时间：2023-07-07 17:24:41
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篇超高层建筑消防设计规范，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：超高层消防电气技术
中图分类号：TU998.1 文献标识码：A 文章编号：
以天津市某大厦为例，本工程为一商业-办公综合超高层建筑，建设用地面积8089.94 m2，总建筑面积162129.67 m2。地下四层，地上四十四层，其中裙楼五层，建筑高度为199.50m。第十六层和三十二层为避难层，消防控制室设在地下一层。
一、手动报警按钮的设置问题。
根据《火灾自动报警系统设计规范》（gb50116-98）第8.3.1条规定：每个防火分区应至少设置一个手动火灾报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离，不应大于30m。手动火灾报警按钮宜设置在公共活动场所的出入口处。例如：在本工程中一个半径30m的圆形商业区，附近有两个疏散出口，属一个防火分区，有的设计人员只在中心设一个按钮，虽然满足“每个防火分区应至少一个”和“30m”的原则。但并不执行疏散出口“宜”设报警按钮得要求。火灾时因为按钮不在人员逃生必经得疏散路线上，报警的几率是非常小的，可以说形同虚设。因此，遇到这样的设计问题，我们一定要灵活运用规范，应首先满足报警按钮“应”设在公共活动场所的出入口处要求。其次才能遵循“30m”和“每个防火分区应至少一个”的原则。而只按30m的原则设置报警按钮是不完全满足规范要求，也是不负责任的。
二、防火卷帘的控制问题。
电动防火卷帘门主要起隔离作用，其本工程设置位置在地下汽车库、裙房商业区及自动扶梯周围，按建筑的防火分区界限安排。一般的电动防火卷帘门内外侧各设一对烟感器、温感器，除了控制箱（一个）可设在内侧或外侧外，内外侧还应各设一个手动启停按钮，距地1.4米左右明装，而位于自动扶梯周围的电动防火卷帘门，其烟感器、温感器只设在外侧（本层工作区一侧）。
从电动防火卷帘门的工作方式来区分，可分为两种：一为隔离式，一般设在防火分区边界的出入口处，一旦探测器报警并确认火灾，防火卷帘门一步降到底，同时喷淋系统开始向起火区和卷帘门喷水。二为疏散式，一般疏散通道上，烟感器报警后经确认（人工确认或两个以上探测器报警）先降金属卷帘至距地1.8米处，如火势发展，温度升高，则温感器动作后防火卷帘门再降至地面。两次动作之间的时间用于门内人员逃离。
无论哪种电动防火卷帘门，在超高层建筑中整个消防系统的一个组成部分，其动作不是独立的。因此，电动防火卷帘门两侧从属于卷帘门控制箱的烟感器、温感器，均应与火灾报警系统的探测器回路相接并在一个系统内工作。
三、非消防电源的切除问题。
《火灾自动报警系统设计规范》（gb50116-98）第6.3.1.8条和《民用建筑电气设计规范》（jgj16-2008）第13.4.9条都明确规定，消防控制室在确认火灾后，应能切断有关部位的非消防电源，由于消防设备总能量一般小于普通设备负荷总容量，因此总配电室的总计算负荷一般不包括消防设备容量。为了火灾扑救方便，防止消防队员扑救时的触电事故，保障消防设备的用电安全，防止因过载使电气线路起火，造成火势蔓延扩大，因此在消防人员进入火场进行扑救之前应切断起火部位的非消防用电。在火灾确认后，当两探测器“与”门报警或消防泵启动后，才可以切断非消防电源，特别是在面积较大、人员密集的公共场所，这样可以防止因探测器误报引起的切非而引发不必要的恐慌和事故。
四、火灾自动报警系统总线制中应注意的问题。
本项目的火灾自动报警系统采用总线制。《民用建筑电气设计规范》（jgj16-2008）第13.10.5条规定：当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入同一根导管内；探测器报警线路采用总线制布设时不受此限。可见，总线制系统不同防火分区的线路可以穿入同一根导管。我们知道，当火灾自动报警系统总线发生故障时，隔离模块作用是将故障总线与整个系统隔离开来，以保证系统的其它部分正常工作，同时便于及时确定故障的总线部位。当故障部分的总线修复后，隔离器自行恢复将被隔离的部分重新纳入系统。
《消防联动控制系统》（gb16806-2006）也规定，报警回路每隔32个编址单元（包括探测器、模块、手动报警按钮等）至少使用一个隔离模块。综合两规范规定，报警总线虽然可穿管跨越不同防火分区，但总线回路中的隔离模块同样应按照防火分区进行设置，即总线跨越防火分区时必须设置隔离模块。否则，当某一个防火分区发生火灾时，其线路有可能被烧短路，在其他防火分区与之连接的探测器因没有模块的隔离作用而不能被控制器监控，从而造成故障范围的扩大，降低了报警系统的使用功能。
五、火灾报警系统智能化的提高。
本项目为超高层建筑，相对于普通的高层建筑而言，在消防设计中还应该考虑系统智能化的问题。这个问题分内外两个层次。对火灾报警系统内部而言，超高层建筑一般采用智能型地址编码探测器，而中小普通建筑多用非编码探测器，以回路区分建筑区域。鉴于超高层建筑体量大，面积多，其使用面积的分割具有较大的不确定性，因此，为了适应房间形状、面积、使用性质的变化，每条报警回路应留出30％左右的探测器数量裕量。
对火灾报警系统外部而言，智能化的含义主要指系统联动。超高层建筑一般为重要建筑，其政治、经济价值巨大，如果灭火不及时，损失将是惨重的。因此，采用系统联动方式，就成为争取火灾前期时间和主动权的有效手段。例如，火灾报警系统与保安监控系统联动，在火灾之初，火场的摄像机可将现场画面迅速传至中央控制室，通过实景画面，值班人员可以立即确认火灾或是探测器误报，从而马上采取排烟、广播、正压送风、启动消防泵、喷淋、向消防局119台报警、降客梯、切非消防电源等一系列应急措施。又如，火灾报警系统与车库管理系统联动，一旦发现火情，便可声光报警，强制抬起进出口栏杆，使车辆尽快逃出车库。另外，火灾报警系统还可与楼控系统、广播音响系统及门禁系统等联动。只要这些措施可靠得力，超高层建筑的火灾便可被消灭在萌芽状态，将损失减至最小。
六、结束语
随着国民经济和社会事业的迅速发展，建筑用地越来越多，土地资源越来越珍贵，这促使各类建筑向高层发展，因而高层建筑的消防安全问题越来越引起人们的注重。超高层建筑一般都建设在城市的生活和经济中心，由于超高层建筑的楼层多，建筑高度高，对消防的要求也比普通的高层建筑要高得多，相应得建设资金投入大，运行设备多，安全运行标准高，因此设计的复杂性也增加了很多。当发生火灾时，消防电气设备的正常运行对于控制和消灭火灾、保障人员疏散、减少火灾损失起着重要的作用，保障消防电气设备得可靠运行就显得尤为重要。
以深圳市某大厦为例，本工程为一商业-办公综合超高层建筑，建设用地面积8089.94 m2，总建筑面积162129.67 m2。地下四层，地上四十四层，其中裙楼五层，建筑高度为199.50m。第十六层和三十二层为避难层，消防控制室设在地下一层。
一、手动报警按钮的设置问题。
根据《火灾自动报警系统设计规范》（gb50116-98）第8.3.1条规定：每个防火分区应至少设置一个手动火灾报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离，不应大于30m。手动火灾报警按钮宜设置在公共活动场所的出入口处。例如：在本工程中一个半径30m的圆形商业区，附近有两个疏散出口，属一个防火分区，有的设计人员只在中心设一个按钮，虽然满足“每个防火分区应至少一个”和“30m”的原则。但并不执行疏散出口“宜”设报警按钮得要求。火灾时因为按钮不在人员逃生必经得疏散路线上，报警的几率是非常小的，可以说形同虚设。因此，遇到这样的设计问题，我们一定要灵活运用规范，应首先满足报警按钮“应”设在公共活动场所的出入口处要求。其次才能遵循“30m”和“每个防火分区应至少一个”的原则。而只按30m的原则设置报警按钮是不完全满足规范要求，也是不负责任的。
二、防火卷帘的控制问题。
电动防火卷帘门主要起隔离作用，其本工程设置位置在地下汽车库、裙房商业区及自动扶梯周围，按建筑的防火分区界限安排。一般的电动防火卷帘门内外侧各设一对烟感器、温感器，除了控制箱（一个）可设在内侧或外侧外，内外侧还应各设一个手动启停按钮，距地1.4米左右明装，而位于自动扶梯周围的电动防火卷帘门，其烟感器、温感器只设在外侧（本层工作区一侧）。
从电动防火卷帘门的工作方式来区分，可分为两种：一为隔离式，一般设在防火分区边界的出入口处，一旦探测器报警并确认火灾，防火卷帘门一步降到底，同时喷淋系统开始向起火区和卷帘门喷水。二为疏散式，一般疏散通道上，烟感器报警后经确认（人工确认或两个以上探测器报警）先降金属卷帘至距地1.8米处，如火势发展，温度升高，则温感器动作后防火卷帘门再降至地面。两次动作之间的时间用于门内人员逃离。
无论哪种电动防火卷帘门，在超高层建筑中整个消防系统的一个组成部分，其动作不是独立的。因此，电动防火卷帘门两侧从属于卷帘门控制箱的烟感器、温感器，均应与火灾报警系统的探测器回路相接并在一个系统内工作。
规范中关于防火卷帘的规定有以下三方面：（1）《民用建筑电气设计规范》（jgj16-2008）第13.4.5条及《火灾自动报警系统设计规范》（gb50116-98）第6.3.8条均要求疏散通道上防火卷帘两次降落到底；用作防火分隔的防火卷帘应一次下降到底。（2）两规范均要求疏散通道上的防火卷帘两侧应设置手动控制按钮。（3）对用作防火分隔的防火卷帘只有《民用建筑电气设计规范》（jgj16-2008）要求其两侧宜设置手动控制按钮。前两个方面的规定是为了满足火灾时人员疏散及逃生的方便快捷；而后一方的规定是为了非火灾状态探测器误动作时，能强制开启防火卷帘，所以为“宜”，而不是“应”。两本规范并不矛盾，仅是出发点不同，我们应结合实际工程认真领会规范实质，并根据具体情况区别对待，才能做出合理的设计。
三、非消防电源的切除问题。
《火灾自动报警系统设计规范》（gb50116-98）第6.3.1.8条和《民用建筑电气设计规范》（jgj16-2008）第13.4.9条都明确规定，消防控制室在确认火灾后，应能切断有关部位的非消防电源，由于消防设备总能量一般小于普通设备负荷总容量，因此总配电室的总计算负荷一般不包括消防设备容量。为了火灾扑救方便，防止消防队员扑救时的触电事故，保障消防设备的用电安全，防止因过载使电气线路起火，造成火势蔓延扩大，因此在消防人员进入火场进行扑救之前应切断起火部位的非消防用电。不过切断非消防电源时应控制在一定范围之内，《火灾自动报警系统设计规范》（gb50116-98）第6.3.1.8条文解释切断非消防用电的有关部位是指起火的防火分区或楼层。切断顺序应考虑按楼层或防火分区的范围，逐个实施，以减少断电带来的不必要的惊慌。在火灾确认后，当两探测器“与”门报警或消防泵启动后，才可以切断非消防电源，特别是在面积较大、人员密集的公共场所，这样可以防止因探测器误报引起的切非而引发不必要的恐慌和事故。
四、火灾自动报警系统总线制中应注意的问题。
本项目的火灾自动报警系统采用总线制。《民用建筑电气设计规范》（jgj16-2008）第13.10.5条规定：当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入同一根导管内；探测器报警线路采用总线制布设时不受此限。可见，总线制系统不同防火分区的线路可以穿入同一根导管。我们知道，当火灾自动报警系统总线发生故障时，隔离模块作用是将故障总线与整个系统隔离开来，以保证系统的其它部分正常工作，同时便于及时确定故障的总线部位。当故障部分的总线修复后，隔离器自行恢复将被隔离的部分重新纳入系统。如下图所示：
《消防联动控制系统》（gb16806-2006）也规定，报警回路每隔32个编址单元（包括探测器、模块、手动报警按钮等）至少使用一个隔离模块。综合两规范规定，报警总线虽然可穿管跨越不同防火分区，但总线回路中的隔离模块同样应按照防火分区进行设置，即总线跨越防火分区时必须设置隔离模块。否则，当某一个防火分区发生火灾时，其线路有可能被烧短路，在其他防火分区与之连接的探测器因没有模块的隔离作用而不能被控制器监控，从而造成故障范围的扩大，降低了报警系统的使用功能。
五、火灾报警系统智能化的提高。
