发布时间:2023-09-25 11:52:34
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高层建筑的防火设计,必须遵循“预防为主,防消结合”的消防工作方针,针对高层建筑发生火灾的特点,立足自防自救,采用可靠的防火措施,做到安全适用、技术先进、经济合理。
本规范适用于下列新建、扩建和改建的高层建筑及其裙房;
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);
建筑高度超过24m的公共建筑。
本规范不适用于单层主体建筑高度超过24m的体育馆、会堂、剧院等公共建筑以及高层建筑中的人民防空地下室。
摘要:摘要 《高层民用建筑设计防火规范》局部修订已正式施行。对在这次局部修订工作中并未进行修订,但在平时常被专业人员关注、质疑的条文,如消防水池取水口或取水井的设置,室外消火栓的数量,水泵接合器的设置,消火栓的间距,消火栓处的启动按钮设置,消防电梯前室消火栓,增压水泵出水量等七大问题进行了探讨和说明
关键词:消防水池 室外 消火栓 水泵接合器 增压泵
对《高层民用建筑设计防火规范》若干条文的理解.pdf
《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)(以下简称“高规”)修订内容仍部分存在前后要求不统一、与《建筑设计防火规范》GB50016-2006(以下简称“建规”之间要求不一致等情况,现提出共同探讨。
1设置商业服务网点的居住建筑
1.1居住建筑的概念
居住建筑在“高规”中的不同地方分别表述为居住建筑、住宅、普通住宅、高级住宅等形式,不利于规范用词的统一,在理解上易产生偏差。
理解“高规”中居住建筑的不同表达方式,应仅单指住宅,不含集体宿舍、公寓等其它居住形式的居住建筑。
“高规”第3.0.1条中已取消了“高级住宅”为一类高层民用建筑的说法,而在“高规”第2.0.11条出现了“高级住宅”的术语,“高规”第7.2.2条出现了对“高级住宅”消防用水量的要求,“高规”第7.6.2条出现了对“普通住宅”设置自动喷水灭火系统的要求。根据“高规”第2.0.11条规定,“高级住宅”一词应解释为 “装修标准高和设有空气调节系统的住宅”,随着经济建设的发展和人民生活水平的提高,一般居住建筑在装修过程中要求均较高,绝大部分都设有空调,是否都划归为高级住宅呢?若不存在“高级住宅”一说,则相对应不存在“普通住宅”的概念。
综上所述,笔者以为在“高规”中关于居住建筑的表达方式可统一用“居住建筑”这一名词,并增加关于“居住建筑“是指“住宅、公寓、集体宿舍等人员居住为主要功能的建筑”的名词解释。若对除住宅外的其它居住建筑有防火设计要求,则可在各条款中单独列出。
1.2商业服务网点的设置部位
“高规”第1.0.3.1条关于“包括首层设置商业服务网点的住宅”的说法与第2.0.17条关于“商业服务网点”的术语相矛盾。商业服务网点应为设置于建筑底部(地上)的一至二层,若二层为商业服务用房,则一层也应为商业服务用房。因商业服务网点的概念已对商业服务网点的设置部位进行了阐述,故“高规”第1.0.3.1条应取消“首层”二字。
1.3商业服务网点在高层民用建筑和一般民用建筑中设置要求
根据“建规”和“高规”的相关规定,商业服务网点设置于高层民用建筑内和一般民用建筑内的要求不同。对于高层民用建筑,商业服务网点内的楼梯必须设置封闭楼梯间,且应有两个安全出口,若该商业服务网点设在建筑高度超过100m的居住建筑内,除卫生间外,则还必须设置火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统,由于商业服务网点建筑面积不大,这样在实际设计或使用过程中很难达到上述要求,特别是封闭楼梯间和两个安全出口的设置。
鉴于商业服务网点与周围已采用了相应耐火极限的围护结构进行了防火分隔,即使发生火灾,可限制在一定区域范围内,且设置于建筑的一至二层,对于火灾扑救也相对容易一些,笔者建议可对高层民用建筑中商业服务网点的要求同一般民用建筑中的商业服务网点同等对待,并在相关条款中予以说明。
2建筑结构
2.1高层居住建筑中单元式住宅防火墙的窗间墙距离要求
“高规”第6.1.1.2条规定“十八层及十八层以下的单元式住宅之间应设置防火墙,窗间墙的宽度应大于1.2m”,而“高规”第5.2.2条要求“紧靠防火墙两侧的门、窗、洞口之间最近边缘的水平距离不应小于2.00m”。这两个距离要求就不尽相同,考虑火灾情况下火势通过窗户蔓延的可能性,笔者建议取消“高规”第6.1.1.2条 中关于“窗间墙的宽度大于1.2m”的规定。
2.2高层民用建筑中除住宅外的厨房设置
“建规”第7.2.3条第4款规定“除住宅外,其它建筑内的厨房的隔墙应采用耐火极限不低于2.00h的不燃烧体,隔墙上的门窗应为乙级防火门窗”。在集体宿舍、公寓等居住建筑、公共建筑和工厂中,其厨房火灾时有发生,主要原因是电气设备过载老化、燃气泄漏或油烟机、排油烟管道着火等引起。“建规”要求将除住宅外的厨房用围护结构和乙级防火门窗与其它部位分隔开,对于阻止火势蔓延、预防和扑救火灾有着非常积极的现实意义。
高层民用建筑中集体宿舍、公寓等居住建筑和公共建筑内的厨房相对一般民用建筑和厂房的火灾危险性更大,但无此项规定,笔者建议在修订中应在“高规”的相关内容中予以明确。
2.3电缆井、管道井等竖向管井封堵的要求
“建规”第7.2.10条第1款规定“电缆井、管道井每层用相当楼板耐火极限的材料进行封堵”,“高规”第5.3.3条规定“建筑高度不超过100m的高层建筑,电缆井、管道井每隔2~3层用相当楼板耐火极限的材料进行封堵;建筑高度超过100m的高层建筑,应在每层用相当楼板耐火极限的材料进行封堵”,这两条要求不一致。
考虑建筑中的垂直管道井、电缆井等竖向管井都是烟气竖向蔓延的通道,必须采取防火分隔措施,另从建筑实际建造情况看,每层分隔是切实可行的,对于检修影响不大,却能提高建筑的消防安全性,且高层民用建筑中的垂直管道井、电缆井等竖向管井火灾危险性更大,故应对高层民用建筑也应统一要求电缆井、管道井等竖向管井每层用相当楼板耐火极限的材料进行封堵。
3安全疏散
3.1未对高层民用建筑中疏散人数的计算予以说明
“高规”第6.1.9-6.1.12条明确规定了疏散门和疏散走道的宽度要求,“高规”第6.2.9条规定了疏散楼梯的总宽度要求,这些宽度的计算均与建筑内疏散人数有关,但对高层民用建筑内疏散人数计算无具体规定,造成在设计过程中无章可循。
“建规”第5.3.14-5.3.17条对商店、学校剧院等公共场所中疏散人数的计算均有明确规定,这样方便设计和审核人员依规行事。建议依照“建规”的相关内容在“高规”中予以明确疏散人数的计算方法。
