商业高层建筑定义范文
时间:2023-12-15 17:30:19
导语:如何才能写好一篇商业高层建筑定义,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公文云整理的十篇范文,供你借鉴。

篇1
【关键词】 高层商住楼 消防设计 常见问题
近些年来,随着社会经济的不断进步,城市化进程在逐步的加快,出现了大量的高层建筑,因为高层商住楼有效结合了商业和居住的需求,因此,得到了较为广泛的应用。通过调查研究发现,目前仅仅在《高层民用建筑设计防火规范》中规定了本类建筑的消防设计,但是没有明确界定商住楼、综合楼以及带有商业服务网点的住宅楼等,这样很多工程设计人员就会对高层商住楼消防设计标准故意降低,影响到高层商住楼的安全性。
1 与商住楼相关术语的定义解释
一是商住楼:指的是高层建筑,主要包括住宅和底部商业营业厅。
二是商业服务网点:居住建筑,但是有百货店、邮政所、理发店以及粮店等小型营业性用房设置于首层或者首层及二层,这种用房建筑面积在300m2以内,需要将耐火极限在1.50h以上的楼板以及耐火极限在2.00h以上的隔墙,并且隔墙没有门窗洞口,以便来有效分割居住部分和其他用房,要独立设置它的安全出口、疏散楼梯以及居住部分的安全出口和疏散楼梯。
三是综合楼:指的是公共建筑,楼层有两种或者两种以上的用途。因此我们可以得知,商住楼从属于综合楼。如果按照综合楼的防火要求来处理商住楼,就会过于严格,因此,在相应的规定中,就划分出来了这类型是的综合楼,商住楼的防火要求要小于综合楼的公共建筑。
2 高层商住楼消防设计中的常见问题
通过研究发现,在我国相关规范中,并没有在安全疏散以及楼梯间设计方面具体规定商住楼行业营业厅和住宅部分,设计人员在设计的过程中,只能够依据现有规定来进行,因为设计过程中存在着较大的主观性,那么就容易出现很多的问题;如在设计过程中,对消防标准进行降低,这样就留下了安全隐患。另外是对消防设计标准进行过分提升,虽然消防设计的安全可靠性得到了保证,但是经济合理要求却无法实现。
一是高层商住楼安全疏散设计问题:通过调查研究我们可以得知,一般情况下,主要有两种形式的商住楼住宅疏散楼梯设计,首先是将商业营业厅屋顶作为上人平台,本平台直接接通住宅部分各个单元疏散楼梯,然后通过平台两侧的疏散楼梯向地面疏散。另外一种形式则是将一个室外通廊做于住宅最底层,各个单元疏散楼梯与本通廊相通,然后通过通廊设置的疏散楼梯与地面相通。在住宅部分疏散方面,广泛采用了这两种设计形式,但是在相关规范中没有明确规定这种设计,结合规范中安全疏散方面的规定,要求往往无法得到满足。比如向室外通廊和屋顶平台疏散并不等于向室外安全区域疏散,要想将人们向室外疏散,往往会有较长的疏散路线,改变疏散方向等问题出现。结合这种情况,笔者认为以为内住宅楼内住户长期居住,那么就会十分熟悉环境和疏散路线,如果有火灾等紧急状况出现,可以在较短的时间内,对疏散路线进行正确的选择和逃生,不会因为简单改变了疏散方向,而失去了逃生路线。另外,屋顶平台和室外通廊属于敞开空间,安全程度较高,因此,在建筑避难层方面,就可以选择屋顶平台和室外通廊,对其提出相应的防火要求,如需要保证屋顶平台可以对住宅部分的所有人员进行容纳,疏散能力满足相关要求,可以将缓冲地带的人员向室外安全区域转移,要按照安全疏散距离的要求来控制楼梯间安全出口到平台或者室外通廊疏散楼梯的距离。如果这些条件都可以满足,那么就可以将上种形式的疏散设计给利用过来。
二是商业营业厅疏散楼梯间的设置问题:一般情况下,部分商住楼只有两三层的商业营业厅,但是本建筑的高度在32m以上,属于二类高层建筑或者一类高层建筑,那么依据我国的相关规定,需要对防烟楼梯间进行设置。但是在对疏散楼梯间进行设置时,需要充分考虑楼梯间防火设计的作用和目的,严格依据疏散距离和疏散人员数量以及建筑物层数来进行。如果商业营业厅只有两三层,那么只需要对封闭楼梯间进行设置即可;如果疏散要求可以满足,那么防烟楼梯间就不需要设置。因此,如果商业营业厅建筑高度在24m以内,那么就可以将其看作为高层建筑的裙房,依据《高规》的相关规定,将封闭楼梯间应用过来即可;如果商业营业厅在24m以上,那么就需要严格依据防烟楼梯间的要求来设置楼梯间。
三是商住楼住宅部分的消防设计问题:我国在相关的规定中,除了《高规》6.1.3A没有明确规定商住楼中住宅的消防设计,那么在设计的过程中只需要结合其他条款来进行。在具体的实践过程中,如果商住楼将一般公共建筑的规定和要求给完全套用过来,将其设计标准进行大幅度提升,这样投资成本就会获得增加,与消防设计经济合理的需求不相满足。比如,在高规中对公共建筑的要求,疏散楼梯的最小宽度需要在1.2m以上,前室面积在6m2以上,含用前室面积应该给在10m2以上,那么就会增大住宅部分的公摊面积。因此,笔者认为就需要将商住楼作为商业营业厅和住宅两部分构成的特殊综合楼,各自有着相对独立。
3 对规范内容修订的建议
一是进一步明确商住楼定义:对于商住楼在定义方面没有对所有商业和建筑为一体的建筑形式进行涵盖,比如商业营业厅有着较多的层数和较大的规模,仅仅将几层住宅设置于上部,没有明确它是商业楼还是商住楼。因此,就需要明确规定商住楼底层商业营业厅的层数。笔者建议,对规范进行更改,明确定义商住楼,它是一种高层建筑,包括了底部商业营业厅和住宅,底部商业营业厅的层数需要小于二分之一的建筑楼层数。
二是在《建筑设计防火规范》中需要对商住楼的定义和相关规定进行增加:随着时代的进步和发展,如今沿街建筑开始大力发展商业用房和住宅的组合建筑,有着较多的数量。如今已经大量涌现多层建筑,上面为单元式住宅,并且建筑高度在24m以内,除了一二楼为商业用房之外,还分布在三楼以及以上楼层。为了促使商业经营者的经营要求得到满足,商业服务用房也达到了300m2以上,甚至达到了上千平方米,这些建筑形式与底层设有商业网点的单元式住宅存在着较大的差异,那么就需要将商住楼的定义和条款增加于《建筑设计防火规范》中,这样才可以更好的衔接高规。
三是需要将防火分隔的要求增加于商业与住宅部分:在我国《建筑设计防火规范》中,对于商业服务网点的定义,要求利用耐火极限在1.50h以上的楼板和耐火极限在2.00h以上的隔墙,并且隔墙不开门窗洞口,以便完全分隔服务用房和住宅及其他用房。但是对于商业建筑来讲,相较于商业服务网点,有着更大的建筑规模、火灾荷载以及营业时人员数量的呢过,那么火灾就有着更大的危险性和扑救难度。为了避免向住宅部分蔓延火灾,在规范中需要明确规定对分隔构件的耐火极限进行提升,将防火挑檐等增加到商业部分的安全出口以及门窗处,对窗栏墙宽度进行增加等等,这样才可以独立出来住宅部分。
4 结语
通过上文的叙述分析我们可以得知,随着城市化进程的加快,如今高层商住楼数量越来越多,但是我国在相关规范中并没有明确规定高层商住楼的消防设计工作,在设计过程中,往往会出现诸多的问题,高层商住楼建筑消防设计标准被降低或者提升,这样都会对高层商住楼的安全性和经济合理性产生影响。针对这种情况,就需要结合具体情况,完善我国的相关规范内容,在设计过程中充分依据相关规定要求来进行,提升高层商住楼建筑消防设计的质量。
参考文献:
[1]刘珠峰.商住楼消防设计中的常见问题及对策[J].内蒙古科技与经济,2010,2(7):123-125.