本项目为超高层建筑，相对于普通的高层建筑而言，在消防设计中还应该考虑系统智能化的问题。这个问题分内外两个层次。对火灾报警系统内部而言，超高层建筑一般采用智能型地址编码探测器，而中小普通建筑多用非编码探测器，以回路区分建筑区域。鉴于超高层建筑体量大，面积多，其使用面积的分割具有较大的不确定性，因此，为了适应房间形状、面积、使用性质的变化，每条报警回路应留出30％左右的探测器数量裕量。
对火灾报警系统外部而言，智能化的含义主要指系统联动。超高层建筑一般为重要建筑，其政治、经济价值巨大，如果灭火不及时，损失将是惨重的。因此，采用系统联动方式，就成为争取火灾前期时间和主动权的有效手段。例如，火灾报警系统与保安监控系统联动，在火灾之初，火场的摄像机可将现场画面迅速传至中央控制室，通过实景画面，值班人员可以立即确认火灾或是探测器误报，从而马上采取排烟、广播、正压送风、启动消防泵、喷淋、向消防局119台报警、降客梯、切非消防电源等一系列应急措施。又如，火灾报警系统与车库管理系统联动，一旦发现火情，便可声光报警，强制抬起进出口栏杆，使车辆尽快逃出车库。另外，火灾报警系统还可与楼控系统、广播音响系统及门禁系统等联动。只要这些措施可靠得力，超高层建筑的火灾便可被消灭在萌芽状态，将损失减至最小。
六、结束语
关键词：超高层建筑；电气设计；要点分析
中图分类号：F416.6 文献标识码：A
一、引言
随着经济及科学技术的快速发展，现代建筑向纵深发展已经成为社会推进的必然趋势。因此高层建筑电气设计已经成为一门综合性的科学技术，其环保化及智能化的要求带给我们许多新课题。在不对超高层建筑功能造成影响的情况下减少超高层耗电量已经成为新的研究课题。本文对超高层建筑电气的设计要点进行了分析。
二、高层建筑电气设计核心内容
（一）确定相关的电力负荷
作为配电设计的主要依据，电力负荷需要按照相关的国家规范进行确定，其中电梯、消防用电设备、电话机房及航空障碍等应该按照一级负荷的标准来确定，而其他的负荷应划分为二级负荷或三级负荷。在进行负荷计算时需要分别对照明负荷和动力负荷进行计算，电力负荷能否正确计算，关系到电气设备的选择和配置，对整个超高层建筑电气设计的经济性都具有重要影响，通常采用需要系数法和负荷密度法进行超高层建筑电气负荷计算。
（二）电源设备的选择
超高层建筑至少需要设置两个独立的电源，并采用双回路进行供电。每路各带一半的负荷互为备用，且10kV供电电源应分别来自两个不同的变电站，或者分别来自同一变电站的两段独立母线。某超高层建筑选择了三回10kV线路作为电源引入，并采用一路备用的运行方式。对于超高层建筑中存在的大量一级负荷，还需要利用备用的柴油发电机组，在15s内的范围内应自动恢复供电，以防止意外情况的发生。
（三）设计相关的配电系统
配电系统一般采用单母线分段的方式，母线的分段数主要取决于电源进线回数，如果具有多台变压器则可用采用多分段的方式进行自动切换。10kV外接线则采用环形接线的方式，这样才能提高超高层配电系统的可靠性。采用电缆进线作为电源进线，将供电电源分为主电源和备用电源。
在高压配电系统中的低压干线通常采用放射式的供电方式，在楼层配电系统中则采用混合式的系统。配电系统中主要设备是干线，而在超高层建筑中的竖井中则多使用插接式的母线槽，在各个楼层的竖井中都设有配电间。如果在水平方向难以走线，则可以采用竖井母干线连接的方式，在层间的配电箱进行插接自动空气开关来取得电源。如果超高层建筑所需的供电负荷较大，则需要设置分散的配电中心。
（四）主要电气设备的选择
1、开关柜的选择
超高层建筑的配电室通常设置在主楼的地下，且不宜采用油开关。根据超高层建筑的相关规定，宜选用具有“五防”功能的真空开关柜。
2、变压器的选择
根据相关设计规程，在主楼内不能存在对油浸变压器。由于高层建筑的负载较多，且体积较大，因此可以选择大容量的组合变压器，对季节性的负荷进行集中的设置，使其在过渡期能够对相应变压器进行停用，这样就降低了相关的能量损耗。
3、备用发电机的选择
对于备用发电机系统，应避免其他负荷的接入。备用发电机应靠近区域配电中心，由于燃气轮发电机具有体积小、故障率低且重量轻的特点，因此宜选用燃气轮机作为备用发电机。
三、高层建筑电气设计的特点与对策
(一) 由于空调负荷及照明负荷较多，超高层建筑的用电量较大，对供电可靠性的要求非常高；
(二) 在超层建筑中，照明负荷与动力负荷是分别进行供电的。动力系统中的负荷大多采用放射式供电方式，而照明系统则大多采用母线槽的配电方式。
(三) 超高层建筑由于内部的空间较大，且其配置的电气设备较多，这就导致墙面的埋线是较多的，地面中的管道也非常多；
(四) 超高层建筑的主体主要是利用干法进行施工的，并且采用建筑构件的预配装置缩短工期，这就要求在进行电气施工时要效率要较高；
(五) 超高层建筑对消防的要求较高。由于超高层建筑的高度高，设备较多，且装修豪华，火灾隐患较大，因此其对消防的要求较高。在设计中要有选择性的进行消防设计；
(六) 超高层建筑的用电设备较为分散，其管理难度较大，要求进行微机监控和设计。
四、高层建筑电气设计中的节能原则
作为我国当前的一项基本国策，节能环保行业在我国得到了迅速的发展。在对超高层建筑设计时应坚持节能环保方案，从设备的选型到配置、传输线路距离和功耗计算，都应考虑节能环保设计。这对电气设计工作人员提出了新的更高的要求。
在对超高层建筑进行电气节能设计时应满足建筑的相关功能，在照度、温度、空气流通度等方面达到使人舒适的程度。为建筑物的各种功能提供足够的动力电源。在此基础上进行无谓能耗的控制，并作为节能的主要手段。设计方法如下：首先要找到与超高层建筑物相关功能无关的功耗，其次再针对相关的功耗制定节能设计，并通过照明用电来改善用电环境。
五、结论
超高层建筑的节能设计要结合实际的建筑物，综合考虑各方面的经济效益因素，不要因为盲目地节能而增加投资。要通过技术的更新来实现相关的节能。在超高层建筑电气节能设计时，要对其原理、效果及经济性进行综合的比较，确定最终的节能设计方案，使其满足技术先进、环保实用和经济合理的要求。
参考文献：
关键词：超高层核心筒疏散楼梯电梯
中图分类号： TU208 文献标识码： A
一、项目简介
邯郸市融通・添鸿商务大厦是河北融通房地产开发有限公司承建的一座超高层公共建筑项目。项目用地位于邯郸市人民路与光明大街交叉口东北角，总用地面积1.56万m2。总建筑面积17万m2，其中地上建筑面积12.8万m2，地下建筑面积4.2万m2。该项目由地下4层小汽车库，地上7层商业裙房、地上45层写字楼组成，是一座集商业、办公为一体的综合性商业开发项目。
二、垂直功能分区
融通・添鸿商务大厦塔楼共45层，高度为172.5m，功能是集商业、办公为一体的综合性商业开发项目。其中1层主要功能为商业，配有超高层办公楼大堂；2-7层裙房主要功能为大空间商场；塔楼8-45层为办公；其中16、32层为避难层。电梯机房、水箱间、直升机停机坪设在45层核心筒上部。办公建筑面积约5.4万。
三、核心筒设计
商务办公超高层塔楼标准层为传统的正方形平面，边长为38.6mX38.6m，单层建筑面积为1490。核心筒位于中部，结构核心筒尺寸为19.2mx19.2m，核心筒面积369，含公共走道面积为445。标准层平面布局紧凑，核心筒垂直交通的组织简洁明了。整个核心筒位于平面中部，周边形成采光良好、视野开阔的办公空间，办公进深为8-9m，含公共走道面积的办公使用率达到70%，不含公共走道面积的办公使用率约为75%。经统计，该超高层建筑核心筒内各项服务配套功能的指标包括：办公标准层最多的电梯井道有12个，含办公分区客用电梯10台（共3组），消防电梯兼服务电梯2台，从地下层直接到45层；消防疏散楼梯间及其前室两个，其中一部疏散楼梯与消防电梯前室合用；公共卫生间设在低区电梯电梯厅下方，卫生间及盥洗间的建筑面积约为25；空调机房一间，面积为25；强、弱电间面积为13 ；给排水管井面积约为6 。
四、避难层设计
根据《高层民用建筑设计防火规范》规定 ：建筑高度超过100米的公共建筑，应设置避难层（间），并应符合下列规定：“避难层的设置，自高层建筑首层至第一个避难层或两个避难层之间，不宜超过15层” 故商务大厦在16、32层考虑了两个避难层。各层避难空间使用面积为900平方米，其余面积为设备用房。根据各层建筑面积约1500，每层用户最多为263人（即按照每层使用面积为该层建筑面积70%，且每人占用4-10计算），15层总人数为3945人。按照每1/5人计算，每个避难层避难空间使用面积不应小于790，现避难空间面积满足规范要求。通向避难层的防烟楼梯间在避难层做了分隔墙，使之上下断开，并且人员能够经避难层上下。避难层其他部分作设备用房，设备用房同避难空间用防火门及走廊做了分隔。避难层设置消防电梯出口、消防专线电话，并设有消火栓和消防卷盘。
五、疏散楼梯设计
商务办公超高层塔楼标准层核心筒中设置了两部疏散楼梯，每步楼梯宽度1.5m，两部合计3米。根据《高层民用建筑设计防火规范》规定 ：高层建筑每个防火分区的安全出口不应少于两个。该塔楼标准层面积为1490，单层最多每层用户最多为263人（即按照每层使用面积为该层建筑面积70%，且每人占用4-10计算）。按照每百人疏散指标1m计算，疏散宽度不应小于2.7m，现楼梯疏散宽度及数量满足规范要求。这两部疏散楼梯均为防烟楼梯间，其中一部是防烟楼梯间前室为合用前室，面积25，另一部为防烟前室，面积7，，两部防烟楼梯间前室防火门之间的距离大于5米。
六、垂直电梯设计
电梯设计是超高层建筑核心筒设计的重要环节，一般建筑物层数超过25层时，电梯宜采用垂直分区设置。目前主要奇偶层停站、高中低分区、单双层双轿厢、高空转换大堂等几种形式。结合本项目平面布置及功能要求，我们采用了高中低分区设计，每组分区采用电梯4部。电梯分区结合消防分区利用避难层做电梯机房。其中低区1-16层，中区16-32层，高区32-45层。在电梯数量、容重、速度的选择等方面，考虑到该楼单层面积较小，使用人数不是很多。故商务办公超高层塔楼标准层核心筒中设置电梯井道有12个，含办公分区客用电梯10台（共3组），消防电梯兼服务电梯2台，从地下层直接到45层。如果根据办公设计规范一台1000kg客梯服务的建筑面积为4000-5000m²，超高层办公1000kg客梯服务的建筑面积可为3000m²。可以说，这个核心筒的电梯数量是比较紧张的。对于电梯的运载能力不足，建筑专业考虑不再增加电梯数量，因为业主还是希望尽量保证办公的使用面积。因此我们考虑在电梯控制上采取措施，通过对高分时段的上行优先等控制手段来拟补运载能力的不足。为提高效率，电梯载重采用1350kg。电梯运行速度低区为2.5m/s、中区3.5m/s 、高区5m/s。 两部消防电梯运行速度采用5m/s，全程不停35秒的时间可从底部运行到顶部。从严格控制成本的角度来看，该配置能满足写字楼办公人群流动的基本需求。在电梯控制上上行高峰时可以采取“上行优先”的电梯群组控制方式，可大大提高电梯运行效率和载客量，也完全可以解决上行高峰问题。
4．结语
通过对融通・添鸿商务大厦超高层核心筒与楼电梯设计的研究，我们深刻体会到这两方面事关项目品质的优劣。在方案之初就组织多轮研讨，详细科学分析计算核心筒的面积、楼电梯的数量、单层有效使用面积比等重要经济指标。超高层建筑的核心筒集合了电梯井道、消防楼梯间和前室、机电设备机房、管道井及卫生间等服务性空间，它们之间联系紧密，牵一发动全身。核心筒的大小、位置和布局与建筑功能、建筑体型及平面形状等因素也密切相关。超高层建筑是以电梯作为主要垂直交通工具，电梯的数量、速度、载重量以及控制方式都将影响建筑物的使用安全和经营服务质量。因此在超高层建筑塔楼设计中尤其要对核心筒的布置应予以充分调研和重视。
关键词：超高层， 建筑给排水工程， 优化
Abstract: with the rapid development of China's national economy and land resources of extremely nervous, domestic tall building gradually arisen, in order to improve the operation performance of high building is particularly important, text will detail tall building water supply and drainage engineering optimization.