3.2 对电梯前室是否能设置防火卷帘的要求不一致
“建规”第7.4.11条规定“建筑中的封闭楼梯间、防烟楼梯间、消防电梯前室及合用前室,不应设置卷帘门”,而“高规”第6.3.3.4条规定“消防电梯前室的门,应采用乙级防火门或具有停滞功能的防火卷帘”。两者要求相冲突。
考虑设计要求疏散用门应能保持和保证人员安全疏散的畅通,不发生阻滞,且能防火防烟。疏散楼梯间、电梯间、前室及合用前室的门,均应采用平开门,笔者建议取消“高规”中关于“消防电梯前室的门,可采用具有停滞功能的防火卷帘”的规定。
4 消防给水
4.1 双阀双口消火栓具体连接方式不明确
“高规”第7.4.2条规定“单元式、塔式住宅当设两根消防竖管有困难时,可设一根消防竖管,但必须采用双阀双口消火栓“,但对双阀双口消火栓如何与消防竖管相连未予以说明。
随着建筑行业发展规模的不断扩大,建筑防火设计也应当向着多样化、全面化、以及系统化的方向发展,以最大限度的保障建筑性能的安全与可靠。当前,高层、超高层建筑不断涌现,导致通用性《建筑设计防火规范》存在一定的不适应性,而针对高层建筑专用的《高层民用建筑设计防火规范》在具体规定上也与通用性标准存在一定的差异与矛盾。新版《建筑设计防火规范》为平衡现行通用性、特殊性标准在有关条款中的矛盾与差异,对相关规定作出了调整与修正,能够更加适用于新时期建筑防火设计的实践需求,值得关注。
1《建筑设计防火规范》与《高层民用建筑设计防火规范》之差异分析
国家立法中明确规定:凡国家标准规范,在效力上是完全平等的。但在特殊规定与普通规定均出自同一机关且内容发生冲突时,应当以特殊规定为适用标准;在新规定与既有规定相矛盾时,则应当以新规定为适用标准。但结合相关法规标准的实际使用情况来看,通用性标准中所制定的某些条款与内容较特殊性标准而言更为严格与严谨。结合建筑设计防火规范的相关标准与规定来看,认为在《建筑设计防火规范》与《高层民用建筑设计防火规范》中商存在以下差异性的内容与条款:1)针对建筑构件耐火标准的规定存在差异在《高层民用建筑设计防火规范》与《建筑设计防火规范》中,针对墙体、楼板、梁体、以及柱体等承重性构件的耐火等级标准规定有明显差异,且《高层民用建筑设计防火规范》中的相关规定更为严格与严谨,体现在消防电梯、防排烟系统、以及火警系统等内容的设置上,故而导致该规范中部分承重构件的耐火极限较《建筑设计防火规范》而言偏低。如《高层民用建筑设计防火规范》中针对人防工程的设计应当参考现行《人民防空工程设计防火规范》进行设计,但在人防工程建设标准中则要求以《建筑设计防火规范》为依据,合理设置地上部分与地下人防工程建筑的防火间距,在地面建筑外墙为防火墙的情况下不限防火间距。由于通用性规范与特殊规范在防火墙耐火极限方面的规定有所不同,进而导致地上建筑物符合《高层民用建筑设计防火规范》要求,但可能出现无法满足《建筑设计防火规范》要求的情况。2)安全疏散规定存在差异在有关疏散距离、地下室大小、出口可疏散人数、走廊顶端房间疏散距离等方面的规定上,《建筑设计防火规范》均较《高层民用建筑设计防火规范》更为严格。3)消防设施设置存在差异在《高层民用建筑设计防火规范》中,防排烟设置必须满足“内走道长度>20米”的要求,但在《建筑设计防火规范》中,该标准为“>40米”。4)防火分区允许最大建筑面积存在差异在《建筑设计防火规范》以及《高层民用建筑设计防火规范》中,均针对公共建筑地层、上层、乃至展厅的防火分区面积有明确规定,但《高层民用建筑设计防火规范》中对防火分区允许最大建筑面积的规定较《建筑设计防火规范》提高了1倍左右。
2新版《建筑设计防火规范》重要性分析
为了有效处理并平衡《建筑设计防火规范》以及《高层民用建筑设计防火规范》相关条款中存在的差异与矛盾,住房及城乡建设部于2015年5月1日起开始实施新版《建筑设计防火规范》(GB50016-2014),新版《建筑设计防火规范》将既往《建筑设计防火规范》以及《高层民用建筑设计防火规范》合二为一,通过对相关条款的整合修订,可适用于各类建筑的防火设计工作。其重要性体现在以下几个方面:1)解决规范适用性的问题旧版《建筑设计防火规范》以及《高层民用建筑设计防火规范》在适用范围上具有明确要求。但当前建筑领域工况复杂程度不断提高,在工程实践中常常会遇到选用何种规范作为设计依据的问题。为解决该问题,将两项规范合二为一,在新版《建筑设计防火规范》中纳入各类工业、民用建筑,统一根据建筑高度进行划分,从而能够解决规范适用性方面的问题。2)解决安全尺度的问题在旧版《建筑设计防火规范》与《高层民用建筑设计防火规范》独立并行的背景下,两部规范自身均具有合理性、系统性的特点。但综合对比分析可见,在《高层民用建筑设计防火规范》中一些适用于高层建筑防火设计的条款与设计标准设置较多层、单层建筑更低,设防内容还该不够全面。而将两项规范合二为一后,新版《建筑设计防火规范》能够对防火设计的相关问题进行更全面的审视,从而确定更加科学合理的安全尺度。
3新版《建筑设计防火规范》的补充与修订分析
1)新版《建筑设计防火规范》中独立增设了“灭火救援设施”章节新版《建筑设计防火规范》中针对旧规中的消防电梯、消防车道等设置设计标准作出了修订与完善,如在以下条件中应设置消防电梯:①建筑整体高度>33米;②埋深>10米;③建筑面积>3000米²。同时,消防电梯应当按照防火分区的划分标准进行设置,至少需要满足1个防火分区设置1台消防电梯的标准。同时,本章节中还针对消防车辆登高操作场地等与灭火救援相关的内容作出了完善,如消防车辆的登高操作场地应当沿周边长度1/4且>长边长度的底边连续布置形成,且需要符合“裙房进深≤4米”的要求。2)新版《建筑设计防火规范》对超高层公共建筑防火要求进行了完善针对当前层高在100米以上的超高层公共建筑而言,新版《建筑设计防火规范》中对楼板结构的耐火极限自旧规中的1.5小时提高至2小时。同时,从以下几个方面对超高层公共建筑避难层防火要求作出了完善:①第一避难层楼地面与救援场所地面高度距离应>50米;②两相邻避难层间高度差异应<50米;③避难层进入楼梯间入口、疏散楼梯位置应当增设明显的警示标志;④消防标志备用电源连续供电时间应>1.5小时。
4结束语
新版《建筑设计防火规范》集中体现了在建筑火灾防控领域中所取得的理论成果与实践经验,将旧版《建筑设计防火规范》以及《高层民用建筑设计防火规范》进行了整合优化,在建筑防火设计领域中具有非常重要的意义。深入理解新版《建筑设计防火规范》对于最大限度规避建筑火灾隐患,提高火灾抵抗能力有重要意义,值得引起重视。
参考文献
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[5]刘贵,张格梁.对《建筑设计防火规范》通用技术权威性的思考[J].消防科学与技术,2008,27(12):889-891.