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[3]高层民用建筑设计防火规范.GB50045―95.
[4]吴云珍.对商住楼消防设计的经验浅谈[J].广东科技,2006,2(13):44-45.
[5]柳李.现代高层商住楼消防设计探讨[J].消防科学与技术,2004,2(5):55-57.
篇2
【关键词】高层民用建筑设计防火规范;条款;研究
《高层民用建筑设计防火规范》(2005年版)(以下简称《新高规》)经局部修改后,已于2005年10月1日实施。在对《新高规》宣贯和执行过程中,笔者对其某些条款理解与事实中,尚存一些值得商榷的地方。现将其做以简单归类与同行商榷。
1.部分概念的不严密性
如对设置商业服务网点的要求:
在“1.0.3.1十层及十层以上的居住建筑(包括首层设置商业服务网点的住宅);”中提出了商业服务网点的要求,原《高规》中没有给商业服务网点定义,实施过程中也存在对商业服务网点概念理解的偏差,本次修改后,在《新高规》的2.0.17条中定义商业服务网点:“住宅底部(地上)设置的百货店、副食店、粮店、邮政所、储蓄所、理发店等小型商业服务用房。该用房层数不超过二层、建筑面积不超过300m2,采用耐火极限大于1.5h的楼板和耐火极限大于2.00h且不开门窗洞口的隔墙与住宅和其它用房完全分隔,该用房和住宅的疏散楼梯和安全出口应分别独立设置。”结合1.0.3.1条和2.0.17条的文字表述,出现了如下问题:
在1.0.3.1条中明确指出居住建筑只能是首层设置商业服务网点,才能定性为居住建筑,并按照10层来区分是否是高层建筑。而在2.0.17中却规定商业服务网点可以是二层。这就从文字上出现商业服务网点如果是二层的话,该建筑物不能按照居住建筑定性,则被判定商住楼。笔者从规范条款的理解上看,应该是居住建筑的首层的商业服务网点不能超过2层。但条文的文字上看却能出现其他的理解,属于严密性不够。
2.部分规定的不合理性
2.1对于防火分区面积的不合理
按照《新高规》一类建筑的防火分区在有设置自动灭火系统后,最大分区面积为2000m2,地下为1000m2。而对于商场则可以达到地上4000m2,地下2000m2。这很显然是不合理的规定,防火分区是能在以一定时间内阻止火势向同一建筑的其它区域蔓延的防火单元,它既是控制火灾蔓延的区域,同时也是人员安全疏散的区域。其面积大小主要是消防队控制火灾的能力及使用建筑物的人员疏散要求。
商业营业厅、展览厅等场所与宾馆、办公、住宅等场所比较,其内部的火灾荷载多,人员密度计其人员疏散能力明显差,但其防火分区却允许大于宾馆、办公、住宅等场所。如果只是考虑商场的营业面积的需要,而没有足够的安全评价,这是很危险的,如果对其分区的允许是经营和安全同步考虑的,那其分区面积也应该适用于宾馆、办公、住宅等场所,毕竟宾馆、办公、住宅等场所是有各个具有防火分隔功能的房间组成的,其火灾扩散速度和火灾周界要远远小于商场建筑,人员密度则更少于商场。
2.2防排烟系统出现真空
在《高规》8.1.3规定:“一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑的下列部位应设排烟设施”也就是说高度在24m和32m之间的二类高层不做防排烟考虑。而在《建筑设计防火规范》中却规定了24m以下的建筑物也需要设置防排烟。这样综合两本规范,我们不难看出在32m以上和24m以下都有规范条文约束,而在24m以上和32m以下范围内的高层二类建筑中,却没有相应的规范约束防排烟系统的设置,造成空白。
3.对设置要求前后矛盾
3.1对防火卷帘的耐火等级与设置部位
在《新高规》下列几个部位提出了防火卷帘的设置要求:
“5.1.4高层建筑内设有上下层相连通的走廊、敞开楼梯、自动扶梯、传送带等开口部位时,应按上下连通层作为一个防火分区,当上下开口部位设有耐火极限大于3.00h的防火卷帘或水幕等分隔设施时”,“5.1.5.2与中庭相通的过厅、通道等,应设乙级防火门或耐火极限大于3.00h的防火卷帘分隔”。“5.4.4在设置防火墙确有困难的场所,可采用防火卷帘作防火分区分隔。当采用包括背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘时,其耐火极限不低于3.00h”
对上述几个条文在实施与理解上,出现了很大的误区,5.1.4条和5.1.5条对防火卷帘的要求只是提及耐火极限大于3.00h的防火卷帘,并且在5.1.5条文解释中还明确了是指复合型防火卷帘。而5.4.4明确提出防火卷帘是使用特种防火卷帘,并且在条文说明中对复合卷帘和特种卷帘分别详细说明。5.4.4条,从条文上看是指设置防火墙确有困难的场所,在不采用水幕保护的前提下,只能采用特种防火卷帘做防火分区分隔。而5.1.4和5.1.5条款中设置防火卷帘的部位也是防火分区的分隔,但规范却没有说明,甚至在条文说明中阐述使用复合卷帘,这与5.4.4的条文有矛盾。
笔者认为5.1.4和5.1.5对防火卷帘的使用应该给予明示,如果是采用特种防火卷帘,就不应在条文中再提及耐火等级大于3.00h的复合防火卷帘。以免造成混乱。
3.2设置自动喷水灭火系统场所
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关键词:高层建筑;灭火救援;疏散
0 引言
近几年来,随着经济建设的发展和改革开放的深入,城市建筑日益向着大型化、多功能化、高层化、地下化发展。这些建筑往往有着这样的特点:人员密集、结构复杂、疏散困难、可燃物装修多等,一旦发生火灾,将给国家财产和人民生命安全带来巨大的损失。因此,针对高层建筑的特点,从分析高层建筑火灾特点和扑救难点入手,就如何采取切实可行的措施做好高层建筑火灾扑救工作进行分析。
1 高层建筑的定义及发生火灾的特点
凡10层及10层以上的居住建筑(包括首层设置商业服务网点的住宅)和建筑高度超过24m的公共建筑,及2层和2层以上的建筑高度超过24m的厂房或库房,都属于高层建筑。随着商业和工业的迅猛发展,河北省石家庄市高品位、智能化、现代化的高层建筑(高层民宅)和用于工业生产的高层厂房、仓库如雨后春笋般拔地而起,彰显着新时期发展的成就,但也为消防工作带来了一定的难度。
由于高层建筑具有本身的一些建筑、应用等方面的特点,根据这些,我们可以归纳出高层建筑的火灾特点及消防工作开展的利弊:
1.1 楼层高,建筑内竖向井道多,可燃材料多造成火势蔓延快 高层建筑主体建筑多,楼层较高,如石家庄市的河北省联通分公司枢纽大楼就有43层,连同发射塔共计196m。建筑内楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井等竖向井道多,如果防火设施不到位,发生火灾时就好像一座座高耸的烟囱,成为火势迅速蔓延的途径,形成“烟囱效应”。据测定,在火灾初期阶段,因空气对流,在水平方向造成的烟气扩散速度为0.3m/s,在火灾燃烧猛烈阶段,由于高温状态下的热对流而造成的水平方向烟气扩散速度为0.5~3m/s;烟气沿楼梯间或其它竖向管井扩散速度为3~4m/s。如一座高度为100m的高层建筑,在无阻挡的情况下半分钟左右,烟气就能顺竖向管井扩散到顶层。