Keywords: tall, construction drainage engineering, optimization
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：
随着我国国民经济的快速发展，建筑的层数在不断的增加，超高层①建筑俨然已成为城市现代化的标志，为了保证超高建筑运行的经济性和安全行，其对于给排水工程的要求也是越来越高。超高层建筑往往是消耗能源和建设经费的超级大户，在成为城市地标的同时往往都是以天价的投资为基础，节约造价是今后超高层建筑的一大重点。下面将从工程的设计和施工进行阐述：
1、 工程设计的优化
在超高层建筑的方案设计工作中，结构专业设计师往往会利用计算机先进行模型试算，以确定超高层建筑的结构形式。对于开发商纷纷呈现出一味地追求超高层建筑高度的趋势，建筑专业设计师又要按照建筑室内净高要求进行控制，结构专业设计师根据柱网选择合理的梁板截面必然面临更多的挑战，也逼着结构专业设计师对不同结构形式的尝试。对于不同的结构形式、不同的建筑层数，其工程造价也截然不同，其中包括给排水工程造价。
超高层建筑为保证充足的停车位和必要的设备用房要求，一般至少将建设三层地下室，设备专业设计师（包括给排水专业）就根据建筑平面和结构梁板柱进行设计。如地下室梁设计为8.4m X8.4m，自动喷水灭火系统的喷头按照《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084—2001（2005年版）设置就要设计成3X3的形式布置喷头，但是喷头与梁边得间距又小于1.5m，如果从严还必须在梁下增加设置1排带集热板的喷头；如果想设计成2X2的形式布置喷头，有不满足4mX4m梁内设置1个喷头的要求。往往开发商要求从严设计喷头，因为自动喷水灭火系统喷头的造价调整远不如结构专业梁板柱调整带来得经济效益高。另外地下室层数的增加，给排水工程及部分消防工程的设计内容也增加，如自动喷水灭火系统、室内消火栓系统、地下室污（废）水系统、地下室地面冲洗给水系统等，甚至有的地下室内考虑洗车场服务，给排水专业就要在地下室预留洗车水循环回用设备场地和设置隔油池，隔油池还必须定期进行汽车废油专业回收。
超高层建筑的地上部分，往往都是单塔建筑，在工程领域里有人对超高层建
超高层①注译：结构专业的《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2002）将10层及10层以上或高度超过28m的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构，当建筑高度超过100m时，称为超高层建筑，而在建筑专业的《民用建筑设计通则》（GB 50352—2005）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95）将10层及10层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑划称为高层建筑。
筑地上部分建设单塔还是多塔的造价进行讨论：“盲目追求单塔建筑的高度做法
和拆成多塔建筑建设的做法，工程造价最高可相差近40%”。而给排水工程设计内容在单塔建筑和多塔建筑之间进行比较，多塔建筑仅仅比单塔建筑多出地上部分塔楼高度的雨水系统、污（废）水系统、室内消火栓系统和自动喷水灭火系统，其造价产别也远远比不上40%。对于我国是个节约型国家或开发商来说，都是不合时宜的，应本着超高层建筑的经济性、合理型尽量多公用一套系统，尽量对建筑、结构专业提出合理的形式，将工程造价控制在合适的范围内。
2、工程施工的优化
超高层建筑一般将较为重要的设备和管线设计在地下室和避难层，使地下室和避难层容易出现管网矛盾冲突；标准层由于结构较为复杂，梁、柱密集，管道的敷设对净高的影响较难解决；标准层以上给排水套管、洞口、管线留设不太一致，因此，应该针对图纸进行及时的与设计师良好沟通，在事故发生前进行有效地控制。
为解决超高层建筑给排水施工难点问题，特提出了加强预留预埋、分区施工、样板层等解决方法，下面逐一论述。
（1）分区施工
由于超高层建筑一般都建筑面积大、垂直高度高，施工组织管理难度大。所以要采取分区安装的施工方法，分区施工能充分利用高层建筑的垂直空间，缩短施工工期、避免施工作业面混乱，便于管理。分区以后能够系统的组织施工、监督及控制工程质量。
（2）预留预埋
直接影响管道安装和净高的因素还同时有预埋和预留。孔洞、套管以及管井的是否准确，都对日后的安装工程有一定的影响，因此，对于这项工作的强化可以对于建筑物的结构破坏起到一定的有效的预防作用，可以在一定程度上做到事故前进行控制。现场技术人员必须要对各种设备及管道的重点部位进行综合考虑，做出专项施工组织设计，充分理解施工图纸，并对没备、洁具等的安装尺寸、管道配件的安装尺寸及安装工艺熟悉，应对比结构尺寸绘制给排水预埋图和提前形成各楼层预留、预埋统计表。每一处预留预埋完毕后对照统计表检查位置及数量，避免日后的结构破坏。
（3）成品保护
对于成品要进行有效的保护，尤其注意保护其表面的光洁，避免管道、卫生洁具以及备件等不受到磨损等伤害。平常要注意锁门并且进行专人看管，同时注意做到交接登记工作。对于工作人员要进行教育，使其明确保护的重要意义所在。同时，要对施工中的难点和重点问题进行认真的组织和设计，在每一道工序上要进行严格的把关，以提高超高层建筑的质量，尽量使用最为先进的施工技术，提高其适用性，延长其适用寿命，同时做到减少空间和美观舒适的最佳效果。
（4）样板层
做样板层的目的是确认标准层每层的管道安装形式、尺寸、位置和各类管道配件、支托架等得布置形式。卫生间洁具的定位尺寸等。因为超高层建筑的标准层基本上大致都相同，而且楼层都非常高，所以，可以选择其中的一层，例如标准二层，做出合适的样板层。对于图纸，要进行仔细的阅读，同时与设计者进行良好的沟通，协商解决避难层与标准层之间管道衔接部分等不合理的施工内容，因为在设计时，常常会对管线交叉等一些细节方面的问题造成设计失误，进而加剧了施工的困难程度。因此，同样要给予样板层足够的重视，样板层是一个良好的建筑的示范，要做到有所施工内容满足适用性、经济性、安全行。
参考文献：
[1]. 袁长标 张昭杰 翟瑞华. 超高层建筑给排水设计中几个问题的思考.[J]. 给水排水.2009(9):90
[2]. 王宝宝. 高层与超高层建筑给排水及消防系统设计方法分析.[J]. 商品与质量理论研究.2011(2):230
[3]. 崔国景. 高层建筑给排水的施工技术及质量控制.[J]. 中国新技术新产品.2010(11):14
关键词: 超高层建筑防火设计
中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：
引言
超高层建筑的设计是一个复杂的系统工程,尤其是防火构造设计在超高层建筑建设中有着举足轻重的地位,从事建筑行业的相关人员都应对建筑设计的防火规范有充分的认识,本文从超高层火灾的危害性对防火构造设计进行了研究探讨。
一 、超高层建筑火灾的危害性
1 火势蔓延快
高建筑物的排气道、电缆井、楼梯间等竖向井道中,若忽略防火分隔,或方法处理不当,产生火灾时,灾情短时间内会迅速扩大。据测定,火灾刚发生时,因空气对流在水平方向造成的烟气扩散速度为0.3m/s,火势猛烈后,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0.5～0.8m/s,烟气沿楼梯间或其他竖向管井扩散速度为3～4m/s。如一座高度为 100m以上的超高层建筑,如无阻挡,只要半分钟即可将火势引至顶层,造成严重影响。风对超高层建筑火灾有较大的影响,测定显示,当建筑物10m高处的风速为5m/s时,在30m高处为8.7m/s,60m高处为12.3m/s,90m高处为15m/s,100m以上风速更快，由于风速增长,导致火势的蔓延,因此更加难以控制和扑灭。
2 疏散困难
高层建筑的特点:一是层数多,疏散到地面时间长;二是人员较多,不易疏散;三是超高层建筑火势蔓延极快,增加了疏散困难,甚至威胁到生命安全,火灾案例分析表明,在火灾中死亡有一半人数以上是被烟熏死的。
3 扑救难度大
超高层建筑起火时,受到多种因素的影响,扑救十分困难。例如:热辐射强、烟雾浓、火势向上蔓延的速度快,消防队员难以堵截;消防队使用的灭火及救护设施高度有限,因此室内消防给水设施是扑救超高层建筑火灾的主要设施。当火势扩大,形成大面积火宅时,室内消防水量不足,需要利用消防车向高楼供水,但消防水带耐压能力常常不能适应需要,此外,建筑物如果没有安装消防电梯,消防队员因攀登高楼体力不够,不能及时达到火层进行扑救,消防器材也不能随时补充,均会影响扑救。
4 火险隐患多
超高层建筑通常功能多元化,易燃物多,若管理不当,发生火灾可能性很大。特别是一些面积大、超高层建筑,情况更为复杂,一旦发生火宅,后果不堪设想。
二、超高层防火疏散设计的措施