关键词:防火规范居住建筑单元式住宅塔式式住宅通廊式住宅楼梯间防烟前室
一、问题的提出
在现行规范中关于住宅的定义是明确的,分类是根据住宅的层数来划分,见《民用建筑设计通则》3.1.2.1:“住宅建筑按层数分类:一层至三层为低层住宅,四层至六层为多层住宅,七层至九层为中高层住宅,十层及十层以上为高层住宅;”,然而各类规范中又出现了大量的其他术语如: 单元式住宅,塔式住宅,通廊式住宅等,在《民用建筑节能设计标准》(采暖居住建筑部分)JGJ 26-95条文说明3中还出现了“点式住宅”的术语,前三种形式在规范中出现的频率相对较高,在防火规范中的要求也很明确,“点式住宅”虽出现不多,但在日常设计中却常提到。规范在它们自身定义上不是十分明了,似乎这应是一个简单的常识问题,然而随着设计工作的日趋深入,设计人员对这些术语的的理解也存在了较大差异。比如一些设计人员认为,单元式住宅就是一梯两户,否则就是塔式,这种说法显然不够正确。还有就是认为只有一个单元的住宅就是塔式,否则为单元式,这也不尽然。另外通廊式住宅和点式住宅更是模糊不清了,他们之间的界限又在哪里呢?对于设计者来说这些似乎应该是在学校学习时就应该知道的,但现在要准确地给出定义还真是没有权威的理论依据。
二、规范中有关术语的定义:
遍查现行建筑设计规范中,有三处定义与此相关:
1、住宅单元
《住建规》的定义:2.0.3 住宅单元 residential building unit
由多套住宅组成的建筑部分,该部分内的住户可通过共用楼梯和安全出口进行疏散。2、单元式高层住宅
《住规》的定义:2.0.20 单元式高层住宅 tall building of apartment由多个住宅单元组合而成,每单元均设有楼梯、电梯的高层住宅。
3、塔式高层住宅
《住规》的定义:2.0.21 塔式高层住宅 apartment of tower building以共用楼梯、电梯为核心布置多套住房的高层住宅。
三、防火规范要求:
《建规》《高规》关于住宅部分的防火规定相对于其他公共建筑来说要复杂一些,但要点都是一样的,在设计中要把握好以下几点:
1.出入口数量的确定
2.楼梯间形式的确定
3.是否设消防电梯
4.防火门和前室问题
表1 住宅建筑防火设计要点
四、遗留问题
以上论述较为全面的概括了各类住宅防火设计的要点,应该说规范在楼梯间的设置上对单元式住宅的要求较宽,其理由应是建筑各单元可以通过屋顶联通,在紧急情况下多了一处逃生的通道。但是规范并没有对相邻的住宅单元的层数差提出要求,如果相邻的住宅单元层数差大于两层时,较高单元的顶层无法借用相邻单元的疏散楼梯逃生,那么这种情况是否应套用有关塔式住宅的规定,或者通过设置室外爬梯、消防软梯等方法来确保这一逃生渠道。总之,防火规范不可能面面俱到,也不可能一次到位,这需要广大技术工作者充分发挥聪明才智,不断提升和完善防火设计理论。
参考文献:
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:
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。
引言:现代高层、超高层建筑的特点是规模大、标准高、人口密度、设备分散,对消防要求极为严格。随着高层、超高层现代建筑的兴起,对消防工作提出了越来越高的要求,现代建筑必须设置现代化的消防控制系统。火灾自动报警系统是人们为了早期发现和通报火灾,并及时采取有效措施,控制和扑灭火灾,而设置在建筑中的一种自动消防设施。
火灾自动报警系统的作用是能自动(或手动)发现火情并及时报警,以不失时机控制火灾的发展,将火灾的损失减到最低限度。火灾自动报警系统设备一般由火灾探测器、手动报警按钮、消火栓按钮、信号模块、控制模块、隔离模块、报警控制器、消防广播、声光报警器、消防电话、楼层复示器、传输线路中的部分或全部组成。
在设计火灾自动报警系统时,我们应根据工程类别,严格执行《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98、《高层民用建筑设计防火规范》 GB50045-95、《建筑设计防火规范》GBJ16-87,做到即安全可靠又经济合理。
以下就是某酒店例进行说明:
了解此酒店工程设计概况
该酒店共八层,一层层高为3.9米,二层层高为4.2米,三至八层层高为3.6米,含室内外高差0.6及女儿墙高度0.9,该建筑物建筑高度为31.2米,属二类高层建筑。一、二层建筑面积分别为480,三至八层建筑面积分别为400,总建筑面积为1200多平方米,每层为一独立的防火分区。一层为消防控制室、柴油发电机室及大餐厅,二层为大餐厅,三层为厨房区,四至八层为包房区。
理清设计思路
首先清楚需要进行哪些设计内容,按规范是否需进行火灾自动报警系统设计,根据此酒店工程特点确定火灾自动报警系统包括哪些具体内容,下面就酒店工程分述如下:
按《火灾自动报警系统设计规范》第3.1.1条规定,二类高层建筑其火灾自动报警系统保护对象分级为二级,所以本工程应按二级保护对象进行火灾自动报警系统设计,并且根据规范附录D,本工程火灾探测器的具体设置部位为餐厅、包房、厨房、发电机房、走廊.餐厅、包房、走廊的顶棚设点型感烟探测器,厨房、发电机房的顶棚设点型感温探测器。另外根据本规范第8.3条规定在每层出入口附近设手动报警按钮,保证在本层任何位置到手动报警按钮的步行距离不超过30米。
根据《高层民用建筑设计防火规范》第7.4.6.7条规定,临时高压给水系统的每个消火栓处应设直接启动消防水泵的按钮,而本工程消防泵防设在室外,属临时高压给水系统,所以建筑室内消火栓箱内均设启泵按钮,所有启泵按钮通过火灾自动报警系统线路与消防控制室内的报警控制器相连,构成火灾自动报警系统的一部分。
根据《高层民用建筑设计防火规范》具有卡拉OK功能的餐厅应设自动喷水灭火系统,而本工程包房具有卡拉OK功能,所以需设自动喷水灭火系统。根据《火灾自动报警系统设计规范》第6.3.3条规定火灾自动报警系统对自动喷水灭火系统中的水流指示器、报警阀(即压力开关)具有显示其工作状态的功能,并能联动控制喷淋泵启停。对自动喷水灭火系统的控制也构成火灾自动报警系统的一部分。根据《高层民用建筑设计防火规范》第9.4.5条规定设有火灾自动报警系统和自动灭火系统的高层建筑应设消防控制室,所以本工程按要求在一层设消防控制室。这时电气专业需向建筑专业提供消防控制室的面积等相关要求。
