现场的场所如楼梯间、门厅等处设置疏散指示标志灯和疏散通道照明。
高层住宅的疏散楼梯间、长度超过20m的内走道、消防电梯间及其前室、合用前室设置疏散照明，二类高层居住建筑的疏散楼梯间可不设疏散指示标志。
应急照明中的疏散照明持续供电时间不应低于30分钟，一般疏散区域的疏散照明照度不低于0.5LX，竖向疏散及人员密集场所的疏散照明照度不低于5LX;航空疏散场所，避难疏散区域的备用照明的持续供电时间不低于60分钟，照明不低于正常照明照度;配电房、水泵房等火灾时需继续坚持工作的场所备用照明的持续供电时间不低于180分钟，备用照明照度不低于正常照度水平。
当建筑物消防用电负荷为一级，采用交流电源供电时，由主电源和应急电源提供双电源，并以树干式或放射式供电。按防火分区设置末端双电源自动切换应急照明配电箱，提供该分区内的备用照明和疏散照明电源。
当采用集中蓄电池或灯具内附电池组时，由双电源中的应急电源提供专用回路采用树干式供电，并按防火分区设置应急照明配电箱。消防用电负荷为二级并采用交流电源供电时，采用双回线路树干式供电，并按防火分区设置自动切换应急照明配电箱。采用集中蓄电池或灯具内附电池组时，由单回线路树干式供电，并按防火分区设置应急照明配电箱。
2.6 电缆选择与敷设。
超高层住宅的，其消防设备供电干线及分支干线，应采用矿物绝缘电缆；
一类高层住宅，其消防设备供电干线及分支干线，采用矿物绝缘电缆；当线路的敷设保护措施符合防火要求时，也采用有机绝缘耐火类电缆。
二类高层住宅，消防设备供电干线及分支干线，采用有机绝缘耐火类电缆。
超高层住宅及一类高层住宅采用矿物绝缘电缆时，采用明敷设或在吊顶内敷设；当采用难燃型电缆或有机绝缘耐火电缆时，在电气竖井内或电缆沟内敷设时可不穿导管保护，但应采取与非消防用电电缆隔离措施；当采用有机绝缘耐火电缆为消防设备供电的线路，采用明敷设、吊顶内敷设或架空地板内敷设时，应穿金属导管或封闭式金属线槽保护；所穿金属导管或封闭式金属线槽应采取涂防火涂料等防火保护措施；线路暗敷设时，应穿金属导管或难燃型刚性塑料导管保护，并应敷设在不燃烧结构内，保护层厚度不应小于30mm；
消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及应急广播等线路暗敷设时，采用穿导管保护，并暗敷在不燃烧体结构内，其保护层厚度不小于30mm；当明敷时，穿金属导管或封闭式金属线槽保护，并应在金属导管或金属线槽上采取防火保护措施；采用绝缘和护套为难燃性材料的电缆，不穿金属导管保护，但应敷设在电缆竖井内；
2.6火灾报警系统设计
高层火灾自动报警系统的设计，应根据保护对象的特点，做到安全适用、技术先进、经济合理、管理维护方便。
高层住宅的火灾报警系统尚应根据火灾的扑救难度、火灾的危险性分为特级、一级、二级保护等级。
建筑高度超过100米或层数超35层的高层住宅的火灾报警系统应按特级保护对象考虑，一类高层住宅的火灾报警系统按一级保护对象考虑，二类高层住宅的火灾报警系统按二级保护对象考虑。
高层住宅级保护对象的火灾报警系统形式应采用控制中心报警系统，一级保护对象的火灾报警形式采用集中报警系统，二级保护对象的火灾报警形式采用集中报警系统或区域报警系统。
高层住宅的地下停车库选用感温探测器，商业、电梯前室等处选择感烟探测器，配电房、风机房等处选择感烟探测器，柴油机房采用烟温同感的探测器，电气竖井，电缆隧道等处选择线型定温探测器。
通过合理科学的火灾报警系统的设计可更早的发现火灾隐患，采取合理的处理和消防灭火措施以达到防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全的目的。
2.7防雷与接地设计
高层住宅应根据建筑物高度、体型及所处区域的雷爆情况综合计算年雷击次数,根据年雷击次数把高层住宅防雷等级分为二类防雷建筑物和三类防雷建筑物，年预计雷击次数N>0.25次/a的住宅按二类防雷建筑物考虑，预计雷击次数0.25次/a≥N≥0.05次/a的住宅按三类防雷建筑物考虑。
