時間:2023-06-25 16:27:20
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇多層建筑消防設計,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:消防泵 消防水箱 建議
《建筑設計防火規范》(GB50016-2006)(以下簡稱《建規》)已于2006年12月1日開始實施,該規范與前一版本相比改動較大、更全面,能更好的解決設計中碰到的問題。筆者是從事給排水工程設計的,在設計中遇到的幾個疑問在該規范中還是沒能找到答案,現提出來請各同行幫忙解決一下。
1消防泵合用
規范8.4.2條第4點“室內消火栓給水管網宜與自動噴水滅火系統的管網分開設置;當合用消防泵時,供水管路應在報警閥前分開設置。”雖然該條說明中明確只有確實困難的情況下,消火栓系統才能與自噴系統合用消防泵,但已與《自動噴水滅火系統設計規范》(GB50084-2001)第10.2.1條“系統應設獨立的供水泵,并應按一運一備或二運一備比例設置備用泵”矛盾。設計人員在設計中根本不敢違背任何一條規范,也就不可能采用合用消防泵的做法,而實際工程中消防部門也不同意合用。筆者也認為不應該鼓勵建筑設計為了增加其它使用面積而壓縮水泵房的面積,因此建議《建規》該條規定取消。
2消防泵設置
規范8.4.3條第8點“高層廠房(倉庫)和高位消防水箱靜壓不能滿足最不利點消火栓水壓要求的其他建筑,應在每個室內消火栓處設置直接啟動消防水泵的按鈕,并應有保護設施”。一個消火栓達到充實水柱7m(最低要求)時,栓口壓力需要20m左右,即使水箱設在建筑最高處,其靜壓也絕對滿足不了消火栓壓力要求。而根據該條規范,就應該設置啟動水泵的按鈕,即所有多層建筑均應該設置消防水泵了?
而其條文說明“對于多層民用建筑要盡可能利用市政管道水壓設計消防給水系統,為確保市政供水壓力達到撲救必需的水槍充實水柱,應按建筑物層高和水槍的傾角進行核算。”多層住宅層高一般在3m左右,計算得撲救必需的充實水柱約2.8m,水槍噴嘴要造成該長度的充實水柱需要4m壓力(規范規定該類建筑充實水柱不宜小于7m,則需要9m壓力)其它多層建筑層高可能略高,其需要壓力會高一點)。多層建筑最不利點消火栓高程約23m,加上水帶、管道阻力,市政給水管道壓力28m(若按充實水柱7m計算,則需34m)就能滿足消火栓滅火要求,而現在市政給水管道一般都在30m以上。據此,多層住宅由市政給水管網供水基本能滿足消防壓力要求,不必設消防水泵。
但規范同時規定層數超過4層的廠房(倉庫)充實水柱不應小于10m,則市政給水管道壓力需38m以上,這是不現實的,從而又需要設消防水泵。
從上可以看到,該條文和條文說明可得出完全不同的結論。而在以往多層建筑設計中,消火栓系統基本由市網――消防水箱供水,不必設消防水泵。因此建議規范對該條文加以明確,而且多層建筑以消防車撲救為主,設消防水泵大可不必。
3雙閥雙口消火栓
規范8.4.3條第1點“單元式、塔式住宅的消火栓宜設置在樓梯間的首層和各層樓層休息平臺上,當設2根消防豎管確有困難時,可設1根消防豎管,但必須采用雙口雙閥型消火栓。”據筆者所知,多層住宅樓梯間均只設1根消防豎管,則多層住宅均需要設雙口雙閥型消火栓?
再看其條文說明“布置消火栓時,應保證相鄰消火栓的水槍充實水柱同時到達其保護范圍內的室內任何部位”,據此有設計人員認為如果消火栓設置在樓層休息平臺上,當某層起火時,相鄰平臺上消火栓均可參加滅火,能滿足滅火要求,因而設單口消火栓即可。但該觀點并不完全正確,若最高層起火,則將只有1個消火栓可用,顯然違反規范。而且結構設計時通常樓面梁延伸至樓梯間外墻,此時休息平臺上無法暗裝消火栓箱,從而消火栓一般設置在住戶入戶門旁墻上。
根據該條規范,筆者認為多層住宅均需采用雙口雙閥型消火栓,只是另有疑問:多層建筑以消防車撲救為主,設置雙口雙閥型消火栓既占地方又增加造價,有必要嗎?
4消防水箱
規范對水箱容量規定比較明確,但筆者看到很多文章對容量有不同理解,存在10min消防用水量到底是消火栓還是自噴系統抑或兩者相加的理解。筆者認為規范中措辭“消防用水量”已經明確告知是消火栓系統和自噴系統等一切消防系統用水量之和了。
規范8.4.4條第1點:“重力自流的消防水箱應設置在建筑的最高部位”,沒有最不利點消火栓靜水壓力要求,這給設計人員更大自由,但也造成一定的疑惑。消防水箱的作用是提供撲滅初期火災10min用水,自然需要滿足最不利點消火栓壓力要求。根據上面計算,靜水壓力至少需要5m才能達到滅火要求,考慮到與《高層民用建筑設計防火規范》的統一,建議多層建筑也要求消防水箱滿足最不利點消火栓靜水壓力7m要求。
5消防軟管卷盤
規范8.3.3條“設有室內消火栓的人員密集公共建筑以及低于本規范第8.3.1條規定規模的其他公共建筑宜設置消防軟管卷盤;建筑面積大于200m2的商業服務網點應設置消防軟管卷盤或輕便消防水龍。”其條文說明“消防軟管卷盤和輕便消防水龍也是控制建筑物內固體可燃物初期火災的有效滅火設備,且用水量小、配備方便,在設置消火栓有困難或不經濟時,可考慮配置這類滅火設備和建筑滅火器。”
據此,筆者認為不符合規范第8.3.1條規定規模的多層建筑可以不設消火栓系統,而為了安全起見,應設消防軟管卷盤。
目前底層帶商業服務網點的建筑很普遍,其消防要求比較難滿足,筆者曾遇到過消防部門要求設置自噴系統的例子,而浙江省公安廳消防局印發的《國家消防技術規范實際應用若干問題專家論證會議紀要》中,有“當住宅底層商業網點內設置室內消火栓有困難時,可采用室內消火栓移設于建筑外墻上或采用增設室外消火栓的方法來彌補”的要求。現在規范要求設置消防軟管卷盤或輕便消防水龍,讓設計人員有了設計依據。
6兩條進水管
一、國內多層建筑室內消防體系的現狀及弊端
盡管在新修改的《建筑設計防火規范》中增加了對自動噴水滅火系統的設置范圍,但我國多層建筑室內滅火系統仍以設置室內消火栓為主。實踐證明,室內消火栓系統能有效使用的機率不高。火災時,消防人員采用消防車水帶接龍的方式將消防車內的水送入室內使用,或者利用消防車在室外對著火部位進行灌救的情況較多。這樣,室內消火栓設置的意義無法得到體現。主要原因:一是在當前全民消防意識普遍不高,滅火技能和基本的滅火器材操作知識缺乏的現實條件下,火災時一般民眾不可能有效使用室內消火栓系統來滅火。所以室內消火栓系統最終還需要有嚴格訓練的消防隊員來使用。但火災時起火單位熟悉本單位室內消火栓系統的人員不一定在現場,消防人員又對內部系統情況一般都不熟悉,很難快速有效利用室內消火栓來滅火;二是調查發現,室內消火栓系統多數得不到良好的維護保養,或是閥門銹蝕不能開啟,或是水帶水槍缺失,導致關鍵時候無法使用。三是從安全角度上講,在可以利用外來水源滅火,特別是又沒有人員被困火場的情況下,消防隊員沒必要冒險進入建筑內取用室內消火栓來滅火。
還有,眾所周知多層建筑室內消火栓給水系統,主要目的就是為了撲救初期10分種內的火災。但隨著時間的推移,《建規》制定時的許多歷史條件已經發生了變化。隨著經濟的發展,人民生活條件的改善已使得住宅、辦公場所、消費場所的裝修標準大幅度提高,增加了建筑的火荷載,相應的火災危險性和大火蔓延速度也大幅提高;滅火程度極低的室內消火栓系統極易耽誤火災初期極為寶貴的撲救時間,造成火災的蔓延。
二、自動噴水滅火系統的優點及設置必要性
自動噴水滅火系統的優點是:不需人員到起火點操作,值班人員只要在消防控制室就可以完全監控整棟樓的情況,做到早發現、早報告、早撲救。滅火成功率高,特別是對控制初起火災極為有效、可靠。據國外的資料介紹,自動噴水滅火系統的滅火成功率高達90%以上。以美國為例,從1925年到1969年的45年中,安裝這一系統的建筑物共發生火災81425次,滅火、控火成功率達96.2%。又如澳大利亞和新西蘭,從1886年到1968年的幾十年中,安裝這一系統的建筑物共發生火災5734次,滅火成功率達99.8%。國內也有許多成功的實例,如1958年建的廈門紡織廠,曾發生過四次火災,均由噴水頭自動啟動將火撲滅。自動噴水滅火系統以其目的性強,直接面對著火點,效率高,水漬少等諸多優點,已經成為國際公認的可以普及使用的主動固定消防設施。在美國,自動噴水滅火系統不僅在高層建筑、公共建筑、工廠和倉庫中普遍使用,而且已經發展到在家庭住宅中安裝這一系統。
從經濟的角度考慮。我國的自動噴水滅火系統已經有40多年的實踐經驗,經過幾十年的研究、實踐,現在在技術、產品配套、全自動化程度、操作等方面都已經有了較豐富的經驗;自動噴水滅火裝置的大量生產和使用,以及國產化程度的提高,已經使得自動噴水滅火系統的相對價格大幅下降。據統計,國內安裝該滅火系統的費用一般占工程總投資的1~3%。與室內消火栓系統相比,費用并沒有升高多少,而滅火成功率卻增長了數倍。完全符合經濟利益的要求。
結論:
縱上所述,多層建筑建立以自動噴水滅火系統為主體的滅火體系是非常必要的,并且在經濟上和技術上也是可行的。但受《建規》中以消火栓為主進行室內消防系統設計的規定以及消防設計人員多年來形成的習慣影響,要實現以自動噴水為主的目標,勢必要在以下幾個方面尋求突破。
一、修改《建規》,使設計者可以根據情況自由選擇以室內消火栓為主或以自動噴水為主的消防設計方案。肯定自動滅火系統的主力軍地位,在多層建筑中逐步淘汰室內消火栓系統。
二、加大在科研投入,組織技術力量研究和改進自動噴水滅火系統本身。學習國外的先進技術和經驗,適當調整噴頭的最大保護面積和作用面積,進一步降低此種系統的生產和安裝成本,開發出更適合于多層建筑的簡單、實用的系統,在某些城市試點和實驗,以取得數據,并在全國推廣。
關鍵詞:多層建筑;給排水;設計;系統
中圖分類號: TU97文獻標識碼: A
給排水管道管材的選擇