根据《火灾自动报警系统设计规范》第6.3.1.8及6.3.1.9条规定消防控制室在确认火灾后应能切断着火楼层的非消防电源,接通火灾应急照明灯及疏散指示标志灯电源,并使所有电梯迫降至一层。切断和接通电源可通过控制模块,对配电电源回路上的接触器进行控制,实现电源通断。电梯迫降也是通过控制模块,实现报警控制器对电梯控制柜的电气控制。
根据本工程层数为八层且报警控制点不是很多的特点,其火灾自动报警系统可按集中报警系统设计,而根据《火灾自动报警系统设计规范》第5.4条的规定集中报警系统宜设火灾应急广播,所以酒店内每层的大厅和走廊设消防广播。根据第5.6条规定在消防控制室内设外线电话用于向消防部门119报警,并在消防控制室内广播通讯控制柜上设消防专用电话总机用于本建筑物内救火时通讯使用,发电机房设消防专用电话分机,在手动报警按钮及消火栓启泵按钮处设电话塞孔(在选用设备时选用带电话塞孔的手动报警按钮及消火栓启泵按钮)用于救火时与消防控制室取得通讯联系。
在一层消防控制室可选用总线制报警联动控制柜一台、广播通讯控制柜一台,在每层服务台附近墙壁设一台楼层复示器以显示本层火灾自动报警系统的报警点或故障点,报警控制柜通过隔离器与每层的探测器、手动报警按钮、消火栓按钮、信号模块、控制模块通过报警线路相连接,广播通讯控制柜通过控制模块与消防广播、消防电话、手动报警按钮及消火栓启泵按钮的电话塞孔通过广播通讯线路相连接,各层的楼层复示器直接与报警控制柜通过通讯线路相连接,以上各部分共同组成本工程的火灾自动报警系统。
结束语
以上是我根据此酒店工程要求对火灾自动报警系统设计的浅析认识,火灾自动报警系统的设计,是一项政策性很强,技术性复杂,同时涉及消防法规,涉及人身和财产安全的工作,其从业人员,应该熟练掌握与消防有关的国家现行规范,仅供大家探讨。
参考文献:
民用建筑工程与人们的生活和生产密切相关,建筑质量的好坏很大程度上与设计质量优劣有关。相对而言,民用建筑设计工作繁重而又责任重大,直接影响到建筑物的安全性、舒适性、耐久性和经济性。民用建筑是以居住为主要使用目的的建筑。目前,民用建筑设计追求“以人为本”,这就要求结构设计人员设计思想的开拓和设计方法的创新。
1 建筑结构设计的概念及内容
结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑帅及其他专业工程师所要表达的东西、结构语言就是结构师从建筑及其他专业图纸中所提炼简化出来的结构元素、包括基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系,包括竖向和水平的承重及抗力体系、把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础、结构设计的内容由上可知为:基础的设计上部结构的设计和下部设计。
2 民用建筑对结构设计的新要求
2.1 材料和资金的节省
因土地、能源和材料价格的持续上涨,开发商要求设计单位必须注意材料和资金的节约,这一点符合结构设计的指导想“安全适用,经济合理”。要从根本上做到经济,结构设计人员必须把握好民用建筑结构的概念设计。
2.2 民用建筑的高层化
高层民用建筑与其他高层建筑最大的不同在于业主对于房屋基于居住目的的功能诉求,如采光、通风、居住面积与层高、振动舒适度等。结构设计师要解决这些复杂的技术难题,必须依靠结构设计理论的不断发展和创新,以及结构计算分析软件的开发和应用。
3 民用建筑结构设计过程中存在的问题分析
3.1 部分结构设计不合理,安全隐患比较多
如《建筑抗震设计规范》第7-1-8条(强制性条文)规定“底部框架-抗震墙结构,上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐”、有此设计把底层设计成大空间,抗震墙很少,上部砌体抗震墙大部分与底部的框架梁或抗震墙小对齐,造成结构体系不合理,传力不明确;有此设计中抗震分类、场地类别选用错误,导致整个结构设计错误、一些混凝土构件,特别是悬挑构件的最小配筋率达不到要求,有的相差一半,有的甚至一半都达不到;有此设计中荷载取值没有按规范要求来确定,存在漏算错算现象;有些结构设计与提供的计算书不一致,结构强度远远低于计算结果,设计存在严重安全隐患
3.2 设计深度达不到规定要求
一些设计人员制作图纸设计粗糙,过于简中,施工图中应有的系统图、大样图、相关剖视图漏缺;一些重要的、应该用图纸反映的内容只标注‘见图集”、“由设备厂家确定”等,施工图设计表述不详,细部大样小详,不能反映工程的全貌;一些重要的设计依据、设计参数、工程类别、安全等级、耐火等级、防火消防处理等在设计总说明中没有标明或交代不全。
这些问题的产生,有的是由于设计人员没有对一般住宅尤其是多层住宅设计引起高度重视,盲日参照或套用其他的设计的结果;有的则是由于设计过程中对设计规范和设计方法缺乏理解;还有的是由于设计者的力学概念模糊,不能建立正确的计算模式,对结构电算结果也缺乏判断正确与否的经验。
4 民用建筑中结构的新技术发展
4.1 钢结构民用建筑的推广
我国钢铁工业的迅猛发展,为建筑钢结构建设事业创造了极好的时机。钢结构与砖混结构和混凝土结构相比,在民用建筑建筑种应用主要有三个优点:首先,由于钢材强度高的特点,民用建筑设计可采用大开间布置。其次,民用建筑采用钢结构体系产生的综合经济效益较好。最后,钢结构建筑具有较高的性价比,有利于环境的可持续发展、适宜产业化发展,极具发展前途,可带动钢铁产业和新型材料产业的发展。
4.2 短肢剪力墙的广泛应用
短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度5- 8倍的剪力墙结构。其吸收了框架结构的优点,发展形成的民用建筑结构型式。常用的短肢剪力墙有“T”字型,“L”字型、“十”字型;“一”字型等。在这种结构里剪力墙能结合建筑平面,利用间隔墙位置灵活位置,可选择的方案较多,能避免与建筑使用功能发生矛盾。而连接各墙的梁,随墙肢位置也可隐蔽设于间隔墙竖向平面内。短肢剪力墙结构里剪力墙数量的多少,墙肢的长短,主要由结构抗侧力的需要而决定。这种新的结构克服了普通框架和普通剪力墙结构的一些缺点,得到了建筑师、开发商和广大住户的肯定与欢迎。