二类防雷建筑物外部防雷的措施，采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆，也采用由接闪网、接闪带或接闪杆混合组成的接闪器。接闪网、接闪带应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格。
第三类防雷建筑物外部防雷的措施采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆，也可采用由接闪网、接闪带或接闪杆混合组成的接闪器。接闪网、接闪带沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并在整个屋面组成不大于 20m×20m或 24m×16m的网格。
3、节能设计
现代高层住宅建筑的大发展也伴随着能源的浪费和消耗，所以高层住宅建筑的节能显得至关重要，它直接关系到国家的能源供应，经济浪费和环境保护，对于高层住宅建筑的节能主要采取以下几方面的措施：
采用能耗低的变压器、电气设备和用电设备。
采用设备就地补偿与变配电所集中补偿相结合的补偿方式以达到更低的无功功率损耗。
住宅建筑的门厅、前室、公共走道、楼梯间等设人工照明及节能控制。除电梯前室外的其它公共区域设置声光控制开关控制。
采用节能LED照明灯具及带节能型电子镇流设备荧光照明灯具等节能型灯具。
4、高层住宅电气设计中尚应注意的问题
4.1双电源末端切换应注意以下问题。
消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等的两个供电回路，应在最末一级配电箱处自动切换；除消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等消防设备外，各防火分区的消防用电设备，可由消防电源中的双电源或双回线路电源供电，末端配电箱设置双电源自动切换装置，该箱安装于所在防火分区内。
4.2火灾报警系统线路选择与敷设应注意以下问题
（1）横向敷设的火灾自动报警系统传输线路如采用穿导管布线时，不同防火分区的线路不应穿人同一根导管内；探测器报警线路采用总线制布设时不受此限；
（2） 火灾自动报警系统用的电缆竖井，宜与电力、照明用的电缆竖井分别设置；当受条件限制必须合用时，两类电缆宜分别布置在竖井的两侧。
（3）火灾广播线路与火灾报警控制总线不应敷设在同一线槽或桥架内。
4.3树干式配电，在树干分支处应注意以下问题。
在树干分支处（回路导体载流量减小处）。应加设短路保护，当短路保护设备不能设置在回路导体载流量减小的地方时，应采用下列措施：
（1）短路保护电器至回路导体载流量减小处的这一段线路长度，不应超过3m；
（2） 应采取将该段线路的短路危险减至最小的措施；
（3）该段线路不应靠近可燃物。
5.结束语
由于现代住宅建筑的特殊性，使得其电气设计越加复杂，存在着一些争议及问题。然而，住宅建筑电气设计的好坏直接关系到居民的切身利益，科学合理的住宅建筑电气设计有利于保证居民的生命和财产安全、节约能源、环境保护等。因此，相关工作者应努力探索，积极创新，提高建筑电气设计的社会效益和经济效益。
参考文献:
[1]JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》
[2]JGJ242-2011《住宅建筑电气设计规范》
[3]GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》
[4]GB50116-1998《火灾自动报警系统设计规范》
[5]戴瑜兴,黄铁兵.《民用建筑电气设计数据手册》[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
关键词：超高层住宅；消防设计 ；避难层设计