1.2 疏散途径少、难度大 高层建筑一是层数多,垂直距离长,疏散到地面或其它安全场所的时间长;二是人员集中,影响消防员登梯的速度和人员疏散的时间,贻误了灭火救援的时机;三是发生火灾时由于各竖井空气流动畅通,火势和烟雾向上蔓延快,普通电梯在火灾时因不防烟火或停电等原因而无法使用,因此,多数高层建筑安全疏散主要是封闭楼梯,而楼梯间内一旦窜入烟气,就会严重影响疏散。这些都是高层建筑发生火灾时进行疏散的不利条件。
1.3 功能复杂,起火因素多 高层建筑层数多,面积大,大多综合性较强,使用功能复杂,集餐饮、娱乐、宾馆、商店、办公等于一身。如石家庄市的联邦·东方明珠,位于河北省会东南分区核心地段,占地88亩,建筑面积45万平方米。项目包括18万平方米的商业和6个高层住宅,以99.8m建筑高度,造就省会东南绝对制高点。东方明珠分居家超市、主题家私、联邦百货、娱乐之星、时尚休闲美食五个商业组团,集购物、休闲、娱乐、餐饮、商务办公于一体,其功能复杂多样,使用单位多,人员密集,流动性大,各项管理制度就不容易落到实处,火灾隐患和漏洞就容易出现。一是复杂多样的功能,使用的电器设备多,用电荷载大,如果管理不善,出现电器使用不当、乱拉乱扯电线、随意增加负荷等,就会造成电线短路而引发火灾。二是功能多样,结构复杂,设计、施工难度大,稍有疏忽,都会埋下火灾隐患。三是使用明火部位多易引发火灾。同时,高层建筑落雷机会比一般建筑多,如果避雷接地出现问题,也可能在雷击时引发火灾。
2 扑救高层建筑火灾的具体措施
通过分析,根据建筑特点与火灾发展规律,有效利用建筑内部消防设施的有利条件,发挥公安消防部队现有消防装备的优势,采取灵活的战术措施,才能主动、及时扑救火灾,保证人员生命、财产安全。
2.1 上得去,要占领有利阵地 扑救高层火灾,能否上的去,并迅速占领有利于灭火的阵地,是能否夺取灭火战斗主动权的关键。根据目前高层建筑特点和消防登高装备的实际情况,火场指挥员要充分利用登高消防车,如云梯车、曲臂式登高车以及手摇梯和挂钩梯等,或者利用楼房本身的楼梯、电梯、室外固定梯、阳台以及邻近可以利用的建筑物,攻入起火楼层的房间,展开灭火战斗。
2.2 加强火场供水,保证灭火需要 扑救高层火灾的供水难度较大,用水量较多。平时调查研究、制定灭火作战计划时,就应该着重研究解决这个问题。供水时,要做到合理利用铺设水带,搞好协同作战,充分利用室内外固定消防设。
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1.1转换层的定义
转换层是高层、超高层施工领域十分常见的一种结构,因为不同楼层之间的使用功能和结构性能存在着差异,所以需要加设转换层来缓和彼此之间的差异,对楼层的上下部的结构和设计进行转换。进入21世纪以来,全球城市化进程就要求,在高层超高层建筑中,需要将建筑上部的住宅功能与下部的商业功能相结合。因此就需要在高层建筑下部设计跨度比较大的商业娱乐空间,在上部应用密集的设计,显示建筑住宅作用。为了结合建筑的使用功能和结构性能,就需要设计转换层,用来调整上下层结构受力的不同,保证建筑物结构安全、经济、合理。
1.2转换层的特点
转换层位于高层建筑的中部,主要转换下部框架剪力墙结构和上部的纯剪力墙结构,另外还要改变上下受力柱的分布情况和分布的疏密。根据建筑物自身的特点和设计图纸的具体要求,适当选择合适的转换层方式,更好的保证高层建筑使用功能和建筑结构性能的统一。转换层结构由于位于整个高层建筑的中间,因此其承受了两部分的压力,既要承受由于垂直荷载的重力,还要承受由于悬挂所导致的重力,导致转换层结内部存在有较大的应力。另一方面,转换层在中间的位置,会影响整个建筑的安全性能,在一定程度上降低了建筑物的整体性和统一性,基于这个原因,转换层的设计不能单单考虑自身的承载要求,还要分析整个建筑物的结构性能,确保整个建筑的使用安全。
2建筑结构中转换层的分类
2.1梁式转换层
梁式转换层使用条件主要为底部是大空间的框支剪力墙结构体系,采用剪力墙、框支梁和框支柱相结合的结构布置方式,将上部的剪力墙布置在框支梁上,框支梁由下层的框支柱支撑。这样的受力体系,当需要横纵同时转换时,则采用双向梁布置,来提高转换层的强度与钢度。这种转换层结构可靠、施工难度低、传力途径明确直接,优点众多,为目前应用最广泛的转换层结构。
2.2板式转换层
当上下柱网错位较多,设计复杂并且不能用梁进行承托时,可以采用板式转换层。这种结构最显著的特点是像木板一样随意在楼板上布置轴线和柱网,适用于结构复杂,开间较多的建筑结构。同时伴随着这个特点的同时,由于转换层的受力状态较为复杂,传力途径不明确,使得建筑物在转换层处出现钢度的突变,使得转换层产生的内应力较大,不适用于多震地区。
2.3桁架转换层
桁架式转换层主要应用于结构下部为大商场,上部为写字楼或者住宅区的结构用途,并且需要设置相应的设备层。这种转换层结构受力途径最为明确,是用在多震地区最为合适的结构,唯一不足的是桁架转换层结构设计较为复杂。节点设计难度较大,对施工要求比较高,所以在一定程度上限制了这种转换层结构向二三线城市的应用个推广。,此外,桁架转换结构适用于高度达到3m以上的转换层设计当中,另外还可以采用预应力技术,进一步加强稳定性和抗震性。
2.4箱式转换层
箱式转换层的适用范围主要是转换梁的截面过大,并且一层楼板不能满足平面内楼板刚度的假定值。这种结构在转换层的支梁上设置一层扳,形成一个箱形梁,箱形梁的这种转换结构,遍布全层设置,围绕建筑物周围形成所谓的箱子,即称箱式转换层。优点是转换梁的约束力强,钢度大,传力途径直接明确,上下部传力较为均匀,还可将其利用作为设备层,不过其施工难度较大,造价比较高。
3建筑结构中转换层的设计原则
3.1确保转换层钢度
转换层的钢度是决定转换层设计成功与否的绝对性因素,特别是在高层建筑的设计与施工过程中,高层建筑本身的高度和自身重量对转换层影响十分巨大,转换层的钢度成为其中一个薄弱的环节。所以为了保证建筑物结构的稳定,就要保证转换层的钢度,查阅相关资料,转换层的钢度应大于上层钢度的70%,才能保证建筑物的稳定性。为了确保高钢度的转换层,应当采用比设计等级高一个等级的混凝土,一般采用C60级以上的商品混凝土,并且整个转换层采用筒体结构,完全保证转换层钢度不低于设计水平,从而确保建筑物的稳定性能。
3.2确保建筑物整体性
尽可能减少转换的竖向构件,采用统一方向的构件,从最开始的设计文件中要体现出来,能够提高建筑物的稳定性,延长建筑物的使用寿命。直接落地的剪力墙越多,需转换的其他结构就会越少,这样整个转换层刚度突变的程度就越少,对整个建筑结构的整体性越有利。
3.3合理布置转换层
由于建筑物的受力模式较为复杂,且建筑物中各层所受的作用力都随高度的变化而改变,所以转换层结构在高层结构竖向位置应该适当,宜低不宜高。转换层的位置较高时,容易造成在转换层附近上下的楼层的框支剪力墙结构钢度、内力和传力受力途径发生突变,形成薄弱的受力层,降低整个建筑物的稳定性,不利于建筑抗震,对建筑物抗震设计不利,所以转换层高度的设计应尽量低,六度区不超过六层,七度区部超过五层为宜。
3.4遵守高规中的相关规定
高规附录中规定当转换层设置在1、2层时,转换层与其相临上层结构的等效剪切刚度比宜接近1,非抗震时小于等于3,抗震设计时小于等于2.