4.3 预应力混凝土大板结构技术的应用
预应力大板结构是在柱与柱之间布置明梁,楼板采用预应力大板,并在预应力大板上直接布置隔墙的结构体系。若这种大板配合预应力宽扁梁使用,则能更大限度的提升楼层净高,如9米跨的预应力宽扁梁可以比普通预应力梁及普通混凝土梁高度分别减少200mm和350mm,对于底部需要大柱网、大空间的多功能商住楼常设置结构转换层。随着预应力技术的逐渐成熟,预应力材料及施工费不断下降,我国高层建筑转换层结构中采用预应力技术的情况越来越多。预应力大板结构在建筑上避免了室内难看的次梁景观,使住宅的建筑平面布置更加灵活,有利于二次装修时室内布局的改造,满足了住户个性化要求。
5 结语
中图分类号: TU24 文献标识码:A文章编号:
Designing points of outdoor air inlet and outlet、
ByJiang Minggang
AbstractBased on the relational standards , ascertains the requirements of the outdoor air inlet and outlet in the ventilation and air conditioning system design.
Key wordsair inlet, air outlet, wind speed of air shutter
引言
民用建筑室外进、排风口的设计是通风空调系统设计的基本内容,在满足本专业的合理性的同时,需要与建筑专业密切配合,整体协调考虑进、排风口间及与周围环境的相对位置的关系。所以,熟悉规范中对室外进、排风口设置的要求,并在设计实践中准确应用成为暖通空调设计人员的必修内容。
室外进风口的设置位置
进风口设置地点的选择的总原则根据GB50352-2005《民用建筑设计通则》第8.2.4条规定“机械通风系统的进风口应设置在空气清新、洁净的位置”。在此总原则下GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》具体对进风口的位置又作了具体的要求,第5.3.4条规定“机械送风系统进风口应直接设在室外空气较清洁的地点(强条);进风口的下缘距室外地坪不宜小于2m,当设在绿化地带时,不宜小于1m。”
室外排风口的设置位置
相对进风口的设置位置而言,对排风口的设置除个别有特殊危害排风的排风口作出明确定量规定外,如《暖通规范》第5.4.5条第4款规定事故排风的排风口,当排气中含有可燃气体时,事故通风系统排风口距可能火花溅落地点应大于20m。仅在《通则》第8.2.4条作了原则性规定“废气排放口不应设置在有人停留或通行的地带”。为了更易于设计者在实际设计中贯彻及把握《通则》的要求,一些地方规范作出了具体的要求,可以作为设计中定量要求的参考予以借鉴。对于设计中常见的地下停车库的室外排风口,上海市工程设计建设规范DGJ08-98-2002《机动车库(场)环境保护设计规程》第4.2.2条规定“机动车停车库排风口朝向人员活动区域时,其底部离地面不应小于2.5m;排风口设在非人员活动绿化带内时,其底部可低于2.5m”。此条可以作为一般民用建筑室外排风口的设置高度的参考要求。此外,排风口与周围环境的相对距离,《机动车库(场)环境保护设计规程》第5.2.4条也规定“机动车停车库排风口与环境敏感目标的间距不应小于10m”。
室外进排风口的相对间距
单就室外进风口或排风口一个而论,可以按上面论述执行,但当室外限定区域内同时设有进风口和排风口的时候,尤其是在市场经济情况下,开发商或者业主对建筑空间的利用可谓是“寸土必争”,必然使送排风机房的设置位置不可能任意选择占用,致使送排风风井及其风口的位置也必然受到限制,所以必须综合考虑进、排风口的相对位置以防止排风对进风的污染。GB50119-2003《采暖通风与空气调节设计规范》第5.3.4条规定“进风口应低于排风口,并应避免进、排风短路”。为了达到避免进、排风短路的目的,根据不同排风成分的污染程度,相关规范给出了具体做法的要求:
针对事故排风,《暖通规范》第5.4.5条规定,“排风口与机械送风系统的进风口的水平距离不应小于20m;当水平距离不足20m时,排风口必须高出进风口,并不得小于6m。特别指出是事故通风的排风对象应该仅限于有害气体或有爆炸危险气体,对于一般民用建筑平不具有典型的代表性。
针对消防补风、排烟风口,GB50016-2006《建筑设计防火规范》第9.4.7条规定“机械加压送风防烟系统和排烟补风系统的室外进风口宜布置在室外排烟口的下方,且高差不宜小于3m;当水平布置时,水平距离不宜小于10m。鉴于民用建筑中排风与排烟系统及送风及补风系统经常设计为兼用一套系统,室外进、排风口显然与消防用补风系统和排烟系统的风口为同一处风口,所以《建规》要求的进、排风口相对距离标准,应该可以作为室外进、排风口相对位置的普遍要求。特别对于高层建筑的消防用风口相对位置的要求,GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》没作出相关规定,笔者认为可参考《建规》对此问题的要求。
针对人民防空地下室进、排风口的位置,GB50038-2005《人民防空地下室设计规范》另外作了相关要求,第5.3.3条规定“战时使用的和平战两用的机械通风进风口、排风口,宜采用竖井分别设置在室外不同方向;其设置符合第3.4.2条的相关规定,即“进风口与排风口之间的水平距离不宜小于10m;进风口与柴油机排烟口之间的水平距离不宜小于15m,或高差不宜小于6m。”作为民用建筑中具有专门属性的一类常见建筑,当涉及人民防空地下室进、排风竖井处地面时,进、排风风口的相对位置应该按此款要求执行。
室外进排风百叶风口风速要求
