时间:2023-06-25 16:27:20
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇多层建筑消防设计,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:消防泵 消防水箱 建议
《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)(以下简称《建规》)已于2006年12月1日开始实施,该规范与前一版本相比改动较大、更全面,能更好的解决设计中碰到的问题。笔者是从事给排水工程设计的,在设计中遇到的几个疑问在该规范中还是没能找到答案,现提出来请各同行帮忙解决一下。
1消防泵合用
规范8.4.2条第4点“室内消火栓给水管网宜与自动喷水灭火系统的管网分开设置;当合用消防泵时,供水管路应在报警阀前分开设置。”虽然该条说明中明确只有确实困难的情况下,消火栓系统才能与自喷系统合用消防泵,但已与《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)第10.2.1条“系统应设独立的供水泵,并应按一运一备或二运一备比例设置备用泵”矛盾。设计人员在设计中根本不敢违背任何一条规范,也就不可能采用合用消防泵的做法,而实际工程中消防部门也不同意合用。笔者也认为不应该鼓励建筑设计为了增加其它使用面积而压缩水泵房的面积,因此建议《建规》该条规定取消。
2消防泵设置
规范8.4.3条第8点“高层厂房(仓库)和高位消防水箱静压不能满足最不利点消火栓水压要求的其他建筑,应在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮,并应有保护设施”。一个消火栓达到充实水柱7m(最低要求)时,栓口压力需要20m左右,即使水箱设在建筑最高处,其静压也绝对满足不了消火栓压力要求。而根据该条规范,就应该设置启动水泵的按钮,即所有多层建筑均应该设置消防水泵了?
而其条文说明“对于多层民用建筑要尽可能利用市政管道水压设计消防给水系统,为确保市政供水压力达到扑救必需的水枪充实水柱,应按建筑物层高和水枪的倾角进行核算。”多层住宅层高一般在3m左右,计算得扑救必需的充实水柱约2.8m,水枪喷嘴要造成该长度的充实水柱需要4m压力(规范规定该类建筑充实水柱不宜小于7m,则需要9m压力)其它多层建筑层高可能略高,其需要压力会高一点)。多层建筑最不利点消火栓高程约23m,加上水带、管道阻力,市政给水管道压力28m(若按充实水柱7m计算,则需34m)就能满足消火栓灭火要求,而现在市政给水管道一般都在30m以上。据此,多层住宅由市政给水管网供水基本能满足消防压力要求,不必设消防水泵。
但规范同时规定层数超过4层的厂房(仓库)充实水柱不应小于10m,则市政给水管道压力需38m以上,这是不现实的,从而又需要设消防水泵。
从上可以看到,该条文和条文说明可得出完全不同的结论。而在以往多层建筑设计中,消火栓系统基本由市网――消防水箱供水,不必设消防水泵。因此建议规范对该条文加以明确,而且多层建筑以消防车扑救为主,设消防水泵大可不必。
3双阀双口消火栓
规范8.4.3条第1点“单元式、塔式住宅的消火栓宜设置在楼梯间的首层和各层楼层休息平台上,当设2根消防竖管确有困难时,可设1根消防竖管,但必须采用双口双阀型消火栓。”据笔者所知,多层住宅楼梯间均只设1根消防竖管,则多层住宅均需要设双口双阀型消火栓?
再看其条文说明“布置消火栓时,应保证相邻消火栓的水枪充实水柱同时到达其保护范围内的室内任何部位”,据此有设计人员认为如果消火栓设置在楼层休息平台上,当某层起火时,相邻平台上消火栓均可参加灭火,能满足灭火要求,因而设单口消火栓即可。但该观点并不完全正确,若最高层起火,则将只有1个消火栓可用,显然违反规范。而且结构设计时通常楼面梁延伸至楼梯间外墙,此时休息平台上无法暗装消火栓箱,从而消火栓一般设置在住户入户门旁墙上。
根据该条规范,笔者认为多层住宅均需采用双口双阀型消火栓,只是另有疑问:多层建筑以消防车扑救为主,设置双口双阀型消火栓既占地方又增加造价,有必要吗?
4消防水箱
规范对水箱容量规定比较明确,但笔者看到很多文章对容量有不同理解,存在10min消防用水量到底是消火栓还是自喷系统抑或两者相加的理解。笔者认为规范中措辞“消防用水量”已经明确告知是消火栓系统和自喷系统等一切消防系统用水量之和了。
规范8.4.4条第1点:“重力自流的消防水箱应设置在建筑的最高部位”,没有最不利点消火栓静水压力要求,这给设计人员更大自由,但也造成一定的疑惑。消防水箱的作用是提供扑灭初期火灾10min用水,自然需要满足最不利点消火栓压力要求。根据上面计算,静水压力至少需要5m才能达到灭火要求,考虑到与《高层民用建筑设计防火规范》的统一,建议多层建筑也要求消防水箱满足最不利点消火栓静水压力7m要求。
5消防软管卷盘
规范8.3.3条“设有室内消火栓的人员密集公共建筑以及低于本规范第8.3.1条规定规模的其他公共建筑宜设置消防软管卷盘;建筑面积大于200m2的商业服务网点应设置消防软管卷盘或轻便消防水龙。”其条文说明“消防软管卷盘和轻便消防水龙也是控制建筑物内固体可燃物初期火灾的有效灭火设备,且用水量小、配备方便,在设置消火栓有困难或不经济时,可考虑配置这类灭火设备和建筑灭火器。”
据此,笔者认为不符合规范第8.3.1条规定规模的多层建筑可以不设消火栓系统,而为了安全起见,应设消防软管卷盘。
目前底层带商业服务网点的建筑很普遍,其消防要求比较难满足,笔者曾遇到过消防部门要求设置自喷系统的例子,而浙江省公安厅消防局印发的《国家消防技术规范实际应用若干问题专家论证会议纪要》中,有“当住宅底层商业网点内设置室内消火栓有困难时,可采用室内消火栓移设于建筑外墙上或采用增设室外消火栓的方法来弥补”的要求。现在规范要求设置消防软管卷盘或轻便消防水龙,让设计人员有了设计依据。
6两条进水管
一、国内多层建筑室内消防体系的现状及弊端
尽管在新修改的《建筑设计防火规范》中增加了对自动喷水灭火系的设置范围,但我国多层建筑室内灭火系仍以设置室内消火栓为主。实践证明,室内消火栓系能有效使用的机率不高。火灾时,消防人员采用消防车水带接龙的方式将消防车内的水送入室内使用,或者利用消防车在室外对着火部位进行灌救的情况较多。这样,室内消火栓设置的意义无法得到体现。主要原因:一是在当前全民消防意识普遍不高,灭火技能和基本的灭火器材操作知识缺乏的现实条件下,火灾时一般民众不可能有效使用室内消火栓系来灭火。所以室内消火栓系最终还需要有严格训练的消防队员来使用。但火灾时起火单位熟悉本单位室内消火栓系的人员不一定在现场,消防人员又对内部系情况一般都不熟悉,很难快速有效利用室内消火栓来灭火;二是调查发现,室内消火栓系多数得不到良好的维护保养,或是阀门锈蚀不能开启,或是水带水枪缺失,导致关键时候无法使用。三是从安全角度上讲,在可以利用外来水源灭火,特别是又没有人员被困火场的情况下,消防队员没必要冒险进入建筑内取用室内消火栓来灭火。
还有,众所周知多层建筑室内消火栓给水系,主要目的就是为了扑救初期10分种内的火灾。但随着时间的推移,《建规》制定时的许多历史条件已经发生了变化。随着经济的发展,人民生活条件的改善已使得住宅、办公场所、消费场所的装修标准大幅度提高,增加了建筑的火荷载,相应的火灾危险性和大火蔓延速度也大幅提高;灭火程度极低的室内消火栓系极易耽误火灾初期极为宝贵的扑救时间,造成火灾的蔓延。
二、自动喷水灭火系的优点及设置必要性
自动喷水灭火系的优点是:不需人员到起火点操作,值班人员只要在消防控制室就可以完全监控整栋楼的情况,做到早发现、早报告、早扑救。灭火成功率高,特别是对控制初起火灾极为有效、可靠。据国外的资料介绍,自动喷水灭火系的灭火成功率高达90%以上。以美国为例,从1925年到1969年的45年中,安装这一系的建筑物共发生火灾81425次,灭火、控火成功率达96.2%。又如澳大利亚和新西兰,从1886年到1968年的几十年中,安装这一系的建筑物共发生火灾5734次,灭火成功率达99.8%。国内也有许多成功的实例,如1958年建的厦门纺织厂,曾发生过四次火灾,均由喷水头自动启动将火扑灭。自动喷水灭火系以其目的性强,直接面对着火点,效率高,水渍少等诸多优点,已经成为国际公认的可以普及使用的主动固定消防设施。在美国,自动喷水灭火系不仅在高层建筑、公共建筑、工厂和仓库中普遍使用,而且已经发展到在家庭住宅中安装这一系。
从经济的角度考虑。我国的自动喷水灭火系已经有40多年的实践经验,经过几十年的研究、实践,现在在技术、产品配套、全自动化程度、操作等方面都已经有了较丰富的经验;自动喷水灭火装置的大量生产和使用,以及国产化程度的提高,已经使得自动喷水灭火系的相对价格大幅下降。据计,国内安装该灭火系的费用一般占工程总投资的1~3%。与室内消火栓系相比,费用并没有升高多少,而灭火成功率却增长了数倍。完全符合经济利益的要求。
结论:
纵上所述,多层建筑建立以自动喷水灭火系为主体的灭火体系是非常必要的,并且在经济上和技术上也是可行的。但受《建规》中以消火栓为主进行室内消防系设计的规定以及消防设计人员多年来形成的习惯影响,要实现以自动喷水为主的目标,势必要在以下几个方面寻求突破。
一、修改《建规》,使设计者可以根据情况自由选择以室内消火栓为主或以自动喷水为主的消防设计方案。肯定自动灭火系的主力军地位,在多层建筑中逐步淘汰室内消火栓系。
二、加大在科研投入,组织技术力量研究和改进自动喷水灭火系本身。学习国外的先进技术和经验,适当调整喷头的最大保护面积和作用面积,进一步降低此种系的生产和安装成本,开发出更适合于多层建筑的简单、实用的系,在某些城市试点和实验,以取得数据,并在全国推广。
关键词:多层建筑;给排水;设计;系统
中图分类号: TU97文献标识码: A
给排水管道管材的选择
多层建筑给水工程中给水管道材料过去一般是采用热镀锌钢管、铸铁管。热镀锌钢管容易锈蚀.不能满足生活用水水质卫生标准;给水铸铁管多用于室外给水干管,不适合用于室内支管。目前建设部正大力推广应用塑料给水管。与金属管道相比,塑料给水管具有质最轻耐压强度高、输送液体阻力小、耐化学腐蚀性强、安装方便、使用寿命长等优点。因此现在给排水设计多选用PP-R管。对于高标准住宅、宾馆也可选用技术性能更优的薄壁铜管。
多层建筑给水工程中排水管道材料过去一般是采用铸铁管,但施工复杂、维修复杂。目前多选用U-PVC,既美观又满足使用要求且施工、维修比较简单。对于一些较高建筑。排水立管多选用UPVC 螺旋管,能明显降低排水噪音。