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。
结语：
关键词：建筑 防火设计 问题
0引言
建筑性能化防火设计是指针对特定建筑物的消防安全目标，综合考虑其使用功能、建筑构造、火灾荷载、环境条件等相关因素，运用消防安全工程学的原理和方法，采取计算机模拟或数理推算的方法，提出具体防火设计方案，并对设计方案进行消防安全评估，实现消防安全与投资效益高度统一的设计方法。性能化设计方法作为当前建筑防火领域最为先进的技术之一，有其优点，也有其弱点，在应用过程中应处理好相关的关系。
1住宅的消防设计
按层数的不同，住宅可以分为多层住宅、高层住宅。多层住宅为 9 层及 9 层以下的住宅；高层住宅指10 层及 10 层以上的住宅（ 均包括底层设置商业服务网点的住宅） 。按组合方式的不同，住宅可以分为单元式住宅、通廊式住宅、塔式住宅等。按平面结构的不同，住宅可以分为塔式住宅和板式住宅。
1.1塔式住宅塔式住宅是指以疏散楼梯为中心，向各个方向布置住户，将多套住房组成一个单元式平面，且每套进户门至楼梯间门或前室门的距离不超过 10 m。其主要特点是疏散路线较为简捷。
1.2单元式住宅和“塔 + 塔”的住宅形式单元式住宅是最常用的一种住宅建筑形式。这类住宅每层楼面只有一个楼梯，住户由楼梯平台直接进入分户门，一般每层安排 2-4户，每个楼梯的控制面积称为一个“居住单元”。一个单元独立建造的住宅，由于没有相邻单元，不可能通过屋顶使相邻单元之间连通，所以应当按塔式住宅的防火设计要求进行设计.“塔 + 塔”（ 即“手拉手”） 的住宅组成形式不可视为连续单元式住宅。但是 18 层及 18 层以下，当每层不超过8 户，建筑面积不超过650 m2，且设有一座通向屋顶的防烟楼梯间和消防电梯时，如果塔与塔之间通过屋顶连通，这样组成的“塔与塔”住宅形式，可以按照单元式住宅的防火设计要求设计。
1.3通廊式住宅和非住宅类居住建筑
通廊式住宅指的是由共用楼梯或楼梯与电梯通过内、外廊进入各套住房，且至少有一套住房的进户门至楼梯间门或前室门的距离超过 10 m（ 高层） 或15 m（ 多层） 的住宅。非住宅类居住建筑是指公寓、宿舍等。现在通廊式住宅形式已经很少了，而非住宅类居住建筑形式越来越多。应当注意的是：通廊式住宅其设置楼梯间的数量不应少于 2 个，并且当建筑层数超过 2 层时应设封闭楼梯间，12 层及以上的通廊式住宅应设防烟楼梯间，而通廊式非住宅类居住建筑的安全出口不应少于 2 个，可设置 1 个疏散楼梯，各房间疏散门的数量与公共建筑的要求相同； 单身公寓、商务公寓、酒店公寓、公寓式住宅等严格来说已经超出居住建筑的范畴，应按公共建筑进行消防设计。一、普通建筑的防火问题普通建筑中主要的问题存在于一些大空间建筑的防火设计。
2大空间建筑的火灾特性
由于建筑结构上的特殊性和使用方面的复杂性，大空间建筑的火灾预防与普通建筑有着明显的区别， 主要表现在以下几个方面：（1）不易进行防火分隔；（2）普通火灾探测技术无法及时发现火灾；（3）常用的自动喷水灭火装置不能有效发挥作用；（4）人员的安全疏散相当困难。由于以上火灾特性，致使大空间建筑的防火与普通建筑防火相比存在更多难点，更应引起足够的重视和开展研究。
2.1大空间建筑防火分区的划分
防止火势的迅速扩散，应对大空间进行合理的防火分区。把建筑物的火势控制在一定区域内，防止火势在水平或垂直方向蔓延是非常重要的。现行消防技术规范防火分区划分，主要分为水平划分和竖向划分两种方式。防火分隔有三种形式：防火墙、防火卷帘和防火水幕。如果采用防火墙作为防火分隔，影响商场的平面效果，也不便于经营；而如果使用水幕，喷水强度2L/sm，持续喷水时间按3h计算，则用水量太大。因此，商场大多采用的是防火卷帘的方式做为防火分隔。
2.2防火卷帘的设置