室外进排风口绝大多说情况使用防雨百叶风口,其构造主要包括防雨叶片及滤网,净通风面积仅占风口名义面积的50%左右。如果口部风速选取过高,必将使风口的局部阻力增加,风口的噪音增高,最终难以达到设计排风量, 特别是在当前地下建筑普遍采用的排风兼排烟系统中,在排烟情况下如果排风口的阻力过大,容易导致消防排烟量不达标。全国民用建筑工程设计技术措施―暖通空调动力(2009版)第4.1.4条第8款对进排风口的风速选取做出了具体的规定,此款的注释别强调“风口风速应按实际有效面积计算”。同样对设计中常见的地下汽车库的设计,上海市工程建设规范DGJ08-98-2002《机动车库(场)环境保护设计规程》第5.2.4条规定,“机动车停车库的进风口风速宜取1.0~4.0m/s,排风口风速宜取1.5~4.0m/s”。
结语
民用建筑在当前设计实践中占有重要比重,室外送、排风口设置不当,不仅影响到空气质量的品质,更严重的还有可能影响送、排风系统的设计效果,甚至于导致消防通风系统的不合理。本文旨在提示设计人员认真阅读和理解规范,明晰规范的应用条件,以保证设计的合理并满足系统的使用效果。
参考文献
[1] 民用建筑设计通则 GB50352-2005
[2] 采暖通风与空气调节设计规范GB 50019-2003
[3] 建筑设计防火规范GB50016-2006
随着今年来我国建筑业的飞速发展,民用建筑设计面临着新的挑战与机遇,同时对建筑专业设计人员的执业能力要求也在不断提高。然而,目前民用建筑的设计周期不断压缩,此外,建筑设计相关技术人员的技术水平参差不齐等因素,使得人们在对民用建筑进行设计的过程中遇到许多问题。
一、民用建筑设计的基本概况
1、民用建筑工程设计要点
屋面和地下工程防水设计达不到设防等级要求,说明中的防水材料与工程做法、墙身详图不一致。因《地下工程防水技术规范》(GB 50108―2008)4.8.1条规定“地下工程种植顶板的防水等级应为一级”、《种植屋面工程技术规程》(JGJ 155―2007)3.0.7条规定种植屋面最上道防水层必须采用耐穿刺防水材料,故更应特别注意种植屋面的防水设计。
2、民用建筑环保设计
在环保设计中,相关人员并没有对所使用的无机非金属建筑材料及装修材料放射性指标限量、建筑材料及装修材料的有毒物质散发量做出明确要求。建筑环保设计应依据《住宅建筑规范》(GB5 0368―2005)7.4.1条和《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325―2001)来执行。同时,民用建筑环保设计中极易被忽略的是如果民用建筑工程场地土壤氡的浓度测定结果在20 000 Bq/m3到30 000 Bq/m3之间,或土壤表面氡析出率在0.05 Bq/m2・s与0.1 Bq/m2・s之间时,必须要采取建筑物底层地面抗开裂措施。
3、民用建筑汽车库的设计
在进行民用建筑汽车库的设计时,要确保汽车库应依据《汽车库建筑设计规范》(JGJ 100―98)进行设计,设计中常出现以下问题:1)地下车库出入口距道路红线不足7.50 m。《民用建筑设计通则》(GB 50352―2005)5.2.4条有明确规定,地下车库出入口与道路垂直时,出入口与道路红线应保持≥7.50 m安全距离。2)汽车库内通车道的最大纵向坡度超《汽车库建筑设计规范》(JGJ 100―98)的规定。设计时应考虑到安全和驾驶员的心理影响、汽车爬坡能力和刹车能力。
4、民用建筑的无障碍设计
民用建筑的无障碍设计其目的是为了给城市创建一个无障碍的环境,从而提高人民社会生活质量,并能够确保能够为行动不便者可以方便、快捷、安全地使用建筑物。同时,按照相关规定,对于七层及七层以上的民用建筑应该对建筑入口、候梯厅、入口平台、公共走道以及无障碍住房等进行有效的无障碍设计,从而确保施工质量,有数据表明,以往的民用建筑施工图设计中常常遗漏无障碍住房的设计,从而影响到整体的设计效果。
二、民用建筑设计的主要影响因素分析
1、自然条件的影响
由于民用建筑的设计往往受到例如温度、风雪、日照等外部自然条件、地质条件等的制约,从而不同程度地影响了民用建筑的分布情况。同时,我国温度带跨度大,南北气候差异变化明显,我们在进行民用建筑设计时,务必要与当地的具体气候特点相一致,充分考虑到自然条件的影响因素。例如,北方寒冷地区的民用建筑设计应满足防寒、保温、防风渗等要求;而炎热地区民用建筑设计要确保通风、防暴雨、隔热等性能要求;而在地质活动频繁的云南、四川等地民用建筑的设计还应考虑防地震等参数合格,从而以确保民用建筑的使用功能以及安全性能。
2、相关法律法规及国家方针政策的影响
在我国,进行民用建筑设计时,务必要遵照国家相关法规和规范要求。因为,它是以建筑科学、实践经验相结合的综合成果为设计基础,必须由国家相关部门直接颁发并且作为我国建筑行业共同遵守的准则。因此,这就要求建筑设计人员在进行民用建筑设计时,应当严格按照国家的标准及方针政策,科学地设定民用建筑的面积,合理布局,使之能够真正地满足国家有关保温、节能、防震等技术规范。
3、物质技术条件的影响
对于不同的建筑设计具有不同使用性能和寿命标准,而充足的物质条件和技术手段正是这些性能的可靠保障。同时,建筑原材料、设备、结构、技术以及施工单位的资质构成了民用建筑设计的整体,这些因素与民用建筑设计的效果息息相关。在科学技术飞速发展的今天,建筑业新工艺、新材料、新技术正不断融入到民用建筑中设计中。从而使得人们对民用建筑基本建设的投资相当大,这就要求建筑设计者在进行民用建筑设计时,必须能够在确保工程质量的前提下,又要充分地考虑到建造过程中材料、能源和劳动力消耗因素,进而有效地降低民用建筑的造价。
三、结语
综上所述,随着我国城市化进程的加快,民用建筑的需求不断加大,然而建筑设计是民用建筑赖以存在的先决条件,建筑技术与建筑材料发展决定建筑设计形式的发展。因为,民用建筑施工图的设计直接关系到整个建筑工程的施工质量与效率。相关设计人员必须努力分析民用建筑设计的各种影响因素,确保所设计的民用建筑符合国家相关标准,并将各种施工安全隐患消灭在施工之前,并能够有效地指导施工。从而提高民用建筑的施工效率,保证民用建筑内人们的身上安全与舒适程度,并能够最大限度地为施工单位实现经济效益和社会效益。
参考文献:
[1] 彭星.建筑设计中节能要点分析[J].中国新技术新产品, 2010.