二、给排水管道的布置与敷设
1.给排水立管的布置与敷设
一般而言,传统的建筑住宅设计,是将给排水立管安装于室内卫生间和厨房的墙角。这种敷设方式的设计,施工比较方便,但是管道比较明显,对整体的居室美观度造成影响。住户会在室内第二次装修时,用一些轻质的材料把管道隐藏起来。如果将给排水立管设计在建筑物外墙部位,则要避免管道长期处于阳光直射的情况下,寒冷地区还需采取防冻措施,并且在外墙部位敷设管道,维修不方便,也会对建筑物的外观造成影响。最好的办法是将给排水立管敷设在管道的井内。建筑工程可设置集中化的管道井,将排水管和给水管尽量设置在管道井之内。
2.给水支管的布置与敷设
随着人们生活水平的提高,建筑起居也有了较大的发展。一些建筑的内部结构比较复杂,内部房间分散式的分布。用户的给水管道如果明装在室内,不仅影响室内美观、占用位置,而且管道外壁还要防止结露。给水支管应该沿墙敷设在管槽的部位内,或者敷设在楼面的找平层地带。敷设在管槽内或找平层的给水支管外径不宜超过25mm,但在实际操作过程中,用水点较多时,给水管外径会超过25mm。因此,为了合理布置给水管道,需要接入分水器。分水器宜布置在卫生间内,可设置在洗脸台面板下面、吊顶或管道井内等位置,利用分水器能够把用水点各支管的外径缩小至25mm以下。需要注意的是,敷设在找平层内的给水支管,给水支管施工完毕后,应在敷设管道位置地面上做好标记,防止在后期装修时弄坏了给水管道。
三、热水系统设计
燃气热水器系统、太阳能热水器系统、热水炉加热交换系统等热水系统广泛地被建筑设计所采用。从节能减排、环保以及经济方面考虑,在条件许可的情况下,建筑热水系统当优先采用太阳能热水系统。小区内常会设计一套热水机组集中供应热水。该热水系统设计配用开式或闭式储热水箱,由管路送至各处。为了确保热水系统各回路的循环水头损失相均衡,可将距离加热器较远的各立管管径适当放大,逆向布置回水管,并在每根回水立管上设调节阀或节流孔板。对室外热水供回水管的设计,可采用预制保温管道直埋。生活热水系统中,钢管会影响水质,且容易结垢,所以金属管最好采用铜管,目前多采用PP-R热水管。
五、室内消火栓给水系统
如今的消火栓系统多是临时高压系统。消火栓给水系统通常采用减压阀、水泵以及减压水箱等来进行分区。分区的办法有给水管网竖向分区,给水管网竖向分区可通过并联消防给水泵分区供水或串联消防给水泵的方式分级向上供水。为了布置合理,串联消防水泵应该设置在设备层中。采用减压阀减压分区时当一级减压阀不能满足需要时,就可以用减压阀串联减压。消火栓系统如果消火栓栓口的出水压力超过0.5MPa,就要采用减压稳压消火栓或者加减压孔板。消防泵只在试验或消防时启动,因而不会引起浪费水资源的问题。室外消防一般都是室外消防给水环管供水。消火栓给水系统要满足两路进水的条件并保证水压、流量的要求。
六、喷淋系统设计
多层建筑自动喷淋灭火系统组件的设置。在寸土寸金的闹市,报警阀往往集中设置在水泵房旁边。如果系统工作压力极限超过1.2Mpa时,按规范要求必须采取分区或减压的措施。根据竖向分区的情况,把报警阀往楼层上方的位置移动,使报警阀前的工作压力控制在其最大允许范围内,以利于系统安全运行。
自动喷水灭火系统能否正常发挥作用取决于喷头的合理选型和布置。因此,应根据建筑的不同功能或部位选择不同温度等级的喷头。由于喷头的实际动作温度,一般高于喷头使用环境的最高温度30℃左右。因此,在施工中要避免错误地选择过高的温度级。多层建筑的开间布局应充分考虑到喷头的合理设置,确保购物中心不论如何分隔,场所内的喷头布置都能满足场所消防安全要求。其次,自动喷淋灭火系统管网布置。管网的作用是向喷头供水,由于管网在喷头的基础上完成,设计自主性强。也是消防工程投入的大头。根据实践,自动喷水灭火系统采用居中进水,也就是配水支干管与成组喷头支管居中连接的方式最节省。在较大面积的保护区内宜采用多立管划片连接支管,避免横支管太长导致喷头前的工作压力差值太大,减少流量传输,克服管材浪费。
七、其他问题
1.地漏的设计
地漏的设计,要认真查看建筑物的房间内需不需要经常性排水。不经常性排水,地漏水封会被蒸发掉,从而干涸,其结果是破坏了水封,有害气体会窜入室内,污染环境,损害健康。因此,房间内不需要经常排水,则不需要设置地漏。在实际应用中,设置地漏与否主要是看所在房间是否需要经常性地排水。地漏水封深度不得小于5厘米,并要与下水管道连接严实。现在许多新建建筑为了外形美观和施工方便,已经取消了地漏下面的存水弯,而是采用了新型的自带水封的防臭地漏,该地漏具有防臭气、防返水、防干涸、防堵塞等优点。
2.卫生间的下排水口设计
市场上的坐便器有着各式各样的型号,下排水口也有着不同的位置要求。在设计施工时,为下排水口选择合适的位置,可以满足住户以后的需要。一些下排水口设计并没有标注好洁具之间的距离,设计人员把排水口往中间偏移,住户以后使用并不能确定洁具的型号。综合考虑之下,坐便器应和墙面保持305mm的距离,在装修之前可保持340mm间距。
八、设计中的体会
建筑给排水的工程师和设计人员要及时的更新专业知识,注意相关法律法规及相关规范的调整。除了原本的专业知识结构,还要注重设计思想的不断改进。对于工程建设项目的前期阶段,要足够地重视,合理地确定好使用功能和造价控制的设计标准。
九、结束语
建筑工程中的给排水系统影响着居民的日常生活环境和舒适程度。良好的建筑给排水系统设计,既能提升居民生活的质量,也能提高建筑工程的经济效益。工程设计人员应以安全、合理、美观、经济为原则,运用新的科学技术,在实践中获得创新,得到优异的给排水设计方案,满足新时期下建筑给排水系统设计的新要求。
参考文献:
[1]葛华东,李朋娜. 建筑给排水设计中存在问题以及控制措施[J]. 黑龙江科技信息,2013,24:177.
[2]杨卫龙,杨阳. 高层住宅给排水优化设计的探究[J]. 城市建筑,2013,16:123.
[3]姬红. 高层综合楼的室内给排水系统设计[J]. 中华建设,2013,08:104-105.
关键词:多层建筑;选用;结构设计
Abstract: with the rapid development of economy of our country, our country's construction industry is also ushered in the was never opportunity of development and space, every year there are a lot of construction engineering plan into construction process. People in quality for building may request with the improvement of living conditions and improve, multistory buildings structure design of and the overall quality of the quality of construction has a direct effect. Here is to analyze the download the structural design of the multi-storey building in what common problem.
Keywords: multi-storey building; Choose; Structure design
中图分类号:TU318文献标识码:A 文章编号:
1、关于国家对设计规范的强制性问题
为了保证建筑结构的设计质量要符合标准,国家对这一方面颁布了相应强制性的标准和规范,这就要求了广大设计人员在设计过程中要遵守相应的规范和法则,这样在很大的程度上可以保证建筑结构的设计质量问题。这种现象从本质上对设计人员在建筑设计上的积极性和创新性产生了限制因素。在很多的发达国家中就不是如此,和我们国家的体制完全不同,他们只是用这些所谓的设计规范当做一定的参考和指导,如果设计人员参考正确是正常的现象,如果不幸运的粗错了,有问题出现了,所发生的责任也是需要个人所承担的。在我们国家在规范编制工作上也有着更高水平的要求,这样就会遇到很多的困难问题需要解决,例如平常的时候最小的配筋率为例子。外国的规范是在0.8%到1%之间,这个国外所规定的数值在设计建筑中是比较适宜的。设计人员也可以据其具体的情况选用更低一些的配筋率。在我国因为国家并无明文条款规定很明确的安全性的渡量标准。可以按照最低的标准线设计,也可以高出设计标准的很多。在这样的制度下,就能让有些心存不良的人钻了制度的空子。特别是在社会主义的初期阶段。在我国的市场经济有关的规范还不是很完善的时候,更是让很多不良心态的人有机可乘。
2、可靠的设计理论应用于设计规范中
将真实可靠的设计理论在设计规范中有效的应用时,无论在工程界或者是学术上一直以来都是有一定的分歧的,大多数的设计人员都是倾向于安全系数高的极限的状态设计方法。这样安全度的表现易于理解而且还比较灵活,是因为在各项安全系数的确定时不排斥用可靠度的理解方式进行分析和对比。再接着综合的考虑其他的因素对其加以改正。正是因为现在根据的建筑结构设计的贵干已经采取了可靠度的设计理论,在其规范的计算表达方式与多安全的系数法很相似,在实际应用中将其理解成多安全系数方法也是可以的。可靠的理论度在不同种类型的建筑结构的适用上会有很大的差别,应用混凝土的建筑结构到现在还没有不能解决的问题。所以说这个就不适合再变化了。到现在为止可靠度的理论至今还在发展,这个理论上的问题还应该继续的发展下去。
3、设计结构规范减少浪费资源
节约资源作为进行人类的可持续发展的战略是一种传统观的美德,更是结构设计人员应该遵守的重要准则,我们在这里进行讨论的也只是在激活经济的年代盛行过一段时间的片面节约理论。虽然是这种节约理论在过去的短缺经济也是必要合理的,问题在于把他用在现在说的社会经济体制时,有的时候就不太适用了。作为一名多层建筑结构的设计师,其应尽力做到的责任是可以恰到好处的选择材料。就是尽力可以以最少的材料去完成在建筑中的各种需求。如果是让其材料用量增加,横截面积任意的加大,这个工作建筑师都可以做。在当代的多层建筑结构的设计存在问题中,其中有一个方面是不可以忽视的,就是结构设计中的浪费问题。在我们的国家有很多的混凝土钢筋的多层建筑的所用钢筋量都已经超出了再国外一样高度的建筑钢结构的所用钢筋量,其不合理的地方由此可见。对与多层建筑结构设计的安全度讨论,也是正常,但是这样会不会使设计人员误导,使他们误以为按照我们国家的规范设计可能会造成不安全的因素,以至于极为盲目的加大结构的面积,增多用钢筋的数量,造成浪费的不必要,这种是不可以不防止的。