多層建筑給水工程中給水管道材料過去一般是采用熱鍍鋅鋼管、鑄鐵管。熱鍍鋅鋼管容易銹蝕.不能滿足生活用水水質衛生標準;給水鑄鐵管多用于室外給水干管,不適合用于室內支管。目前建設部正大力推廣應用塑料給水管。與金屬管道相比,塑料給水管具有質最輕耐壓強度高、輸送液體阻力小、耐化學腐蝕性強、安裝方便、使用壽命長等優點。因此現在給排水設計多選用PP-R管。對于高標準住宅、賓館也可選用技術性能更優的薄壁銅管。
多層建筑給水工程中排水管道材料過去一般是采用鑄鐵管,但施工復雜、維修復雜。目前多選用U-PVC,既美觀又滿足使用要求且施工、維修比較簡單。對于一些較高建筑。排水立管多選用UPVC 螺旋管,能明顯降低排水噪音。
二、給排水管道的布置與敷設
1.給排水立管的布置與敷設
一般而言,傳統的建筑住宅設計,是將給排水立管安裝于室內衛生間和廚房的墻角。這種敷設方式的設計,施工比較方便,但是管道比較明顯,對整體的居室美觀度造成影響。住戶會在室內第二次裝修時,用一些輕質的材料把管道隱藏起來。如果將給排水立管設計在建筑物外墻部位,則要避免管道長期處于陽光直射的情況下,寒冷地區還需采取防凍措施,并且在外墻部位敷設管道,維修不方便,也會對建筑物的外觀造成影響。最好的辦法是將給排水立管敷設在管道的井內。建筑工程可設置集中化的管道井,將排水管和給水管盡量設置在管道井之內。
2.給水支管的布置與敷設
隨著人們生活水平的提高,建筑起居也有了較大的發展。一些建筑的內部結構比較復雜,內部房間分散式的分布。用戶的給水管道如果明裝在室內,不僅影響室內美觀、占用位置,而且管道外壁還要防止結露。給水支管應該沿墻敷設在管槽的部位內,或者敷設在樓面的找平層地帶。敷設在管槽內或找平層的給水支管外徑不宜超過25mm,但在實際操作過程中,用水點較多時,給水管外徑會超過25mm。因此,為了合理布置給水管道,需要接入分水器。分水器宜布置在衛生間內,可設置在洗臉臺面板下面、吊頂或管道井內等位置,利用分水器能夠把用水點各支管的外徑縮小至25mm以下。需要注意的是,敷設在找平層內的給水支管,給水支管施工完畢后,應在敷設管道位置地面上做好標記,防止在后期裝修時弄壞了給水管道。
三、熱水系統設計
燃氣熱水器系統、太陽能熱水器系統、熱水爐加熱交換系統等熱水系統廣泛地被建筑設計所采用。從節能減排、環保以及經濟方面考慮,在條件許可的情況下,建筑熱水系統當優先采用太陽能熱水系統。小區內常會設計一套熱水機組集中供應熱水。該熱水系統設計配用開式或閉式儲熱水箱,由管路送至各處。為了確保熱水系統各回路的循環水頭損失相均衡,可將距離加熱器較遠的各立管管徑適當放大,逆向布置回水管,并在每根回水立管上設調節閥或節流孔板。對室外熱水供回水管的設計,可采用預制保溫管道直埋。生活熱水系統中,鋼管會影響水質,且容易結垢,所以金屬管最好采用銅管,目前多采用PP-R熱水管。
五、室內消火栓給水系統
如今的消火栓系統多是臨時高壓系統。消火栓給水系統通常采用減壓閥、水泵以及減壓水箱等來進行分區。分區的辦法有給水管網豎向分區,給水管網豎向分區可通過并聯消防給水泵分區供水或串聯消防給水泵的方式分級向上供水。為了布置合理,串聯消防水泵應該設置在設備層中。采用減壓閥減壓分區時當一級減壓閥不能滿足需要時,就可以用減壓閥串聯減壓。消火栓系統如果消火栓栓口的出水壓力超過0.5MPa,就要采用減壓穩壓消火栓或者加減壓孔板。消防泵只在試驗或消防時啟動,因而不會引起浪費水資源的問題。室外消防一般都是室外消防給水環管供水。消火栓給水系統要滿足兩路進水的條件并保證水壓、流量的要求。
六、噴淋系統設計
多層建筑自動噴淋滅火系統組件的設置。在寸土寸金的鬧市,報警閥往往集中設置在水泵房旁邊。如果系統工作壓力極限超過1.2Mpa時,按規范要求必須采取分區或減壓的措施。根據豎向分區的情況,把報警閥往樓層上方的位置移動,使報警閥前的工作壓力控制在其最大允許范圍內,以利于系統安全運行。
自動噴水滅火系統能否正常發揮作用取決于噴頭的合理選型和布置。因此,應根據建筑的不同功能或部位選擇不同溫度等級的噴頭。由于噴頭的實際動作溫度,一般高于噴頭使用環境的最高溫度30℃左右。因此,在施工中要避免錯誤地選擇過高的溫度級。多層建筑的開間布局應充分考慮到噴頭的合理設置,確保購物中心不論如何分隔,場所內的噴頭布置都能滿足場所消防安全要求。其次,自動噴淋滅火系統管網布置。管網的作用是向噴頭供水,由于管網在噴頭的基礎上完成,設計自主性強。也是消防工程投入的大頭。根據實踐,自動噴水滅火系統采用居中進水,也就是配水支干管與成組噴頭支管居中連接的方式最節省。在較大面積的保護區內宜采用多立管劃片連接支管,避免橫支管太長導致噴頭前的工作壓力差值太大,減少流量傳輸,克服管材浪費。
七、其他問題
1.地漏的設計
地漏的設計,要認真查看建筑物的房間內需不需要經常性排水。不經常性排水,地漏水封會被蒸發掉,從而干涸,其結果是破壞了水封,有害氣體會竄入室內,污染環境,損害健康。因此,房間內不需要經常排水,則不需要設置地漏。在實際應用中,設置地漏與否主要是看所在房間是否需要經常性地排水。地漏水封深度不得小于5厘米,并要與下水管道連接嚴實。現在許多新建建筑為了外形美觀和施工方便,已經取消了地漏下面的存水彎,而是采用了新型的自帶水封的防臭地漏,該地漏具有防臭氣、防返水、防干涸、防堵塞等優點。
2.衛生間的下排水口設計
市場上的坐便器有著各式各樣的型號,下排水口也有著不同的位置要求。在設計施工時,為下排水口選擇合適的位置,可以滿足住戶以后的需要。一些下排水口設計并沒有標注好潔具之間的距離,設計人員把排水口往中間偏移,住戶以后使用并不能確定潔具的型號。綜合考慮之下,坐便器應和墻面保持305mm的距離,在裝修之前可保持340mm間距。
八、設計中的體會
建筑給排水的工程師和設計人員要及時的更新專業知識,注意相關法律法規及相關規范的調整。除了原本的專業知識結構,還要注重設計思想的不斷改進。對于工程建設項目的前期階段,要足夠地重視,合理地確定好使用功能和造價控制的設計標準。
九、結束語
建筑工程中的給排水系統影響著居民的日常生活環境和舒適程度。良好的建筑給排水系統設計,既能提升居民生活的質量,也能提高建筑工程的經濟效益。工程設計人員應以安全、合理、美觀、經濟為原則,運用新的科學技術,在實踐中獲得創新,得到優異的給排水設計方案,滿足新時期下建筑給排水系統設計的新要求。
參考文獻:
[1]葛華東,李朋娜. 建筑給排水設計中存在問題以及控制措施[J]. 黑龍江科技信息,2013,24:177.
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關鍵詞:多層建筑;選用;結構設計
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
中圖分類號:TU318文獻標識碼:A 文章編號:
1、關于國家對設計規范的強制性問題
為了保證建筑結構的設計質量要符合標準,國家對這一方面頒布了相應強制性的標準和規范,這就要求了廣大設計人員在設計過程中要遵守相應的規范和法則,這樣在很大的程度上可以保證建筑結構的設計質量問題。這種現象從本質上對設計人員在建筑設計上的積極性和創新性產生了限制因素。在很多的發達國家中就不是如此,和我們國家的體制完全不同,他們只是用這些所謂的設計規范當做一定的參考和指導,如果設計人員參考正確是正常的現象,如果不幸運的粗錯了,有問題出現了,所發生的責任也是需要個人所承擔的。在我們國家在規范編制工作上也有著更高水平的要求,這樣就會遇到很多的困難問題需要解決,例如平常的時候最小的配筋率為例子。外國的規范是在0.8%到1%之間,這個國外所規定的數值在設計建筑中是比較適宜的。設計人員也可以據其具體的情況選用更低一些的配筋率。在我國因為國家并無明文條款規定很明確的安全性的渡量標準。可以按照最低的標準線設計,也可以高出設計標準的很多。在這樣的制度下,就能讓有些心存不良的人鉆了制度的空子。特別是在社會主義的初期階段。在我國的市場經濟有關的規范還不是很完善的時候,更是讓很多不良心態的人有機可乘。
2、可靠的設計理論應用于設計規范中
將真實可靠的設計理論在設計規范中有效的應用時,無論在工程界或者是學術上一直以來都是有一定的分歧的,大多數的設計人員都是傾向于安全系數高的極限的狀態設計方法。這樣安全度的表現易于理解而且還比較靈活,是因為在各項安全系數的確定時不排斥用可靠度的理解方式進行分析和對比。再接著綜合的考慮其他的因素對其加以改正。正是因為現在根據的建筑結構設計的貴干已經采取了可靠度的設計理論,在其規范的計算表達方式與多安全的系數法很相似,在實際應用中將其理解成多安全系數方法也是可以的。可靠的理論度在不同種類型的建筑結構的適用上會有很大的差別,應用混凝土的建筑結構到現在還沒有不能解決的問題。所以說這個就不適合再變化了。到現在為止可靠度的理論至今還在發展,這個理論上的問題還應該繼續的發展下去。
3、設計結構規范減少浪費資源
節約資源作為進行人類的可持續發展的戰略是一種傳統觀的美德,更是結構設計人員應該遵守的重要準則,我們在這里進行討論的也只是在激活經濟的年代盛行過一段時間的片面節約理論。雖然是這種節約理論在過去的短缺經濟也是必要合理的,問題在于把他用在現在說的社會經濟體制時,有的時候就不太適用了。作為一名多層建筑結構的設計師,其應盡力做到的責任是可以恰到好處的選擇材料。就是盡力可以以最少的材料去完成在建筑中的各種需求。如果是讓其材料用量增加,橫截面積任意的加大,這個工作建筑師都可以做。在當代的多層建筑結構的設計存在問題中,其中有一個方面是不可以忽視的,就是結構設計中的浪費問題。在我們的國家有很多的混凝土鋼筋的多層建筑的所用鋼筋量都已經超出了再國外一樣高度的建筑鋼結構的所用鋼筋量,其不合理的地方由此可見。對與多層建筑結構設計的安全度討論,也是正常,但是這樣會不會使設計人員誤導,使他們誤以為按照我們國家的規范設計可能會造成不安全的因素,以至于極為盲目的加大結構的面積,增多用鋼筋的數量,造成浪費的不必要,這種是不可以不防止的。
4、多層建筑結構設計的安全度選用