（1）大空间建筑在中庭部位设置防火卷帘。此处应在防火卷帘两侧设置手控按钮，且应采用具有安全疏散小门的防火卷帘门，卷帘的疏散小门应设置发光标识， 更有利于紧急情况下安全疏散。（2）大空间建筑在疏散通道上设置防火卷帘。地下大型商、市场，因防火分区面积的限制，大量使用防火卷帘做防火分隔，部分防火卷帘设置在疏散通道上，疏散通道上宜设置常开防火门做防火分隔，在此位置设置常开防火门比设置防火卷帘更合理，火灾状态下安全疏散可靠性更强。（3）消防电梯前室设置防火卷帘。
3建筑性能化防火设计的弱点
3.1局限性
一方面，性能化设计与评估是针对特殊建筑工程，其解决的主要问题是建筑的防火分区、安全疏散、烟气控制、消防设施配置和建筑结构防护等，而不是适用任何建筑、解决所有问题。另一方面，经过性能化设计的建筑，一旦日后改变用途，需要进行重新设计，这就是性能化设计的局限性。
3.2复杂性
性能化设计需要有大量实验数据以及专门的设计与评估工具作支撑，设计程序相对于处方式设计来说要复杂的多。目前我国的基础试验数据比较零散，数量也不丰富，还没有开发出完整的大型工程应用程序，已开发的计算机软件绝大部分尚未经过大量实际工程和火灾试验的验证，还存在不完善的地方，这些都可能影响到设计方案的优化和计算的准确性。
3.3难度性
性能化设计与评估是一门新兴的技术，涉及火灾科学、数理统计、火灾动力学、计算机技术、人在火灾中的行为与心理等多门学科的知识，加之性能化设计的要求又具有很大的弹性，因此性能化设计与评估较处方式设计难度大的多，需要从业人员具备扎实的基础理论知识和丰富的实际工程经验，要求设计人员经过专门的严格训练，具备专门的知识和高尚的职业道德。
3.4耗时性
性能化设计与评估的复杂性、难度性，加之性能化设计确定的目标需要业主、设计人员与有关政府行政主管部门反复商研，因此，对同一建筑工程项目，性能化设计所需的时间较处方式设计要多。也可以说，性能化设计的产品是业主、设计人员和行政主管人员共同智慧的结晶，或是说是多方反复协商、妥协的产物。
4总结
住宅建筑防火设计中，应正确区分住宅类型，结合其使用性质、层数、总高度，有针对性地采取防火技术措施，只有这样才能减少住宅火灾事故的发生，保障国家建设和人民生民财产的安全。
参考文献：
[1] 仝艳时，曲毅.建筑防火构造分析[J].科技创新导报，2009.27
关键词:通廊式高层住宅:消防疏散
中图分类号:TU241,8
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2010)07-0189-02
1 定义
在《住宅设计规范》中,对通廊式高层住宅的定义是“由公用楼梯、电梯通过内、外走廊进入各套住房的高层住宅。”
江苏省的标准、规范里,没有对通廊式高层住宅的定义。
2 设计探讨
现设计有一栋33层高层住宅,拟建设地点为江苏省无锡市。每层为9户设计,每户均为跃层,标准层平面详下图(图1,图2):
疏散设计问题1:本建筑的性质是塔式高层住宅还是通廊式高层住宅?
在《住宅设计规范》中,对塔式高层住宅的定义是“由公用楼梯、电梯为核心布置多套住房的高层住宅。”
塔式高层住宅,涉及到户数时,均按“每层不超8户,建筑面积不超过650m2,限制。如《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)中规定:“十八层及十八层以下,每层不超过8户,建筑面积不超过650m2,且设有一座防烟楼梯间和消防电梯的塔式住宅”可设置一个安全出口。《江苏省住宅设计标准》(以下简称《江苏省规》)中,“10层至18层的塔式住宅每层不超过8户,建筑面积不超过650m2’,且每套户门至安全出口的距离不应大于10.00m,应设一座通向屋顶的防烟楼梯间。
本栋建筑每层9户,虽然每户为上下跃层的两层空间,每2层是9户住户,由于每户跃层所在的搂层,住户没有向公共部位开门,因此我们认为,不符合塔式高层住宅的相关规定,只能按通廊式高层住宅设计。
疏散设计问题2:楼梯间的设置:可否设置剪刀楼梯间?