4、多层建筑结构设计的安全度选用
对于规范较低的安全度看法,最早是在源自于从事在高强度混凝土的结构推广和科研应用的工作中所感知的。用当代所规范的C50到C60级别的高强混凝土的结构,它的安全储备系数比普通的强度混凝土还低,这样在推广的时候照成很多阻力和困难。更何况一项新的技术开始应用可能会存在经验的不足等等的问题。这就需要有可以宽松些的安全度的选用环境。低的安全度很难见到效果,这样对于新的技术推广是没好处的。要更大的提高结构设计的安全度,无非得是基于对当时的安全度进行一个初步分析比较和客观的形式变化后的一种较为宏观定性的估价。到底是需要提高的多少,则是需要通过课题另外立项研究才可以确定的。在我们国家安全度的幅度较为广阔,每个地区的经济发展不是很平衡,像沪、京、穗这些的国际大都市的多层建筑结构设计的安全度应该是高一些,在经济不算发达的地区可以将安全度适当的放低一些。提高建筑结构上的安全性是需要能从结构构造、结构布置、材料选择、结构选型等很多方面实施努力的,用以加强多层建筑结构的耐久性、延性和整体性,提高它能防止倒塌和抵御不测的灾害、特别是在连续倒塌上的抵抗能力。
5、独立基础多层建筑结构设计的荷载取值的问题
在我们国家对于多层建筑抗震的设计有较为高的要求。依照国家规定的有关规范,如地基主要的受力层土质的情况稍微好,对于多层建筑的高度不是非常的的情况下是不需要针对地基抗震的基础进行计算的。在我们国家对于那些在抗震度8度地区,应用混凝土的框架结构房屋大多数的情况是不需要对承载能力进行计算的,单在多层建筑结构的设计过程中应对建筑的自身载荷和受力情况来进行一个综合的分析。
6、多层建筑结构抗震的等级
在我国许多的多层建筑结构设计中,大多数的房屋建筑按照其抗震的防设分类是属于丙类型的建筑,例如民用的住宅和办公楼以及一般的工业建筑,它的抗震等级是可以根据结构类型、烈度和房屋高度来按照《建筑抗震设计规范》的表格确定的。而交通、医疗、电讯、消防、能源等类型的建筑及大型的零售商场和体育馆等公用建筑,开始应该是依照《建筑抗震防设分标准》来确定哪些是属于乙型的建筑。丙、乙类型的建筑,均是按照本地区的抗震设防的烈度进行计算地震作用的。对与那些乙型建筑,大多数的情况下,如果抗震的防设烈度在60到80之间时,抗震的措施要符合该地区抗震设的防烈度高出一度要求。
7、结构周期的折减系数
多层建筑框架的结构以及框架震墙结构,因为填充墙存在的原因,使计算的刚度小于结构实际的刚度。实际的周期小于计算周期。所以,计算出的地震剪力要比实际偏小一些,使建筑的结构稍微的不安全。因此,对多层建筑结构的计算周期折减是非常必要的但是对于建筑框架的结构计算周期折减的系数取的过于大些或计算的周期不折减这些都是极为不妥当的。在对多层建筑的框架结构彻底填充墙的时候。周期的折减系数应采取0.6到0.7,采用轻质的砌块或者砌体填充的墙很少时,可以取用0.7到0.8,完全的用轻质的墙体板材的时候,可以取0.9.只有在没有墙的纯框架时,计算的周期才可不折减。
结语:随着我国城市住宅的人口数逐渐的增加,城市用地的面积也在不断扩大。国家土地的资源变得紧张起来,为了能更好的在最大的限度上合理的利用这些有限的资源,建筑的方面也逐步的朝多层建筑方向发展了。这使现在的房屋建筑结构变得越发的复杂。对于多层建筑结构的设计要求也在不断的提高。多层建筑结构的设计也相对较为有难度,只要在设计的过程中注意以上的问题,想必一定会对我们国家的多层建筑结构设计有所帮助的,从而保证了多层建筑结构设计科学合理的同时还具有非常高的经济性。
参考文献:
[1] 李向东,刘小民,多层建筑结构设计问题探讨[J],福建建材,2009
[2] 欧泽霖,浅谈多层建筑结构设计中的几个问题[J],科技信息,009(23)
关键词:高层建筑;给排水设计;常见问题;对策
中图分类号:TU208文献标识码: A
引言
高层建筑给排水系统设计不仅要满足规范要求,还要兼顾到建筑的功能和美观等要求。针对给排水系统常见的问题,需要切实的进行改革和优化,保证高层建筑给排水系统设计的合理性和科学性,保证给排水施工的质量,确保高层建筑给排水系统满足舒适和安全的要求。
一、高层建筑给排水的基本特征
1、使用给排水设备人数较多,而且瞬时给水量与排水流量都比较大,一旦发生了停水与排水故障必然会影响到众多人,因此其给排水必须要有安全可靠水源,经济合理的排水系统,以及排水管道具有合理的通气问题,确保安全、可靠的供水。
2、因高层建筑高度达、层数多,因此给排水需要较大静水压力,要确保管道与配件不被破坏,就需要对给排水实施合理竖向分区,加装降压设备及中间与屋顶的水箱,确保系统正常运转。
3、高层建筑功能比较复杂,失火的可能性比较大,一旦失火其蔓延较快,疏散人员以及扑救都比较困难。因此就必须要设计安全可靠的消防给排水系统,进而来满足各种消防要求,并且所设计消防给水要立足自救,才能够确保及时将火灾扑灭,避免出现重大事故。
4、高层建筑要求较高的防震、放噪声等,可是室内的管道以及各种设备管线长、种类繁多以及震源与噪声源都比较多,因此就要考虑到管道防噪声、防震、防沉降等各种措施,确保管道不会漏水,不会对建筑结构以及装饰造成损坏。
5、因高层建筑中给排水、空调、消防及电气等各类管道都比较多,因此就要做好综合布线,确保各类管线综合较差,方便日后维修。
6、高层建筑的给排水设计标准较高,管道以及卫生洁具材料较多,施工的难度也较大,因此具备较高的施工要求。
二、高层建筑给排水设计的常见问题
1、高层建筑给水设计中的水系统压力问题
高层建筑给水设计系统比较复杂,其系统根据竖向分区来区分可以分为两个供水系统,分别是低区供水和高区供水。供水方式可以选为前者采用的是带气罐的变频供水方式;后者采用的基本上是屋顶水箱供水系统。高层建筑有着较高的楼层,高度较大,难以做到高区供水和低区供水的平衡。一般来说,最不利于供水点设置的是整个高层建筑供水系统中的最顶点,在该处系统供水净水的压力相对于其他点来说比较低,但是,由于建筑结构问题和建筑成本的问题考虑,一般高区水箱设置也不够高,因而造成高区供水系统最不利供水点过低的压力,供水点的静水压力都不能够达到0.1MPa以上,如使用延时自闭冲洗阀则容易造成无法关闭或者无法开启的问题。
2、高层建筑排水设计中的卫生间异味问题
高层建筑由于楼层多,高度大,如果排水设计不合理很容易出现卫生间异味问题。高层建筑卫生间异味问题基本上是来自于下水管管道的异味。由于高层建筑排水系统中的下水管道,常常是与通气管道相连接在一起的,因而,下水管道中的异味可以通过与之相连接的通气管道排走。但是,卫生间的下水管道如果不能够科学合理的设置,与通气管连接不合理,通气管质量问题,都会造成异味泄露,从而使卫生间出现异味问题。
3、高层建筑给排水设计中的雨水管道连接问题
高层建筑的结构比较复杂,工程量也比较大,一般而言高层建筑会有裙楼或者其他一些结构的多层建筑相连接的构造,在设置雨水管道过程中,一些设计人员或者施工人员为了方便省时,往往会简单的把裙楼等多层建筑内部雨水管道与主体高层建筑的内部设置的雨水管道相连接,甚至将高层建筑空调的给排水系统排水道也与高层建筑与多层建筑的雨水管道相连接,这样复杂的雨水管道设置,在平时使用过程中也许不会有什么大的问题,而且好像也能够节省一定的投资和成本,但是如果大雨或者暴雨来临,需要排水量超过平时几倍时,就会导致与高层建筑雨水管道相连接的多层建筑的雨水管道和空调系统的排水管道不仅不能够实现排水的功能,反而会降低空气质量。总之,雨水管道相连接对于暴雨等特殊天气的排水是非常不利的。
4、高层建筑给排水设计中高层建筑重力流雨水排水管材选用不当
高层建筑的给排水系统需要承担的给排水工作比较大,如果给排水系统水管的选材不当很容易造成排水不畅,水管爆裂等问题。常见的高层建筑给排水系统重力流雨水排水管材问题主要表现在:没有正确的认识到高层建筑重力流雨水排水管材的特殊性,仍旧选用非常普通的UPVC排水管,这种规格的排水管是不能够满足高层建筑重力流雨水管要求的。按照GB50015—2003第4.9.26条规定:“重力流排水系统高层建筑雨水排水管材宜采用承压塑料管、金属管。”普通的UPVC排水管承压能力比较小,不适宜在高层建筑给排水系统中应用,而比较适合用于多层建筑中的给排水系统。《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》第5.3.1条要求,“安装在室内的雨水管道安装后应做灌水试验,灌水高度必须到每根立管上部的雨水斗。”如果在高层建筑给排水系统中采用普通的UPCV排水管,则难以顺利的完成灌水试验,因为当施工过程中的灌水达到一定的高度,水就很容易从雨水管伸缩节处渗透出来,根本就不能够达到工程验收规范的要求。
高层建筑给排水设计常见问题的对策
1、水系统压力的解决措施
解决高层建筑给水系统压力问题,主要有以下两个解决办法:
1.1在高层建筑给排水系统设计的阶段必须严格的根据高层建筑的高度,功能,以及设计规范等来规范高层建筑给水系统设计,科学合理的区分高区供水和低区供水,避免盲目的、简单的把高层建筑的供水系统划分为二,如果建筑工程的高度比较高时可以适当的将给水设计系统划分为三个供水区,以保证满足给水系统的使用和安全问题。高层建筑生活给水系统分区的适宜压力一般可为:住宅、旅馆、医院:0.3~0.35MPa;办公楼、商业楼:0.35~0.45MPa。
1.2在高层建筑给水使用阶段水压力问题方面,如果分区后由于使用原因压力过高就会造成卫生器具出水流过高,便不利于给水系统的安全运行,因此可在原加压设备及运行参数不变的情况下在各入户配水横管处增设可调压式减压阀来控制配水支管入口处达到卫生器具最佳使用压力0.2~0.3MPa,来尽可能的防止高压出流。高位水箱供水系统的最高二层存在压力不满足卫生器具最低压力的要求。解决方法:可在高位水箱出水口设置小型稳压泵控制出口压力,其他楼层则由高位水箱直接供水,从而保证了最不利点的水压使用要求。
2、卫生间异味问题的解决措施
解决高层建筑排水设计中卫生间出现异味的问题,首先需要把好材料质量关,也就是要选择良好的下水管道设备,建筑通气、通风设备,保证下水管道、通气管道和通风管道的质量。关键还是要设计好下水管道,科学合理的布局下水管道,解决下水管道的问题。任何先水管道只要与卫生器具相连接,如果这些卫生器具自身缺乏存水弯的,在下水管道进行施工时一定要合理的设置存水弯。