4结语
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【关键词】结构设计,设计原则,建筑基础,剪力墙结构
1、高层建筑结构设计类型和特点分析
高层建筑的结构设计最开始出现的是比较简单的框架结构,随后又出现了钢筋混凝土构造的剪力墙结构,由框架部分与剪力墙部分共同作用的框剪结构,由筒体体系构成的筒体结构以及不同结构相结合而形成的组合结构和一些巨型结构(巨型梁结构、巨型柱结构等等)。这些结构各有受力特点,适用于高度不同的结构体系,不同建筑结构的选择也影响着后续的建筑结构设计。高层建筑的结构形式与工程施工、工程造价、建筑设备安装等诸多因素密切相关,所以结构设计时应该注意设计特点和设计要点。第一,高层建筑相对低层建筑整体上会导致受力增加,相对于竖直荷载,水平荷载地位提高,成为决定性因素,必须考虑基于水平荷载的建筑荷载能力,水平荷载主要包括地震和风荷载,高层建筑应该有更加优秀的抗震能力。第二,高层建筑的侧移是结构设计的重要因素,也是重要的控制指标。第三,高层建筑的柱中容易产生竖向变形,这会造成连续梁的长度变化和预制构件的下料长度变化,忽略轴向变形是潜在的危险因素。第四,高层建筑结构设计应注意有较大的结构延性,作为一种预防措施保证整体结构在高荷载作用产生巨大变形下不至于倒塌。
2高层建筑设计的一般原则
2.1关于高层建筑结构计算简图的选取原则在高层建筑的结构设计和受力分析过程当中,要进行相关的计算,而计算简图是进行结构设计计算的基础,所以计算简图的选取恰当与否关系着高层建筑的结构设计是否合理,也关系着高层建筑的使用是否安全可靠。在进行高层建筑结构计算简图的选取时,要特别的仔细认真,这样才能保证结构设计计算结果的可靠,保证高层建筑的安全建设和使用。同时,计算简图要有一定的构造措施和构造方法来保证安全,尤其是建筑节点在图纸上和实际中略有差别,必须保证计算简图的误差在允许的设计误差范围内。
2.2关于基础设计和建筑结构设计的方案选取原则高层建筑的基础比较深,基础设计要考虑多种因素。高层建筑的基础设计必须参考详细的地质勘探报告,然后结合地区的地质条件进行基础的合理设计。同时,采用哪种高层建筑的结构类型也影响着基础的设计工作,不同的建筑类型的荷载不同,高层建筑的基础设计必须与结构类型和荷载分布相一致。
综合考虑各种因素来确定基础的设计工作的目的是使地基的稳定性能和承载能力发挥到最大。建筑结构的设计方案一般要满足两方面的要求,一是受力特性和建筑的力学性质的合理性,对于整个高层建筑的结构体系的受力和荷载要明确,力的分析与计算必须简单。二是要满足经济成本合理性的基本要求,建筑结构的设计方案直接决定了后续的施工方案的选取工作和施工设计,这个过程必须考虑整体建筑施工成本合理的要求。
另外,高层建筑的结构设计方案也必须考虑当地的地质条件、地理地形条件、工程施工的要求、施工方案和建筑设备安装等具体的因素,在各种因素相互协调的情况下,确定结构设计的最优方案。
2.3关于计算结果正确性分析的原则随着计算机技术的不断进步,计算机应用软件不断地加入到高层建筑结构设计的分析计算当中,但是与建筑结构设计有关的软件的品种数量众多,不同的软件品种的计算方法、流程和编程实现方法不一定相同,导致了有关结构设计的计算结果存在着许多差异。设计工程师要正确认识和分析这些计算结果的差异,充分了解所采用的计算软件的计算范围和计算条件,要在仔细审核的基础上进行仔细的判断,排除人工数据输入的错误,才能够得出所需要的正确结果。
3高层建筑结构设计相关问题分析
3.1地基类型的选择要考虑到上部结构的荷载、地基的承受荷载的能力以及工程的整体造价等因素,其中比较重要的是上部建筑荷载的准确计算和结构选型。另外在地基的设计和相关计算中一定要遵守国家规范和地方性规范,因为就全国来说,各地的地质条件差别很大,国家规范没有办法作出统一全面的规定,所以在地基的设计工作中要注意遵守地方性的设计规范的问题。
3.2高层建筑结构设计中的剪力墙设置问题高层建筑中的剪力墙的数量要求和位置的设置问题也是高层建筑结构设计的重要因素之一。第一,在现行的建筑规范中,具体描述了短肢剪力墙的定义问题,短肢剪力墙是指截面的高度和厚度的比在5-8的墙体,在具体的建筑应用中,短肢剪力墙的使用受到诸多限制,结构设计中应尽量少使用这种墙体结构,避免后续的设计上的诸多问题。第二,剪力墙的位置设置除了在建筑的两端以外,在建筑的纵向中轴线还应该增加剪力墙结构,并调整剪力墙中心的位置,合理设置厚度以及截面,使建筑的结果位移保持在合理的范围之内。
3.3高层建筑中的结构规则性问题关于高层建筑的结构设计的新旧质量规范在诸多问题的内容描述上都存在着一定的变化和改动,这主要体现在两个方面,第一,新的建筑规范中针对旧的建筑规范的高层建筑结构设计的规则性的问题,增加了许多的限制条件,比如建筑结构设计中的平面规则性问题和结构嵌固端的刚度比问题。第二,新的建筑规范中采用强制性的条文规定了严重不规则的结构设计方案是不能采用的。所以,结构设计师要注意到新旧规范的的内容改动,严格遵守规定的限制条件,合理的规划自己的结构设计,避免为后续的施工设计和施工图的设计工作带来不必要的麻烦。
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关键词:现代化;高层建筑;建筑结构;发展趋势;特点特色
中图分类号:TU97 文献标识码:A
1引言
随着科学技术进步发展,钢铁、电梯出现以来钢筋混凝土应用更为广泛以及多样,为高层建筑发展创造了机遇,高层建筑也已经成为城市建筑空间中一道独特风景线。高层建筑是超过一定层数高度建筑结构体系,高层建筑定义高度或层数,各国规定有所不同,但也没有一个绝对、严格标准来规定其高度以及层数。这与各国以及地区地理环境、地震强度、建筑材料、建筑技术、电梯设置标准以及防火特殊要求等诸多因素有关。
2 高层建筑结构分析