超高层建筑在设计时必须结合各类建筑的功能要求,考虑防火安全。设计人员应按照国家及各部门相应规范要求进行防火设计,设计单位应对工程项目的防火设计负责,凡不符合设计防火规范的工程,不能上报审批或交付施工。在设计超高层建筑的防火时,重点应考虑以下几个方面。(1)总体布局要保证安全畅通。保持与其它各类建筑的防火间距,对广场、空地和绿化做好合理规划,保证消防车可以顺利接近超高层建筑。(2)合理进行划分防火区。采取每层做水平的区分(以防火墙划分)和垂直的分区(以耐火的楼板划分),将火势控制在起火单元内加以扑灭,防止向上层和相邻单元扩散。同时,对各种管道及线路的设计要尽力消除取火及蔓延的可能性。(3)构造设计要使建筑物的基本构件(墙、柱、防火门等)具有足够的耐火极限,以保证火灾时结构的耐火支持能力和分区的隔火能力。(4)安全疏散路线要简明直接。在靠近防火单元的两端布置疏散楼梯,控制最远房间到安全疏散出口的距离,做好疏散楼梯的防火封闭和排烟措施,以保证人员安全迅速地撤离。(5)尽量做到建筑物内部装修、隔断、家具的不燃化或难燃化,以减少火照的发生和降低蔓延速度。(6)做好建筑物的室内、外消防给水系统的设计,保证足够的消防用水量和最不利点的灭火设备所需的水压。(7)采用先进可靠的自动报警和灭火系统并正确地处理安装位置及联动控制功能,控制和智慧报警、灭火、排烟、疏散等。总之,超高层建筑的设计必须严格执行国家颁布的设计防火规范,包括各种正在制定,即将公布的有关专业规范。必须从整体考虑,包括各种正在制订,即将公布的有关专业规范。必须从整体考虑,加强建筑与结构、给排水、暖通、电气等工种的配合,使防火设计成为一个完整的体系。
三、防火构造
（一）高层建筑防火设计的有关规定
在我国《高层建筑防火设计规范》有关内容中规定超高层建筑除执行高层建筑防火设计的有关规定外，对超高层建筑提出了特殊的防火设计要求，如：
(1)建筑高度超过100m的高层建筑，其应在电缆井、管道井每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔；
（2）建筑高度超过100m的公共建筑，应设置避难层（间），并应符合有关规定；
（3）建筑高度超过100m，且标准层建筑面积超过1000平方米的公共建筑，宜设置屋顶直升机停机坪或供直升机救助的设施，并应符合有关规定；
（4）当建筑高度超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施；
（5）建筑高度超过100m的高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。
(二)新型防火材料
2.1新型复合轻质材料
1、石膏。石膏是一种新的建筑材料，它的优点是：水化快，凝结硬化迅速；强度较低，硬化后孔隙率大、有隔热保温以及吸声的功能；水化硬化后体积有少许膨胀；石膏制品虽然有优良的防火性能；但是耐水性不好。因为石膏优良的防火性能，水幕防止火势蔓延（绝热阻燃物是无水硫酸钙），所以现代的建筑物，尤其是高层建筑物的吊顶和墙体，都使用石膏制品。
2、新型阻燃剂。ZRY天然纤维阻燃液,具有良好的阻燃性能。它无毒、无味、无色透明、没有腐蚀性,只要是麻织物、棉织物、刨花板、纤维板、木材、纸张、胶合板和其他植物纤维制品,经过ZRY阻燃处理和整理以后,就会有明显的阻燃效果,它遇火不会燃烧(只出现局部炭化),可以有效地抑制火焰蔓延,避免发生火灾。
3、金属板材以及金属复合板材。金属复合板俗称夹心板,其上下两面都是非常薄金属板，但是芯材的材料是能够保温、高刚度、低强度复合材料。由于它有承载力的一种结构板材，这种材料需要专门的自动化生产线才能进行复合生产，主要有金属板材、微穿孔吸声板、金属复合板材。复合材料的应用之处为钢结构厂房的外墙、屋顶，洁净区的顶板和它的隔断、分隔板材以及冷库箱体或，还有一个用处就是建筑工地办公地方材料以及职工的宿舍建材等。
4、新型防火板。最新的WA2F防火板有耐火、不燃、吸声、隔热、密度低、抗腐蚀、防虫蛀等优点，它是一种新型的防火装饰板。板材的强度高、板质轻、价格低、安装方便,是一种优良的不燃性装饰材料。
2.2新型无机轻质防火材料
1、矿渣棉和岩棉。岩棉是天然岩石经过高温熔融制成的，因为它有导热系数低以及不燃等优点，所以可以做一些防火构件，也能做防火的隔热板材。由于岩棉熔点高而且比较抗高温收缩，在建筑结构中使用时可以形成比较有效的防火屏障，阻止火势蔓延。其自身既不能燃烧，也不会放出有毒的气体，是“A”级（或“A1”级）的建筑防火材料。
2、玻璃棉。玻璃棉及其制品是继岩棉之后，出现的新的绝热性好、容重轻的隔热保温材料。它是用白云石、石英砂、蜡石等天然矿石做成的纤维状的不燃材料。它在建筑工程中具有良好的绝热、隔冷、保温、吸声等优点。其制品主要有玻璃棉板、玻璃棉毡、玻璃棉保温管、玻璃棉带等。
3、硅酸铝纤维。硅酸铝纤维俗称陶瓷棉，是一种特殊的新型轻质耐火材料，它是用天然焦宝石为原料制成的棉丝状无机纤维耐火材料，其制品具有导热系数小，抗压强度高，施工方便，能反复利用的优点。可以作防火门的芯材、吊顶板材、玻璃幕墙填充隔热材料，起防火隔热的作用。
4、硅酸钙。硅酸钙材料的耐热性能及热稳定性好，耐火性好，是不燃材料。它是用钙质材料，硅质材料和纤维等为主要原料，制成的轻质板材。纤维增强性硅酸钙板优点很多，如密度低，湿胀率小，比强度高，防蛀，防潮，防火，防霉以及可加工性好等。可作为公用和民用建筑的隔墙以及吊顶，经过表面防水处理后还能用作建筑物的外墙。因为此种板材的防火性很高，所以尤其适合用于高层以及超高层的建筑。
2.3新型轻质板材和砌块
1、加气混凝土砌块及板材。加气混凝土又叫做发气混凝土，是由含钙材料、含硅材料和发气剂等作为原料生产而成的。其制品有砌块和条板两种，既能用作非承重墙体、承重墙体又能做保温材料等。
2、粉煤灰墙体材料。粉煤灰墙体材料具体可分为灰小型的空心砌块和灰砌块。前者的主要制成原料为粉煤灰、水泥等，详细又可以分成有承重、非承重民用砌块两种，在建筑中的应用十分广泛。粉煤灰砌块主要原料为的石膏、石灰、粉煤灰等，主要在工业、建筑墙体等方面进行应用。
（三）楼梯、防火门及防火墙的设计
1楼梯
楼梯是火灾时人员逃生的安全出口,是重要通道。建筑疏散楼梯应采用耐火极限不低于1小时的不燃烧体。所以这就决定了,做为疏散楼梯,一些材质不能被应用,只能用钢筋混凝土楼梯等耐火极限能达到1小时的不燃烧体。疏散用楼梯和疏散通道上的阶梯不宜采用螺旋楼梯和扇形踏步。当必须采用时,踏步上下两级所形成的平面角度不应大于10°,且每级离扶手250mm处的踏步深度不应小于220mm。公共建筑的室内疏散楼梯两梯段扶手间的水平净距不宜小于150mm。
2防火门
防火门是由门框、门扇、控制设备和附件等组成,它们的构造和质量对防火门的防火和隔烟性能都有直接影响。按照耐火极限把防火门分为甲、乙、丙三级;按燃烧特性分为非燃烧体和难燃烧体。非燃烧体防火门由钢板、镀锌铁皮、石棉板、矿棉等组成,而难燃烧体防火门是在可燃的木材、毛毡等外侧钉不燃材料制成。
3防火墙
防火墙是由不燃烧材料构成的,为减小或避免建筑、结构、设备遭受热辐射危害和防止火灾蔓延,设置的竖向分隔体或直接设置在建筑物基础上或钢筋混凝土框架上具有耐火性的墙。防火墙是防火分区的主要建筑构件。规范中要求防火墙的耐火极限不得低于3小时,对于特殊建筑如甲、乙类厂房和甲、乙、丙类仓库等的防火墙要提高到4小时。通常防火墙有内防火墙、外防火墙和室外独立墙几种类型。防火墙的材料一般有全现浇钢筋混凝土墙或框架结构砌体填充墙。还有一些建设单位在需要防火墙的部位使用纸面石膏板、纤维石膏板、难燃胶合板、难燃木材、泡沫夹心板等重量轻、安装方便的不燃性材料或难燃性材料作为墙体隔断,这些材料往往达不到防火墙的设置要求。防火墙的设置部位、燃烧性能、耐火极限和构造一般应符合以下要求:(1)防火墙应直接设置在建筑物的基础或钢筋混凝土框架、梁等承重结构上(轻质防火墙体可不受此限)。防火墙应从楼地面基层隔断至顶板底面基层。当屋顶承重结构和屋面板的耐火极限低于0.50h,高层厂房(仓库)屋面板的耐火极限低于1.00h时,防火墙应高出不燃烧体屋面0.4m以上,高出燃烧体或难燃烧体屋面0.5m以上。其它情况时,防火墙可不高出屋面,但应砌至屋面结构层的底面。(2)防火墙横截面中心线距天窗端面的水平距离小于4m,且天窗端面为燃烧体时,应采取防止火势蔓延的措施。当建筑物的外墙为难燃烧体时,防火墙应凸出墙的外表面0.4m以上,且在防火墙两侧的外墙应为宽度不小于2m的不燃烧体,其耐火极限不应低于该外墙的耐火极限;当建筑物的外墙为不燃烧体时,防火墙可不凸出墙的外表面。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2m;但装有固定窗扇或火灾时可自动关闭的乙级防火窗时,该距离可不限。(3)建筑物内的防火墙不宜设置在转角处。如设置在转角附近,内转角两侧墙上的门、窗洞口之间最近边缘的水平距离不应小于4m。(4)防火墙上不应开设门窗洞口 ,当必须开设时,应设置固定的或火灾时能自动关闭的甲级防火门窗。(5)可燃气体和甲、乙、丙类液体的管道严禁穿过防火墙。其它管道不宜穿过防火墙,当必须穿过时,应采用防火封堵材料将墙与管道之间的空隙紧密填实;当管道为难燃及可燃材质时,应在防火墙两侧的管道上采取防火措施。防火墙内不应设置排气道。
结束语
随着国民经济水平不断地提高,在日常生活中人们对于消防问题也越来越关注。随着防火设计理论的发展,对超高层建筑防火构造的要求也越来越多,诸多的火灾也表明,防火构造设计也是越来越发挥重大作用。
参考文献
[1] 李引擎 .建筑防火工程 [M].北京 :化学工 业 出 版 社 ,2004:27-567.