對于規范較低的安全度看法,最早是在源自于從事在高強度混凝土的結構推廣和科研應用的工作中所感知的。用當代所規范的C50到C60級別的高強混凝土的結構,它的安全儲備系數比普通的強度混凝土還低,這樣在推廣的時候照成很多阻力和困難。更何況一項新的技術開始應用可能會存在經驗的不足等等的問題。這就需要有可以寬松些的安全度的選用環境。低的安全度很難見到效果,這樣對于新的技術推廣是沒好處的。要更大的提高結構設計的安全度,無非得是基于對當時的安全度進行一個初步分析比較和客觀的形式變化后的一種較為宏觀定性的估價。到底是需要提高的多少,則是需要通過課題另外立項研究才可以確定的。在我們國家安全度的幅度較為廣闊,每個地區的經濟發展不是很平衡,像滬、京、穗這些的國際大都市的多層建筑結構設計的安全度應該是高一些,在經濟不算發達的地區可以將安全度適當的放低一些。提高建筑結構上的安全性是需要能從結構構造、結構布置、材料選擇、結構選型等很多方面實施努力的,用以加強多層建筑結構的耐久性、延性和整體性,提高它能防止倒塌和抵御不測的災害、特別是在連續倒塌上的抵抗能力。
5、獨立基礎多層建筑結構設計的荷載取值的問題
在我們國家對于多層建筑抗震的設計有較為高的要求。依照國家規定的有關規范,如地基主要的受力層土質的情況稍微好,對于多層建筑的高度不是非常的的情況下是不需要針對地基抗震的基礎進行計算的。在我們國家對于那些在抗震度8度地區,應用混凝土的框架結構房屋大多數的情況是不需要對承載能力進行計算的,單在多層建筑結構的設計過程中應對建筑的自身載荷和受力情況來進行一個綜合的分析。
6、多層建筑結構抗震的等級
在我國許多的多層建筑結構設計中,大多數的房屋建筑按照其抗震的防設分類是屬于丙類型的建筑,例如民用的住宅和辦公樓以及一般的工業建筑,它的抗震等級是可以根據結構類型、烈度和房屋高度來按照《建筑抗震設計規范》的表格確定的。而交通、醫療、電訊、消防、能源等類型的建筑及大型的零售商場和體育館等公用建筑,開始應該是依照《建筑抗震防設分標準》來確定哪些是屬于乙型的建筑。丙、乙類型的建筑,均是按照本地區的抗震設防的烈度進行計算地震作用的。對與那些乙型建筑,大多數的情況下,如果抗震的防設烈度在60到80之間時,抗震的措施要符合該地區抗震設的防烈度高出一度要求。
7、結構周期的折減系數
多層建筑框架的結構以及框架震墻結構,因為填充墻存在的原因,使計算的剛度小于結構實際的剛度。實際的周期小于計算周期。所以,計算出的地震剪力要比實際偏小一些,使建筑的結構稍微的不安全。因此,對多層建筑結構的計算周期折減是非常必要的但是對于建筑框架的結構計算周期折減的系數取的過于大些或計算的周期不折減這些都是極為不妥當的。在對多層建筑的框架結構徹底填充墻的時候。周期的折減系數應采取0.6到0.7,采用輕質的砌塊或者砌體填充的墻很少時,可以取用0.7到0.8,完全的用輕質的墻體板材的時候,可以取0.9.只有在沒有墻的純框架時,計算的周期才可不折減。
結語:隨著我國城市住宅的人口數逐漸的增加,城市用地的面積也在不斷擴大。國家土地的資源變得緊張起來,為了能更好的在最大的限度上合理的利用這些有限的資源,建筑的方面也逐步的朝多層建筑方向發展了。這使現在的房屋建筑結構變得越發的復雜。對于多層建筑結構的設計要求也在不斷的提高。多層建筑結構的設計也相對較為有難度,只要在設計的過程中注意以上的問題,想必一定會對我們國家的多層建筑結構設計有所幫助的,從而保證了多層建筑結構設計科學合理的同時還具有非常高的經濟性。
參考文獻:
[1] 李向東,劉小民,多層建筑結構設計問題探討[J],福建建材,2009
[2] 歐澤霖,淺談多層建筑結構設計中的幾個問題[J],科技信息,009(23)
關鍵詞:高層建筑;給排水設計;常見問題;對策
中圖分類號:TU208文獻標識碼: A
引言
高層建筑給排水系統設計不僅要滿足規范要求,還要兼顧到建筑的功能和美觀等要求。針對給排水系統常見的問題,需要切實的進行改革和優化,保證高層建筑給排水系統設計的合理性和科學性,保證給排水施工的質量,確保高層建筑給排水系統滿足舒適和安全的要求。
一、高層建筑給排水的基本特征
1、使用給排水設備人數較多,而且瞬時給水量與排水流量都比較大,一旦發生了停水與排水故障必然會影響到眾多人,因此其給排水必須要有安全可靠水源,經濟合理的排水系統,以及排水管道具有合理的通氣問題,確保安全、可靠的供水。
2、因高層建筑高度達、層數多,因此給排水需要較大靜水壓力,要確保管道與配件不被破壞,就需要對給排水實施合理豎向分區,加裝降壓設備及中間與屋頂的水箱,確保系統正常運轉。
3、高層建筑功能比較復雜,失火的可能性比較大,一旦失火其蔓延較快,疏散人員以及撲救都比較困難。因此就必須要設計安全可靠的消防給排水系統,進而來滿足各種消防要求,并且所設計消防給水要立足自救,才能夠確保及時將火災撲滅,避免出現重大事故。
4、高層建筑要求較高的防震、放噪聲等,可是室內的管道以及各種設備管線長、種類繁多以及震源與噪聲源都比較多,因此就要考慮到管道防噪聲、防震、防沉降等各種措施,確保管道不會漏水,不會對建筑結構以及裝飾造成損壞。
5、因高層建筑中給排水、空調、消防及電氣等各類管道都比較多,因此就要做好綜合布線,確保各類管線綜合較差,方便日后維修。
6、高層建筑的給排水設計標準較高,管道以及衛生潔具材料較多,施工的難度也較大,因此具備較高的施工要求。
二、高層建筑給排水設計的常見問題
1、高層建筑給水設計中的水系統壓力問題
高層建筑給水設計系統比較復雜,其系統根據豎向分區來區分可以分為兩個供水系統,分別是低區供水和高區供水。供水方式可以選為前者采用的是帶氣罐的變頻供水方式;后者采用的基本上是屋頂水箱供水系統。高層建筑有著較高的樓層,高度較大,難以做到高區供水和低區供水的平衡。一般來說,最不利于供水點設置的是整個高層建筑供水系統中的最頂點,在該處系統供水凈水的壓力相對于其他點來說比較低,但是,由于建筑結構問題和建筑成本的問題考慮,一般高區水箱設置也不夠高,因而造成高區供水系統最不利供水點過低的壓力,供水點的靜水壓力都不能夠達到0.1MPa以上,如使用延時自閉沖洗閥則容易造成無法關閉或者無法開啟的問題。
2、高層建筑排水設計中的衛生間異味問題
高層建筑由于樓層多,高度大,如果排水設計不合理很容易出現衛生間異味問題。高層建筑衛生間異味問題基本上是來自于下水管管道的異味。由于高層建筑排水系統中的下水管道,常常是與通氣管道相連接在一起的,因而,下水管道中的異味可以通過與之相連接的通氣管道排走。但是,衛生間的下水管道如果不能夠科學合理的設置,與通氣管連接不合理,通氣管質量問題,都會造成異味泄露,從而使衛生間出現異味問題。
3、高層建筑給排水設計中的雨水管道連接問題
高層建筑的結構比較復雜,工程量也比較大,一般而言高層建筑會有裙樓或者其他一些結構的多層建筑相連接的構造,在設置雨水管道過程中,一些設計人員或者施工人員為了方便省時,往往會簡單的把裙樓等多層建筑內部雨水管道與主體高層建筑的內部設置的雨水管道相連接,甚至將高層建筑空調的給排水系統排水道也與高層建筑與多層建筑的雨水管道相連接,這樣復雜的雨水管道設置,在平時使用過程中也許不會有什么大的問題,而且好像也能夠節省一定的投資和成本,但是如果大雨或者暴雨來臨,需要排水量超過平時幾倍時,就會導致與高層建筑雨水管道相連接的多層建筑的雨水管道和空調系統的排水管道不僅不能夠實現排水的功能,反而會降低空氣質量。總之,雨水管道相連接對于暴雨等特殊天氣的排水是非常不利的。
4、高層建筑給排水設計中高層建筑重力流雨水排水管材選用不當
高層建筑的給排水系統需要承擔的給排水工作比較大,如果給排水系統水管的選材不當很容易造成排水不暢,水管爆裂等問題。常見的高層建筑給排水系統重力流雨水排水管材問題主要表現在:沒有正確的認識到高層建筑重力流雨水排水管材的特殊性,仍舊選用非常普通的UPVC排水管,這種規格的排水管是不能夠滿足高層建筑重力流雨水管要求的。按照GB50015—2003第4.9.26條規定:“重力流排水系統高層建筑雨水排水管材宜采用承壓塑料管、金屬管。”普通的UPVC排水管承壓能力比較小,不適宜在高層建筑給排水系統中應用,而比較適合用于多層建筑中的給排水系統。《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》第5.3.1條要求,“安裝在室內的雨水管道安裝后應做灌水試驗,灌水高度必須到每根立管上部的雨水斗。”如果在高層建筑給排水系統中采用普通的UPCV排水管,則難以順利的完成灌水試驗,因為當施工過程中的灌水達到一定的高度,水就很容易從雨水管伸縮節處滲透出來,根本就不能夠達到工程驗收規范的要求。
高層建筑給排水設計常見問題的對策
1、水系統壓力的解決措施
解決高層建筑給水系統壓力問題,主要有以下兩個解決辦法:
1.1在高層建筑給排水系統設計的階段必須嚴格的根據高層建筑的高度,功能,以及設計規范等來規范高層建筑給水系統設計,科學合理的區分高區供水和低區供水,避免盲目的、簡單的把高層建筑的供水系統劃分為二,如果建筑工程的高度比較高時可以適當的將給水設計系統劃分為三個供水區,以保證滿足給水系統的使用和安全問題。高層建筑生活給水系統分區的適宜壓力一般可為:住宅、旅館、醫院:0.3~0.35MPa;辦公樓、商業樓:0.35~0.45MPa。
1.2在高層建筑給水使用階段水壓力問題方面,如果分區后由于使用原因壓力過高就會造成衛生器具出水流過高,便不利于給水系統的安全運行,因此可在原加壓設備及運行參數不變的情況下在各入戶配水橫管處增設可調壓式減壓閥來控制配水支管入口處達到衛生器具最佳使用壓力0.2~0.3MPa,來盡可能的防止高壓出流。高位水箱供水系統的最高二層存在壓力不滿足衛生器具最低壓力的要求。解決方法:可在高位水箱出水口設置小型穩壓泵控制出口壓力,其他樓層則由高位水箱直接供水,從而保證了最不利點的水壓使用要求。
2、衛生間異味問題的解決措施