高层建筑结构同时承受着水平以及竖直荷载或作用力,低层建筑结构往往主要抵抗竖向荷载作用,水平荷载风荷载作用、地震作用对建筑影响较小,所以,水平作用所产生内力以及位移较小,往往可以忽略不计。在低层建筑结构中,竖向荷载是设计控制考虑的主要因素。但是在高层建筑结构中,较高的建筑高度造成受力完全不同,水平荷载不仅仅是主要荷载作用,是在竖向荷载共同影响建筑的作用,而且这往往也成为建筑设计中控制主要因素。所以,在水平荷载作用下,如果高层建筑结构抵抗侧向形变能力或侧向刚度不足,将会产生过大侧向形变,不仅使人产生不舒服感觉,而且会使结构在竖向荷载作用下产生附加内力,会使填充墙、建筑装修以及电梯等服务设施出现裂缝、变形,甚至会导致结构性损伤或裂缝,从而危及结构正常使用以及耐久性。所以设计高层建筑结构时,不仅要求结构有足够强度,而且要求结构有合理刚度,使水平荷载所产生侧向形变限制在规定范围内。同时,有抗震设防要求高层建筑还应具有良好抗震性能,使结构在可能强震作用下当构件进入屈服阶段后,仍具有良好塑性形变能力,即具有良好延性性能。除上述结构受力特点之外,高层建筑还具有建筑功用上特点。人们常说建筑是凝固音乐,优美高层建筑犹如艺术品,成为城市一道道绚丽景观;建筑同时是时代跳动脉搏,高层建筑占地面积小,符合地价昂贵时代需求,它可以节约建设用地或获得更多空闲地面,以作为绿化等环境用地,并因向高空方向发展而缩短城市道路以及各种管线如给排水管线等长度,减少基础设施投资。当然,大量高层建筑建设,也会给城市带来不利影响,如人口会密集化而造成交通拥挤问题;城市局部热场发生不利变化以及地质沉陷、消防复杂化等问题。综合高层建筑上述受力特点可知,与低层结构不同,高层建筑结构在强度、刚度以及延性三方面要满足更多设计要求,抗侧力结构设计成为高层建筑结构设计关键。
3 高层建筑结构发展现状
随着工业化、商业化、城市化进程,城市人口剧增,造成城市生产以及生活用房紧张,地价昂贵,迫使建筑物向高空发展,由多层发展为高层。19 世纪末期,开始出现现代形式钢框架以及钢筋混凝土框架结构高层建筑。1898 年修建secodRandMeNa119 层大楼美国,芝加哥,是世界上第一幢具有现代形式钢框架结构高层建筑。而最早钢筋混凝土框架结构高层建筑,为世界上第一幢具有现代形式钢框架结构高层建筑。而最早钢筋混凝土框架结构高层建筑,位于美国以及法国巴黎。所以,现代形式高层建筑,也只有短短117 年的历史。到20 世纪50 年代以后,由于轻质高强材料研制成功,抗风、抗震结构体系发展,新设计计算理论创立,电子计算机在设计中应用,以及新施工技术以及机械不断涌现,为大规模地、较经济地建造高层建筑提供充分条件,使高层建筑得到迅速发展。在钢筋混凝土结构方面,其结构体系发展历程也类似于钢结构结构体系,由最初框架结构逐渐发展出框架剪力墙结构或框架简体结构以及巨型结构等结构体系,使得混凝土结构建造高度越来越高。钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好等优点,钢结构构件可在工厂加工以及制作,施工速度快,工期短。钢是建造高层建筑结构比较理想材料,但是全钢结构用钢量大,造价高,耐火性能差,需用昂贵防火涂料。而钢筋混凝土结构具有节省钢材、造价低、材料来源丰富、可模性好等优点,且承载力也不低,经过合理设计也可获得较好抗震性能。所以,只有在发达国家,大多数高层建筑才采用钢结构形式,而在发展中国家,绝大部分高层建筑采用钢筋混凝土材料建造,且由于高性能混凝土发展以及施工技术进步,钢筋混凝土结构仍是今后高层建筑主要结构形式。特别是近年来,由于钢筋混凝土结构优点,发达国家采用钢筋混凝土材料建造高层建筑数量也在日益增多。当然,钢筋混凝土结构构件断面尺寸大,减少建筑使用面积;自重大,致使基础造价增高,抗震性能也不如钢结构。所以为充分发挥钢材以及混凝土这两种材料特点,更为合理结构形式是同时采用钢以及钢筋混凝土材料混合结构或组合结构。该结构形式经合理设计,可取得经济合理、技术性能优良效果,近年来已成为研究热点以及发展方向。
4高层建筑结构发展趋势
高层建筑发展,充分显示科学技术力量,使建筑师从过去强调艺术效果转向重视建筑特有功能与技术因素。未来高层建筑将朝着技术功能先进以及艺术完美相结合方向发展。
1) 新材料、超强材料在不断的发展与开发,在高层建筑结构技术问题中,首先要解决是材料问题。现在混凝土强度等级已经达到C100 以上。高强度以及良好韧性混凝土有利于减小结构构件尺寸,减轻结构自重,改善结构抗震性能。同时,为达到轻质高强目,必须在高层建筑结构中,发展轻骨料混凝土、轻混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、侧限约束混凝土以及预应力混凝土。高性能混凝土开发以及应用,将继续受到人们重视,也必将给高层建筑结构带来重大以及深远影响。从强度以及塑性方面考虑,钢是高层建筑结构理想材料,增进或改善钢材强度、塑性以及可焊性性能工作人们从未停止过。特别是对新型耐火耐候钢研发,具有重要意义,可使钢材减小或抛弃对防火材料依赖,提高建筑用钢竞争力。复合材料用于制作高层建筑部分构件正在开发以及实践中。
2 )在高层建筑结构中广泛应用多种结构的混合体,如前所述,经合理设计混合结构可取得经济合理、技术性能如抗震性能优良效果,且易满足高层建筑侧向刚度需求,可建造比钢筋混凝土结构更高建筑,所以在较高建筑中,混合结构往往仍是合理、可行结构方案,今后建造混合结构比率将会越来越大。
3 )新设计理念、新结构形式不断的出现与发展,现代建筑功能趋于多样性,建筑体形以及结构体系趋向复杂多变,趋向立体化,应运而生新设计概念以及结构技术深化,采用新结构体系,如巨型结构体系,蒙皮结构,带加强层结构,建筑立面设置大洞口以减小风力,采用结构控制技术设置抗震机构等。
4) 高层建筑结构高度在不断的被突破,进入20 世纪90 年代后,高层建筑迅猛发展,在数量、质量及高度上都有大飞跃,高层建筑中科技含量越来越高。
5结语
随着资源短缺问题的不断涌现,我国提出可持续性发展,高层建筑是城市建筑空间元素的一部分,需要有新设计理念、设计结构形式、多种混合结构体以及更新、超强的建筑材料。高层建筑是创造人性场所,又融入文脉关系,不去破坏城市空间以及谐。必须在高层以及城市发展中取得平衡,才能创造出更好城市景观以及适合人们生活环境,才能沿着可持续发展道理健康地发展下去。
参考文献
江雨斌.钢结构在高层建筑结构设计中的应用探讨[J].中华民居.2013.12.
毛华毅.浅谈高层建筑结构设计的若干问题[J].山西建筑.2010.9.