[2] 李旭春 .建筑工程中防火门的注意事项.石河子[J].石河子科技,2005(3):43-4 4 .
[3] 邵卓氏.最新建筑防火设计与消防标准实施手册.吉林电子出版社.2004.
关键词：超高层类住宅；燃气立管；热伸缩量；沉降
中图分类号：TU99 文献标识码：A
随着城市建设的迅速发展，超高层类住宅项目开始批量的出现，如何为超高层住宅安全可靠供气已经成为一个亟待解决的问题。通过仔细研讨《城镇燃气设计规范》（GB50028）中相关规定及借鉴学习国外先进经验后发现，超高层建筑燃气供气系统的设计中应解决以下问题。
1 消除立管因高程差而引起的燃气附加压力
超高层建筑高程较高，燃气立管较长，由于天然气的密度（约0.75kg/m3）与空气密度（1.29kg/m3）不同，在立管中就会产生较大的附加压力。通过简单计算可知，立管每增加1m，附加压头约增加5Pa。附加压力过大，会造成某些用户燃具前压力波动增大，超出燃具稳定工作范围，影响用户燃具的正常燃烧，造成燃气不完全燃烧，甚至发生离焰、脱火、回火和熄火等现象，增大了供气不安全性。消除附加压头的具体措施有：
1.1 通过缩小立管口径来增大立管的阻力损失，从而使附加压头的影响降低。采用此种方法仅可降低附加压头的影响，并且，随着建筑高度的增加，效果越不明显。经设计部讨论，建议100m以下的高层住宅可以考虑，但是，超过100m的超高层建筑不推荐采用。
1.2 在燃气立管上设置低-低压调压器。根据水力计算，当燃气立管在某处的压力达到1.5Pn时，在此处设置一个低-低压调压器，调压器出口压力设定为燃气具的额定压力。当燃气立管继续升高，管道内压力再达到1.5Pn时，再次设置一个低-低压调压器，如此类推。此法的缺点：当低-低压调压器出现故障时，其后的很多用户燃气压力将受影响，而且，此法采用的调压器进出口压差很小，市场上很难找到这类产品。据说，大连燃气集团采用此种方法。
1.3 每户安装节流阀，根据各楼层不同的燃气压力，分别调整阀门的开度，节流调压，克服附加压力的影响，从而满足每户燃具所需正常工作压力。但由于阀门开度不好控制，故这种做法很少采用。
1.4 提高调压箱出口压力至7KPa，在用户表前设置用户低-低压调压器，使燃具前压力稳定在额定工作压力范围内。由于此种方法已经在国内外许多城市（悉尼、东京、香港、深圳、广州、上海、苏州等）长期使用，且安全、可靠、消除附加压头的效果显著。因此，对于100m以上的建筑，推荐采用此种方法。
1.5 采用中压管道直接进入建筑物，在户内燃气表前加中-低压调压器，这样用户之间的影响较小，用气高峰时压力波动也不明显，而且调压器后的低压管段较短，燃具基本上是处在额定压力下工作，运行工况较佳，比较好地消除附加压力的影响。但是户内有一部分中压管道，安全性比低压管道有所降低，并且工程造价也较高。深圳燃气集团采用0.2MPa进户，广州燃气集团采用20KPa进户。
2 消除立管的热伸缩量
热伸缩量是由管道热胀冷缩引起的，它与管道安装时刻和使用时刻的极端温差有关，另外，热伸缩量还与管道长度有关。由于无锡地区气候温差变化不大，并且均采用室内立管，参照《城镇燃气设计规范》（GB50028）中相关规定，并结合公司长期运行结果，经与各部门沟通确定补偿量计算温差取30℃，那么钢管长度为40m（每隔13层设一只固定支架）的热伸缩量为14.4mm，可以通过设置一只波纹补偿器将其位移吸收，达到消除立管热伸缩量的目的。当条件许可的情况下优先选择自然补偿方式，例如：方形补偿器、L型补偿器，经计算，钢管长度84m可以通过在中间部位设一个方形补偿器进行补偿。
3 消除立管自重的影响
管道自重虽然不会直接造成管道的破坏，但必须做好立管的固定和支撑，否则可能导致立管变形过大。经过结构专业计算，立管每隔30层设楼板固定支撑，然后每层采用角钢支架固定即可有效的消除管道自重的影响。
4 消除超高层建筑物沉降的影响
超高层建筑物自重大，建筑物沉降相对较大。沉降对燃气管道的破坏，集中在引入管段，沉降使地下水平管发生端点下降，会破坏管道。防沉降破坏，技术上要求将有沉降错位的管段进行有效补偿。具体措施是在出地立管的打横管上安装金属挠性补偿器。
5 管道的紧急自动切断及报警系统
《城镇燃气设计规范》规定：一类高层民用建筑（≥19层）宜设置燃气紧急自动切断阀，虽然目前还没有强制要求在高层建筑用户室内安装燃气泄漏报警系统，但是对于超高层住宅项目，国内其他城市均考虑设置燃气泄漏报警系统。
报警系统有两种设置方式：
5.1 燃气总管设置紧急自动切断阀，管道井及每户厨房内设置报警探头，报警系统与总管紧急自动切断阀联动。广州、深圳、苏州等地采用此种方式。
5.2 燃气总管设置总的紧急自动切断阀，立管沿线布置燃气泄漏报警探头，燃气报警系统与总管切断阀联动，主管道报警系统接入消防控制中心；每个用户支管设置简易自动切断阀及家用报警探头，户内报警系统不接入消控中心。
6 低-低压调压器选择及室内管道超压保护
若采用7KPa进户，为了避免用户设备超压发生事故，低-低压调压器需要具备超压切断功能，并且厨房需设置燃气泄漏报警装置及紧急切断阀。
7 其他技术要求
7.1 厨房的设置应满足《建筑设计防火规范》和《城镇燃气设计规范》的要求，暗厨房不供气。
7.2 设备尽量采用进口设备，管道支架采用进口支架。
7.3 设计完成后开方案评审会，邀请消防、政府及相关专家进行把关。
参考文献
关键词：高层建筑；避难区域；设计
中图分类号：TU97 文献标识码：A
1避难层概述
1.1避难区域设计的意义
一般建筑高度超过100m的高层建筑，为消防安全的考虑，需专门设置供人们疏散避难的区域，主要有避难层和避难间。现代化的城市中，高层民用建筑（以下简称高层建筑）鳞次栉比，不但高度高、功能复杂、人员密集，而且现代化程度高，通信设施、空调系统、机电设备和可燃装修材料众多，竖向管井也很多，一旦发生火灾，容易产生风效应、烟囱效应，火势蔓延迅速，扑救困难，最主要的问题是疏散距离远、疏散时间长。有资料统计，在正常情况下，要将一幢30层高、每层可容纳240人的高层建筑中的人员全部疏散至室外大约需要78分钟。可以想象，在火灾时，人们惊恐万分，消防队员此时要分秒必争地登高救火，这样往往会在楼梯间、走道内出现消防人员和疏散人流相互碰撞、拥挤不堪的现象，既影响疏散和灭火，又容易造成意外伤亡事故。由此可见，火灾时要将高层建筑中的人员全部疏散到室外是非常困难的，也是不现实的。因此，在高层建筑中每层或间隔一定层数设置避难区域是解决这一问题的最有效办法，人们可以经过较短的疏散距离，进入避难区域，等待救援并得到安全保护。可以这样定义避难区域，即指在火灾发生时，为那些由于疏散路线远，或疏散通道被烟火封堵，或因伤残、体弱无法及时疏散到室外的人员而设置的能够躲避烟、火侵袭，暂时保证安全的场所。
1.2避难区域设计技术要求及设置条件
目前我国对避难区域提出设置要求的国家标准主要有《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）第6.4.2条建筑高度超过100m的超高层民用建筑，应设置避难层（间）；《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-2005）第6.1.13条建筑高度超过100m的公共建筑，应设置避难层（间），同时高规对避难层设置的层数、间隔，疏散楼梯要求，面积，出入口及消防设备设置均提出了具体的要求。虽然全国各地不时有某个地区住宅设置避难层的报道，但由于国家标准《住宅建筑规范》GB50368-2005及《住宅设计规范》GB50096-2011规范中对住宅均未提及避难层（间）设置要求，且修订中的《建筑设计防火规范》中只对超100m的公共建筑提出应设置避难层（间），住宅建筑没有提及避难层（间）的设置要求，因此我们在讨论避难层（间）设置时主要还是针对公共建筑。另外修订中的《建筑设计防火规范》中除了首层至第一个避难层的高度及两个避难层之间的高差比比现有《高层民用建筑设计防火规范》用楼层差设置避难层的要求略高外，其它均同现有规范。此外，不管是现有《高层民用建筑设计防火规范》，还是修订中的《建筑设计防火规范》，均只对避难层的设置提出明确的各专业要求，而对避难间没有一个明确的提法，因此避难间的技术要求在工程的设计中因设计人员对规范的不同理解而有不同的解读。
结合笔者最近做的几个超高层建筑项目的方案设计，通过对某个项目消防避难区域设计的分析，表明笔者对现行消防规范的理解与探索，与业界同仁共同沟通探讨。
2工程实例
2.1工程概况
某工程是一座超高层综合楼建筑，位于某地CBD区域内。建筑高度180.9m，地上42层，地下4层，建筑总用地面积7294.2m2，总建筑面积11.35万m2，其中地上建筑面积8.876万m2，防火设计为一类超高层综合楼建筑，耐火等级一级，抗震设防烈度七度。
该项目地下4层为停车库，地上1至5层为商业，6至11层为商业出租办公，12至26层为SOHO办公，27至40层为企业自有办公，41及42层为企业休闲会所，建筑楼层多，建筑功能复杂。项目消防避难区域的设计主要包括两方面的内容：一是避难区域的布置，二是避难区域疏散楼梯的设计。下面就该项目避难区域及消防疏散楼梯的设计做一个分析和总结。
2.2避难区域及消防疏散楼梯设计
2.2.1避难区域布置
考虑到建筑竖向功能段的不同，建筑地上部分设置两个避难区域，其中第一个避难间布置在第12层，建筑高度48m，与SOHO办公共处一层，避难间兼作公共活动空间。该层建筑面积1994m2，避难间建筑面积400m2，避难区域与其他区域采用防火墙分隔，并通过防火门连通。第二个避难层布置在第26层，建筑高度101.9M，与设备用房共处一层，避难区域兼作公共活动空间。该层建筑面积1994m2，避难区域（不考虑楼梯前室的面积）为648m2。避难区域与其他区域采用防火墙分隔，并通过防火门连通。根据《高层民用建筑设计防火规范》要求，首层至第一个避难层或两个避难层之间，不宜超过15层。该项目第一个避难层（间）在第12层，第二个避难层布置在第26层，满足规范要求。同时避难层（间）的净面积满足设计避难人员5人/ m2避难的要求。
2.2.2避难层的疏散楼梯设计
关键词： 超高层建筑 竖向分区 排水通气立管 水泵接合器 减压阀
1. 前言
近年来，随着国民经济的迅猛发展，超高层建筑的建设在土地资源紧张的大中城市占有很大比例。如何合理的设计给排水及消防系统，对于建筑节能及建筑物的安全可靠性有重要的意义。本文针对给水系统的分区、给水缓冲水箱的设置、排水系统的设计原则、消防系统的分区等问题进行初步探讨。
2. 工程概况
地下2、3层为人防、停车库及设备用房，地下1层为商业及设备用房；主楼首层为入口门厅，7层为会议层，17层为档案楼层，16、32层为避难层，其余为办公空间；附楼（1~7层）部分为商业。