3、雨水管道连接问题的解决措施
针对高层建筑雨水管道之间相互联系,不利于暴雨和排水量大的时候的需要问题,在高层建筑给排水系统设计过程中,需要切实将高层建筑的雨水管道与裙楼等多层建筑的雨水管道相互独立开来,将高层建筑与空调系统的排水管道分离开来,不能够连接设置。另外,在高层建筑具体的施工过程中,不能够贪图便利和节约成本,要实现高层建筑雨水管道、裙楼等多层建筑雨水管道、空调系统排水管道相对独立。
4、重力流雨水排水管材选用不当问题的解决措施
为了解决这个问题,就需要切实的根据建筑的高度、建筑的功能、结合相关的给排水设计规范选择合适的高层建筑重力流雨水排水材料,保证材料的实用性和可靠性。由于普通的UPCV排水管承受不了排水满管时的水压,因而,根据规范的推荐,在选择高层建筑重力流雨水排水管时比较适宜采用承压塑料管、钢复合管以及金属管等材料,这些管取代普通UPVC排水管能够从根本上解决灌水试验中出现的渗水问题。
结束语
要使高层建筑给排水系统投入使用后能够安全、稳妥、有效的运行,我们要不断优化设计体系,改善传统设计中不合理之处,加强施工管理,提高施工质量,进而完善建筑功能。此外,设计者还应当不断采用先进的科学、技术,不断提升创新能力,开发新型高效的排水系统。为了更好的完善高层建筑给排水系统设计体系,我们需要不断在实践中总结经验,并用创新的思维和全局的眼光去发现不足,进一步探索。
参考文献
关键词:给排水,强制性,设计,违规
近年来,全国各地先后开始实施建筑工程施工图审查制度。在此之前,建设部出台了《工程建设标准强制条文》(以下简称“强制性条文”)。它把浩如烟海的2700多项、15万条之多的工程建设强制性标准中涉及“人民生命财产安全、人身健康、环境保护和其他公众利益”的重要条款突出出来,把政府要管并且要管好的条款独立出来,并赋予法律的效应。2000年1月30日,国务院的《建筑工程质量管理条例》(第279号令)规定“不执行强制性技术标准,就是违法、就要给以相应的处罚”。而此后,处罚的依据将不再是众多的工程技术规范,而是这本“强制性条文”。因此,审图工作的重点同样也落在“强制性条文”上[1]。所以,能不能很好的贯彻和实施“强制性条文”,直接关系到人民生命财产安全、人身健康、环境保护和其他公众利益,而且也关系到执业单位和从业人员的根本利益。本文试图把自己在设计、审图工作中所接触到的建筑给排水设计中违犯“强制性条文”的多发病整理出来,并力求诊断出“病因”,开出“处方”。
1 建筑给排水设计方面
(1)生活饮水缺少必要的防止回流污染的措施。最常见的情况是当生活饮用水管道和消防管道、锅炉、加热设备等压力容器连接时,没有设必要的防止回流污染的措施,因而一旦生活给水管网压力波动和各种原因造成管网失压,就可能导致饮用水被非饮用水污染。在这种情况下,“最小空气间隙”法是无法采用的;止回阀用于防止回流污染也是不可靠的;而近年开发的倒流防止器是迄今为止比较理想的防回流污染的设备。因此,一般情况下,在下述位置设置倒流防止器是必要的[2];①室外消防专用管的引入管上;②室外为消防生活合用管网时,室内消防的引入管上;③锅炉给水管上;④加热器给水管,等等。
还有一种病例,十分常见。用液压控制阀来控制水池(箱)的水位,而且采用了如图1所示的液下进水的方式。虽然液位控制阀具有止回阀的作用,但同样不能可靠地防止回流污染。懈决的办法是进水管从最高水位上部进入(见图2)。而为降低水流的冲击声,可将管道下弯,形成淹没出流,但必需品设置虹吸破坏孔,防止虹吸倒流。为了防止压力水经虹吸破坏孔向池顶喷溅,可向下开孔(见图2),但此时,必须保证虹吸破坏孔至少高出最高水面2.5 倍孔径,以形成足够的空气隔断。
图1 液位控制阀的错误接法示意图图2 液位控制阀的正确接法示意图
(2)生活水池(箱)或生活、消防合用水池(箱)利用本底结构,存在着水质污染的隐患。虽然1997年版《建筑给水排水设计规范》已明令禁止,但由于多年工作形成的习惯,这种病例仍不鲜见。
(3)普通不带水封的地漏的排出管上缺存水弯。这里很少有理解上的问题,出现这种毛病往往是由于疏忽。然而这种小小的疏漏,却可能导致相当严重的后果,有时甚至致命。同样道理,蹲式大便器未设存水弯,也常有发现。当然有些蹲式便器产生本身已带有存有弯,这就另当别论了。
(4)排水管在食堂、饮食业的主副食操作、烹调部位的上空布置。其危害性是不言而喻的。最好的办法是建筑布置时预以避免;当受条件限制,不能避免时,应采取防护措施,如:设置技术夹层、全保护防水托盘等;
(5)空调凝结水排水管直接排人下水道。有2种情形,其一是凝结水单设立管,其出口直接排人下水道。这种方式,下水道中的有害气体将直接通过管道进入室内;其二是凝结水管经存水弯接入排水立管。经过一个漫长的非制冷季节,存水弯中的水将蒸发干涸,水封破坏,有害气体同样逸人室内。其对策就是,凡是凝结水一律间接排放,如排入明沟、水封窨井,避免接人污、废立管。
2 单层及多层建筑的灭火系统设计方面
(1)灭火器的设计与配置缺项。尤其在小型工业或民用建筑设计中为多见。第一种原因是疏漏;第二种原因是对规范理解有误,认为灭火器是在建筑竣工后由业主自行添置的,因而可以不设计;第三种原因是有的设计单位内部分工不明确;给排水专业和建筑专业相互推诿,最终没有落实。按照现行规范,除9层及9层以下的普通住宅外,我们所能碰到的几乎所有建筑都应配置灭火器,因此这项设计内容是不可缺的。
(2)室内消火栓的间距。对于多层建筑,简单地取值50m;对于高层建筑,简单地取值30m,不能满足同时到达水枪数的要求。其原因是对《建筑消防设计规范》(以下简称“建规”)关于“单层和多层建筑室内消火栓的间距不应超过50m”、《高层建筑消防设计规范》(以下简称“高规”)关于“消火栓间距不应大于30m,裙房不应大于50m”的规定的理解上出现偏差。其实,两本规范在规定消火栓最大间距的有关条文中,都首先强调了“消火栓间距应由计算确定”,并在其前款的条文里也都规定了同时到达室内任何部位的水枪充实水柱的支数。实际上,按照现行规范,只有设计高度小于或等于24m,体积小于或等于5000m3的库房,其规定的同时使用水枪数为1支,因而只要求一支水枪的充实水柱到达室内任何部位,所以也只有这类建筑的消火栓才有可能(其实仍需计算确定)取50m这一最大间距外,其他建筑均应在满足“两股水柱同时到达”的设计条件下经过计算确定。这类问题的出现,还有一个原因是对“两股水柱同时到达”的手段上有错误的理解。有人认为可以将两根水龙带连接,而达到50m的水龙带计算长度;而有的人则以双阀双出口消火栓来满足两股水柱。对于前者笔者没有找到任何规范依据;对于后者,规范对其有严格的适用场合的规定。即“18及18层以下,每层不超过8户,建筑面积不超过650m2的塔式住宅”,且“当设两根消防竖管有困难时”。可以看出,即使在这种特定的场合使用也是一种无奈的妥协,而不是理想的手段,因此在其他建筑中,更应力求避免。需要说明一下“高规”强调“同层相邻的两个消火栓的水枪的充实水柱同时到达⋯⋯”。而“建规”则不强调“同层”,这意味着相邻层的消火栓也可以计人同时到达的水枪的充实水柱的支数。有时通过严格的计算和合理的设计,可以减少消防立管和消火栓的数量。在工程中不去理会这个原理,并不违犯法规,但是规范的含意是应该明白的。
(3)室内消防给水管道的阀门设置不当。这类问题频频在多层建筑设计中出现。因为多层建筑的消火栓系统,往往水平系统和竖向系统混杂,而不象高层建筑那样多采用比较简洁的竖向系统。表现之一是阀门设置过少,当某段管道损坏时,停止使用的消火栓数在一层中超过5个;表现之二是阀门设置过多,造成投资的浪费,管网的阻力增加,产生的原因是对规范条文中“停止使用的消火栓数一层中不超过5个”的“一层中”没有预以注意。
通过上述病例的分析不难看出,疏忽大意和对新规范的不熟悉(甚至根本不了解)是造成违犯“强制性条文”的最普遍的主观原因,本文所收入的病例只是违犯“强制性条文”的常见病、多发病,而非所有病例,更不是“强制性条文”的全部。另外“强制性条文”只是建筑工程设计的最低标准,只是一个使你免受处罚的标准;而一个真正优秀的设计,应该对所有强制性标准都有一个很细致周到的照顾。
参考文献:
关键词:消防系统;问题;探讨
中图分类号:TU998.1 文献标识码:A
1、关于需设室内消火栓系统等设置场所的问题
《建规》和《高规》都有相应条文明确规定了哪些建筑应设消火栓消防系统,问题在于建筑类别的判定和一些规范没有列出的建筑种类,遇到建筑底部或地下设了消火栓、建筑上部是否设置并没有明确规定。
《建规》8.4.3.1和《高规》7.4.6条均规定:设有室内消火栓的建筑,除无可燃物的设备层外,其各层均应设置室内消火栓(其中《高规》为强条)。
笔者理解的是只要建筑内的某一部分规范要求设室内消火栓,其它各层均应设置;如商住楼、综合楼。
现在在一楼建独立车库的住宅很常见,这种住宅,按其住宅功能不需设、按单个汽车库的停车数不需设,按总停车数须设。这种情况笔者认为可以仅在汽车库设。
2、关于各类公寓消防规范
近年来各类公寓名目繁多,有酒店式公寓、学生公寓、职工公寓、单身公寓、公寓式办公楼等;有多层、也有高层。
部分公寓规范虽有定义,但消防设计的规定不详。06版《建规》用“非住宅类居住建筑”概念涵盖了所有公寓, “非住宅类居住建筑”设室内消火栓的要求,因此各类公寓的准确划分也就没有意义了。笔者考虑根据火灾蔓延的难易分类,将建筑形式接近单元式(含点式)公寓按住宅考虑,其它形式公寓按其它建筑考虑。
3、消防水池的设置的问题
《建规》(2001版)8.3.3条“具有下列情况之一者应设消防水池:
(1)当生产、生活用水量达到最大时,市政给水管道、进水管或天然水源不能满足室内外消防用水量;
(2)市政给水管道为枝状或只有一条进水管,且消防用水量之和超过25L/s。”
《建规》(2006版)没有相关规定。
《高规》(2005版)7.3.2.2条 “市政给水管道为枝状或只有一条进水管(二类居住建筑除外)。
根据《建规》(2001版)规定和建筑室外消防用水量规定,体积大于1500-5000m3的民用建筑的室外消防用水量为15L/s、大于5000m3即为20l/s;这样几乎所有没有两路进水的建筑都要设消防水池,增加了投资、浪费了水源。
笔者认为室内消防用水量不超过15L/s的单栋建筑可以不设消防水池。允许消防水泵直接从市政管抽水。上海相关方面就是采用这样的办法。