解決高層建筑排水設計中衛生間出現異味的問題,首先需要把好材料質量關,也就是要選擇良好的下水管道設備,建筑通氣、通風設備,保證下水管道、通氣管道和通風管道的質量。關鍵還是要設計好下水管道,科學合理的布局下水管道,解決下水管道的問題。任何先水管道只要與衛生器具相連接,如果這些衛生器具自身缺乏存水彎的,在下水管道進行施工時一定要合理的設置存水彎。
3、雨水管道連接問題的解決措施
針對高層建筑雨水管道之間相互聯系,不利于暴雨和排水量大的時候的需要問題,在高層建筑給排水系統設計過程中,需要切實將高層建筑的雨水管道與裙樓等多層建筑的雨水管道相互獨立開來,將高層建筑與空調系統的排水管道分離開來,不能夠連接設置。另外,在高層建筑具體的施工過程中,不能夠貪圖便利和節約成本,要實現高層建筑雨水管道、裙樓等多層建筑雨水管道、空調系統排水管道相對獨立。
4、重力流雨水排水管材選用不當問題的解決措施
為了解決這個問題,就需要切實的根據建筑的高度、建筑的功能、結合相關的給排水設計規范選擇合適的高層建筑重力流雨水排水材料,保證材料的實用性和可靠性。由于普通的UPCV排水管承受不了排水滿管時的水壓,因而,根據規范的推薦,在選擇高層建筑重力流雨水排水管時比較適宜采用承壓塑料管、鋼復合管以及金屬管等材料,這些管取代普通UPVC排水管能夠從根本上解決灌水試驗中出現的滲水問題。
結束語
要使高層建筑給排水系統投入使用后能夠安全、穩妥、有效的運行,我們要不斷優化設計體系,改善傳統設計中不合理之處,加強施工管理,提高施工質量,進而完善建筑功能。此外,設計者還應當不斷采用先進的科學、技術,不斷提升創新能力,開發新型高效的排水系統。為了更好的完善高層建筑給排水系統設計體系,我們需要不斷在實踐中總結經驗,并用創新的思維和全局的眼光去發現不足,進一步探索。
參考文獻
關鍵詞:給排水,強制性,設計,違規
近年來,全國各地先后開始實施建筑工程施工圖審查制度。在此之前,建設部出臺了《工程建設標準強制條文》(以下簡稱“強制性條文”)。它把浩如煙海的2700多項、15萬條之多的工程建設強制性標準中涉及“人民生命財產安全、人身健康、環境保護和其他公眾利益”的重要條款突出出來,把政府要管并且要管好的條款獨立出來,并賦予法律的效應。2000年1月30日,國務院的《建筑工程質量管理條例》(第279號令)規定“不執行強制性技術標準,就是違法、就要給以相應的處罰”。而此后,處罰的依據將不再是眾多的工程技術規范,而是這本“強制性條文”。因此,審圖工作的重點同樣也落在“強制性條文”上[1]。所以,能不能很好的貫徹和實施“強制性條文”,直接關系到人民生命財產安全、人身健康、環境保護和其他公眾利益,而且也關系到執業單位和從業人員的根本利益。本文試圖把自己在設計、審圖工作中所接觸到的建筑給排水設計中違犯“強制性條文”的多發病整理出來,并力求診斷出“病因”,開出“處方”。
1 建筑給排水設計方面
(1)生活飲水缺少必要的防止回流污染的措施。最常見的情況是當生活飲用水管道和消防管道、鍋爐、加熱設備等壓力容器連接時,沒有設必要的防止回流污染的措施,因而一旦生活給水管網壓力波動和各種原因造成管網失壓,就可能導致飲用水被非飲用水污染。在這種情況下,“最小空氣間隙”法是無法采用的;止回閥用于防止回流污染也是不可靠的;而近年開發的倒流防止器是迄今為止比較理想的防回流污染的設備。因此,一般情況下,在下述位置設置倒流防止器是必要的[2];①室外消防專用管的引入管上;②室外為消防生活合用管網時,室內消防的引入管上;③鍋爐給水管上;④加熱器給水管,等等。
還有一種病例,十分常見。用液壓控制閥來控制水池(箱)的水位,而且采用了如圖1所示的液下進水的方式。雖然液位控制閥具有止回閥的作用,但同樣不能可靠地防止回流污染。懈決的辦法是進水管從最高水位上部進入(見圖2)。而為降低水流的沖擊聲,可將管道下彎,形成淹沒出流,但必需品設置虹吸破壞孔,防止虹吸倒流。為了防止壓力水經虹吸破壞孔向池頂噴濺,可向下開孔(見圖2),但此時,必須保證虹吸破壞孔至少高出最高水面2.5 倍孔徑,以形成足夠的空氣隔斷。
圖1 液位控制閥的錯誤接法示意圖圖2 液位控制閥的正確接法示意圖
(2)生活水池(箱)或生活、消防合用水池(箱)利用本底結構,存在著水質污染的隱患。雖然1997年版《建筑給水排水設計規范》已明令禁止,但由于多年工作形成的習慣,這種病例仍不鮮見。
(3)普通不帶水封的地漏的排出管上缺存水彎。這里很少有理解上的問題,出現這種毛病往往是由于疏忽。然而這種小小的疏漏,卻可能導致相當嚴重的后果,有時甚至致命。同樣道理,蹲式大便器未設存水彎,也常有發現。當然有些蹲式便器產生本身已帶有存有彎,這就另當別論了。
(4)排水管在食堂、飲食業的主副食操作、烹調部位的上空布置。其危害性是不言而喻的。最好的辦法是建筑布置時預以避免;當受條件限制,不能避免時,應采取防護措施,如:設置技術夾層、全保護防水托盤等;
(5)空調凝結水排水管直接排人下水道。有2種情形,其一是凝結水單設立管,其出口直接排人下水道。這種方式,下水道中的有害氣體將直接通過管道進入室內;其二是凝結水管經存水彎接入排水立管。經過一個漫長的非制冷季節,存水彎中的水將蒸發干涸,水封破壞,有害氣體同樣逸人室內。其對策就是,凡是凝結水一律間接排放,如排入明溝、水封窨井,避免接人污、廢立管。
2 單層及多層建筑的滅火系統設計方面
(1)滅火器的設計與配置缺項。尤其在小型工業或民用建筑設計中為多見。第一種原因是疏漏;第二種原因是對規范理解有誤,認為滅火器是在建筑竣工后由業主自行添置的,因而可以不設計;第三種原因是有的設計單位內部分工不明確;給排水專業和建筑專業相互推諉,最終沒有落實。按照現行規范,除9層及9層以下的普通住宅外,我們所能碰到的幾乎所有建筑都應配置滅火器,因此這項設計內容是不可缺的。
(2)室內消火栓的間距。對于多層建筑,簡單地取值50m;對于高層建筑,簡單地取值30m,不能滿足同時到達水槍數的要求。其原因是對《建筑消防設計規范》(以下簡稱“建規”)關于“單層和多層建筑室內消火栓的間距不應超過50m”、《高層建筑消防設計規范》(以下簡稱“高規”)關于“消火栓間距不應大于30m,裙房不應大于50m”的規定的理解上出現偏差。其實,兩本規范在規定消火栓最大間距的有關條文中,都首先強調了“消火栓間距應由計算確定”,并在其前款的條文里也都規定了同時到達室內任何部位的水槍充實水柱的支數。實際上,按照現行規范,只有設計高度小于或等于24m,體積小于或等于5000m3的庫房,其規定的同時使用水槍數為1支,因而只要求一支水槍的充實水柱到達室內任何部位,所以也只有這類建筑的消火栓才有可能(其實仍需計算確定)取50m這一最大間距外,其他建筑均應在滿足“兩股水柱同時到達”的設計條件下經過計算確定。這類問題的出現,還有一個原因是對“兩股水柱同時到達”的手段上有錯誤的理解。有人認為可以將兩根水龍帶連接,而達到50m的水龍帶計算長度;而有的人則以雙閥雙出口消火栓來滿足兩股水柱。對于前者筆者沒有找到任何規范依據;對于后者,規范對其有嚴格的適用場合的規定。即“18及18層以下,每層不超過8戶,建筑面積不超過650m2的塔式住宅”,且“當設兩根消防豎管有困難時”。可以看出,即使在這種特定的場合使用也是一種無奈的妥協,而不是理想的手段,因此在其他建筑中,更應力求避免。需要說明一下“高規”強調“同層相鄰的兩個消火栓的水槍的充實水柱同時到達⋯⋯”。而“建規”則不強調“同層”,這意味著相鄰層的消火栓也可以計人同時到達的水槍的充實水柱的支數。有時通過嚴格的計算和合理的設計,可以減少消防立管和消火栓的數量。在工程中不去理會這個原理,并不違犯法規,但是規范的含意是應該明白的。
(3)室內消防給水管道的閥門設置不當。這類問題頻頻在多層建筑設計中出現。因為多層建筑的消火栓系統,往往水平系統和豎向系統混雜,而不象高層建筑那樣多采用比較簡潔的豎向系統。表現之一是閥門設置過少,當某段管道損壞時,停止使用的消火栓數在一層中超過5個;表現之二是閥門設置過多,造成投資的浪費,管網的阻力增加,產生的原因是對規范條文中“停止使用的消火栓數一層中不超過5個”的“一層中”沒有預以注意。
通過上述病例的分析不難看出,疏忽大意和對新規范的不熟悉(甚至根本不了解)是造成違犯“強制性條文”的最普遍的主觀原因,本文所收入的病例只是違犯“強制性條文”的常見病、多發病,而非所有病例,更不是“強制性條文”的全部。另外“強制性條文”只是建筑工程設計的最低標準,只是一個使你免受處罰的標準;而一個真正優秀的設計,應該對所有強制性標準都有一個很細致周到的照顧。
參考文獻:
關鍵詞:消防系統;問題;探討
中圖分類號:TU998.1 文獻標識碼:A
1、關于需設室內消火栓系統等設置場所的問題
《建規》和《高規》都有相應條文明確規定了哪些建筑應設消火栓消防系統,問題在于建筑類別的判定和一些規范沒有列出的建筑種類,遇到建筑底部或地下設了消火栓、建筑上部是否設置并沒有明確規定。
《建規》8.4.3.1和《高規》7.4.6條均規定:設有室內消火栓的建筑,除無可燃物的設備層外,其各層均應設置室內消火栓(其中《高規》為強條)。
筆者理解的是只要建筑內的某一部分規范要求設室內消火栓,其它各層均應設置;如商住樓、綜合樓。
現在在一樓建獨立車庫的住宅很常見,這種住宅,按其住宅功能不需設、按單個汽車庫的停車數不需設,按總停車數須設。這種情況筆者認為可以僅在汽車庫設。
2、關于各類公寓消防規范
近年來各類公寓名目繁多,有酒店式公寓、學生公寓、職工公寓、單身公寓、公寓式辦公樓等;有多層、也有高層。
部分公寓規范雖有定義,但消防設計的規定不詳。06版《建規》用“非住宅類居住建筑”概念涵蓋了所有公寓, “非住宅類居住建筑”設室內消火栓的要求,因此各類公寓的準確劃分也就沒有意義了。筆者考慮根據火災蔓延的難易分類,將建筑形式接近單元式(含點式)公寓按住宅考慮,其它形式公寓按其它建筑考慮。
3、消防水池的設置的問題
《建規》(2001版)8.3.3條“具有下列情況之一者應設消防水池:
(1)當生產、生活用水量達到最大時,市政給水管道、進水管或天然水源不能滿足室內外消防用水量;
(2)市政給水管道為枝狀或只有一條進水管,且消防用水量之和超過25L/s。”
《建規》(2006版)沒有相關規定。
《高規》(2005版)7.3.2.2條 “市政給水管道為枝狀或只有一條進水管(二類居住建筑除外)。
根據《建規》(2001版)規定和建筑室外消防用水量規定,體積大于1500-5000m3的民用建筑的室外消防用水量為15L/s、大于5000m3即為20l/s;這樣幾乎所有沒有兩路進水的建筑都要設消防水池,增加了投資、浪費了水源。
筆者認為室內消防用水量不超過15L/s的單棟建筑可以不設消防水池。允許消防水泵直接從市政管抽水。上海相關方面就是采用這樣的辦法。
4、關于多層建筑室內消火栓系統設消防泵的的問題
歷次《建規》都沒有明確多層建筑什么情況下設消防水泵;《建規》(2001)“8.6.2.9”和《建規》(2006)“8.4.3.8”規定“高層廠房(倉庫)和高位消防水箱靜壓不能滿足最不利點消火栓水壓要求的其他建筑,應在每個室內消火栓處設直接啟動消防水泵的按鈕。”
筆者認為不設消防水池的,在水箱出水管上設穩壓設施解決水箱靜壓不足問題,采用壓力自控和按鈕遠程啟動均可,水泵流量滿足設計秒流量(不同于高層建筑穩壓設施中水泵流量的確定)。以多層建筑的火災撲救原則為“解決火災初期的撲救”的原則。有消防水池的,設系統消防泵(水泵滿足系統水量、水壓要求)、可以不設穩壓設施,系統消防泵由按鈕遠程控制。
5、底層為單間式車庫的多層住宅樓的消火栓設計問題
這種情況在第一條里認為可以僅在底層設消火栓,這里討論如何設置。
筆者認為當建筑內的停車位不超過5輛時,配備滅火器即可,沒有必要每間都設置消火栓,因為火災時本間的無法用、隔壁的用不上。在沒有室內消火栓系統時,可以在室外給水管上設室外消火栓解決室內問題,建筑內有消火栓系統時將室內消火栓設在外墻上比較合理,間距滿足兩股水柱保護要求。
6、“連家店”消火栓系統設計問題
所謂“連家店”,就是店面和住家的房子連在一起的門面,此類型店面必須符合規范“商業網點”的規定,這里討論設有室內消火栓系統的建筑中單開間(一般指1/2柱網)“商業網點”如何設置消火栓。
筆者認為單層網點應設在外墻上,雙層網點上下設,保證兩股水柱保護要求。
7、規范不要求設消火栓、但要求設自噴的建筑是否應設消火栓的情況
新《建規》在8.3.1.2、8.3.1.4、8.3.3條文中要求設室內消火栓。 設有室內消火栓的人員密集公共建筑以及低于本規范第8.3.1條規定規模的其它公共建筑宜設置消防軟管卷盤;建筑面積大于200m2的商業服務網點應設置消防軟管卷盤或輕便消防水龍。
新《建規》在8.5.1.4、8.5.1.5、8.5.1.6條文中要求設自噴滅火系統。
新規范對室內消火栓和自噴的建筑要求作了調整,減少了兩者不銜接的部分,但小型娛樂場所兩者的不一致繼續存在。筆者認為根據新《建規》8.3.3這種情況可設水喉解決。
8、《高規》第7.6.4條“經常有人停留或可燃物較多”怎樣界定的問題
《高規》第7.6.4條規定“高層建筑中經常有人停留或可燃物較多的地下室,半地下室房間等,應設自動噴水滅火系統” 。
筆者認為無可燃物、無裝修的水泵房、空調機房、換熱間等設備房可不設噴頭,高層建筑樓梯樓層應設噴頭。因為火災時人員疏散主要依靠疏散樓梯,此部位雖然平時不屬于“經常有人停留”的場所,但火災時此部分重要性不言而喻。因此應在高層建筑樓梯樓層平臺設噴頭。
9、不具備設屋頂水箱條件的建筑,用氣壓罐代替消防水箱、其調節容積的確定問題,
《建規》中8.4.4高位消防水箱(包括氣壓水罐、水塔、分區給水系統的分區水箱)的設置應符合下列規定:
(1)重力自流的消防水箱應設置在建筑的最高部位;
(2)消防水箱應儲存10min 的消防用水量。當室內消防用水量小于等于25L/s ,經計算消防水箱所需消防儲水量大于12m3時,仍可采用12m3;當室內消防用水量大于25L/s ,經計算消防水箱所需消防儲水量大于18m3時,仍可采用18m3;
(3)消防用水與其它用水合用的水箱應采取消防用水不作他用的技術措施;
(4)發生火災后,由消防水泵供給的消防用水不應進入消防水箱;
(5)消防水箱可分區設置。
因此這種情況下的氣壓水罐調節容積與高位消防水箱容積完全相同。
10、關于區域消防問題
區域消防是指一個(或多個)消防水池、一套(或多套)消防水泵通過敷設在室外的室內消防供水系統向兩棟及兩棟以上建筑室內消防系統供水的系統。
區域消防優點:減少重復建設,節約投資;
困難:沒有明確規范,導致設計、審查困難。
《高規》(2005版)7.3.5規定:同一時間內只考慮一次火災的高層建筑群,可共用消防水池、高位消防水箱。
同一時間內火災次數不超過一次的區域可采用區域消防給水系統。分期建設、分期使用的區域消防給水系統,系統水池、水泵和高位水箱必須滿足一期建筑使用的消防要求。區域消防給水系統的高位水箱的消防儲水量不應小于區域內最大一棟高位水箱消防儲水量建筑的要求;高位水箱應設置在區域內最高一棟建筑的頂部。
區域消防給水系統消防泵的供水能力應滿足最不利點消火栓或自動噴水滅火設施的水量、水壓要求。
問題:是否考慮同一時間內一次以上火災的情況
從消防供水角度講,同一時間內一次以上火災時共用系統不僅可以節省投資,還能提高供水保障率。但現有國家規范僅提供了城鎮、居住區、工廠的火災次數劃分條件,倉庫、民用建筑不論多大規模都是一次(見《建規》表 8.2.1、表 8.2.2)。
故筆者認為不必考慮同一時間內一次以上火災的情況。
結束語
以上所述是筆者在設計工作過程中對于現行規范在實際應用中的一些體會。我們應當根據規范要求把規范和實踐相結合,只有充分理解、把握規范,才能更好地將規范應用到實際工作中。
參考文獻
1.1C區建筑的定性
C區地上4層,建筑高度22.8m,其首層距離A區和B區的間距為12~22m,大于多層建筑與高層建筑的防火間距9m;C區二層~四層與A區和B區的間距為20~23m,大于高層建筑之間的防火間距13m。A區、B區、C區之間通過不燃燒的室外連廊連通。C區地上部分與A區、B區的間距能滿足各區之間的防火要求。C區地下主體已采用防火墻、下沉廣場和防火隔間與A、B區進行了防火分隔,C區所在的分隔區域內不含高層部分,且C區采用耐火極限為2.00h的樓板與地上建筑進行分隔。即C區地上與A、B區的防火間距滿足規范要求,地下也與A、B區進行了有效的防火分隔,且在首層設置有環形消防車道,其人員疏散、消防救援均與多層建筑相同,故可按多層建筑進行防火設計。
1.2疏散樓梯在首層不能直接通向室外
近年來,我國的大型商場設計理念已從傳統單一的百貨商店轉向綜合性的商業中心。這些現代化的商業中心通常集購物、休閑娛樂、運動、餐飲于一身,往往體量較大,造成建筑中部的疏散樓梯不能直接通向室外。可采取以下幾種措施解決人員疏散的問題。
將疏散樓梯通向臨時安全區A區有五部沿中庭布置的疏散樓梯無法直通室外,擬將該中庭首層設計為臨時安全區,以保證人員能安全地疏散,具體措施如下:
除首層外,各層中庭開口部位采用特級防火卷簾進行防火分隔。
負一層~五層鄰中庭的商鋪設計為獨立的防火單元,商鋪之間及與中庭之間采取防火分隔措施,控制負一層和首層商鋪建筑面積不大于200m2,二層~五層商鋪建筑面積不應大于300m2。中庭兩側商鋪內任一點到疏散出口的直線距離不大于15m。商鋪、輔助用房等開向中庭的門在火災時應能自動關閉。每個商鋪內均設置自動噴水滅火系統、火災自動報警系統以及機械排煙系統。
百貨商場或主力店等其他大型商業空間,應按建筑面積不大于4000m2,娛樂、影院、餐飲等按不大于2000m2劃分為獨立的防火分區,并采用防火墻與中庭進行分隔。必需的人流開口可采用防煙前室或特級防火卷簾分隔,當采用防煙前室時,前室兩側的門應為甲級防火門;當采用防火卷簾時,應采用兩道防火卷簾,且應一次降落到底。
首層不能直通室外的疏散樓梯至中庭的走道兩側應設置耐火極限不低于1.0h的墻體。
中庭區域內均設大空間自動掃描定位噴水滅火系統,宜采用紅外光束感煙探測器或吸氣式感煙探測器,消火栓應設消防軟管卷盤。中庭各層環廊內均應設置火災探測器,各環廊火災應急照明地面最低水平照度不應小于2.0Lx,首層環廊疏散指示應采用具有火災時能優化疏散路徑功能的集中控制型疏散指示系統。中庭頂部設置獨立的機械排煙系統,并宜在首層設置機械補風系統,其補風量不小于排煙量的20%。
中庭、各層環廊以及鄰中庭的各商鋪地面和墻面裝修應采用A級材料,其他部位的裝修不應低于B1級;頂棚為不燃或難燃材料,其承重結構的耐火極限不低于1.0h。
設置安全走道對于A區另六部無法直通室外的疏散樓梯,擬借鑒《人民防空工程設計防火規范》設置避難走道的方法,在首層設置3條相互貫通的安全走道。安全走道共設3個出口直接與室外相通,3條走道寬度之和14.7m。安全走道的裝修材料燃燒性能等級應為A級,走道兩側的墻體為耐火極限不低于1.5h的實體墻,或采用受自動噴水滅火系統保護的A類防火玻璃分隔。同時安全走道內設火災應急照明,設應急廣播和消防專用電話,設室內消火栓,并配備消防軟管卷盤;設疏散指示系統,并設疏散導光流標志。
1.3外廊及室外平臺作為安全出口的可行性
當前相關規范均未明確“室外安全區域”應具備的條件。在實際工程中,若室外區域在首層,可認為是安全區域;當建筑的地面有高差時,不同高差的室外地面也可認為是安全區域;但在對待非地面的室外平臺時,通常都比較慎重。若將室外區域確定為供人員疏散的安全區域應能滿足如下條件:(1)該區域處于室外空間;(2)該區域能容納建筑內疏散出來的人員暫時避難;(3)有能將該區域的人員疏散至遠離建筑的路徑。該項目二至五層均設有室外平臺將各區域連接在一起,各層室外平臺建筑面積在2648~8640m2之間,且各層平臺設計有寬5.9~17.9m的開敞樓梯可引導人員向地面疏散。為保證建筑整體的疏散能力,通向外廊和室外平臺的出口計入安全出口的寬度不應大于整層應設計安全出口寬度的30%。對于本建筑,各層室外環廊及平臺的面積、容納人數、室外疏散樓梯的寬度等條件如表1所示。表1中的容納能力按每平方米5人確定。按表1所示,平臺能容納人數約1.3~4.3萬人不等,而各區商鋪需要通過室外平臺疏散的人數不大于3000人,則外廊和室外平臺有足夠的疏散能力容納需要疏散出來的人員;且各層均有寬5.9~17.9m的室外疏散樓梯能保證將人員疏散至地面。故室外平臺和外廊可視為安全區域。