3. 给水系统
3.1给水系统分区
高层建筑由于建筑层数较多，给水系统多数采用带有气压罐的变频供水设备供水，该设备可避免设置高位水池带来的二次污染问题；同时也可达到节能的效果。为了最低卫生器具的配水点压力不至过高，满足规范所推荐的设计值 (350～450kPa)和限定值 (不大于600kPa)，不至使用水时水花飞溅及卫生器具连接软管爆裂，造成安全隐患。本工程给水系统竖向分区共分7个供水区。
Ⅰ区：地下三层至地上二层由市政管网直接供水，市政给水水压按0.20MPa设计。
Ⅱ区：三层至七层采用水泵变频调速加压供水，缓冲水箱及加压水泵设置在地下一层给水泵房内（七层以下商业先行投入使用）。
Ⅲ区：八层至十六层采用水泵变频调速加压供水，缓冲水箱及加压水泵设置在地下一层给水泵房内。
Ⅳ区：十七层至二十四层采用水泵变频调速加压供水，缓冲水箱及加压水泵设置在十六层（避难层）给水泵房内。
Ⅴ区：二十五层至三十二层采用水泵变频调速加压供水，缓冲水箱及加压水泵设置在十六层（避难层）给水泵房内。
Ⅵ区：三十三层至四十采用水泵变频调速加压供水，缓冲水箱及加压水泵设置在三十二层（避难层）给水泵房内。
Ⅶ区：四十一层至机房层采用水泵变频调速加压供水，缓冲水箱及加压水泵设置在三十二层（避难层）给水泵房内。
3.2 生活给水缓冲水箱的设置
按照规范，高层建筑采用垂直串联供水时，设置中途转输水箱有两个作用，一是调节初级泵与次级泵的流量差，一般都是初级泵的流量大于或等于次级泵的流量，为了防止初级泵每小时启动次数不大于6次，故中途转输水箱的容积宜取次级泵的5min~10min流量；二是防止次级泵停泵时，次级管网的水压回传（只有次级泵出口止回阀渗漏，静水压就回传），中途转输水箱可将回传水压消除，保护初级泵不受损害。由此得知，水箱的容积仅仅是转输水泵5~10min的流量。
还有一种解释是，生活给水转输水箱其作用有两个：一为上区加压水泵的吸水井，水量为上区水泵 3～5 min的出水量；二为下区转输泵的调节容积，即为保证初级水泵每小时启动次数不大于 6次的调节水量，此部分水量为转输水泵 5～10 min的出水量。
本工程生活给水缓冲水箱分别设于地下一层、十六层（避难层）与三十二层（避难层）。其中地下一层生活给水缓冲水箱负责Ⅱ~Ⅶ区的生活给水量；十六层（避难层）生活给水缓冲水箱负责Ⅳ~Ⅶ区的生活给水量；三十二层（避难层）生活给水缓冲水箱负责Ⅵ~Ⅶ区的生活给水量。缓冲水箱的有效容积时按照所服务范围内最高日用水量的20%来计算的；转输水泵选用工频泵，转输水泵流量按照所服务范围提升水泵的设计流量之和确定。此种计算方法相对于规范而言，数值有所偏大。由于日后工程建筑功能可能改变，本次设计留有一定的余量。
4. 排水系统
4.1污水系统
建筑内部的污水系统直接影响着人们的日常生活，在设计过程中应首先保证排水的通畅和室内良好的居住环境，避免疾病的传染。尤其对于高层建筑的污水立管，因排水量大，建筑高度高，合理的设置污水通气系统和消能装置对增加立管排水能力，保证排水系统的通畅有着重要的意义。
本工程采用污废合流排水系统。卫生间排水采用常规排水方式，排水支管位于下层吊顶内。本工程主楼部分采用分区排水，划分为三个分区，分别为1~16层、17~32层、33~47层。排水系统中不经常排水或排水量较少的机房排水不设专用通气立管，采用单立管排水，伸顶通气。其它均设专用通气立管。其中污水立管在避难层内设置消能装置或者在避难层内转换，结合通气管每层设置。
地下一层卫生间经污水提升装置排至室外污水管网。地下一层、地下二层地面排水汇入地下三层集水坑，经潜水泵提升后排至室外污水管网。
污水管道设计时需要注意以下几点：
（1）最低排水横支管与立管连接处至立管底部的最小垂直距离需满足《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003――2009年版）第4.3.12条规定。对于超高层建筑而言，往往是最下部的一个分区底层排水无法满足规范最小垂直距离要求，第一种解决方案是：采取底层排水单独排出室外，由于底部单独排水，不设置通气管，因此需要核算排水横支管的排水能力；第二种解决方案是：为减少穿墙洞口，将底部排水横支管连至排水横干管上，但需距离排水立管底部1.5m以上。
（2）设置专用通气管时，隔层设置结合通气管与每层设置结合通气管相对应排水立管的排水能力相差很多，因此尽量选择每层设置结合通气管，使排水管道更加通畅。
（3）单层卫生间设有6个或6个以上大便器时，如果将卫生洁具排水连至一根排水立管时，必须设置环形通气管。
4.2雨水系统
由于降雨不可人为控制，雨水系统设计的安全性对于超高层建筑至关重要，《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003――2009年版）第4.9.5条规定，重要公共建筑屋面设计重现期不得小于10年；第4.9.9条规定，重要公共建筑、高层建筑的屋面雨水排水工程与溢流设施的总排水能力不应小于其50年重现期的雨水量。对于超高层而言，设置屋面溢流口不太可能实现，因此设计雨水流量应按照50年重现期校核。
雨水立管在避难层内设置消能装置或者在避难层内转换。
4.3排水管材
由于建筑高度很高，目前常用的87型雨水斗设计流态为重力流，但需要考虑排水压力，因此在选用雨水系统管材时需要考虑由于建筑高度引起的静压力，建议雨水管材采用衬塑钢管。室内重力污水管采用卡箍式离心排水铸铁管，地下室压力排水管采用焊接钢管，焊接。
5. 消防系统
5.1方案概述
本工程消防系统为临时高压供水系统，室内消防用水由地下三层集中消防水池、消防泵房（一级泵房）供给。地下消防泵房（一级泵房）设有2台消防加压泵，2台自动喷水加压泵，用于系统Ⅰ区，超压部分采用减压稳压消火栓。地下一级泵房内分别设有2台一级消火栓转输水泵及2台一级自动喷水转输水泵供二级泵房。
消防转输泵房（二级泵房）设于十六层（避难层）内，其消防储水池容积63m3 。储存15min消防用水量。此消防储水池设置DN200消防回流管，回流管至地下集中消防水池内（一级泵房）。二级泵房内分别设有2台消火栓加压泵及2台自动喷水加压泵，用于系统Ⅱ区，超压部分采用减压稳压消火栓。十六层（避难层）转输水箱兼用于消防重力水箱，用于系统Ⅰ区，且设有消防、自动喷水稳压装置各一套，且在水箱间内设置带有压力显示的试验消火栓。二级泵房内分别设有2台二级消火栓转输水泵及2台二级自动喷水转输水泵供三级泵房。
消防转输泵房（三级泵房）设于三十二层（避难层）内，其消防储水池容积63m3 。储存15min消防水量。此消防储水池设置DN200消防回流管，回流管至地下集中消防水池内（一级泵房）。三十二层（避难层）设2台消火栓加压泵及2台自动喷水加压泵，用于系统Ⅲ区，超压部分采用减压稳压消火栓。三十二层（避难层）转输水箱兼用于消防重力水箱，用于系统Ⅱ区，且设有消防、自动喷水稳压装置各一套，且在水箱间内设置带有压力显示的试验消火栓。
主楼四十七层屋顶设置消火栓与自动喷水合用水箱，水箱总容积42m3，用于系统Ⅲ区。且设有消防、自动喷水稳压装置各一套，且在水箱间内设置带有压力显示的试验消火栓。
5.2消防水泵接合器的设置
消防水泵接合器是消防给水系统的一个辅助水源，其设置目的是为了消防水泵从室外消火栓通过它向室内消防给水管网送水。《高层民用建筑设计防火规范 》（GB 50045―95―2005年版）第7.4.5条提出消防给水为竖向分区供水时，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器。其条文解释只有采用串联供水方式时，上区用水从下区水箱抽水供给，可仅在下区设水泵接合器，供全楼使用。
本次设计考虑超高层建筑发生火灾的特点，立足于自防自救，采取可靠的防火措施，提高建筑安全性，消火栓系统及自动喷水系统在各区分别设三套消防水泵接合器。对于三级泵房（32层）以上区域，建筑高度已超出消防车供水压力范围，因此在32层（避难层）内设置接力泵，接力泵采用柴油泵或电力泵。
5.3 消防系统分区
高层建筑消防给水系统竖向分区原则通常采用水泵串联或减压阀进行分区。
水泵串联供水方式是每个分区独立设置加压供水设备, 不设减压阀。串联分区又分为直接串联和转输串联两种，采用水泵直接串联时，管网供水压力因接力水泵在小流量高扬程时出现最大扬程叠加，对消防管道的承压性能需满足此要求。采用转输串联时，避难层中间转输水箱同时起着上区输水泵的吸水池和本区消防给水屋顶水箱的作用。本工程采用转输串联的串联分区方式，各级消火栓转输水泵与自动喷水转输水泵分开设置，且均设有备用泵。
减压阀分区方式是当消防水泵的压力不大于2.4MPa时，整个系统采用一套加压设备，高区利用加压设备直接供水；中、低区经减压阀减压后供水。
水泵串联供水方式的安全性高于减压阀分区方式，它可以避免火灾时由于减压阀失灵而造成中低区管网压力太高，特别是在火灾初期，消火栓打开数量较少的时候，避免由于管网压力太大而产生爆管。另外以避难层为界各区采用独立消防加压系统可以避免由于消防加压设备失灵造成整个大楼消防系统瘫痪的问题，增加了消防系统的可靠性。
关键词：超高层建筑供电可靠性柴油发电机B类电子信息机房
中图分类号： TU994文献标识码：A文章编号：
作为我国经济高速发展的见证窗口，银行部门的业务量急剧增长。始建于上世纪90年代初期的某省银行总部办公楼，无论从建筑规模还是从设备运行的可靠性，都已不能满足其目前工作的需求。因此，我公司承担了其新建办公楼的设计任务。新建办公楼地下3层，地上27层，地下3层主要为银行金库和设备用房，地下1,2层主要为汽车库和电气设备用房，地上1~3层主要为银行的对外服务窗口，4层为电子信息机房，4层以上为银行各部门的办公室及各种票据、档案的库房，其中14层为避难层。总建筑面积约为7.5万m2，建筑总高度为134 m。本工程无论是从使用方的性质，还是从建筑本身的特征考虑，供电的可靠性都是本次设计的重中之重。
1超高层建筑对电气设计的影响
我国一直没有超高层建筑的定义。业内人士一般认为高度超过100 m的建筑即为超高层建筑，其缘由主要为我国《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95及2001年，2005年修订版中的类似规定,即“建筑高度超过100m的公共建筑，应设置避难层”；建筑高度超过100m，且标准层建筑面积超过1000 m2的公共建筑，宜设置屋顶直升机停机坪或供直升机救助的设施。因此，大部分人认为100m为高层建筑的分水岭。作为高层建筑，其对电气设计有何影响呢？首先,高层建筑人员密度大,一旦发生火灾或其他突发事故，人员的疏散、消防设备的可靠运行尤为重要，而保证这两点的前提条件则是供电的可靠性；其次，超高层建筑由于供电距离长,如供电方案不合理,很容易造成压降过大，某些设备不能正常启动的后果。