4、关于多层建筑室内消火栓系统设消防泵的的问题
历次《建规》都没有明确多层建筑什么情况下设消防水泵;《建规》(2001)“8.6.2.9”和《建规》(2006)“8.4.3.8”规定“高层厂房(仓库)和高位消防水箱静压不能满足最不利点消火栓水压要求的其他建筑,应在每个室内消火栓处设直接启动消防水泵的按钮。”
笔者认为不设消防水池的,在水箱出水管上设稳压设施解决水箱静压不足问题,采用压力自控和按钮远程启动均可,水泵流量满足设计秒流量(不同于高层建筑稳压设施中水泵流量的确定)。以多层建筑的火灾扑救原则为“解决火灾初期的扑救”的原则。有消防水池的,设系统消防泵(水泵满足系统水量、水压要求)、可以不设稳压设施,系统消防泵由按钮远程控制。
5、底层为单间式车库的多层住宅楼的消火栓设计问题
这种情况在第一条里认为可以仅在底层设消火栓,这里讨论如何设置。
笔者认为当建筑内的停车位不超过5辆时,配备灭火器即可,没有必要每间都设置消火栓,因为火灾时本间的无法用、隔壁的用不上。在没有室内消火栓系统时,可以在室外给水管上设室外消火栓解决室内问题,建筑内有消火栓系统时将室内消火栓设在外墙上比较合理,间距满足两股水柱保护要求。
6、“连家店”消火栓系统设计问题
所谓“连家店”,就是店面和住家的房子连在一起的门面,此类型店面必须符合规范“商业网点”的规定,这里讨论设有室内消火栓系统的建筑中单开间(一般指1/2柱网)“商业网点”如何设置消火栓。
笔者认为单层网点应设在外墙上,双层网点上下设,保证两股水柱保护要求。
7、规范不要求设消火栓、但要求设自喷的建筑是否应设消火栓的情况
新《建规》在8.3.1.2、8.3.1.4、8.3.3条文中要求设室内消火栓。 设有室内消火栓的人员密集公共建筑以及低于本规范第8.3.1条规定规模的其它公共建筑宜设置消防软管卷盘;建筑面积大于200m2的商业服务网点应设置消防软管卷盘或轻便消防水龙。
新《建规》在8.5.1.4、8.5.1.5、8.5.1.6条文中要求设自喷灭火系统。
新规范对室内消火栓和自喷的建筑要求作了调整,减少了两者不衔接的部分,但小型娱乐场所两者的不一致继续存在。笔者认为根据新《建规》8.3.3这种情况可设水喉解决。
8、《高规》第7.6.4条“经常有人停留或可燃物较多”怎样界定的问题
《高规》第7.6.4条规定“高层建筑中经常有人停留或可燃物较多的地下室,半地下室房间等,应设自动喷水灭火系统” 。
笔者认为无可燃物、无装修的水泵房、空调机房、换热间等设备房可不设喷头,高层建筑楼梯楼层应设喷头。因为火灾时人员疏散主要依靠疏散楼梯,此部位虽然平时不属于“经常有人停留”的场所,但火灾时此部分重要性不言而喻。因此应在高层建筑楼梯楼层平台设喷头。
9、不具备设屋顶水箱条件的建筑,用气压罐代替消防水箱、其调节容积的确定问题,
《建规》中8.4.4高位消防水箱(包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱)的设置应符合下列规定:
(1)重力自流的消防水箱应设置在建筑的最高部位;
(2)消防水箱应储存10min 的消防用水量。当室内消防用水量小于等于25L/s ,经计算消防水箱所需消防储水量大于12m3时,仍可采用12m3;当室内消防用水量大于25L/s ,经计算消防水箱所需消防储水量大于18m3时,仍可采用18m3;
(3)消防用水与其它用水合用的水箱应采取消防用水不作他用的技术措施;
(4)发生火灾后,由消防水泵供给的消防用水不应进入消防水箱;
(5)消防水箱可分区设置。
因此这种情况下的气压水罐调节容积与高位消防水箱容积完全相同。
10、关于区域消防问题
区域消防是指一个(或多个)消防水池、一套(或多套)消防水泵通过敷设在室外的室内消防供水系统向两栋及两栋以上建筑室内消防系统供水的系统。
区域消防优点:减少重复建设,节约投资;
困难:没有明确规范,导致设计、审查困难。
《高规》(2005版)7.3.5规定:同一时间内只考虑一次火灾的高层建筑群,可共用消防水池、高位消防水箱。
同一时间内火灾次数不超过一次的区域可采用区域消防给水系统。分期建设、分期使用的区域消防给水系统,系统水池、水泵和高位水箱必须满足一期建筑使用的消防要求。区域消防给水系统的高位水箱的消防储水量不应小于区域内最大一栋高位水箱消防储水量建筑的要求;高位水箱应设置在区域内最高一栋建筑的顶部。
区域消防给水系统消防泵的供水能力应满足最不利点消火栓或自动喷水灭火设施的水量、水压要求。
问题:是否考虑同一时间内一次以上火灾的情况
从消防供水角度讲,同一时间内一次以上火灾时共用系统不仅可以节省投资,还能提高供水保障率。但现有国家规范仅提供了城镇、居住区、工厂的火灾次数划分条件,仓库、民用建筑不论多大规模都是一次(见《建规》表 8.2.1、表 8.2.2)。
故笔者认为不必考虑同一时间内一次以上火灾的情况。
结束语
以上所述是笔者在设计工作过程中对于现行规范在实际应用中的一些体会。我们应当根据规范要求把规范和实践相结合,只有充分理解、把握规范,才能更好地将规范应用到实际工作中。
参考文献
1.1C区建筑的定性
C区地上4层,建筑高度22.8m,其首层距离A区和B区的间距为12~22m,大于多层建筑与高层建筑的防火间距9m;C区二层~四层与A区和B区的间距为20~23m,大于高层建筑之间的防火间距13m。A区、B区、C区之间通过不燃烧的室外连廊连通。C区地上部分与A区、B区的间距能满足各区之间的防火要求。C区地下主体已采用防火墙、下沉广场和防火隔间与A、B区进行了防火分隔,C区所在的分隔区域内不含高层部分,且C区采用耐火极限为2.00h的楼板与地上建筑进行分隔。即C区地上与A、B区的防火间距满足规范要求,地下也与A、B区进行了有效的防火分隔,且在首层设置有环形消防车道,其人员疏散、消防救援均与多层建筑相同,故可按多层建筑进行防火设计。
1.2疏散楼梯在首层不能直接通向室外
近年来,我国的大型商场设计理念已从传统单一的百货商店转向综合性的商业中心。这些现代化的商业中心通常集购物、休闲娱乐、运动、餐饮于一身,往往体量较大,造成建筑中部的疏散楼梯不能直接通向室外。可采取以下几种措施解决人员疏散的问题。
将疏散楼梯通向临时安全区A区有五部沿中庭布置的疏散楼梯无法直通室外,拟将该中庭首层设计为临时安全区,以保证人员能安全地疏散,具体措施如下:
除首层外,各层中庭开口部位采用特级防火卷帘进行防火分隔。
负一层~五层邻中庭的商铺设计为独立的防火单元,商铺之间及与中庭之间采取防火分隔措施,控制负一层和首层商铺建筑面积不大于200m2,二层~五层商铺建筑面积不应大于300m2。中庭两侧商铺内任一点到疏散出口的直线距离不大于15m。商铺、辅助用房等开向中庭的门在火灾时应能自动关闭。每个商铺内均设置自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统以及机械排烟系统。
百货商场或主力店等其他大型商业空间,应按建筑面积不大于4000m2,娱乐、影院、餐饮等按不大于2000m2划分为独立的防火分区,并采用防火墙与中庭进行分隔。必需的人流开口可采用防烟前室或特级防火卷帘分隔,当采用防烟前室时,前室两侧的门应为甲级防火门;当采用防火卷帘时,应采用两道防火卷帘,且应一次降落到底。
首层不能直通室外的疏散楼梯至中庭的走道两侧应设置耐火极限不低于1.0h的墙体。
中庭区域内均设大空间自动扫描定位喷水灭火系统,宜采用红外光束感烟探测器或吸气式感烟探测器,消火栓应设消防软管卷盘。中庭各层环廊内均应设置火灾探测器,各环廊火灾应急照明地面最低水平照度不应小于2.0Lx,首层环廊疏散指示应采用具有火灾时能优化疏散路径功能的集中控制型疏散指示系统。中庭顶部设置独立的机械排烟系统,并宜在首层设置机械补风系统,其补风量不小于排烟量的20%。
中庭、各层环廊以及邻中庭的各商铺地面和墙面装修应采用A级材料,其他部位的装修不应低于B1级;顶棚为不燃或难燃材料,其承重结构的耐火极限不低于1.0h。
设置安全走道对于A区另六部无法直通室外的疏散楼梯,拟借鉴《人民防空工程设计防火规范》设置避难走道的方法,在首层设置3条相互贯通的安全走道。安全走道共设3个出口直接与室外相通,3条走道宽度之和14.7m。安全走道的装修材料燃烧性能等级应为A级,走道两侧的墙体为耐火极限不低于1.5h的实体墙,或采用受自动喷水灭火系统保护的A类防火玻璃分隔。同时安全走道内设火灾应急照明,设应急广播和消防专用电话,设室内消火栓,并配备消防软管卷盘;设疏散指示系统,并设疏散导光流标志。
1.3外廊及室外平台作为安全出口的可行性
当前相关规范均未明确“室外安全区域”应具备的条件。在实际工程中,若室外区域在首层,可认为是安全区域;当建筑的地面有高差时,不同高差的室外地面也可认为是安全区域;但在对待非地面的室外平台时,通常都比较慎重。若将室外区域确定为供人员疏散的安全区域应能满足如下条件:(1)该区域处于室外空间;(2)该区域能容纳建筑内疏散出来的人员暂时避难;(3)有能将该区域的人员疏散至远离建筑的路径。该项目二至五层均设有室外平台将各区域连接在一起,各层室外平台建筑面积在2648~8640m2之间,且各层平台设计有宽5.9~17.9m的开敞楼梯可引导人员向地面疏散。为保证建筑整体的疏散能力,通向外廊和室外平台的出口计入安全出口的宽度不应大于整层应设计安全出口宽度的30%。对于本建筑,各层室外环廊及平台的面积、容纳人数、室外疏散楼梯的宽度等条件如表1所示。表1中的容纳能力按每平方米5人确定。按表1所示,平台能容纳人数约1.3~4.3万人不等,而各区商铺需要通过室外平台疏散的人数不大于3000人,则外廊和室外平台有足够的疏散能力容纳需要疏散出来的人员;且各层均有宽5.9~17.9m的室外疏散楼梯能保证将人员疏散至地面。故室外平台和外廊可视为安全区域。
2火灾场景分析与确定
2.1火源位置的设定在确定火源位置时,应考虑火灾可能的规模、建筑内各功能区域的空间特点、疏散出口分布、起火楼层以及烟控措施等因素。综合以上因素,共设置3个火源位置:火源位置A,火灾位于地下一层A1-4防火分区精品店内;火源位置B,火灾位于一层精品店内;火源位置C,火灾位于一层主力店内。
2.2火灾场景设定
根据设置的3个火源位置,分析确定了3组10个设定火灾场景,火灾均按t2快速火考虑,其火灾增长系数α=0.04689kW•s-2。具体见表2。
2.3火灾蔓延及烟气模拟分析