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【关键词】防火设计 疏散设计 设计概念 设计要点
引言:
建筑防火是建筑本身保障人员安全的重要设计内容,在设计防火规范中规范的设计要求包括了对烟火的控制与高效的疏散人员,而人员疏散是防火设计中最为重要的标准。但是在实际的设计实践中,我国的防火设计起步很晚,在应用中还没有形成一个完整的理论与体系,性能化的分析与设计思路还没有成型。虽然在建筑设计防火规范中明确了相关规定与要求,但是其灵活性欠缺,从本质上还不能全面指导建筑设计中的防火,在实际的设计中应在规范的基础上灵活掌握,并设计出适应建筑本身的防火体系。
一、防火设计相关概念
1、火灾荷载的充分考虑
火灾荷载就是指在火灾中建筑结构本身对火灾影响的反应情况,建筑的大小、形式、安全性等都与火灾荷载有关,其直接影响到疏散的效率,并且关系到防火分区和耐火、灭火设备的布置。火灾荷载的差异将直接影响建筑防火结构的功能和用途,所以在设计中应先考虑建筑的火灾荷载。
2、设计规范的要求分析
我国的建筑设计规范是建立在现有国情和外部经验的基础上总结出来的,尤其是设计防火规范,经过多年的使用和调整,但是经济发展与技术革新使得规范尤其局限性。因此在适用中应注意对规范的灵活应用。虽然一些大型的商业建筑已经不能适应规范的要求,而超出了防火设计规范的范围,但是其根本的安全性要求是不变的,所以应按照规范的基础性要求进行提高与完善,从而保证在火灾中提高疏散的效率。
3、建筑耐火极限
建筑防火设计中相关疏散的要求是以时间作为标准的,即单位时间内人员疏散的越多其效果也就越好。但是不能忽视对建筑结构耐火性能的考虑,只有建筑结构在火灾中保持完好的时间越长,疏散的情况也就越好。因此建筑的耐火等级也将影响建筑疏散宽度、疏散距离等问题,这些都将与火灾中人员逃生的时间相结合、因此计算人员从火灾中逃生的时间是防火设计的关键。同时在设计中还应配置完整的喷淋和阻隔系统,如果火灾在一定的范围内,可以进行阻隔与有效扑灭,这样也可提高疏散的效率、
4、防火与灭火措施的结合
建筑内如果发生火灾,其防火疏散设计仅仅是从疏散人员的角度出发,降低火灾对人身的伤害、所以在火灾中应充分考虑多种火灾隐患的出现,不能仅仅针对一种火灾形势而设计,同时也应考虑灭火措施的准备,将火灾控制在萌芽状态,防患于未然才是防火的硬道理。同时也应考虑设置不同灭火措施,配合应急方案来加大灭的效果。
二、建筑设计防火规范中疏散设计的要点
1、注意对商业建筑疏散距离的控制
大型商业建筑不断增加,其建筑的规模增加就意味着疏散距离的延长。这也成为商业建筑设计的敏感问题,多数设计人员在设计中选择执行建筑设计规范中要求的两个安全出口之间的距离就是疏散距离的要求,即40m的标准。如果在设置自动化的喷淋防火系统,其疏散的距离则可以增加四分之一的长度,可以实现50m的距离。但是这个概念是一个误导性概念,执行建筑设计规范的要求是,如规定无论采用何种形式的楼梯间,房间内最远一点到房门的距离不能超过走道两侧或者端口房间从房门到外部出口或者楼梯间的最大距离,其实际长度为22m,如果增加喷淋系统作为辅助,其长度延长则也仅为27m左右。如果在商业建筑中使用这一规定,如果商业建筑中卖场中没见店铺都设置防火阻隔墙,并设置安全通道,则疏散两侧的隔墙耐火极限小于一小时,房间整体耐火极限应小于30分钟,房间门口到疏散通道的距离可以为40m,袋形走道设计为20m,但是卖场中可燃物的数量较大且集中,同时卖场中缺乏对其进行有效阻隔的设施,因此其单位面积的火灾荷载被人为的增加,所以火灾中其耐火极限也就缩短,同时空间增加导致火灾热量和烟雾蔓延的路径不易控制,喷淋系统的效果也将大打折扣,因此在设计中应充分考虑疏散距离适应性调整,尽量缩短安全出口与卖场中心的距离,同时拓宽疏散通道的宽度。
2、高层建筑的安全疏散
1)高层建筑的设计:高层建筑主要是指高度已经达到并超过24m的公用建筑,当然不能能包括超过的体育馆、剧场等。同时民居如果超过10层则也应划定为高层建筑。此时防火疏散应考虑高层设计规范的内容。此时容易引发防火设计误区的就是裙房的定义,高层建筑规范中裙房就是指与高层建筑相连,不超过24m的建筑、而设计人员往往将没有超过24m的建筑主体作为裙房来设计,此时就容易导致裙房防火设计重视程度减弱,而造成防火隐患,因此设计中应细致划分,保证设计的合理性。
2)高层民用建筑的中庭设计:设计中应将贯通的中庭的各层设计为一个防火分区,如果面积大于一个防火分区是应采用以下措施进行火灾防控与疏散措施,满足。首先,房间和中庭应设计通道和安全门,按照乙级防火标准设计门窗等;其次,与中庭相通的厅室、过道等也应按照乙级标准设置防火门,其极限应在3小时以上,控制火灾通过中庭发生扩散。最后,中庭同向每层的回廊应设置喷淋设施,且在中庭回廊上设置报警器以及烟雾排除装置。
3)公共娱乐场所的设计:在高层或者商用建筑中娱乐的进入也给防火和疏散带来了困难,在设计中应控制娱乐设置的位置,同时保证其通道和出入口的安全。通常设计时应考虑娱乐设施应在建筑的一层至三层,不宜设置的过高、同时应开外墙设置不应布置在袋形走道的两侧以及尽头,其容纳的人数也应按照相关规定进行设计,面积按照厅室建筑面积进行分摊,保证人数限制以及疏散标志的实现,同时娱乐场所应设置耐火极限高于2小时的隔墙以及高于1小时的楼板,使之与其他场所隔离。必要时应设置不低于乙级标准的防火门。
还应注意的是,如果娱乐设施在其他楼层时应注意一下要求,首先不能设置在地下两层,如果设置在地下一层则应保证出口的高度与地坪之间落差小于10m。如果一个厅、室的建筑面积应控制在200以内;满足一个厅室的出口大于2个,如果厅室面积小于50则可以考虑设置一个门。同时空间内必须设计有自动报警已经自动喷淋系统,以便控制火势。最后应设置必要排烟和放烟雾的设施,并满足相关规范的要求,并在主要的疏散路径上设置逃生图,在地面设置发光的疏散指示标记。
三、结束语
建筑设计防火规范的制定在不断的改善,但是其不能包含所有的实际情况,建筑的形式和用途的复杂性导致其所要求的规范并不能完全适应当前的建筑设计要求。因此应从建筑功能与安全性的角度出发,避免经济利益对防火设计的不利影响。充分利用火灾荷载、耐火极限、通道设置等合理配合,利用规范的基础性作用,合理设计建筑的防火结构,并充分考虑疏散效率的影响,这样才能提高建筑火灾疏散的实际效果,最大限度的保障人员安全。
参考文献
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[2]刘志英.论高层住宅设计中的安全疏散问题[J].中华民居(下旬刊)2013,12(25).
[3]贾江美.防火疏散设计在建筑设计中的作用[J].山西建筑.2011,37(28).