2 负荷等级的确定
用电负荷根据供电可靠性及中断供电所造成的损失或影响程度，分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。对于各级负荷的详细定义可参见《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008相关章节的说明。根据本建筑的特点，表1为本工程的负荷等级分类。
3 高低压供电方案
1)本工程高压部分采取双路10KV（不同区域开闭站）供电，单母线分段运行，两段母线之间设置母联开关。平时两段母线分列运行，当1路电源发生故障时，通过手/自动操作母联开关，另1路电源承担全部负荷。两路电源的主进开关与母联开关设置机械电气连锁，任何情况下只能闭合其中的两个开关。
2)采用需用系数法对本工程进行负荷计算，各功能分区的用电指标本文不再罗列。经计算，本工程主楼部分的计算负荷为2300KW,地下车库及设备站房的计算负荷为1900KW,裙房部分的计算负荷为1200KW，因此，本工程拟装设1600KVA和2000KVA的变压器各两台，其中两台1600KVA的变压器负责承担主楼部分的用电负荷；两台2000KVA的变压器负责承担地下车库、设备站房和裙房部分用电负荷。
3)本工程低压侧采用单母线分段运行的方式，两段母线之间设置母联开关，母联开关设置自投自复/自投不自复/手动转换三种转换方式。自投时要求自动切断三级负荷。低压侧的主进开关与母联开关设置机械电气连锁，任何情况下只能闭合其中的两个开关。本工程中大容量负荷和重要负荷采用放射式供电，对于比表分散的负荷采取二级配电的方式。本工程的供电方案详见图1。
4 提高供电可靠性采取的措施
《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第3.2.8条规定：“一级负荷应有两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏”。本工程为提高供电的可靠性，除从不同区域变电站引入两路10KV电源，即满足规范要求外，尚采取了如下几项措施：
1)设置柴油发电机组。当出现两路市电同时发生故障时，本工程的消防负荷和重要负荷可由柴油发电机组供电。
2)设置集中式UPS。当两路市电同时发生故障，柴油发电机组尚未启动时，重要负荷可由UPS进行供电。
3)对于三级负荷，为了较小因变压器故障或母线检修等原因引起的停电范围，以避难层为界，其上下各设一组密集母线槽，且每组母线槽分别引自变配电室的不同低压母线段。母线设置详见图2。
4)为了保证三级负荷中比较重要的负荷(如行长，副行长办公室的用电)的供电，每层的电源总箱由两端母线分别进行供电，当一段母线因故障停电时，可以采取手动的方式投切到另一段母线进行供电。层电源总箱系统图详见图3。
5)对于屋顶的末端设备，为了避免因线路过长导致压降过大产生的影响，采取了适当加大导线截面减小压降的措施。
5 变配电室的设计
因本建筑属于超高层建筑中的“低矮”建筑，且本工程上部的负荷矩约为4万KW*m(避难层负荷200KW，高度约为70m，，主楼屋顶负荷190KW，负荷在屋顶处的高度约为125m),虽然超过了某些资料提出的3万KW*m的概念，但离10万KW*m的极限值尚有相当一段距离。因此，本工程只在主楼的地下1层靠近外墙部位设置1处变配电室，中间层不再设置变配电室，即能够满足供电半径的要求，同时该变配电室的位置比较贴近负荷中心(地下3层的设备站房)。地下一层贴临变配电室处设置10KV高压分界室(开关站，产权属于当地供电局)，面积不小于30 m2。
6 柴油发电机的设计
6.1 柴油发电机房位置的选择
为了保证一级负荷和重要负荷的可靠供电，本工程拟在裙房的地下1层设置柴油发电机。机房选址不应在厕所，浴室或其他经常积水场所的正下方或贴临处，同时，考虑到设备运输的方便，机房顶板设置了6.5m*3.5m的吊装孔。
6.2 柴油发电机输出电压的选择
在超高层建筑中，柴油发电机房一般距离屋顶的用电设备距离较长，因此线路的电压损失较大。由于屋顶用电设备一般为加压风机，排烟风机和消防电梯等，因此可以认为其三相负荷平衡，线路的电压损失可按以下公式进行计算：
ΔU%=0.73IL(RoCOSΦ+XoSINΦ)/Ue
式中，ΔU—线路电压损失，%，一般情况下用电设备处取值为5%；
I—负荷计算电流，A；
L—供电线路距离，Km；
Ro，Xo—线路单位长度的电阻和电抗，单位Ω/ Km;
关键词：超高层建筑；给水系统；热水系统；消火栓系统；自动喷淋系统；雨水系统
中图分类号：TU208 文献标识码： A
0 引言
进入21世纪以来，在许多城市都兴建了不少超高层建筑。由于超高层建筑楼层多，建筑高度较高，对供水的可靠性和消防的要求比普通高层要高得多。笔者就参与设计的超高层办公楼为例，谈谈自己的一些心得体会。
1工程概况
某超高层综合楼，其中地上40层、地下3层（人防兼汽车库），十五层、二十九层设避难层，建筑（消防）高度180米。总建筑面积为130773.81O，其中地上建筑面积为79479.21O，地下51294.6O。主要功能包括：集中商业，商务会议，商务办公，公寓式酒店，配套餐饮等功能。建筑为一类高层，设计耐火等级为一级。
2 给水系统
2.1 水源
大楼生活、消防等用水均由市政给水管网提供，市政给水管网压力为0.30Mpa左右，从市政环状给水管网2处各引1根DN250给水管。其水量、水质均能满足使用要求。
2.2 用水量
商业部分用水定额5（L/ m2），小时变化系数按1.5计，使用时间按12h计；办公楼用水定额50（L/人・班），1天按1班计，小时变化系数按1.5计，使用时间按8h计；管网漏损及未预见水量按用水总的10%计，最高日生活用水量为420.5m3/d，最大时用水量为46.6m3/h。
2.3 生活给水系统设计
地下室负三层～三层为1区，由室外给水管网直接供水；四层～十二层为2区，由十五层中间水箱供水；十三层～二十六层为3区，由二十九层中间水箱供水；二十七层～四十层为4区，由屋顶层水箱供水。各分区压力按不大于0.35MPa设计，当局部超压时设可调试减压阀减压。
2.4 生活水箱及加压设备
地下室生活水箱有效容积200m3，十五层生活水箱有效容积60m3，二十九层生活水箱有效容积60m3，屋顶生活水箱有效容积40 m3。生活水箱均分两组布置。生活水箱报警水位及相应水泵的启停均反馈到消防控制室。各水箱均设消毒处理装置。
3 热水系统
3.1 水源
由水源热泵系统的热水箱提供，24h供水，机械循环，热水温度为60°。
3.2 用水量
公寓酒店旅客用水定额按150L/人・天，小时变化系数2.5，使用时间24h计；酒店员工用水定额按50L/人・天，小时变化系数2.5，使用时间24h计；商务办公按80升/人.日，每间2人，小时变化系数2.5，使用时间24h计；管网漏损及未预见水量按用水总的5%计，最高日热水量为103m3/d，最大时用水量为10.8m3/h。
3.3 生活热水系统设计
十六层～二十六层为1区，由二十九中间热水箱供水；二十七层～四十层为2区，由屋顶层热水箱供水。
3.4 热水箱及加压设备
地下室热水箱有效容积60m3，二十九层及屋顶层热水箱有效容积30m3。热水箱均分两格布置。热水箱报警水位及相应水泵的启停均反馈到消防控制室。
4 消火栓系统
本工程按一类公共建筑设计，室外消防用水量30L/s，同一时间的火灾次数按1次考虑。室内消防用水量40L/s，火灾延续时间按3h计。在地下室负二层设置消防水池及水泵房，消防水池有效容积600m3，分两格。十五层、二十九层设消防转输水箱，有效容积80m3。屋顶设备层设置消防高位水箱，有效容积30m3。
4.1 室外消火栓系统
在室外环状管网上设SS100-1.6型室外地上式消火栓，室外消火栓的间距不超过120m。
4.2 室内消火栓系统
系统采用临时高压给水系统，每根立管最小流量按15L/s。
（1）系统分区
室内消火栓系统分为3个区，地下室～十一层为1区，由泵房消火栓泵供水；十二～二十五层为2区，由十五层消火栓泵供水；二十六层～屋顶停机坪为3区，由二十九层消火栓泵供水，消火栓泵均为一用一备。各分区管网均成独立的环状布置，火灾发生时可通过设置于栓箱内的启动按钮直接启动消防加压泵，也可在泵房或通过消防控制中心指令启动消防泵。
（2）消防水压
消火栓栓口动压力不小于0.35MPa，且消防水枪充实水柱按13m设计。栓口动压大于0.5MPa时采取减压措施，消火栓间距保证任何着火点同层有二股水柱到达。系统设泄压阀防止超压。
（3）水泵接合器
第1～2分区在室外设置6组水泵接合器。因第3分区超出消防车供水压力范围，故该分区不设水泵接合器。
（4）停机坪消防设计
根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95，2005年版）6.1.14.3在天面直升飞机停机坪的适当位置设置消火栓，本次设4个。停机坪位于屋顶天面，高出设于屋顶设备间的高位消防水箱，因此天面这4个消火栓缺少高位消防水箱，本次按气压罐稳压设备考虑，稳压设备及气压罐设于屋顶水泵房，气压罐的有效容积按300L计。
4.3 消防排水
在地下室消防电梯基坑侧面设有集水坑，有效容积2.0 m3，每个集水坑内设两台潜水泵，潜水泵流量不小于10L/s。
4.4 消防设备
消火栓箱采用单阀单出口自救式，消火栓箱内配DN65长25m衬胶水带、φ19水枪、25m卷盘等，并带水泵按钮启动装置。
4.5 消火栓系统控制
（1）由消火栓系统出水干管上设置的低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关作为触发信号，直接控制启动消火栓泵；消火栓按钮同时作为动作报警信号及启动消火栓泵的联动触发信号，由消防联功控制器联动控制消火栓泵的启动。
（2）消防水泵控制柜在平时应使消防水泵处于自动启泵状态，消火栓给水加压泵在泵房内和消防控制中心均设手动开启和停泵控制装置。消防水泵控制柜应设置机械应急启泵功能，机械应急启动时，应确保消防水泵在报警后5min内正常工作。消火栓泵的动作信号同时反馈至消防联动控制器。
（3）消火栓给水备用泵在工作泵发生故障时自动投入工作。
5 自动喷淋系统
5.1 喷淋等级设计
地下车库及地上商场部分自动喷水系统按中危险级Ⅱ级考虑，设计喷水强度按8.0L/min.O，作用面积按160O；其余部分按中危险级I级考虑，设计喷水强度按6.0L/min.O，作用面积按160O。自动喷水量按40L/s设计，喷淋时间按1h。