运用火灾动力学模拟软件FDS(FireDynamicsSimulator)对建筑内的火灾及烟气蔓延情况进行模拟计算,得到各火灾场景下的火灾蔓延及烟气流动状态,见表2。由表2可得到如下结论:(1)地下一层发生火灾时,在排烟系统和灭火系统有效启动的情况下,首层步行街内可在较长时间(不低于30min)内维持安全的疏散环境,在排烟系统或灭火系统失效的情况下,首层步行街内的可用疏散时间会有较大减少,最低为11min;当五层部分防火卷帘失效时,在排烟系统和灭火系统有效启动的情况下,首层和五层步行街内可在较长时间(不低于30min)内维持安全的疏散环境。(2)首层商场发生火灾时,在排烟系统和灭火系统有效启动的情况下,首层步行街内可在较长时间(不低于30min)内维持安全的疏散环境,在排烟系统和灭火系统失效的情况下,首层步行街内的可用疏散时间较少(最低仅为9min)。
2.4人员安全疏散分析根据建筑特点和人员荷载,结合火灾模拟研究结果,计算在最不利情况下,建筑内各区域人员在现有疏散宽度和距离情况下所需要的疏散时间,为优化人员疏散方案提供设计参考依据。判定标准为:人员可用疏散时间tASET>人员必需疏散时间tRSET。
可用疏散时间的确定可用疏散时间是指从火灾发生到火灾发展到致使建筑内某个区域达到人体耐受极限的时间。根据火灾蔓延及烟气流动状态模拟分析计算结果,对应上述各参数的极限值,确定各火灾场景下的人员可用疏散时间,其结果汇总见表3。
必需疏散时间的确定人员疏散的必需疏散时间tRSET一般可按公式(1)计算。tRSET=tA+tR+1.5×tM(1)该项目中设有火灾自动报警系统,能够对火灾起到很好的监控作用。另外,该项目空间较大,人员视野较为开阔,且一般处于清醒状态,通常在火灾发生的初始阶段就能被周围人员发现,报警时间较短,建筑内的人员一般会在火灾初期较快地感知到火情。因此,将火灾报警时间(tA)保守地设为60s。同时建筑内设有声音广播系统,人员需要的行动准备时间较短,但考虑到建筑内的人员对建筑本身的疏散设施不熟悉等不利因素,将人员疏散响应时间(tR)保守地设定为120s。tM为疏散行走时间,直接采用疏散软件PathFinder2009.2进行疏散模拟分析所确定的参数。必需疏散时间tRSET见表3。由表3可知:(1)在自动喷水灭火系统和机械排烟系统均有效的情况下,对于各个设定火灾场景和疏散场景,人员均能够在危险来临之前通过安全出口疏散至安全区域。(2)当自动喷水灭火系统和机械排烟系统均失效时,建筑内部分人员疏散过程的安全性得不到保障。(3)为减少负一层火灾的影响,除交通需要的中庭开口外,建议采用楼板分隔负一层和一层的中庭。
3结论
根据拟定的消防设计方案,对该大型商业综合体进行了定性和定量分析,结论如下:
3.1C区地上与A、B区的防火间距满足规范要求,仅靠室外不燃烧连廊及室外平台连接。地下也与A、B区进行了有效的防火分隔,且在首层设有环形消防车道,C区地上4层,建筑高度为22.8m。其人员疏散、消防救援等条件均与多层建筑相同,故C区可按《建筑设计防火规范》进行防火设计。
3.2针对部分疏散楼梯在首层不能直通室外,设置临时安全区和安全走道,能满足人员疏散要求。
3.3建筑室外环廊和室外平台面积足够大,且有开敞楼梯引导人员向地面疏散,室外平台和外廊可作为安全区域。为保证建筑整体的疏散能力,通向外廊和室外平台的出口计入安全出口的宽度不应大于整层应设计安全出口宽度的30%。
关键词:高层建筑;消防系统设计;相关要求
Abstract : in the high-rise building fire protection design, the need to consider the factors compared to more, more comprehensive multi-storey buildings, high-rise buildings due to multiple layers, density is big wait for a characteristic, at the time of the fire, often difficult to carry out effective extinguishing process and personnel evacuation difficulty. Therefore, the rational design of high-rise building fire system, for the safety of life and property security personnel is essential. In this paper, through the analysis of the characteristics of high-rise building fires, high-rise building fire fighting system requirements and system design, use of high-rise building fire system design examples further elaborated in high-rise building fire fighting system in the design of the key points and related problems
Key words: high-rise building; fire protection system design requirements;
中图分类号:TU89文献标识码:A
随着我国城市建设的步伐越来越快,城市中心人口的密度也随之加大,各类高层建筑建设的数量逐年增加,在给人们提供了更多空间的同时,也给高层建筑的消防系统设计提出了更多的问题。相较于多层建筑,高层建筑在发生火灾时,其危险性更大,因此,在高层建筑的消防系统设计时,应进行全面考虑,以保证人员生命财产安全。
一、高层建筑火灾特点分析
(一)引发火灾的隐患多
由于高层建筑的人员密度大、流动频繁且功能复杂多样,对于消防管理造成一定的难度,其中埋下的火灾隐患不易被发现。同时烟蒂余火、设备焊接走火、管道检修、电器设备短路、漏电等均会引发火灾事故。
(二)火势发展迅速
受到高层建筑高度的影响,一旦在高层建筑中发生火灾事故,大风会助长火势。同时高层建筑内的各类竖井,包括管道井、电缆井、通风井、楼梯井、电梯井等,都会使火灾事故进一步蔓延,再加上竖井本身具备的抽风效应,会使火势失控,越高的楼层,其引发的火势越大。
(三)难以疏散人员
由于高层建筑垂直距离长且层数较多,人员密度大,在发生火灾事故时,要将人员向安全场地或地面疏散时所需要的时间也就更长。同时如第二点所述,因竖井会使火势的蔓延速度加快,人员在安全疏散时的难度也就进一步加大。另外,高层建筑在发生火灾事故时,主要的安全疏散通常是楼梯,如果楼梯对烟气的侵入不能起到很好的控制作用,就会使人员疏散更为困难,甚至对人员的生命造成极大的威胁。根据以往的火灾事故案例来看,在火灾事故中因烟气而致死的要占到火灾伤亡人数的一半以上,甚至更高。
(四)消防系统设备不完善
近年来,各类高层、超高层建筑的项目数量大增,但国内的消防车供水压力却无法与之相匹配,这就给高层建筑室外扑救带来了一定的难度,因此,在高层建筑发生火灾事故时,仍以室内消防设备为主。然而目前在高层建筑消防系统的设计时,只是以普通火灾规模来考虑设计的合理性,一旦在高层建筑中有较大面积火灾发生,其中消防用水量、消防电梯、消防器材的不完善,都会给扑救的有效性造成极大的影响。
二、高层建筑消防系统设计的要求研究
高层建筑的特点是高度高、层数多,因此如高层建筑的高度范围在24至50米时,通常由登高消防车通过消防水泵结合设备为室内消防供水管网提供水源,同时以消防云梯结合进行辅助扑救;如高层建筑的高度范围在50至100米时,就需要将室内消防设备扑救火灾的能力加强;而当高层建筑的高度范围大于250米时,就必须采取特殊消防措施,同时将相关措施交我国消防主管部门进行专题研究认证。
(一)高层建筑消防系统设计应以室内自救为主
考虑到高层建筑的火势发展迅速、蔓延途径较多且人员疏散与扑救存在一定的难度,因此在高层建筑消防系统设计时,首先要严格贯彻落实“预防为主,消防结合”的政策方针,确保消防安全。同时,高层建筑的消防供水系统应以室内消防给水自救为主,也就是说,高层建筑的消防系统应是具备独立火灾扑救能力的,从这个角度上来说,其与低层或多层建筑消防设计有着本质的区别。
(二)以消防供水为主,其他灭火剂结合辅助
水的灭火效果好、价格便宜、设备简单且使用方便,应是高层建筑消防系统的主要灭火剂。其他灭火剂则针对一些高层建筑中不宜用水扑救的设备或部位,比如烟烙烬、干粉、气溶剂、七氟丙烷、二氧化碳灭火剂,以及专用于扑救可燃液体的酸碱灭火剂、泡沫灭火剂等。
(三)严格贯彻落实我国及地方现行消防条例与法律法规
在高层建筑消防系统设计中,必须严格遵循我国及地方现行消防条例与相关法律法规,同时结合高层建筑所在地的消防水平与条件,合理、经济地设计高层建筑消防系统。
三、高层建筑消防系统设计实例
(一)工程概况
以某高层建筑物为例,该建筑为地下3层,地上39层,其楼高达169.9米,建筑总面积113779.25平方米,设计为甲级智能型写字楼。该高层建筑所在的区域内具备完善的基础设施建设,能够可靠地提供水源,其城市消防保障体系相当完备。
(二)高层建筑消防系统设计
该写字楼消防设计范围包括:灭火器系统、洁净气体灭火、自动喷淋给水以及消防火栓给水系统。建筑高度达169.9米,属于超高层建筑,其建筑防火设计按照一类执行。参照我国相关消防条例、法律法规、行业规范,该工程的设计火灾次数1次,室内消火栓用量水为每秒40L、室外则为每秒30L,以3小时火灾延续时间计算。自动喷淋系统的消防用水量则为每秒30L,以1小时火灾延续时间计算。室内总消防用水量则为540立方米。
1、室外消火栓。该高层建筑在市政道路旁边,距高层建筑50米左右位置有两个市政消火栓,可在该高层建筑使用范围内。同时向自来水公司提出申请,另从不同的市政给水管上接出两路消防管路DN150,并在室外水泵接合设备旁边设置DN150地上消火栓一个,满足消防用水要求。
2、消火栓系统。在该工程的避难层、消防电梯前室、办公室走道、大堂、餐厅、公共场所、地下停车场处均设置有消火栓箱且带自救消防卷盘,同时设置消防泵按钮于各个消火栓箱处。在发生火灾时,只要将玻璃打破并按下按钮,就能够向消防中心报警,同时将消防水泵启动。消火栓的水枪充实水柱高度不小于13米,整个给水管网水平、竖向组成供水环网,竖向分区划分为3个区域,确保消火栓位置的净压力小于0.8MPa。1区为3至9层,27.8米高;2区为10至24层,58.8米高;3区为25至屋顶层,62.8米高,并设消火栓于天台停机坪上,当消火栓口出水压力超过0.5MPa时,采用减压稳压消火栓。