安全可靠的电力供应是居民生产、生活的重要保障。建筑供配电系统作为电力系统供应的重要组成部分,系统设计的优劣将直接影响用户的用电感受。在满足安全性、可靠性的同时,提高电能质量并使系统经济、合理运行,建设节约型社会也是在供配电系统设计中面临的基本问题。供配电系统的设计应按负荷性质、用电容量、工程特点、系统规模和发展规划以及当地供电条件,合理确定设计方案。下面仅对设计过程中的一些基本问题做一些粗浅的探讨。
1 负荷等级及供电要求
用电负荷根据供电可靠性及中断供电在人员安全、政治、经济上所造成的损失或影响程度,分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。
消防设备负荷等级应满足《高层民用建筑设计防火规范》及《建筑设计防火规范》的规定。《高层民用建筑设计防火规范》规定一类高层民用建筑内的消防用电应为一级负荷,二类高层民用建筑内的消防用电应为二级负荷;《建筑设计防火规范》中对多层建筑消防负荷等级划分为二级和三级负荷。另外如剧场、体育馆等特殊建筑以及汽车库、停车场等建筑,消防用电设备负荷等级还应满足《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》等规范的要求,设计中应特别注意。
供电要求:一级负荷应由两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏,对于一级负荷中的特别重要负荷,还应增设第三电源。二级负荷的供电系统,宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时,二级负荷可由一回路6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时,可为一回路架空线供电;当采用电缆线路时,应采用两根电缆组成的线路供电,其每根电缆应能承受100%的二级负荷。三级负荷供电无特殊要求可采用单电源供电,只要能够保证供电的持续性,在正常的情况下不会中断即可。
2 供电电压的选择
用电单位的供电电压应根据用电负荷容量、设备特征、供电距离、当地公共电网现状及其发展规划等因素,经技术经济比较后确定。
当用电设备总容量在250kW及以上或变压器容量在160kVA及以上时,宜以10(6)kV供电;当用电设备总容量在250kW以下或变压器容量在160kVA以下时,可由低压供电。
3 供电电源及配电系统
供电电源主要包括市政电源、自备电源。自备电源主要包括发电机组、蓄电池电源等。在工程设计中根据工程的实际情况,供电电源可由以上一种或几种电源的组合构成。以下对工程中四种常见的供电方案做简单说明。
1)单路10KV电源供电,详见附图1。
此供电形式一般用于负荷等级为三级的建筑物供电。图中消防负荷与非消防负荷分组供电,实际设计中可根据工程实际情况决定分组或不分组。
(四)双重10KV电源供电,接线形式为单母线分段运行方式,中间设联络开关,部分特别重要回路增设EPS(UPS)电源,详见附图2。
此供电形式一般用于一、二级负荷容量较大,一级负荷别重要负荷容量较小(如主要为计算机网络系统和部分电子信息系统),取得市政第二电源较为便利、经济合理时建筑的供电。
(五)单路10KV电源供电,设置自备柴油发电机作为备用电源。接线形式为单母线分段运行,市电与自备发电机电源设置双电源装换开关,部分特别重要回路增设EPS(UPS)电源,详见附图3。
此供电形式一般用于一、二级负荷容量较大,一级负荷别重要负荷容量较小(如主要为计算机网络系统和部分电子信息系统),设置自备电源比从电力系统取得第二电源经济合理或第二电源不能满足一级负荷要求时系统的供电。
4)双重10KV电源供电,接线形式为单母线分段运行方式,中间设联络开关,设置自备柴油发电机作为自备应急电源,部分特别重要回路增设EPS(UPS)电源,详见附图4。
此供电形式一般用于一、二级负荷容量较大,且一级负荷别重要负荷容量较大时的供电,如电信枢纽、数据中心等工程等。
根据《应急照明系统》设计规范,应急照明的应急电源应为蓄电池电源,所以应急照明系统的供电除市电或自备柴油发电机电源外,灯具应自带蓄电池或设置集中蓄电池作为应急电源。另外部分地方电力部门不允许10KV用户端设置高压联络,所以在确定供电方案时应首先与项目所在地电力部门进行沟通。
消防负荷应采用专用回路供电。且高层建筑的消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、防排烟风机、消防水泵、消防电梯等设备的双路(双回路)电源应在最末一级配电箱处设置自动转换装置。而非消防负荷的双路(双回路)电源规范未强调末端自动切换。设计中采取何种方式,可以根据工程的规模、功能的要求等实际情况确定。
一些特别重要的建筑根据市政电源情况可采用3路或3路以上市政高压电源接入。对部分特别重要回路摘除ATS,两路市电各带一套系统互为备份,因设计中不常采用,本文不再做详细说明。
4 负荷计算
工程中常用的负荷计算方法有需要系数法、利用系数法、单位面积功率法和单位指标法等。设计中应根据不同的设计阶段选择合适的负荷计算方法。初步设计及施工图阶段计算负荷的确定宜采用需要系数法,方案阶段可采用单位指标法。
5 变压器负荷率及容量确定
变压器参数一定,负荷变化时,当变压器的铜损等于铁损时,或者说运行损耗等于空载损耗时,变压器自身的损耗最小,效率最高。这时的负载率为最佳负载率,计算式是:
βjp=(P0/Pk)1/2
βjz=[(P0+KQ0)/(Pk+KQk)]1/2
式中K―――变压器的无功损耗对网络造成的有功损耗系数,一般取0.02~0.1
βjp―――有功最佳负载率
βjz―――综合最佳负载率
我国近年来低损耗变压器的βjp为0.45左右。实际工程设计中如果变压器的负荷率按照最佳负载率设计,会存在变压器装机容量较大,初投资增加且变配电房占用建筑面积大等问题。所以在实际工程中变压器负荷率的确定应综合考虑变压器初投资与运行损耗的关系,选择最经济的负荷率。