在《住宅建筑规范》规定,住宅的耐火性能,疏散条件和消防设施的设置应满足防火安全要求,并提出楼梯间的形式应根据建筑形式等因素确定。
在《高规》中规定,高层建筑每个防火分区的安全出口不应少于两个;塔式高层建筑,两座疏散楼梯宜独立设置,当确有困难时,可设置剪刀楼梯间。在《省规》中规定,塔式高层住宅宜设置两座独立疏散楼梯,当确有困难时,可设置剪刀楼梯间。但均没有规定,通廊式高层建筑能否设置剪刀楼梯间?《高规》的条文解释中讲,通廊式住宅平面布置与一般内走道两边布置房间的办公楼相似,横向单元分割墙少,不如单元式住宅那样能有效阻止、控制火势蔓延。火灾范围大,不利于安全疏散,因此对通廊式住宅的要求严于单元式住宅。
通廊式建筑的楼梯间设置要求要比塔式住宅、单元式住宅严格,则通廊式建筑一般情况下均应设置独立的疏散楼梯。但是作为商品住宅,为减少公共面积,增加户型的得房率,需要尽量减少公摊面积,因此,我们认为,在满足户内最远点到户门的疏散距离以及户门到安全出口的疏散距离的前提下,可以设置剪刀楼梯间,按两个安全出口考虑。
疏散设计问题3:户门到安全出口的距离和户内最远点到户门的距离
在《高规》中,住宅户门到最近的外部出口或楼梯间的最大距离,按位于袋形走道两侧或尽端的房间考虑,疏散距离不超过20m。对于房间内最远点至房间门的直线距离,规定“其他房间”不宜超过15m。《住宅建筑规范》和《住宅设计规范》中没有对安全距离的相关条文。《江苏省规》中住宅中跃层套房所跨越的楼层不宜超过两层,每套户室从最远一点算起(套内楼梯的一段距离按其水平投影长度的1.5倍计算)到户门的距离不应超过20m。当超过20m时,跃层楼面应开设通向公共走道的门。
针对本栋建筑,我们理解,因为住宅规范和江苏省规范均没有住宅户门到最近的外部出口或楼梯间的最大距离的相关规定,则本栋建筑应按《高规》中的规定执行,即户门到最近的楼梯间的最大距离不超过20m。而对于户内的疏散距离,因《高规》条文解释中对“其他房间”定义为“面积较小的一般房间”,而《江苏省规》中有住宅每套户室的明确的规定,应按《江苏省规》执行,即每套户室从最远一点算起(套内楼梯的一段距离按其水平投影长度的1.5倍计算)到户门的距离按20m控制
本栋建筑每套户室均设有人户花园,户门是按入户花园的门还是进入住户内部的防盗门,我们按进入住户内部的防盗门考虑,同时进行双控制,及户内20m内部疏散距离和户外20m的公共疏散距离,合计控制为40m,即从房间内最远点至最近的楼梯间的最大距离不超过40m(套内楼梯的一段距离按其水平投影长度的1.5倍计算)
疏散设计问题4:核心筒的开窗通风设计
在《江苏省规》中,剪刀楼梯间的两座楼梯分别设加压送风系统的条件下允许设置一个前室,同时可以设置剪刀楼梯间与消防电梯合用前室,但合用前室应直接对外采光通风,可开启外窗面积不小于3m2。
在本栋建筑住户入户层的核心筒中,如果设置“三合一”前室,对剪刀楼梯间分别加压送风,需要设置2个风井,但同时合用前室外窗开启面积需满足3m2,本建筑合用前室平面布置中,一侧设计有消防管和消防箱,无法开窗,另一侧外窗平面尺寸限制,无法满足外窗开启面积3m2的要求,此路不通。于是我们对剪刀楼梯间分别做前室,设置防烟楼梯间前室和防烟楼梯问与消防电梯合用前室。防烟楼梯间前室外窗可满足开启面积2m。。而对于防烟楼梯间与消防电梯合用前室,我们设计风井,进行加压送风,满足了合用前室的消防要求
而在住户跃层的核心筒中,住户不在公共楼层开门,核心筒可以封闭不进入,也可以减少公摊面积但是因中间户型只有一个卫生间,必须做明卫,向核心筒部位开窗,同时为了避免后期住户入住后,将公共部位化为私人空间,剪刀楼梯间还是均在公共部位开门,从而形成了开敞前室和合用前室的核心筒设计。
疏散设计问题5:建筑一层的疏散设计
本栋建筑的一层设计有配套公建的裙房,地下室设计为人防车库。因人防需要,地下室部分需要2部楼梯,加上地上的2部楼梯,一层的剪刀楼梯间需考虑4部楼梯的疏散问题。