3、自动喷淋。该高层建筑属中危险级火灾等级,除建筑面积小于5平方米的卫生间、不宜以水扑救部位以外,均设置自动喷水灭火。自动喷淋系统给水管网配水管道工作压力小于1.2MPa,竖向划分为4个区,1区为3至地上7层,19.4米高;2区为8至13层,21米高;3区为14至28层,58.8米高;4区为29至屋顶层,46米高。
4、洁净气体灭火。在该高层建筑高低压配电房、网络机房以及变压器室、柴油发电机房等位置设置洁净气体灭火(七氟丙烷)系统,属全淹没管网独立灭火系统,设机械应急、自动、手动控制三种模式,设计浓度8.0~9.0%,喷射时间7~10秒,浸渍时间大于5~10分钟。
5、灭火器。该工程地下车库按严重危险等级,B类火灾配置灭火器;电气火灾为E类火灾。其他位置按严重危险等级,A类火灾配置灭火器。
参考文献:
[1] 王继东.超高层建筑消防系统设计之探讨.[J].中华民居.2011(9)
关键词:建筑;给排水;消防系统;设计要点
随着经济的飞速发展,城市化步伐的加快,人们的生活水平在提升的同时对住所要求也越来越高,这使得现代的建筑企业在设计和建造建筑时不断迎合市场需求,不断增加建筑物的功能。这样就给建筑物的消防以及排水系统提出了更高的要求。作为关系到人们生命财产安全的关键因素,建筑的给排水与消防设计必须确保设计合理科学,否则,极有可能会导致严重的安全隐患。最近几年灾难事故时有发生,究其原因,就是因为设计阶段的马虎造成的,如何实现建筑给排水与消防的合理设计,师值得深入探讨的问题。
一、建筑给排水及消防系统设计要求
国内外的高层建筑给水系统通常采取高位水箱和低位调节水箱变频泵等形式等形式。而在国内,通过减压分区、气压罐、高位水箱、低位调节水箱变频泵和无水箱叠压等进行给水是目前主流的高层建筑给水方式。由于管道和设备简单,减压分区给水方式的也因此成本较低,但是其能源由于供水面压力较大而消耗较多。气压罐采用不需设置高位水箱的气压罐减压阀和气压罐进行并联给水的形式。此种方式但会因为气压罐较小的贮水量以及频繁启动水泵而导致运用费用较高。一般而言,会配合其他方式进行配合给水。由于给水效果好,市政水压利用充分、节约能源、水泵出水量可随管网的用水量调整等优点,无水箱叠压直接给水成为了最近几年运用最为广泛的给水方式,它可以有效实现交流量供水效果。作为给水系统的核心部分,高层建筑加压及供水方式的选择实质上是选择合理的供水设备。选择技术优良、安全可靠、经济合理的给水系统对高层建筑有着十分重要的意义。
二、建筑给排水系统设计要点
高层建筑和多层建筑的排水系统之间不存在很大的差异。十二层以下的高层建筑能和多层建筑一样,对于十二层及以上的高层建筑除了排水立管外,仍然需要增加设置专用的通气立管。通常而言,应在靠墙位置设置通气立管,为方便设置检查口,在靠外的地方设置排水立管,二者之间通过H管进行连接可以节省空间。排水管材问题:对于有非常高的排水要求或高度超过100米的高层建筑,应采用机制排水柔性接口铸铁管作为排水管,而不是UPVC管。1.生活排水。卫生间、厨房和洗衣机的排水统称为生活排水。每户阳台设置洗衣机的专用地漏,将其排水系统接入小区化粪池之后的生活排水管网,再共同纳入市政的污水系统,避免阳台的洗衣机排水和城市雨水系统出现混乱而导致水体污染的情况出现。为了避免上下层厨卫的管道对占用大量空间以及检修时麻烦,在本层布置排水管道,并且设计采用侧排式地漏、后排式坐便器方的排水方式。2.空调水排放。统一考虑空调的机位,对冷凝水的排水管进行统一的布置,从而使得冷凝水有序地排放以及避免因冷凝水不制顷利排出而积水。并且空调冷凝水应间接接入雨水排水系统。3.消防电梯排水。避免将消防电梯排水集水坑设置在消防电梯基坑下,这会导致很多不利因素出现,例如电梯过于潮湿,这样十分容易导致电气系统受潮从而致使故障,此外会使得安装维修排水管道、阀门及潜污泵变得困难,结构专业造价增高的同时还会难于处理。因此在电梯井外设置集水坑,让消防排水通过管道排放到集水坑。采用球墨铸铁管,水泥砂浆敷设连接地下室地板内的排水管。
三、建筑消防系统设计要点
遵守国家消防的工作方针“预防为主、防消结合”。建筑内部的消防系统对建筑物的安全、火灾预防以及及时扑灭火灾,降到损失等有着直接影响。通常来说,消防系统包括了乎消火栓消防、自动喷水灭火以及其他的固定式灭火等系统。一些小的着火点引起常常可以引发一场火灾,对于一栋大型建筑而言,保持任何地点任何时候都有人看守现场是不现实的。尽管不少建筑物有先进的监控系统,也无法捕捉到监控死角处的火灾着火点,再者任何人都会有不留神的时候,监控人员也会出现疏忽。因此,扑灭以及火灾的初期控制很重要,而自动喷水灭火系统则对此起着关键作用。具备安全可靠、经济合理、成功率高等优点的自动喷水灭火系统被视为目前世界上最有效的,也是应用最广、用量最大的自动灭火系统。在自动喷水灭火系统设计的过程中,要严格遵守国家关于基本建设和消防工作的相关方针政策以及法律法规。同时为了确保设计的安全可靠、经济合理以及易操作性,在进行灭火系统设计的时候,必须将保护对象的使用功能、内部物品燃烧时的发热放烟规律,以及建筑物内部空间条件对火灾热烟气流流动规律等进行结合考虑。
四、结语
总而言之,在设计建筑给排水及消防系统的设计过程中,必须注意上述提到的各种设计要点,同时还有处理好具体的设计细节。为了实现建筑未来使用过程中达到安全和舒适的标准,必须在设计初期确保水源选择、给水和排水以及消防系统的设计质量。只有做到了这些,才可以确保建筑物的质量。
作者:黄玉海 单位:山东拯和消防工程有限公司
参考文献:
[1]刘振泽.设计高层住宅给排水及消防系统的若干问题[J].科技信息,2009,(05).
[2]王德欣,齐龙哲.高层民用建筑消防给水排水设计常见问题探讨[J].民营科技,2010,(05).
【关键词】多层住宅建筑结构现状重要参数
Abstract: the multilayer residence building by public stair solve perpendicular traffic, is a very typical cities set house. This paper introduces the structure of the multilayer residence building development present situation, has analyzed multilayer residence building structure in some important parameters calculation of rational selection.
Keywords: multilayer residence building structure status important parameters
中图分类号:TU3文献标识码:A 文章编号:
在我国,住宅建筑按其层数分为:低层、多层、和高层三类。我国在《民用建筑设计通则》 (GB50352-2005)中明确规定: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。除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于 24m者为单层和多层建筑,大于 24m者为高层建筑(不包括建筑高度大于24m的单层公共建筑);建筑高度大于100m 的民用建筑为超高层建筑。多层住宅建筑是借助公共楼梯解决垂直交通,是一种极具代表性的城市集合住宅。
一、多层住宅建筑结构的发展现状
1、多层住宅建筑结构的特点
多层住宅在我国目前新建或正在建造的城镇住宅中占90%以上,与中高层(小高层)和高层住宅相比,有一定的优势:(1)在建设投资上,多层住宅公摊面积少,不需要像中高层和高层住宅那样需要增加电梯、 高压水泵、公共走道等方面的投资,物业费也较低,整体的性能价格比高,因此得房率比较高。(2)在户型设计上,多层住宅户型不仅结构设计成熟、设计空间大,而且居住舒适度较高。通常采用砖混结构,建材可就地生产,可大量工业化、标准化生产。因此,多层住宅造价较低,价格适中,易于被普通消费者接受。(3)在结构施工上,多层住宅通常采用砖混结构,同时又比高层住宅建设工期短,一般开工一年内即可竣工,因而多层住宅的建筑造价一般较低。
但是,多层住宅也有不足之处,主要表现在:(1)底层和顶层的居住条件不算理想,底层住户的安全性、采光性差,厕所易溢粪返味;顶层住户因不设电梯而上下不便。此外屋顶隔热性、防水性差。(2)难以创新。由于设计和建筑工艺定型,使得多层住宅在结构上、建材选择上、空间布局上难以创新,形成“千楼一面、千家一样”的弊端。如果要有所创新,需要加大投资又会失去价格成本方面的优势。多层住宅的平面类型较多,基本类型有梯间式、走廊式和独立单元式。
2、几种常见的多层住宅建筑结构体系
(1)混凝土空心砌块多层建筑体系。混凝土空心砌块多层建筑体系在我国发展迅速,并形成相当规模的砌块生产能力,砌块生产已“供大于求”。与此同时,混凝土空心砌块多层建筑体系也存在着一些问题,例如:混凝土空心砌块自重大,由人工采用人工砌筑的劳动强度大,不符合建筑工业化的方向;砌筑工艺存在不足之处:很薄的砂浆在空心砌块上铺设很难粘结密实和牢固,影响整体强度;雨水容易从砂浆缝隙渗入,如果双面抹灰,又大大增加抹灰量;并且在光洁的砌块上抹灰难度很大,易空鼓、开裂;在砌块内放置钢筋、建筑混凝土等工艺复杂,质量无法检验。
(2)框架轻板结构体系。框架轻板结构多为钢筋混凝土框架结构,内外墙均为非承重墙。可用陶粒空心砌块、加气混凝土砌块或其它非粘土砌块以及陶粒混凝土轻质两面光条板、 3E板等等做内外墙。
(3)钢筋混凝土剪力墙结构体系。钢筋混凝土剪力墙结构体系,内外墙全部采用现浇钢筋混凝土墙。目前已开发出多种配套的外墙保温体系。这类结构体系,亦可以把外墙做成预制墙板在现场预制生产后就地安装。
(4)用多孔粘土砖或非粘土砖代替实心粘土砖的多层建筑体系。用多孔粘土砖或非粘土砖代替实心粘土砖的多层建筑体系在我国的发展比较缓慢,究其原因,主要有以下几个方面:粘土多孔砖仍需要大量的粘土,少用粘土有限;不能用于承重墙;由于涉及原材料及投资前景等问题,生产厂家不敢下决心扩大规模,制约了其发展;灰砂砖由于抗剪强度及其与砂浆的粘结性能不佳,影响其大面积推广使用。