篇8
【关键词】高层建筑;建筑设计;处理手法;规划设计
城市空间是人类生活和生产所需要的重要因素, 它为居民提供各种活动的可能。这个可以说是城市空间比较科学性的定义, 而本文提到的城市空间则更具体更形象, 主要指城市内的建筑物、道路、绿地、广场、公共服务设施等实体以及由这些实体所构成的立体空间, 也是人处在其中能真实、直观感受到的空间。高层建筑是否与所处的城市空间融洽, 其评价标准相当一部分取决于公众的感受,简单地说, 就是人处在所创造空间中的感受; 所以一位建筑设计者在进行高层建筑设计时要充分考虑所创造出来的空间(无论是内部还是外部) 给予使用者的感受。这些是从理论上要求一位建筑设计师要考虑的因素, 也是作为一名建筑师应该承担的责任, 而且还可以据此评价一位建筑师的设计能力和水平及其职业道德。事实上, 在进行一项高层建筑设计时, 开发商受利益的驱使往往不会考虑建筑与环境的关系, 此时, 规划部门所出台的各种条文政策及规范将扮演着重要角色, 它强制性的要求必须顾及城市环境, 营造舒适的城市空间。可以看出, 高层建筑设计与城市空间的协调以及城市空间的营造是通过两方面的共同作用来完成的, 即建筑设计和规划。
1、高层建筑设计
1.1 充分发挥广场的作用
高层建筑由于其体量的巨大, 往往给街道空间一种突然的压迫感, 使人感觉好像从一个大空间突然进入一个小空间, 这是由于高层建筑的体量所造成的对比。因此凡是处在街道两旁体量巨大的高层建筑在设计时应该对其进行后退处理, 并在其退出的用地上设计一个广场空间, 这个广场空间将起到空间的缓冲作用; 而且由于高层建筑的建筑面积远远超出其用地面积, 容纳的人员较多, 出入口人流密度相对较大, 后退出的广场空间也起到缓解交通压力的作用; 从另外一方面讲, 广场空间往往在街道空间以及城市空间中起到非常重要作用, 能够给公众留下较深的印象, 也往往能成为城市的节点, 这就是共享空间的好处。有的建筑大师甚至直接设计成下沉式的广场, 如日本建筑大师叽崎新设计的日本筑波中心的下沉式广场, 独特的广场空间造型, 以人和环境为设计重点, 不仅为公众提供了一个舒适的安静的休闲场所, 而且使建筑塔楼的形象特征更加突出。这种下沉式的广场往往更容易给人留下印象,就空间形式而言它是一种非常富有情趣的空间。因此在进行高层建筑设计时广场和建筑应该作为一体来考虑。
1.2 高层建筑主体设计
对于一个城市而言, 高层建筑往往具有一定的代表性和象征性, 可以反映一个城市经济水平和发展程度, 选择合理的造型就显的尤为重要。高层建筑由于其结构形式的限制以及使用功能的要求, 在造型上往往追随于建筑的结构形式, 而不能有太多的变化, 有的高层建筑甚至直接将结构形式外露不加修饰。高层建筑的主体部分是它的塔楼,塔楼的表现形式对高层建筑的造型起着决定性的作用, 现今国外和国内的许多高层建筑都有着独特的外形和明显的识别性, 对一个城市具有一定的代表性, 这可以说是高层建筑存在的一个原因。随着近年来资源短缺问题的出现,全球提出了可持续发展, 而高层建筑就环保节能方面来说是很浪费的, 随之就出现了“生态型”建筑的概念, 如生态建筑师诺曼・福斯特设计的法兰克福商业银行总部大厦在强调象征意义和功能的同时, 就引入生态的概念, 是世界上第一座“生态型”超高层建筑。其建筑平面呈三角形,宛如三叶花瓣夹着一支花茎: 花瓣部分是办公空间, 花茎部分为中空大厅。中空大厅起自然通风作用, 同时还为建筑内部创造了丰富的景观。而气候设计大师杨经文设计的马来西亚吉隆坡梅纳拉大厦则体现了利用空中开放空间连通建筑内外, 贯彻“生物气候大楼”思想, 引入了大量的植物, 立面上螺旋上升的垂直绿化和底部斜坡的绿化都有助于调节气候, 尽可能地拉近了人与自然的距离, 较好地完成了室内外空间的过渡与衔接。同时对形成良好的城市空间环境也是一种深化。可以看出目前高层建筑设计的一个新要求就是要实现“生态节能型”。高层建筑主体的下部分裙房虽然对整个城市影响较小, 但它对于街道的尺度和人情化空间的创造等方面却有着重要的影响。建筑的裙楼立面设计一般不同于上部立面, 需要进行细致的设计, 从而使下部空间丰富多彩而不至于感到苍白; 并要体现人的尺度, 因为裙房部分跟公众视觉接触较密切, 对街道空间感影响也较大。而高层建筑的最上部分屋顶对整个建筑形象起到强化个性的作用, 虽然它较少影响到生态环境, 但对塑造建筑的标志性、丰富城市天际线具有重要的作用,因此应根据建筑的基座、楼身等因素加以塑造。
1.3 巧妙地运用一些处理手法
高层建筑的塔楼部分虽然变化的余地不大, 但是底层部分却可以进行一些巧妙的处理来丰富空间形式。一般可以采用底层架空和入口缩进的手法。底层架空的处理手法是现代建筑的特征之一, 它可以在高密度的环境中争取到宝贵的用地, 把城市的道路、广场和建筑有机地结合在一起, 形成通透的、公共的开放空间, 给市民以小憩之地;同时还可以改善人流、视觉拥挤的状况, 连通几个主要的公共场所, 以增加城市空间的层次。高层建筑临近城市道路布置时, 入口空间凹入建筑下部可以避免主体的被迫后退(用地非常紧张的情况下) , 争取基地面积的有效使用,缓解入口处各种矛盾冲突; 并有可能在建筑的形体设计、空间组织等方面形成新颖的构思, 这种入口后退架开的处理不仅空间层次丰富而且给人的印象也深刻。
2、规划设计
2.1 避免高层建筑密集
高层建筑的密集虽然对于城市办公等条件方便有利,却给城市空间带来很多压力, 造成城市空间和城市交通的拥挤, 甚至是一些史料不及的污染和危害, 比如一些高层建筑玻璃幕墙的大面积使用造成以前未出现过的光污染;还有就是形成高压风带和风口, 这些会造成意想不到的后果。因此在规划设计中要对区域内的高层建筑密度进行限制, 避免高层建筑的集中分布。
2.2 高层建筑与城市街道
高层建筑一般分布在城市中商业发达的地段, 这些地段的街道本身交通荷载就较大, 高层建筑将大大增加这些街道的交通压力, 分布在这些街道两侧的高层建筑要尽量控制其层数和高度, 同时在规划设计时要对这些街道进行扩展, 加大其通行能力。
2.3 控制超高层建筑数量
超高层建筑往往以其象征性和代表性而存在, 实际上这类建筑既不经济又不合理, 一些已建成的超高层建筑投入使用后, 收益并不乐观, 可以说仅仅是体现城市形象,提高城市知名度。
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建筑工程消防审核是《消防法》赋予消防部门的一项职能,建筑工程消防审核关系到国家、人民的公共利益及公共安全。现行国家消防标准《建筑设计防火规范》GB50016—2006(以下简称《建规》)及《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95(2005年版)(以下简称《高规》)是消防建审的一个重要依据,如何在消防建审工作中,正确理解和把握现行规范条文的作用和意义,维护规范的严肃性、完整性及提高其可操作性,是摆在我们建审人员面前的一项课题。
在执行规范的过程,往往由于规范的一些内容未明确规定或者执行确有困难,建设、设计、消防部门在理解和执行中出现分歧,导致标准尺度不一,给实施带来不便。特别对于十堰这座工业城市,城市建设的迅速发展,导致建设用地矛盾突出。十堰是一座山区城市,素有“九山半水半分田”之说,许多建设用地需开山取得,因此出现大量的坡地建筑,现行国家消防标准《建规》及《高规》对坡地建筑的防火要求涉及甚少,特别是对在消防设计及建审中建筑物建筑高度的确认,笔者结合近几年来工作实际,对此问题提出自己的看法以供探讨。
坡地建筑的定义:指建筑底层座落于坡底,其上某层与坡顶相连接的建筑。如图1所示。
从图1看出坡地建筑一般表现两个特征:一是建筑座落于坡底并以坡底场地为室外地面;二是 其上某一层或几层以天桥或平台与坡顶相通,并以坡顶场地为其上部建筑的室外地面;其中至少有一个室外地面能作为人员疏散及消防扑救场地。
按照现行消防规范对建筑高度的定义:建筑物室外地面到其檐口或屋面面层的高度,屋顶上的水箱间、电梯机房、排烟机房和楼梯出口小间等不计入建筑高度。坡地建筑就出现两个建筑高度H或H2,在消防设计及建审工作中,建筑物的建筑高度是必须首先确认的重要指标之一,以便确定建筑物适用于《建规》或《高规》。在《高规》中还须对建筑物进行进一步分类,影响消防设计中各系统的方案及参数的选取。