地下车库设置自动喷水―泡沫联用系统。自动喷水―泡沫联用系统水泵与本工程自动喷水系统共用一套加压泵，中间接入泡沫混合液供给装置作为地下车库泡沫―喷淋用水。泡沫液持续喷射时间不小于10min，采用水成膜低倍数泡沫灭火剂，泡沫灭火剂溶于水的浓度为6%，比例混合器的工作压力为1.2MPa，泡沫罐有效容积为3.0m3。
5.2 系统分区
地下室至十一层为1区，由地下室喷淋加压泵直接供水；十二至二十五层为2区，由设于十五层（避难层）喷淋加压泵直接供水；二十六层至四十层为3区，设于二十九层（避难层）喷淋加压泵直接供水。加压水泵均为一用一备，按临时高压给水系统设计。屋顶层设高位消防水箱，有效容积为30m3，设稳压设备，稳压设备气压罐的有效容积按300L计。
5.3 系统控制
系统通过各层的水流指示器和湿式报警阀处的压力开关报警，压力开关将信号传至消防控制中心。四区压力开关还应启动自动喷水加压泵，也可在泵房或通过消防控制中心指令启动消防泵。喷头公称动作温度为68℃。地下室车库设直立型（风管下使用下垂型）闭式玻璃球喷头；副楼超过12米净高的中庭设闭式旋转型喷头，其它楼层采用吊顶型闭式玻璃球喷头。当吊顶净空高度超过800时在吊顶内设直立型喷头。
5.4 水泵接合器
自动喷淋管网每组报警阀装置设试水接头及压力表，1～2区在室外设置6组水泵接合器，第3分区超出消防车供水压力范围，故该分区不设水泵接合器。系统设泄压阀防止超压，在各分区低楼层安全阀后设减压孔板减压，人防区内的防护阀采用带锁具的闸阀。
6 污水系统
（1）污、废合流排水系统，生活污废水经室外化粪池初步处理后，排至市政污水管网。为保证排水通畅，改善卫生条件，排水立管均伸顶通气。立管每隔七层设置一个乙字管进行消能降噪。
（2）地面以上部分均为重力流排水系统。地下层的污水通过潜污泵提升至室外污水检查井内。
（3）排水定额按生活给水用水定额80%取值。
7 雨水系统
（1）暴雨强度计算公式采用柳州市暴雨强度计算公式：
q=2415P0.34/（t+8.24P0.327）0.725 L/（S・hm2）
设计重现期采用3年，降雨历时采用10min计，综合径流系数为0.7。
（2）本系统均为重力流排水系统。地面雨水由道路路边雨水口收集，经雨水系统有组织排入市政雨水管。屋面雨水经雨落管排入地面后散流至路边雨水系统，屋面雨水考虑溢流设施。
（3）管材及接口
主楼雨水排水立管采用HDPE给水管材，压力等级2.0MPa；裙房、地下室重力流排水系统采用UPVC排水管。室外雨水管道采用钢筋混凝土管道，水泥砂浆抹带接口。
（4）雨水回用
室外绿地及道路面积为14757.2 m2，浇洒用水定额按3L/ m2.d，中水用水量为44.3 m3/d。主楼及裙楼屋面雨水收集回用，处理水作为室外绿化浇洒。蓄水池有效容积200 m3，雨水采用一体化雨水处理设备进行曝气、过滤等处理。
8 节能措施
（1） 热水制备采用水源热泵系统，与燃油加热系统及空气源热泵系统相比更加节能。
（2）采用雨水回用系统，有效的利用了水资源。
（3）采用优质塑料给水管或衬塑钢管，防止钢管锈蚀，提高生活用水卫生质量。
（4）公共卫生间采用红外感应冲洗设备，对于节约水量和防止交叉卫生污染起到很大作用；所有水龙头均要求采用陶瓷芯片水龙头，并且大便器配套冲洗水箱采用冲水量不大于6L/次，起到良好节水效果。
9 结束语
超高层建筑高度高，使用功能多，人员较集中，对给排水设计各个方面要求都较高，对每一个系统的设计尽可能考虑周全，需要更多实际经验提高设计水平。本文仅以某一超高层给排水系统设计为例，总结了该栋超高层设计的一些经验，希望能给同行一些借鉴。文中出现的不足之处，敬请谅解。
参考文献
[1]《城镇给水排水技术规范》GB50788-2012
[2]《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003（2009年版）
[3]《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）
[4]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 （2005年版）
[5]《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-97
[6]《室外给水设计规范》 GB50013-2006
[7]《室外排水设计规范》 GB50014-2006（2014年版）
关键词：超高层；消防；电气设计
随着超高层住宅建筑的兴起，目前新建商品住宅中高度超过100 米的住宅数量日趋增多。超高层住宅建筑的设计成为电气设计人员关注的热点。超高层建筑一般建筑面积大，人员密度高，火灾危险性大，一旦发生火灾，火势蔓延速度快，扑救难度大，人员疏散较为困难。与超高层公建相比，超高层住宅不属于人员密集场所，居住人员对环境较为熟悉，规范中的规定相对公建来说宽松些，并没有停机坪和避难层的设计规定，火灾时以自救为主。正因如此，火灾的早期报警及消防自动灭火更为重要，它可以将火灾控制在初期，为人员疏散争取时间，使人员能最大程度的得以疏散。
2011年5月并于2012年4月实施的《住宅建筑电气设计规范》对于建筑高度为100m或35层及以上的住宅建筑进行了详细的规定，从用电负荷等级、自备电源、导体及线缆选择、应急照明、防雷、火灾自动报警系统几个方面进行了规定。下面就超高层住宅建筑设计中的一些设计要点进行探讨研究：
1、用电负荷等级的确定
规范明确规定消防用电负荷、应急照明、航空障碍照明、走道照明、值班照明、安防系统、电子信息设备机房、客梯、排污泵、生活水泵均应为一级负荷供电。其中消防用电负荷、应急照明、航空障碍照明、生活水泵宜设自备电源，即柴油发电机组供电。目前本地的工程项目中，设置柴油发电机组的情况较少，房地产商会首先考虑经济投资，对于“宜”的设置项会选择不设置，但随着人们对消防方面安全防范意识的增强，相信不久的将来，柴油发电机组会成为超高层住宅建筑设计的必要组成部分。
2、导体及线缆的选择要求
规范明确规定用于消防设施的供电干线应采用矿物绝缘电缆。矿物绝缘电缆是用退火铜作为导体、密实氧化镁作为绝缘、退火铜管作为护套的一种电缆。由于它的全部材料都是采用无机材料，所以它本身不会引起火灾，不可能燃烧或助燃，它可以在接近铜的熔点的火灾情况下继续保持供电，是一种真正意义上的防火电缆。近年来多起发生人员伤亡的火灾实例显示，人员出现死亡的一个重要原因是火焰烟雾中毒所致的窒息。火灾烟雾中含有大量的一氧化碳及塑料化纤燃烧产生的含氯、苯等有害物质的气体火焰又可造成呼吸道灼伤及喉头水肿，这些因素足以使浓烟中的被困者在3～5分钟内中毒窒息身亡。此外在浓烟的状态下人员无法辨别方向，进而无法逃生。因此在设计过程中，对于非消防电源的干线电缆、电线应选用阻燃低烟无卤或无烟无卤的交联聚乙烯绝缘电力电缆、电线。这类电缆的特性，使得当火灾发生时，烟浓度低，可见度高，有害气体释放量小，便于人员撤离。
3、防火系统的设计要求
超高层住宅遇见火情时的扑救和应急救援能力，是设计人员设计过程中的重点。对于和居民住宅相关的消防安全内容均应得到重视，建筑内应设消防控制室、火灾自动报警系统为特级保护对象，除了卫生间外，均应设置火灾自动报警系统。报警系统主要由火灾自动报警系统、消防联动控制系统、消防专用电话系统、火灾应急广播系统、火灾漏电报警系统、电梯运行监视控制系统、应急照明控制及消防系统接地构成。
设计中应明确消防安全警示标识、喷淋灭火系统、报警装置、应急广播装置等设置标准。特别是在住宅户内需安装火灾探测报警器。上海更提出进一步要求：100米以上的超高层住宅应设置避难层。
上海出台的《住宅设计标准》是国内首个将避难层纳入超高住宅的设计标准。新标准明确规定100米以上超高层住宅每15层或者45米设置一层避难层，避难层严禁常人居住，净面积应按每平方米3人计算。新标准的实行为超高层住宅的居住安全提供了保障。
此外，《住宅建筑电气设计规范》指出建筑高度为100m或35层及以上的住宅建筑、居住人口超过5000人的住宅建筑宜设应急联动系统。应急联动系统应以火灾自动报警系统、安全技术防范系统为基础。
应急联动系统应具有下列功能：
1）对火灾、非法入侵等事件进行准确探测和本地实时报警。
2）采取多种通信手段，对自然灾害、重大安全事故、公共卫生事件和社会安全事件实现本地报警和异地报警。
3）指挥调度。
4）紧急疏散与逃生导引。
5）事故现场紧急处置。
应急联动系统宜具有下列功能：
1）接受上级的各类指令信息。
2）采集事故现场信息。
3）收集各子系统上传的各类信息，接收上级指令和应急系统指令下达至各相关子系统。
4）多媒体信息的大屏幕显示。
5）建立各类安全事故的应急处理预案。
应急联动系统应配置下列系统：
1）有线/无线通信、指挥、调度系统。
2）多路报警系统。
3）消防一建筑设备联动系统。
4）消防一安防联动系统。
5）应急广播一信息一疏散导引联动系统。
应急联动系统宜配置下列系统：
1）大屏幕显示系统。
2）基于地理信息系统的分析决策支持系统。
3）视频会议系统。
4）信息系统。
应急联动系统宜配置总控室、决策会议室、操作室、维护室和设备间等工作用房。 应急联动系统建设应纳入地区应急联动体系并符合相关的管理规定。
4、低压配电系统保护方面
规范规定了每套住宅应设置自恢复式过、欠电压保护电器。
4.1导管布线方面
潮湿地区的住宅建筑及住宅建筑内的潮湿场所，配电线路布线宜采用管壁厚度不小于2.0mm的塑料导管或金属导管。这是对以往设计要求的金属导管1.5mm的进一步提高。
对于敷设在楼板内、垫层内的线缆保护导管做了相应规定，在住宅电气设计过程中，户内箱体预留，设备间选择、楼板内管径与楼板厚度要求是和土建专业密切配合的几个方面，也是预留预埋时的设计要点。
4.2电气竖井布线方面
规范对于电气竖井的设置做了明确的规定。高层住宅建筑利用通道作为检修面积时，电气竖井的净宽度不宜小于0.8m。电气竖井内应急电源和非应急电源的电气线路之间应保持不小于0.3m的距离或采取隔离措施。电气竖井内应设电气照明及至少一个单相三孔电源插座，电源插座距地宜为0.5m～1.0m。电气竖井内的照明开关宜设在电气竖井外，设在电气竖井内时照明开关面板宜带光显示。
4.3公共照明方面
住宅建筑的门厅应设置便于残疾人使用的照明开关，开关处宜有标识。可在距地1.0米和1.3米各设一只照明开关，既满足了要求又节省了造价。
4.4家居配线箱方面
距家居配线箱水平0.15m～0.2m处应预留AC220V电源接线盒，是为了给箱内的有源设备供电，电源变压器可安装在电源接线盒内，接线盒内电源宜就近取自照明回路。
4.5安防技术防范系统方面
电子巡查系统为应设置项，可选择离线式电子巡查系统和在线式电子巡查系统。高层住宅建筑楼梯间应急照明可采用不同回路跨楼层竖向供电，每个回路的光源数不宜超过20个，而不是25个。