供配电设置手册中给出的变压器负荷率宜为65%-85%,《民用建筑电气设计规范》规定变压器长期工作负荷率不宜超过85%,笔者认为实际工程设计中变压器的负荷率可控制在80%左右。但应引起注意的是根据实际调查,一般建筑在实际使用过程中变压器的负载率普遍偏低,部分建筑高峰运行时甚至只有20%左右,远远低于设计预期值,这不仅导致了变压器空载损耗的增加且造成设备资源的浪费,所以在设计阶段在确定变压器装机容量时,设备用电的同时系数可在手册给出的范围内取低值,并不宜预留太大裕量。
6 结束语
针对具体建筑的供配电设计方案,应严格遵守国家相关设计规范,并针对项目自身特点具体分析,先确定用户负荷等级,然后明确各用电设备的负荷等级及用电容量,统筹考虑,使供配电系统的设计更加安全可靠、高效、合理。
参考文献:
【中图分类号】TL353+.2 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158(2012)08—0163-02
1.引言
改革开放以来,我国综合实力不断增强,居民生活水平不断提高,国际地位和影响力明显提高。伴随着这些巨变,我国城市化进程不断加快。城市中耸立的高楼大厦越来越多。高层民用建筑已经是每个城市不可或缺的元素。近些年来,高层民用建筑火灾频发,高层民用建筑的消防安全问题成为威胁公共安全的重要因素,这一问题不仅为建筑界所关注,更引起了政府、居民和全社会的广泛注意。
2.高层民用建筑的分类
高层民用建筑可以按照火灾危险性、使用性质和扑救难度等标准进行细分:其中,一类居住建筑是指十九层及超过十九层的民用建筑;二类居住建筑是指十至十八层的民用建筑;一类公共建筑是指高级旅馆、医院、重要的办公楼、科研楼、档案楼等;二类公共建筑是指除一类以外的所有公共的高层民用建筑。
3.高层民用建筑的消防给排水设计应该注意的问题
3.1 室内外消火栓的设置
首先,要注意室外消火栓与水泵接合器的设置。在实际生活中,很多高层民用建筑都没有考虑到室外消火栓与水泵接合器的连接。水泵接合器的作用是方便消防车从室外消火栓那里取水。室外消火栓就是消防用水的取水口。实际上,室内各种消防灭火设备的水泵接全器应该分散布置,而且要与室外消火栓的数量相对应。当遇到两组及两级以上的水泵接合器要安装在同一处时,可以在规定的距离内适当增加室外消火栓的数量以满足消防灭火的要求。
其次,要注意消防电梯前室的消火栓的专用的性问题。《建筑设计防火规范》中指出,消防电梯前室的消火栓是为了方便消防队员使用消火栓并开辟通路,其不能计入消火栓的总数内。因而,在高层民用建筑的消防给排水设计中,我们通常将其视作消防电梯前室专用。
3.2 消防水箱、水池的设置
第一,要注意高位消防水箱容积的设置。关于消防水箱的容积,《建筑设计防火规范》中规定,消防水箱应该存储10分钟的消防用水量。如果室内消防用水量超过25L/S,而且经过计算消防水箱所需要的储水量超过18立方米时,仍然可以采用18立方米。因而,有许多人认为高层民用建筑的喷淋系统和消火栓系统设计流量总和应该大于25L/S,经过计算,10分钟的消防用水量应该大于18立方米,所以无论何种民用建筑,都应设计18立方米的消防水箱。笔者认为,这样把喷淋系统和消火栓系统的流量简单的相加是不正确的。在保证喷淋泵启动前的喷淋用水量时,高位水箱里面喷淋系统消防储水量可以按照系统最不利处四只喷头在最低工作压力下的10分钟用水量来确定。以中危险Ⅱ级为例,最低工作压力为0.1Mpa,最不利处喷头的流量为1.33L/S,这样经过计算得到的高位水箱内的消防储水量应该为3.2立方米。这样的结果与按喷淋系统的设计流量计算出来的结果差别十分明显。因而,不能简单地根据《建筑设计防火规范》来确定高层民用建筑的高位消防水箱的容量。
第二,应该正确设置消防水池,以保证高层民用建筑两路供水问题。通常情况下,高层民用建筑都应该设置消防水池。关于消防水池的容积,应该根据火灾延续的时间内室内各种消防用水量的总和减去市政进水管的补水量而得。从消防水池接入水泵问的引入管数量应该不低于2根,因为在接入泵房前就将引入管汇合为一,就仅仅是单路供水,这样供水就会存在安全隐患。因此,从消防水泵接入各消防管网的供水管也至少应该有两路。
3.3 自动喷水灭火器的设置
《自动喷水灭火系统设计规范》中规定,轻危、中危险级场所中各配水管入口的压力都不应该大于0.4Mpa。高层民用建筑一般为中危险级,自喷水泵应该按照最高层最不利喷头的工作压力来确定。由于自喷水泵的扬程还必须考虑建筑的高度和水力损失等其他因素,因而,在实际设计中,高层民用建筑的每个配水管入口的压力应该大于0.4Mpa。在工程实践中,有的设计和施工单位对这一问题没有予以足够的重视,在自喷水泵扬程的确定上过于乐观,并没有严格根据水力计算来校核水泵的扬程,也没在这一基础上校准底部几层配水管入口地方的压力。这样做的后果就是喷头喷水的强度远远超过规定的范围。
3.4 消防电梯底坑的排水
相应规定指出,消防电梯的井底应该设置排水设施,排水井容量不应该小于2立方米,排水泵的排水量不应该小于10L/S。由此,我们不难看出,出台这一规定的目的是为了保证消防电梯的正常和安全的运行,使消防电梯达到方便救人、方便灭火的目的。在工程实践中,我们注意到,很多潜污泵设置在消防电梯的底坑里,潜污泵检修时消防电梯不得不停用,这样会影响消防电梯的正常运行。笔者根据实际工作经验认为,消防电梯井底排水应该在底坑外面的地下室其他位置设置集水坑,二者可以通过管道相连通。除此之外,还必须设置备用泵,一用一备比较适宜,二者自动切换,这样可以提高潜污泵的利用效率和可靠性。另外,消防电源也应该配置,一旦发生火灾,普通电源被切断后,排水泵不能发挥作用,此时,消防电源的后备作用就可以显现。
参考文献