2火災場景分析與確定
2.1火源位置的設定在確定火源位置時,應考慮火災可能的規模、建筑內各功能區域的空間特點、疏散出口分布、起火樓層以及煙控措施等因素。綜合以上因素,共設置3個火源位置:火源位置A,火災位于地下一層A1-4防火分區精品店內;火源位置B,火災位于一層精品店內;火源位置C,火災位于一層主力店內。
2.2火災場景設定
根據設置的3個火源位置,分析確定了3組10個設定火災場景,火災均按t2快速火考慮,其火災增長系數α=0.04689kW•s-2。具體見表2。
2.3火災蔓延及煙氣模擬分析
運用火災動力學模擬軟件FDS(FireDynamicsSimulator)對建筑內的火災及煙氣蔓延情況進行模擬計算,得到各火災場景下的火災蔓延及煙氣流動狀態,見表2。由表2可得到如下結論:(1)地下一層發生火災時,在排煙系統和滅火系統有效啟動的情況下,首層步行街內可在較長時間(不低于30min)內維持安全的疏散環境,在排煙系統或滅火系統失效的情況下,首層步行街內的可用疏散時間會有較大減少,最低為11min;當五層部分防火卷簾失效時,在排煙系統和滅火系統有效啟動的情況下,首層和五層步行街內可在較長時間(不低于30min)內維持安全的疏散環境。(2)首層商場發生火災時,在排煙系統和滅火系統有效啟動的情況下,首層步行街內可在較長時間(不低于30min)內維持安全的疏散環境,在排煙系統和滅火系統失效的情況下,首層步行街內的可用疏散時間較少(最低僅為9min)。
2.4人員安全疏散分析根據建筑特點和人員荷載,結合火災模擬研究結果,計算在最不利情況下,建筑內各區域人員在現有疏散寬度和距離情況下所需要的疏散時間,為優化人員疏散方案提供設計參考依據。判定標準為:人員可用疏散時間tASET>人員必需疏散時間tRSET。
可用疏散時間的確定可用疏散時間是指從火災發生到火災發展到致使建筑內某個區域達到人體耐受極限的時間。根據火災蔓延及煙氣流動狀態模擬分析計算結果,對應上述各參數的極限值,確定各火災場景下的人員可用疏散時間,其結果匯總見表3。
必需疏散時間的確定人員疏散的必需疏散時間tRSET一般可按公式(1)計算。tRSET=tA+tR+1.5×tM(1)該項目中設有火災自動報警系統,能夠對火災起到很好的監控作用。另外,該項目空間較大,人員視野較為開闊,且一般處于清醒狀態,通常在火災發生的初始階段就能被周圍人員發現,報警時間較短,建筑內的人員一般會在火災初期較快地感知到火情。因此,將火災報警時間(tA)保守地設為60s。同時建筑內設有聲音廣播系統,人員需要的行動準備時間較短,但考慮到建筑內的人員對建筑本身的疏散設施不熟悉等不利因素,將人員疏散響應時間(tR)保守地設定為120s。tM為疏散行走時間,直接采用疏散軟件PathFinder2009.2進行疏散模擬分析所確定的參數。必需疏散時間tRSET見表3。由表3可知:(1)在自動噴水滅火系統和機械排煙系統均有效的情況下,對于各個設定火災場景和疏散場景,人員均能夠在危險來臨之前通過安全出口疏散至安全區域。(2)當自動噴水滅火系統和機械排煙系統均失效時,建筑內部分人員疏散過程的安全性得不到保障。(3)為減少負一層火災的影響,除交通需要的中庭開口外,建議采用樓板分隔負一層和一層的中庭。
3結論
根據擬定的消防設計方案,對該大型商業綜合體進行了定性和定量分析,結論如下:
3.1C區地上與A、B區的防火間距滿足規范要求,僅靠室外不燃燒連廊及室外平臺連接。地下也與A、B區進行了有效的防火分隔,且在首層設有環形消防車道,C區地上4層,建筑高度為22.8m。其人員疏散、消防救援等條件均與多層建筑相同,故C區可按《建筑設計防火規范》進行防火設計。
3.2針對部分疏散樓梯在首層不能直通室外,設置臨時安全區和安全走道,能滿足人員疏散要求。
3.3建筑室外環廊和室外平臺面積足夠大,且有開敞樓梯引導人員向地面疏散,室外平臺和外廊可作為安全區域。為保證建筑整體的疏散能力,通向外廊和室外平臺的出口計入安全出口的寬度不應大于整層應設計安全出口寬度的30%。
關鍵詞:高層建筑;消防系統設計;相關要求
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;
中圖分類號:TU89文獻標識碼:A
隨著我國城市建設的步伐越來越快,城市中心人口的密度也隨之加大,各類高層建筑建設的數量逐年增加,在給人們提供了更多空間的同時,也給高層建筑的消防系統設計提出了更多的問題。相較于多層建筑,高層建筑在發生火災時,其危險性更大,因此,在高層建筑的消防系統設計時,應進行全面考慮,以保證人員生命財產安全。
一、高層建筑火災特點分析
(一)引發火災的隱患多
由于高層建筑的人員密度大、流動頻繁且功能復雜多樣,對于消防管理造成一定的難度,其中埋下的火災隱患不易被發現。同時煙蒂余火、設備焊接走火、管道檢修、電器設備短路、漏電等均會引發火災事故。
(二)火勢發展迅速
受到高層建筑高度的影響,一旦在高層建筑中發生火災事故,大風會助長火勢。同時高層建筑內的各類豎井,包括管道井、電纜井、通風井、樓梯井、電梯井等,都會使火災事故進一步蔓延,再加上豎井本身具備的抽風效應,會使火勢失控,越高的樓層,其引發的火勢越大。
(三)難以疏散人員
由于高層建筑垂直距離長且層數較多,人員密度大,在發生火災事故時,要將人員向安全場地或地面疏散時所需要的時間也就更長。同時如第二點所述,因豎井會使火勢的蔓延速度加快,人員在安全疏散時的難度也就進一步加大。另外,高層建筑在發生火災事故時,主要的安全疏散通常是樓梯,如果樓梯對煙氣的侵入不能起到很好的控制作用,就會使人員疏散更為困難,甚至對人員的生命造成極大的威脅。根據以往的火災事故案例來看,在火災事故中因煙氣而致死的要占到火災傷亡人數的一半以上,甚至更高。
(四)消防系統設備不完善
近年來,各類高層、超高層建筑的項目數量大增,但國內的消防車供水壓力卻無法與之相匹配,這就給高層建筑室外撲救帶來了一定的難度,因此,在高層建筑發生火災事故時,仍以室內消防設備為主。然而目前在高層建筑消防系統的設計時,只是以普通火災規模來考慮設計的合理性,一旦在高層建筑中有較大面積火災發生,其中消防用水量、消防電梯、消防器材的不完善,都會給撲救的有效性造成極大的影響。
二、高層建筑消防系統設計的要求研究
高層建筑的特點是高度高、層數多,因此如高層建筑的高度范圍在24至50米時,通常由登高消防車通過消防水泵結合設備為室內消防供水管網提供水源,同時以消防云梯結合進行輔助撲救;如高層建筑的高度范圍在50至100米時,就需要將室內消防設備撲救火災的能力加強;而當高層建筑的高度范圍大于250米時,就必須采取特殊消防措施,同時將相關措施交我國消防主管部門進行專題研究認證。
(一)高層建筑消防系統設計應以室內自救為主
考慮到高層建筑的火勢發展迅速、蔓延途徑較多且人員疏散與撲救存在一定的難度,因此在高層建筑消防系統設計時,首先要嚴格貫徹落實“預防為主,消防結合”的政策方針,確保消防安全。同時,高層建筑的消防供水系統應以室內消防給水自救為主,也就是說,高層建筑的消防系統應是具備獨立火災撲救能力的,從這個角度上來說,其與低層或多層建筑消防設計有著本質的區別。
(二)以消防供水為主,其他滅火劑結合輔助
水的滅火效果好、價格便宜、設備簡單且使用方便,應是高層建筑消防系統的主要滅火劑。其他滅火劑則針對一些高層建筑中不宜用水撲救的設備或部位,比如煙烙燼、干粉、氣溶劑、七氟丙烷、二氧化碳滅火劑,以及專用于撲救可燃液體的酸堿滅火劑、泡沫滅火劑等。
(三)嚴格貫徹落實我國及地方現行消防條例與法律法規
在高層建筑消防系統設計中,必須嚴格遵循我國及地方現行消防條例與相關法律法規,同時結合高層建筑所在地的消防水平與條件,合理、經濟地設計高層建筑消防系統。
三、高層建筑消防系統設計實例
(一)工程概況
以某高層建筑物為例,該建筑為地下3層,地上39層,其樓高達169.9米,建筑總面積113779.25平方米,設計為甲級智能型寫字樓。該高層建筑所在的區域內具備完善的基礎設施建設,能夠可靠地提供水源,其城市消防保障體系相當完備。
(二)高層建筑消防系統設計
該寫字樓消防設計范圍包括:滅火器系統、潔凈氣體滅火、自動噴淋給水以及消防火栓給水系統。建筑高度達169.9米,屬于超高層建筑,其建筑防火設計按照一類執行。參照我國相關消防條例、法律法規、行業規范,該工程的設計火災次數1次,室內消火栓用量水為每秒40L、室外則為每秒30L,以3小時火災延續時間計算。自動噴淋系統的消防用水量則為每秒30L,以1小時火災延續時間計算。室內總消防用水量則為540立方米。
1、室外消火栓。該高層建筑在市政道路旁邊,距高層建筑50米左右位置有兩個市政消火栓,可在該高層建筑使用范圍內。同時向自來水公司提出申請,另從不同的市政給水管上接出兩路消防管路DN150,并在室外水泵接合設備旁邊設置DN150地上消火栓一個,滿足消防用水要求。
2、消火栓系統。在該工程的避難層、消防電梯前室、辦公室走道、大堂、餐廳、公共場所、地下停車場處均設置有消火栓箱且帶自救消防卷盤,同時設置消防泵按鈕于各個消火栓箱處。在發生火災時,只要將玻璃打破并按下按鈕,就能夠向消防中心報警,同時將消防水泵啟動。消火栓的水槍充實水柱高度不小于13米,整個給水管網水平、豎向組成供水環網,豎向分區劃分為3個區域,確保消火栓位置的凈壓力小于0.8MPa。1區為3至9層,27.8米高;2區為10至24層,58.8米高;3區為25至屋頂層,62.8米高,并設消火栓于天臺停機坪上,當消火栓口出水壓力超過0.5MPa時,采用減壓穩壓消火栓。