《建规》中对处于阶梯式地坪的建筑,其建筑高度的划分有一个原则:当位于不同高程地坪上的同一建筑之间设有防火墙分隔,各自有符合要求的安全出口,且可沿建筑的两个长边设置消防车道或设有尽头式消防车道时,可分别计算建筑高度。否则,仍应按其中建筑高度最大 者确定。如图2所示。
此类建筑有一定数量,但多数建筑其中的水平方向的防火墙很难设置,因此须按建筑高度最大者确定即H,若H大于24 m就应该按《高规》来进行消防设计了。
针对坡地建筑的特点,重庆市制定了地方标准即《重庆市坡地高层民用建筑设计防火规范》DB50/5031—2004。该规范对《高规》中未能详尽的某些条款如坡地建筑防火设计高度的确定等加以明确和规范,引入了因适应地形而产生的坡地建筑吊层、坡底、坡顶以及防火设计高度等概念,同时制定了坡地建筑防火设计的相应条款,对山区地形坡地建筑消防设计具有很好的参考作用。
《重庆市坡地高层民用建筑设计防火规范》提出了一个核心概念:“防火设计高度”,其含义是指在进行坡地建筑防火设计时,在不同的条件下,从某个特定室外地面起算的人员疏散和消防扑救高度,在执行《高规》时其中的“建筑高度”就以规范的“防火设计高度”来代替。显然坡地高层建筑的“防火设计高度”与坡地建筑的“H总高度”、“H1吊层高度”及“H2上层高度”既有联系,又有区别。在某个特定条件下,“防火设计高度”等同于后者其中一个。如图1:上层为18层住宅,吊层为5层商业,当商业部分与住宅部分垂直方向上进行有效防火分隔等措施后,该建筑建筑高度可按“H2上层高度”确定,上层按二类普通住宅进行消防设计,吊层按二类公共建筑进行消防设计。王树阔:浅议坡地建筑建筑高度的确定
对图1来说,按现行《高规》有两个建筑高度,以防火设计就高不就低的原则,其建筑高度应该采用“H坡地建筑总高度”,则该建筑就属一类公共建筑,建筑高度超过50 m。这样导致一些功能很简单的这类建筑很容易突破《高规》建筑分类中的二类建筑的范畴。有些可采用封闭楼梯间建筑的则必须采用防烟楼梯间;可采取自然防排烟的须采取机械防排烟;“建筑高度”很容易突破50 m甚至100 m;消防疏散及防火灭火设施的投资成倍增加。
《重庆市坡地高层民用建筑设计防火规范》毕竟为一部地方性法规,对于坡地建筑其中的某些防火做法可以借鉴,也有其不完备的地方,但其前提应是在现行《建规》或《高规》的框架内。我国的消防工作方针为“预防为主,防消结合”。主动防火为主,被动消防为辅。火灾发生时,首先保证人员安全,即保证疏散通道及出口的安全,其次是减小火灾的损失。因此在实际坡地建筑防火设计及建审工作中对坡地建筑建筑高度的确认应把握好以下几个重点环节:
(1)按《建规》或《高规》各部分不同功能的人员疏散通道及安全出口是否独立;
(2)消防车道能否到坡底及坡顶。按《高规》应设环形消防车道,当设环形车道有困难时,可沿高层建筑的两个长边设置消防车道。
(3) 高层建筑不同功能区的垂直及水平方向的防火分隔措施应按《建规》或《高规》的要求进行有效分隔;
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关键词:高层建筑 消火栓系统设计安全性 探析
1高层建筑的定义及消火栓系统的重要性
依据建筑设计防火规范(GB50016-2014)的相关标准: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为高层建筑。高层民用建筑依据其建筑高度、使用功能和楼层的建筑面积可分为一类和二类。高层建筑由于发生火灾时从室外进行扑救相当困难。一般要立足于自救,即主要靠室内消防设施以确保火灾发生时可以在消防人员到达着火点之前对火灾进行控制,建筑防火设计规范规定明确指出,高层建筑必须配备室内外消火栓系统。
2消火栓系统的组成分类
消火栓系统主要有室内消火栓系统、室外消火栓系统。依据消火栓系统的压力来源可划分为临时高压系统、常高压系统。消火栓系统的压力如果由市政水源压力来保证,则为常高压消火栓系统,当市政水源的水压及水量满足不了系统运作时所需压力及用水量,则需要消防水池通过消火栓泵等加压设备来确保消火栓正常工作,称之为临时高压系统。高层建筑的室外消火栓系统往往为常高压系统,室内消火栓为临时高压系统。
3消火栓系统设计安全性常见的问题
3.1建筑架空层是否设置室内消火栓
依据建筑设计防火规范(GB50016-2014)的相关标准:高层建筑及其附属构筑物均需设置室内外消火栓系统。架空层如果不是首层的情况下,应该配备室内消火栓系统;如果是首层就需结合具体情况而定,如首层架空层的作用是公共绿化提供服务,其四周也没有预设围栏,则没必要设置室内消防栓;如首层架空层的作用是社区活动提供场地,并配备健身器械,则应当设置消火栓。
3.2跃层住宅公用区间的消火栓设置
跃层住宅的室内消火栓应至少满足一股充实水柱到达室内任何部位,并宜设置在户门附近。 跃层住宅的高度和普通住宅的二层高度相当,为了确保住宅的隐私性,往往每户家庭只有在跃层下层留出与公共通道相通的大门,跃层上部不能由同层的公共通道进入,这给火灾发生时消火栓灭火带来不便。为了确保同层任意部位有消火栓的水流可以及时的到达,跃层住宅消火栓的设置需比其它住宅更为密集。消火栓的保护半径为25米,在工程的设计阶段,不仅仅是要确保消火栓之间保护范围的并集覆盖住宅区内,还应该确保消火栓箱内的水带可以通过大门,直至跃层最远的房间门口。通常情况下,消火栓内水带的长度为25米,但是在处理火灾的实际操作中,会因为上楼、转弯等因素,其覆盖的水平距离会大大减小,在设计工作中,应该依据建筑的整体布、建筑层数等实际参数在图纸上拉折线,消火栓的配备需确保水带到到跃层上部最远的房间距离在一定范围内,否则应适当的增加消火栓箱和消火栓立管的数量。如建筑内部为平常住宅与跃层住宅的混合型或者标准层是平层住宅、顶部是跃层住宅,更应注意消火栓的数量。
3.3消防电梯前室的消火栓设置
为了便于消防人员对自身安全的防护及开辟至火灾现场的通路,消防电梯前室应该设置消火栓,并应作为一股充实水柱计入消火栓使用数量,其设置是有一定技术要求的,一般消火栓应该设置在明显的位置,对于前室就是消防电梯正对面的墙上。但是有些情况就需要特殊考虑,如:前室均有通往通道或者楼梯间的防火门,消火栓及立管的设置不可以影响火灾时疏散所需的宽度。消火栓在开启状态时,不能遮盖了疏散通道。另一种情况,消防电梯的前室通常位于建筑的核心位置,消火栓在设置中应考虑是否采用明装或者半安装的方式安装在剪力墙上。因为暗装方法存在破坏墙体的防火性能、影响了结构的安全性。
3.4消火栓的布置间距不宜过小
为了能有效保证两股水柱同时到达室内任何位置的要求,不仅需要规定消火栓之间的最大间距,同时也要保证消火栓之间的间距不宜过小。在发生火灾时,当其中一个消火栓受到火灾威胁,因为距离很近,另一个消火栓同样会受到威胁,从而导致无消火栓可用,所以消火栓之间的间距不宜过近。
3.5各个专业配合问题
建筑设计是一项系统的工程,水、暖、电、结构各个专业在设计中都密切的配合,良好的配合才可以创作出优秀的建筑作品,消火栓的设计工作尤为的重要 ,消火栓泵房更是重要的设备用房,相关规范对其作出明确的要求:独立消防水泵房的耐火级数不能小于二级,在高层建筑内部设置消火栓专用泵房时,应该设置甲级防火门,并且当其处于首层的位置时,出口应该直通到室外,当其位置处于其他楼层或者地下室时,出口应该直通到安全出口。同时泵房位置的选取还应当考虑疏散出口等因素的影响。对于消防泵房的具体规格也有一定的限制,其规格对消防泵的吸水方式、摆放方式、大小均有一定的影响。泵房中通常情况下不会预留维修专用的空间,但是不能忽略水泵控制箱空间的预留,需根据控制箱的规格、水泵功率的大小来选取控制箱的具置。
结束语
在当下社会中,火灾的防治和处理是一项重点的工作之一。消火栓的设计工作对高层建筑的安全性产生极强的影响,因此做好高层建筑消火栓设计安全性的具体工作在高层建筑拔地而起的现代化社会是不可或缺的。
参考文献
[1]周德海.高层居住建筑消火栓设计安全性探析[J].民营科技,2014