在《高规》中规定,“地下室的楼梯间,在首层应采用耐火极限不低于2h的隔墙与其他部位隔开并应直通室外,当必须在隔墙上开门时,应采用不低于乙级的防火门。”“地下室与地上层不应共用楼梯间,当必须共用楼梯间时,应在首层与地下的出入口处,设置耐火极限不低于2h的隔墙与乙级防火门隔开,并应有明显标志。”
地下室的疏散设计中,其中1部楼梯疏散到一层,我们将大堂的一部分用防火墙分隔出来,作为疏散通道,直接通向室外。另1部楼梯疏散到一层,通过扩大的防烟前室,通向室外:同时满足《住宅建筑规范》中楼梯间的首层对外出口应设置在距离楼梯间不超过15m处的规定。
地上的剪刀楼梯间疏散到一层,其中1部剪刀楼梯,通过扩大的防烟前室,通向室外。而另一部剪刀楼梯间疏散到一层,需通过合用前室、扩大前室,在距离楼梯间不超过15m处疏散到室外,楼梯间及前室的门均为乙级防火门,扩大前室的两个出口安全距离满足5m・针对本楼梯的疏散,本人还是存在很多疑问,如果这部楼梯在合用前室能直接通向室外而不是再通过另一个扩大的前室,规范上可能更合理一些,但因为平面布局的限制,只能借用另一个扩大前室的疏散口通向室外。
关键词: 建筑设计存在的问题解决措施
Abstract: according to the level of work experience, according to the modern residential building design of the problems are analyzed, and the corresponding solutions.
Keywords: architectural design solutions to the problems
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
一、概述
随着经济社会的快速发展及人民群众生活水平的不断提高，各类高层建筑拔地而起，建筑高度的不断增加、风格的变化多样，给建筑设计提出了新的课题和挑战。为切实解决好高层建筑相关问题，本人通过日常工作中的总结和对规范的理解提出了自己的见解，供大家参考。
二、存在的问题和解决措施
1.明确建筑物的性质
建筑物的定性一旦错误,那后面的设计肯定就一错百错。设计一开始时,要把握好以下几点:
(1)非营业性的公寓、宿舍和为住宅服务的管理办公服务用房、娱乐休闲用房等内容的建筑均可定为居住建筑。当层数为9层以下(含9层)时,无论高度是否超过24m,均为多层建筑。
(2)建筑底部超过1层为公共建筑(性质单一)，上部为居住建筑时,尚未明确归属,暂按商住楼性质判定;底层商业服务用房2层以上如设有与上下层无关的其他公共建筑时,应定为综合楼。无论几层,只要高度超过24m,均为高层建筑。
(3)建筑高度超过50m或24m以上任1层建筑面积超过1500 m2的商住楼为一类高层,其它为二类高层。
注:上述建筑高度的计算:应从室外地面算至屋面面层(建筑构造层完后的表面)。
2.住户入口层楼面距室外地面的高度超过16m以上的住宅,必须设置电梯.对于这个问题,有些设计者最容易忽略,因为许多老的住宅小区往往盖到7层,甚至8层都没有设电梯,这是不合规范的,也没有充分体现“以人为本”的精神。对此,应把握好主要的一点:高度计算时,应加上室内外高差,从室外地坪算起,尤其要注意坡地建筑,是就低不就高,如图1所示,有2个单元符合要求,第3单元从室外至5层入户门则超过了16m。
3.住宅建筑上下相邻套房开口部位，多层应设置高度不低于0. 8m的窗坎墙,高层住宅要设置不低于1.2m的窗坎墙。现在许多住宅为了房间的敞亮和立面造型的需要,往往设计成落地窗、低窗台和凸窗,或者是下层是阳台,上层阳台和下层错开,又是落地窗的情况,很容易造成窗坎墙的高度不满足上述要求,尤以高层住宅为主,且容易被忽略,。遇到这种情况时,有3种处理手法:①不满足高度的下部窗户采用固定防火窗;②如果房间的功能允许,提高上层窗户的窗台高度;③下部窗户的窗顶梁下吊板,减小窗户高度。需要特别说明的是:如果上、下层为跃层,同属一户,则不受此条的限制。