3、自動噴淋。該高層建筑屬中危險級火災等級,除建筑面積小于5平方米的衛生間、不宜以水撲救部位以外,均設置自動噴水滅火。自動噴淋系統給水管網配水管道工作壓力小于1.2MPa,豎向劃分為4個區,1區為3至地上7層,19.4米高;2區為8至13層,21米高;3區為14至28層,58.8米高;4區為29至屋頂層,46米高。
4、潔凈氣體滅火。在該高層建筑高低壓配電房、網絡機房以及變壓器室、柴油發電機房等位置設置潔凈氣體滅火(七氟丙烷)系統,屬全淹沒管網獨立滅火系統,設機械應急、自動、手動控制三種模式,設計濃度8.0~9.0%,噴射時間7~10秒,浸漬時間大于5~10分鐘。
5、滅火器。該工程地下車庫按嚴重危險等級,B類火災配置滅火器;電氣火災為E類火災。其他位置按嚴重危險等級,A類火災配置滅火器。
參考文獻:
[1] 王繼東.超高層建筑消防系統設計之探討.[J].中華民居.2011(9)
關鍵詞:建筑;給排水;消防系統;設計要點
隨著經濟的飛速發展,城市化步伐的加快,人們的生活水平在提升的同時對住所要求也越來越高,這使得現代的建筑企業在設計和建造建筑時不斷迎合市場需求,不斷增加建筑物的功能。這樣就給建筑物的消防以及排水系統提出了更高的要求。作為關系到人們生命財產安全的關鍵因素,建筑的給排水與消防設計必須確保設計合理科學,否則,極有可能會導致嚴重的安全隱患。最近幾年災難事故時有發生,究其原因,就是因為設計階段的馬虎造成的,如何實現建筑給排水與消防的合理設計,師值得深入探討的問題。
一、建筑給排水及消防系統設計要求
國內外的高層建筑給水系統通常采取高位水箱和低位調節水箱變頻泵等形式等形式。而在國內,通過減壓分區、氣壓罐、高位水箱、低位調節水箱變頻泵和無水箱疊壓等進行給水是目前主流的高層建筑給水方式。由于管道和設備簡單,減壓分區給水方式的也因此成本較低,但是其能源由于供水面壓力較大而消耗較多。氣壓罐采用不需設置高位水箱的氣壓罐減壓閥和氣壓罐進行并聯給水的形式。此種方式但會因為氣壓罐較小的貯水量以及頻繁啟動水泵而導致運用費用較高。一般而言,會配合其他方式進行配合給水。由于給水效果好,市政水壓利用充分、節約能源、水泵出水量可隨管網的用水量調整等優點,無水箱疊壓直接給水成為了最近幾年運用最為廣泛的給水方式,它可以有效實現交流量供水效果。作為給水系統的核心部分,高層建筑加壓及供水方式的選擇實質上是選擇合理的供水設備。選擇技術優良、安全可靠、經濟合理的給水系統對高層建筑有著十分重要的意義。
二、建筑給排水系統設計要點
高層建筑和多層建筑的排水系統之間不存在很大的差異。十二層以下的高層建筑能和多層建筑一樣,對于十二層及以上的高層建筑除了排水立管外,仍然需要增加設置專用的通氣立管。通常而言,應在靠墻位置設置通氣立管,為方便設置檢查口,在靠外的地方設置排水立管,二者之間通過H管進行連接可以節省空間。排水管材問題:對于有非常高的排水要求或高度超過100米的高層建筑,應采用機制排水柔性接口鑄鐵管作為排水管,而不是UPVC管。1.生活排水。衛生間、廚房和洗衣機的排水統稱為生活排水。每戶陽臺設置洗衣機的專用地漏,將其排水系統接入小區化糞池之后的生活排水管網,再共同納入市政的污水系統,避免陽臺的洗衣機排水和城市雨水系統出現混亂而導致水體污染的情況出現。為了避免上下層廚衛的管道對占用大量空間以及檢修時麻煩,在本層布置排水管道,并且設計采用側排式地漏、后排式坐便器方的排水方式。2.空調水排放。統一考慮空調的機位,對冷凝水的排水管進行統一的布置,從而使得冷凝水有序地排放以及避免因冷凝水不制頃利排出而積水。并且空調冷凝水應間接接入雨水排水系統。3.消防電梯排水。避免將消防電梯排水集水坑設置在消防電梯基坑下,這會導致很多不利因素出現,例如電梯過于潮濕,這樣十分容易導致電氣系統受潮從而致使故障,此外會使得安裝維修排水管道、閥門及潛污泵變得困難,結構專業造價增高的同時還會難于處理。因此在電梯井外設置集水坑,讓消防排水通過管道排放到集水坑。采用球墨鑄鐵管,水泥砂漿敷設連接地下室地板內的排水管。
三、建筑消防系統設計要點
遵守國家消防的工作方針“預防為主、防消結合”。建筑內部的消防系統對建筑物的安全、火災預防以及及時撲滅火災,降到損失等有著直接影響。通常來說,消防系統包括了乎消火栓消防、自動噴水滅火以及其他的固定式滅火等系統。一些小的著火點引起常常可以引發一場火災,對于一棟大型建筑而言,保持任何地點任何時候都有人看守現場是不現實的。盡管不少建筑物有先進的監控系統,也無法捕捉到監控死角處的火災著火點,再者任何人都會有不留神的時候,監控人員也會出現疏忽。因此,撲滅以及火災的初期控制很重要,而自動噴水滅火系統則對此起著關鍵作用。具備安全可靠、經濟合理、成功率高等優點的自動噴水滅火系統被視為目前世界上最有效的,也是應用最廣、用量最大的自動滅火系統。在自動噴水滅火系統設計的過程中,要嚴格遵守國家關于基本建設和消防工作的相關方針政策以及法律法規。同時為了確保設計的安全可靠、經濟合理以及易操作性,在進行滅火系統設計的時候,必須將保護對象的使用功能、內部物品燃燒時的發熱放煙規律,以及建筑物內部空間條件對火災熱煙氣流流動規律等進行結合考慮。
四、結語
總而言之,在設計建筑給排水及消防系統的設計過程中,必須注意上述提到的各種設計要點,同時還有處理好具體的設計細節。為了實現建筑未來使用過程中達到安全和舒適的標準,必須在設計初期確保水源選擇、給水和排水以及消防系統的設計質量。只有做到了這些,才可以確保建筑物的質量。
作者:黃玉海 單位:山東拯和消防工程有限公司
參考文獻:
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【關鍵詞】多層住宅建筑結構現狀重要參數
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
中圖分類號:TU3文獻標識碼:A 文章編號:
在我國,住宅建筑按其層數分為:低層、多層、和高層三類。我國在《民用建筑設計通則》 (GB50352-2005)中明確規定:一層至三層為低層住宅,四層至六層為多層住宅,七層至九層為中高層住宅,十層及十層以上為高層住宅。除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于 24m者為單層和多層建筑,大于 24m者為高層建筑(不包括建筑高度大于24m的單層公共建筑);建筑高度大于100m 的民用建筑為超高層建筑。多層住宅建筑是借助公共樓梯解決垂直交通,是一種極具代表性的城市集合住宅。
一、多層住宅建筑結構的發展現狀
1、多層住宅建筑結構的特點
多層住宅在我國目前新建或正在建造的城鎮住宅中占90%以上,與中高層(小高層)和高層住宅相比,有一定的優勢:(1)在建設投資上,多層住宅公攤面積少,不需要像中高層和高層住宅那樣需要增加電梯、 高壓水泵、公共走道等方面的投資,物業費也較低,整體的性能價格比高,因此得房率比較高。(2)在戶型設計上,多層住宅戶型不僅結構設計成熟、設計空間大,而且居住舒適度較高。通常采用磚混結構,建材可就地生產,可大量工業化、標準化生產。因此,多層住宅造價較低,價格適中,易于被普通消費者接受。(3)在結構施工上,多層住宅通常采用磚混結構,同時又比高層住宅建設工期短,一般開工一年內即可竣工,因而多層住宅的建筑造價一般較低。
但是,多層住宅也有不足之處,主要表現在:(1)底層和頂層的居住條件不算理想,底層住戶的安全性、采光性差,廁所易溢糞返味;頂層住戶因不設電梯而上下不便。此外屋頂隔熱性、防水性差。(2)難以創新。由于設計和建筑工藝定型,使得多層住宅在結構上、建材選擇上、空間布局上難以創新,形成“千樓一面、千家一樣”的弊端。如果要有所創新,需要加大投資又會失去價格成本方面的優勢。多層住宅的平面類型較多,基本類型有梯間式、走廊式和獨立單元式。
2、幾種常見的多層住宅建筑結構體系
(1)混凝土空心砌塊多層建筑體系。混凝土空心砌塊多層建筑體系在我國發展迅速,并形成相當規模的砌塊生產能力,砌塊生產已“供大于求”。與此同時,混凝土空心砌塊多層建筑體系也存在著一些問題,例如:混凝土空心砌塊自重大,由人工采用人工砌筑的勞動強度大,不符合建筑工業化的方向;砌筑工藝存在不足之處:很薄的砂漿在空心砌塊上鋪設很難粘結密實和牢固,影響整體強度;雨水容易從砂漿縫隙滲入,如果雙面抹灰,又大大增加抹灰量;并且在光潔的砌塊上抹灰難度很大,易空鼓、開裂;在砌塊內放置鋼筋、建筑混凝土等工藝復雜,質量無法檢驗。
(2)框架輕板結構體系。框架輕板結構多為鋼筋混凝土框架結構,內外墻均為非承重墻。可用陶粒空心砌塊、加氣混凝土砌塊或其它非粘土砌塊以及陶粒混凝土輕質兩面光條板、 3E板等等做內外墻。
(3)鋼筋混凝土剪力墻結構體系。鋼筋混凝土剪力墻結構體系,內外墻全部采用現澆鋼筋混凝土墻。目前已開發出多種配套的外墻保溫體系。這類結構體系,亦可以把外墻做成預制墻板在現場預制生產后就地安裝。
(4)用多孔粘土磚或非粘土磚代替實心粘土磚的多層建筑體系。用多孔粘土磚或非粘土磚代替實心粘土磚的多層建筑體系在我國的發展比較緩慢,究其原因,主要有以下幾個方面:粘土多孔磚仍需要大量的粘土,少用粘土有限;不能用于承重墻;由于涉及原材料及投資前景等問題,生產廠家不敢下決心擴大規模,制約了其發展;灰砂磚由于抗剪強度及其與砂漿的粘結性能不佳,影響其大面積推廣使用。
(5)革新“外砌內澆”體系。采用革新“外砌內澆”體系就是將外墻粘土實心磚改為加氣混凝土砌塊,內墻仍為鋼筋混凝土墻體(一般為140~160mm厚),用大模板施工。
二、多層住宅建筑結構計算中幾個重要參數的合理選取分析