(5)革新“外砌内浇”体系。采用革新“外砌内浇”体系就是将外墙粘土实心砖改为加气混凝土砌块,内墙仍为钢筋混凝土墙体(一般为140~160mm厚),用大模板施工。
二、多层住宅建筑结构计算中几个重要参数的合理选取分析
《建筑抗震设计规范》中第3.6.6.4条指出,所有的计算机计算结果,应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。通常情况下,计算机的计算结果主要是结构的自振周期、楼层地震剪力系数、楼层弹性层间位移(包括最大位移与平均位移)和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移、楼层的侧向刚度比、振型参与质量系数、墙和柱的轴压比及墙、柱、梁和板的配筋、底层墙和柱底部截面的内力设计值、框架一抗震墙结构抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值、超筋超限信息等等。
为了分析判断计算机计算结果是否合理,结构设计计算时,除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外,正确填写抗震设防烈度和场地类别,合理选取电算程序总信息中的其他各项参数也是十分重要的。现以空间有限元分析与设计程序SATWE为例,结合施工图审核校对中发现的问题,来说明有关参数如何合理选取。
1、结构的抗震等级
在工程设计中,多数房屋建筑按其抗震设防分类属于丙类建筑,如民用住宅、办公楼及一般工业建筑等等,其抗震等级可根据烈度、结构类型和房屋的高度按《建筑抗震设计规范》表6.1.2确定。而电讯、交通、能源、消防和医疗等类建筑以及大型体育场馆、大型零售商场等公共建筑,首先,应当根据《建筑抗震设防分标准》确定其中哪些建筑属于乙类建筑(可能还有甲类建筑,本文不涉及)。乙、丙类建筑,地震作用均按本地区抗震设防烈度计算。对于乙类建筑,一般情况下,当抗震设防烈度为60――80时,抗震措施应符合本地区抗震设防列度提高一度的要求。所谓抗震措施,在这里主要体现为按本地区设防烈度提高一度由《建筑抗震设计规范》表6.1.2确定其抗震等级。例如,位于80地震区(如北京)的乙类建筑,应按90由《建筑抗震设计规范》表6.1.2确定其抗震等级为一级;当80乙类建筑的高度超过表6.1.2规定的范围时,还应经专门研究,采取比一级抗震等级更有效的抗震措施。如北京某大型零售商场和某三级医院的门诊楼本属乙类建筑,但设计人员错当成丙类建筑来设计,使建筑物的抗震能力降低,不得不对设计计算做重大修改。
2、地震力的振型组合数
地震力的振型组合数,对高层建筑,当不考扭转耦联计算时,至少应取3;当振型数多于3时,宜取3的倍数,但不应多于层数;当房屋层数2时,振型数可取层数。对于不规则的结构,当考虑扭转耦联时,对高层建筑,振型数应取9;结构层数较多或结构刚度突变较大,振型数应多取,如结构有转换层、项部有小塔楼、多塔结构等,振型数应取12或更多,但不能多于房屋层数的3倍;只有当定义弹性楼板,且采用总刚分析,必要时,振型数才可以取的更多。《建筑抗震设计规范》指出,合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90%所需的振型数。 SATWE等电算程序已有这种功能,可以很方便地输出这种参与质量的比值。有些设计人员不大重视电算程序使用手册的应用,选取振型数时比较随意,这是应当改进的。此外,由耦联计算的地震剪力通常小于非耦联计算,仅当结构存在明显示扭转时才采用耦联计算,但在必要时应补充非耦联计算。
3、结构周期折减系数
框架结构及框架一抗震墙等结构,由于填充墙的存在,使结构的实际刚度大于计算刚度,计算周期大于实际周期,因此,算出的地震剪力偏小,使结构偏于不安全,因而对结构的计算周期进行折减是必要的。但对框架结构的计算周期不折减或折减系数取得过大都是不妥当的。对框架结构,采用砌体填充墙时,周期折减系数可取0.6――0.7; 砌体填充墙较少或采用轻质砌块时,可取0.7――0.8;完全采用轻质墙体板材时,可取0.9;只有无墙的纯框架,计算周期才可以不折减。
参考文献:
[1] 白芙蓉. 浅谈建筑结构设计中应注意的一些问题[J]. 民营科技, 2009,(03) .
[2] 王磊. 浅议建筑结构设计的要点分析[J]. 黑龙江科技信息, 2009,(16) .
[3] 吕戏洋,马玉刚,沈伟良. 浅谈如何提高建筑结构设计质量[J]. 知识经济, 2009,(04) .
关键词: 高层建筑系统给排水设计
中图分类号: TU97 文献标识码: A 文章编号:
一、前言
随着我国国民经济的不断迅猛发展,城镇化建设进程的加快,高层建筑已成为城市建筑中的主体,特别是在二三线城市中,100m以下的高层建筑占了绝大部分。由于高层建筑具有高度大、层数多、噪声源多、用水要求高、系统复杂、排水量大,对建筑给排水工程的设计、施工、材料及管理方面都提出了更高的要求。本文重点讨论100m以下的高层建筑,并结合具体工程实例进行分析。
二、高层建筑给排水系统的特点
与多层建筑给排水工程相比,高层建筑给排水工程具以下特点:
1、高层建筑给水、热水、消防系统静水压力大,如果系统中的压力过大,管道及配件容易被破坏。因此,供水必须进行合理的竖向分区,使每个分区中的静水压力降低到合理范围,保证系统的安全运行。
2、高层建筑引发火灾的因素多,火势蔓延速度快,火灾危险性大,灭火扑救困难。因此,高层建筑消防系统的安全可靠度要比多层建筑的高得多。由于高层建筑火灾扑救的难度较大,现有消防设备能力有限,所以高层建筑的消防系统应立足于自救,具有更加完善的消防系统。
3、高层建筑的排水量大,管道长,管道中压力波动较大。为了提高排水系统的排水能力,稳定管道中的压力,保护水封不被破坏,高层建筑的排水系统应设置更有效的通气管系统,采用新型的排水系统或特殊管件,如内螺旋管、漩流降噪管、降噪器、消能装置等。另外,当高层建筑底部管道承压较高时,排水管道应采用机械强度较高的管道材料,并采用球墨离心铸铁排水管和柔性接口。
三、某高层建筑给排水实例
1、工程概况
西南某三线城市住宅小区占地面积10万m2,总建筑面积12万m2,整个小区有商业、公寓、酒店和住宅楼共五栋建筑。地下室二层为汽车库和设备用房,地上四层裙房为大型综合类商场,塔楼部分为公寓、酒店和住宅楼,建筑高度96.95m。
2、生活给水系统
(1)供水水源:由城市供水管网引入两根DN200的给水管在小区内形成环状,供低区裙房生活用水,地下室消防水池用水,公建生活水箱用水,变频调速恒压供水设备吸水。
(2)给水系统:地下室分别设生活水泵房和消防水泵房,生活水泵房根据公建和住宅的特点分别设置二套供水系统。公建设生活水箱60m3和变频调速恒压供水设备,屋面设置30m3的生活水箱,提供除最高三层外的生活用水,变频调速恒压供水设备提供最高三层、生活水箱和空气源热水机组的用水,除最高分区加压供水外,其余均通过屋面水箱直接供水或减压阀减压供水。
3、生活热水系统
(1)系统划分:高层公寓和酒店设生活热水系统,热水系统的分区除最高三层在屋面单独设置变频调速恒压供水设备加压供水外,其余与冷水系统相同,要求各用水点冷热水系统的压力相同。系统均为上行下给式,且分区设置循环泵和循环水管道,循环管道直接回到热水箱。
(2)热源和贮存:在屋面设置8台空气源热水机组,为系统提供不超过60℃的生活热水;屋面设置30m3的热水箱,贮存大于90min的热水量。由于空气源热水机组是按照环境温度20℃的室外空气时所提供的制热量,因此在冬季室外温度较低时应按当地冬季室外温度进行校核修正,当差距较大时,需增加机组供热量及设置电辅助加热器。
(3)水质:在冷水进入空气源热水机组之前,在进水管道上设置具有过滤、防垢、杀菌等功能的综合水处理器,保证供水水质,并延长空气源热水机组的使用寿命和清洗时间。
(4)水温:在空气源热水机组的进水管上安装电动调节阀,根据出水管上温度传感器的出水温度进行调节;在热水箱及热水箱的出水管上安装温度传感器,当温度低于55℃时,启动循环水泵对热水箱内的贮存水进行循环加热;当室外空气温度较低时,启动旁通管上的电辅助加热器,以保证水温向用水点提供所需热水。
4、排水系统
(1)整个小区内的排水体制为雨污分流制。小区内雨水管网收集单体建筑内的屋面排水和小区内的路面排水,分两个出口接至市政雨水管网。生活污水经过整体PE塑钢环保化粪槽处理后,分两个出口接至市政污水管网。
(2)高层排水:污水排出采用专用通气管和立管伸顶通气,最低一层单独排出的方式,排至室外污水检查井,再接入小区污水管网。屋面雨水采用雨水斗内排水,雨水斗选用87型,室内雨水排入雨水井,再接入小区雨水管网。地下室集水坑的排水通过潜水排污泵排至雨水检查井。
(3)裙房排水:污水采用单立管伸顶通气的方式排出;雨水采用内排水和外排水相结合的方式。
5、消防系统
(1)系统:整个小区内消防系统包括室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统和建筑灭火器系统。
(2)供水水源:由城市供水管网引入两根DN200的给水管在小区形成环状,供地下室消防水池用水,消防水池容积为540m3,分成两格并设连通管。室外设置室外消火栓、水泵接合器。
(3)消火栓系统:消火栓系统按竖向分为高、低区,地下室和裙房商业建筑为低区,高层公寓酒店和住宅为高区,每个区的室外管网和室内管网均成环状布置,每个建筑物单体设二根引入管。消防水箱和消防增压稳压设施设在最高的一栋建筑物屋面,并通过增压稳压泵和稳压罐保持消防系统所需的最低水压。每个分区室内消火栓除上面5层不减压外,其余均设减压稳压消火栓。每个分区分别设置消防水泵接合器。
6、管材及接口
高层建筑由于管路系统内压力较大,管材和设备也有其特殊要求,工作压力超过1.0Mpa的给水管应采用有足够强度的金属管或钢塑复合管生活用水的管材还应满足卫生标准。
(1)冷水管:室外给水管采用PE管,热熔连接:室内给水立管采用衬塑钢管或钢塑复合管,螺纹连接或沟槽式卡箍连接,给水支管采用PPR塑料管,热熔连接。
(2)热水管:热水主立管和干管采用衬塑钢管,螺纹连接;每层热水管采用薄壁不锈钢管,卡环式连接。
(4)污水管。室外污水管采用UPVC双壁波纹管,胶圈接口;室内污水管道高层采用UPVC管,粘接连接;裙房部分采用球墨离心铸铁排水管,橡胶圈卡箍接口。