4.楼梯间窗口与套房窗口最近边缘之间的水平间距不应小于1. 0m楼梯间作为人员疏散的通道,保证其免受火灾烟气的影响十分重要。在设计上,特别要注意转角户型的处理。
5.高层单元式住宅，单元之间窗口与窗口最近边缘之间的水平距离应不小于2. 0m,户与户之间不小于1.2m,这是小于或等于18层的高层单元式住宅设置一部疏散楼梯的条件之一,也是设计人员容易忽略的问题之一。条式住宅的中间单元相连处一般是挖1条凹槽,让布置于此的卫生间借此通风采光,为了满足此条规范的要求,现在常见的处理手法是:①在2个单元之间加1面防火墙,如图2所示,但这种做法是否可行,还有待消防部门的认可;②卫生间的窗设计为固定乙级防火窗,里面增加通风竖井。
6.防火分区
一般来说,住宅防火分区不太容易违规,因为住宅每层的面积不会太大,但也许正是这样,此类问题常被忽视,特别要注意有跃层式套型时,要上、下层叠加计算面积。一个防火分区的最大面积是:多层2500m2,一类高层1000m2,二类高层1500m2,设有自动灭火系统时增加1倍。大底盘多塔楼的商住楼,塔楼间距符合规范规定的防火间距时,可分别计算面积。当一层平面中有2个或2个以上防火分区时,应绘制防火分隔及各防火分区面积指标简图,以方便消防审查。
7.疏散宽度、距离及其他要求
这是设计的重点,也是相关部门审核中容易出现问题的地方,归纳起来,主要有以下几点:
(1)疏散宽度:规范所要求的宽度均为净宽,是扣除了装修宽度和栏杆等构件的尺寸后的净尺寸,设计时,不应把标注尺寸当作实际尺寸,应略有富余。
(2)疏散距离:要牢记跃廊式住宅的安全疏散距离的计算,应从户门算至房间内最远一点,户内楼梯的计算,《高规》要求按其1. 5倍水平投影计算,而《多规》则要求按其楼梯总长度的水平投影计算。工作中,要根据实际工程情况按不同的规范执行。
(3)需设2个出口的情况:单元任一层建筑面积大于650m2,或任一住户的户门至安全出口的距离大于15m(10层以下)、10m (10~18层)时,和超过19层时,要求每层安全出口不应少于2个;高层塔式住宅一般采用两部剪刀楼梯,共用前室,但当楼梯下到底层时,也应该有两个独立的安全出口。2个出口的间距不应小于5m,这点实施起来有一定的难度,但还是应该满足规范要求。
(4)当地下、地上共用楼梯间时,在首层采用耐火极限不低于2h的不燃烧墙体隔开,一般的设计者都会注意到这一点,而忽略了 “直通室外”这一要点,这几乎是审图公司提得最多的问题之一。
(5)楼梯间“宜”通至屋顶,到达共用屋面,对于这一条,规范为“宜”,但又是强条,相关部门的解释是规范有误,“宜”应该为 “应”。设计时,各单元楼梯间均应出到屋面,并且连通。对于坡屋面,可以在不破坏立面的情况下局部设计为平屋面,保证楼梯间的连通。
8.封闭楼梯间和消防电梯的设置
(1)超过2层的通廊式居住建筑要设封闭楼梯间,内廊是肯定要设的,按规范要求外廊也要设,但是意义不大,因为外廊本身就是敞开的,具体要跟当地消防部门沟通;当电梯井和楼梯间相邻布置时,也要设置封闭楼梯间。以上两种情况当户门为乙级防火门时,可不设封闭楼梯间,如果套数较多时,还是设封闭楼梯间安全、经济一些,也容易实施。
(2)除通廊式外其他形式的居住建筑层数超过6层或者任一层面积超过500?时,应设置封闭楼梯,当户门为乙级防火门时,可不设封闭楼梯间。层数上一般会注意,但总是容易忽略面积,实际工作中应特别注意这一点。需要说明的是:上述居住建筑不仅仅指套型住宅,还包括宿舍、单身公寓等以居住为主的建筑。
(3)塔式住宅、12层及12层以上的单元式和通廊式住宅,需设消防电梯。当遇到11层跃12层时;或是建筑只有11层,但底层层高太高(如达到4. 5m,应折算为2层)时,也应该算作12层,按规范要求设置消防电梯。3其他需要注意的事项需要注意的事项还很多,限于篇幅的原因,在此就不详细叙述,只是简要地列举出来,希望设计时严格执行规范,并灵活应用于实际工作中。
三、结语
购物车(0)