《建筑抗震設計規范》中第3.6.6.4條指出,所有的計算機計算結果,應經分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。通常情況下,計算機的計算結果主要是結構的自振周期、樓層地震剪力系數、樓層彈性層間位移(包括最大位移與平均位移)和彈塑性變形驗算時樓層的彈塑性層間位移、樓層的側向剛度比、振型參與質量系數、墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋、底層墻和柱底部截面的內力設計值、框架一抗震墻結構抗震墻承受的地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值、超筋超限信息等等。
為了分析判斷計算機計算結果是否合理,結構設計計算時,除了有合理的結構方案、正確的結構計算簡圖外,正確填寫抗震設防烈度和場地類別,合理選取電算程序總信息中的其他各項參數也是十分重要的。現以空間有限元分析與設計程序SATWE為例,結合施工圖審核校對中發現的問題,來說明有關參數如何合理選取。
1、結構的抗震等級
在工程設計中,多數房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑,如民用住宅、辦公樓及一般工業建筑等等,其抗震等級可根據烈度、結構類型和房屋的高度按《建筑抗震設計規范》表6.1.2確定。而電訊、交通、能源、消防和醫療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑,首先,應當根據《建筑抗震設防分標準》確定其中哪些建筑屬于乙類建筑(可能還有甲類建筑,本文不涉及)。乙、丙類建筑,地震作用均按本地區抗震設防烈度計算。對于乙類建筑,一般情況下,當抗震設防烈度為60――80時,抗震措施應符合本地區抗震設防列度提高一度的要求。所謂抗震措施,在這里主要體現為按本地區設防烈度提高一度由《建筑抗震設計規范》表6.1.2確定其抗震等級。例如,位于80地震區(如北京)的乙類建筑,應按90由《建筑抗震設計規范》表6.1.2確定其抗震等級為一級;當80乙類建筑的高度超過表6.1.2規定的范圍時,還應經專門研究,采取比一級抗震等級更有效的抗震措施。如北京某大型零售商場和某三級醫院的門診樓本屬乙類建筑,但設計人員錯當成丙類建筑來設計,使建筑物的抗震能力降低,不得不對設計計算做重大修改。
2、地震力的振型組合數
地震力的振型組合數,對高層建筑,當不考扭轉耦聯計算時,至少應取3;當振型數多于3時,宜取3的倍數,但不應多于層數;當房屋層數2時,振型數可取層數。對于不規則的結構,當考慮扭轉耦聯時,對高層建筑,振型數應取9;結構層數較多或結構剛度突變較大,振型數應多取,如結構有轉換層、項部有小塔樓、多塔結構等,振型數應取12或更多,但不能多于房屋層數的3倍;只有當定義彈性樓板,且采用總剛分析,必要時,振型數才可以取的更多。《建筑抗震設計規范》指出,合適的振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90%所需的振型數。 SATWE等電算程序已有這種功能,可以很方便地輸出這種參與質量的比值。有些設計人員不大重視電算程序使用手冊的應用,選取振型數時比較隨意,這是應當改進的。此外,由耦聯計算的地震剪力通常小于非耦聯計算,僅當結構存在明顯示扭轉時才采用耦聯計算,但在必要時應補充非耦聯計算。
3、結構周期折減系數
框架結構及框架一抗震墻等結構,由于填充墻的存在,使結構的實際剛度大于計算剛度,計算周期大于實際周期,因此,算出的地震剪力偏小,使結構偏于不安全,因而對結構的計算周期進行折減是必要的。但對框架結構的計算周期不折減或折減系數取得過大都是不妥當的。對框架結構,采用砌體填充墻時,周期折減系數可取0.6――0.7; 砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時,可取0.7――0.8;完全采用輕質墻體板材時,可取0.9;只有無墻的純框架,計算周期才可以不折減。
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關鍵詞: 高層建筑系統給排水設計
中圖分類號: TU97 文獻標識碼: A 文章編號:
一、前言
隨著我國國民經濟的不斷迅猛發展,城鎮化建設進程的加快,高層建筑已成為城市建筑中的主體,特別是在二三線城市中,100m以下的高層建筑占了絕大部分。由于高層建筑具有高度大、層數多、噪聲源多、用水要求高、系統復雜、排水量大,對建筑給排水工程的設計、施工、材料及管理方面都提出了更高的要求。本文重點討論100m以下的高層建筑,并結合具體工程實例進行分析。
二、高層建筑給排水系統的特點
與多層建筑給排水工程相比,高層建筑給排水工程具以下特點:
1、高層建筑給水、熱水、消防系統靜水壓力大,如果系統中的壓力過大,管道及配件容易被破壞。因此,供水必須進行合理的豎向分區,使每個分區中的靜水壓力降低到合理范圍,保證系統的安全運行。
2、高層建筑引發火災的因素多,火勢蔓延速度快,火災危險性大,滅火撲救困難。因此,高層建筑消防系統的安全可靠度要比多層建筑的高得多。由于高層建筑火災撲救的難度較大,現有消防設備能力有限,所以高層建筑的消防系統應立足于自救,具有更加完善的消防系統。
3、高層建筑的排水量大,管道長,管道中壓力波動較大。為了提高排水系統的排水能力,穩定管道中的壓力,保護水封不被破壞,高層建筑的排水系統應設置更有效的通氣管系統,采用新型的排水系統或特殊管件,如內螺旋管、漩流降噪管、降噪器、消能裝置等。另外,當高層建筑底部管道承壓較高時,排水管道應采用機械強度較高的管道材料,并采用球墨離心鑄鐵排水管和柔性接口。
三、某高層建筑給排水實例
1、工程概況
西南某三線城市住宅小區占地面積10萬m2,總建筑面積12萬m2,整個小區有商業、公寓、酒店和住宅樓共五棟建筑。地下室二層為汽車庫和設備用房,地上四層裙房為大型綜合類商場,塔樓部分為公寓、酒店和住宅樓,建筑高度96.95m。
2、生活給水系統
(1)供水水源:由城市供水管網引入兩根DN200的給水管在小區內形成環狀,供低區裙房生活用水,地下室消防水池用水,公建生活水箱用水,變頻調速恒壓供水設備吸水。
(2)給水系統:地下室分別設生活水泵房和消防水泵房,生活水泵房根據公建和住宅的特點分別設置二套供水系統。公建設生活水箱60m3和變頻調速恒壓供水設備,屋面設置30m3的生活水箱,提供除最高三層外的生活用水,變頻調速恒壓供水設備提供最高三層、生活水箱和空氣源熱水機組的用水,除最高分區加壓供水外,其余均通過屋面水箱直接供水或減壓閥減壓供水。
3、生活熱水系統
(1)系統劃分:高層公寓和酒店設生活熱水系統,熱水系統的分區除最高三層在屋面單獨設置變頻調速恒壓供水設備加壓供水外,其余與冷水系統相同,要求各用水點冷熱水系統的壓力相同。系統均為上行下給式,且分區設置循環泵和循環水管道,循環管道直接回到熱水箱。
(2)熱源和貯存:在屋面設置8臺空氣源熱水機組,為系統提供不超過60℃的生活熱水;屋面設置30m3的熱水箱,貯存大于90min的熱水量。由于空氣源熱水機組是按照環境溫度20℃的室外空氣時所提供的制熱量,因此在冬季室外溫度較低時應按當地冬季室外溫度進行校核修正,當差距較大時,需增加機組供熱量及設置電輔助加熱器。
(3)水質:在冷水進入空氣源熱水機組之前,在進水管道上設置具有過濾、防垢、殺菌等功能的綜合水處理器,保證供水水質,并延長空氣源熱水機組的使用壽命和清洗時間。
(4)水溫:在空氣源熱水機組的進水管上安裝電動調節閥,根據出水管上溫度傳感器的出水溫度進行調節;在熱水箱及熱水箱的出水管上安裝溫度傳感器,當溫度低于55℃時,啟動循環水泵對熱水箱內的貯存水進行循環加熱;當室外空氣溫度較低時,啟動旁通管上的電輔助加熱器,以保證水溫向用水點提供所需熱水。
4、排水系統
(1)整個小區內的排水體制為雨污分流制。小區內雨水管網收集單體建筑內的屋面排水和小區內的路面排水,分兩個出口接至市政雨水管網。生活污水經過整體PE塑鋼環保化糞槽處理后,分兩個出口接至市政污水管網。
(2)高層排水:污水排出采用專用通氣管和立管伸頂通氣,最低一層單獨排出的方式,排至室外污水檢查井,再接入小區污水管網。屋面雨水采用雨水斗內排水,雨水斗選用87型,室內雨水排入雨水井,再接入小區雨水管網。地下室集水坑的排水通過潛水排污泵排至雨水檢查井。
(3)裙房排水:污水采用單立管伸頂通氣的方式排出;雨水采用內排水和外排水相結合的方式。
5、消防系統
(1)系統:整個小區內消防系統包括室內外消火栓系統、自動噴水滅火系統、氣體滅火系統和建筑滅火器系統。
(2)供水水源:由城市供水管網引入兩根DN200的給水管在小區形成環狀,供地下室消防水池用水,消防水池容積為540m3,分成兩格并設連通管。室外設置室外消火栓、水泵接合器。
(3)消火栓系統:消火栓系統按豎向分為高、低區,地下室和裙房商業建筑為低區,高層公寓酒店和住宅為高區,每個區的室外管網和室內管網均成環狀布置,每個建筑物單體設二根引入管。消防水箱和消防增壓穩壓設施設在最高的一棟建筑物屋面,并通過增壓穩壓泵和穩壓罐保持消防系統所需的最低水壓。每個分區室內消火栓除上面5層不減壓外,其余均設減壓穩壓消火栓。每個分區分別設置消防水泵接合器。
6、管材及接口
高層建筑由于管路系統內壓力較大,管材和設備也有其特殊要求,工作壓力超過1.0Mpa的給水管應采用有足夠強度的金屬管或鋼塑復合管生活用水的管材還應滿足衛生標準。
(1)冷水管:室外給水管采用PE管,熱熔連接:室內給水立管采用襯塑鋼管或鋼塑復合管,螺紋連接或溝槽式卡箍連接,給水支管采用PPR塑料管,熱熔連接。
(2)熱水管:熱水主立管和干管采用襯塑鋼管,螺紋連接;每層熱水管采用薄壁不銹鋼管,卡環式連接。
(4)污水管。室外污水管采用UPVC雙壁波紋管,膠圈接口;室內污水管道高層采用UPVC管,粘接連接;裙房部分采用球墨離心鑄鐵排水管,橡膠圈卡箍接口。