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關鍵詞:高層建筑結構;設計;對策
中圖分類號:TU97 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
隨著科技和社會的不斷發展和進步,自從19世紀以來出現了現代高層建筑,高層建筑越來越廣泛的出現在人們的生活中。作為一個龐大復雜的系統,高層建筑的結構設計,一方面要滿足包括抗震,抗風等在內的安全性能的要求,另一方面,也要滿足高層建筑結構的科學性和合理性。
1 高層建筑結構的特征
高層建筑結構不但承受著由于外界的風產生的水平方向的荷載,同時也承受著在垂直方向的荷載,并且對于地震的抵抗能力也有要求。一般情況下,建筑結構受到低層建筑結構水平方向上的影響比較弱,然而在高層建筑中,外界地震的影響和外界風產生的水平方向的荷載的影響是主要的影響因素。隨著建筑物高度的增加,高層建筑的位移增加較快,但是高層建筑過大的側移不但影響人的舒適度,同時使得建筑物的使用受到影響,并且容易損壞結構構件以及非結構構件。基于此,在設計高層建筑結構時,首先控制側移在規定的范圍之內,所以,高層建筑結構設計的核心是抗側力結構的設計。
2 高層建筑結構設計的原則
2.1 選擇合理的高層建筑結構計算簡圖
在計算簡圖基礎上進行高層建筑結構設計的計算,如果選擇不合理的計算簡圖,那么就比較容易造成由于結構問題發生的事故,基于此,高層建筑結構設計安全保證的前提是合理的計算簡圖的選擇。同時,計算簡圖應該采用相應的構造方法保證安全。在實際的結構中,其結構節點不單是鋼節點或者餃節點,保證和計算簡圖的誤差在規范規定的范圍內。
2.2 選擇合理的高層建筑結構基礎設計
按照高層建筑地質條件進行基礎設計的選擇。綜合分析高層建筑上部的結構類型與荷載分布情況,考慮施工條件,相鄰的建筑物的影響等各個因素,在此基礎上選擇科學合理的基礎方案。基礎方案的選擇應該使得地基的潛力得到最大程度的發揮,必要的時候要求進行地基變形的檢驗。高層建筑設計要有詳細的地質勘查報告,如果缺失,那么應該進行現場勘查并參考相鄰建筑物的有關資料。一般情況下,相同結構單元應該采用相同的類型。
2.3 選擇合理的高層建筑結構方案
合理的結構設計方案必須滿足經濟性的要求,并且要滿足結構形式和結構體系的要求。結構體系的要求是受力明確,傳力簡單。在相同的結構單元當中,應該選擇相同結構體系,如果高層建筑處于地震區,那么應力需要平面和豎向的規則。在進行了地理條件,工程設計需求,施工條件,材料等的綜合分析的基礎上,并和建筑包括水,暖,電等各個專業的相協調的情況下,選擇合理的結構,從而確定結構的方案。
2.4 對計算結果進行準確的分析
隨著科技的不斷進步,計算機技術被廣泛的應用在建筑結構的設計中。當前市場上存在著形形的計算軟件,采用不同的軟件得到的結果可能不同,所以,建筑結構設計人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下,選擇合適的軟件進行計算。由于建筑結構的實際情況和計算機程序并不一定完全相符,所以進行計算機輔助設計的時候,出現人工輸入誤差或者因為軟件本身存在著缺陷使得計算結果不準確的問題,基于此,結構設計工程師在得到了通過計算機軟件得到的結果以后,應該進行校核,進行合理判斷,得出準確結果。
2.5 高層建筑的結構設計要采用相應構造措施
高層建筑結構設計的原則是強剪切力弱彎變,強壓力弱拉力,強柱弱梁。高層建筑結構設計過程中把握上述原則,加強薄弱部位,對鋼筋的執行段錨固長度給予重視,并且要重點考慮構件延性的性能和溫度應力對構件的影響。
3 高層建筑結構體系的選型
建筑的結構在抵抗來自于水平方向和豎直方向的荷載時構件的組成形式和傳力的路徑就是高層建筑的結構體系。通過包括墻,柱等的豎向構件和樓蓋等水平構件將豎向荷載傳遞到基礎,利用抗側力體系將水平荷載傳遞到基礎。
根據高層建筑結構的材料將高層建筑的結構體系分為鋼筋混凝土結構體系,鋼結構體系,鋼-混凝土混合結構體系以及鋼-混凝土組合結構體系。鋼筋混凝土結構體系被廣泛的應用在各類的工程結構中,具有混凝土和鋼筋兩種材料的協同受力性能特征,造價低廉,耐久耐火,成本低,整體性能優良,但存在著自重大,延性差,施工慢等缺點;鋼結構體系的強度高,抗震性能比較好,施工方便,跨度大,用途多,但是存在著費用高,防火性能差,施工復雜等不足;鋼-混凝土混合結構結合了鋼筋混凝土構件和鋼構件的長處,不但增加了鋼構件的材料強度,同時具有較高的抗震性能,成本低廉,然而這兩種材料構件的連接技術還存在著不足;鋼-混凝土組合結構具有承載能力高,抗震性能強,比鋼結構具有更優良的耐火性,施工速度快,但是存在著節點的構造比較復雜的缺點,一般被用于小屁偏心受壓構件。
根據結構形式可以將高層建筑結構分為框架結構體系,剪力墻結構體系,框架-剪力墻結構體系。利用柱,梁等結構體系作為高層建筑豎向承重的結構,并且承受水平荷載,這種結構側向位移大,框架結構內力大,適于50m 高度以下的建筑;通過高層建筑的墻體當做抵抗側力和豎向承重的結構體系,就是剪力墻結構體系。這種剪力墻結構的剛度大,整體性能好,不易受水平力作用發生變形,適應于高層建筑,但是由于剪力墻的間距小,使得平面的布置不靈活,因此,在公共建筑中不宜使用;利用框架和剪力墻組合的而構成的結構形式就是框架-剪力墻結構體系,這種結構形式不但具有實用性強,布局靈活的優點,同時承受水平負載的能力更高,在高層建筑中被廣泛使用。在框架-剪力墻結構體系中,需要注意考慮剪力墻的位置,設計合理的剪力墻的數量,以及滿足框架的設計要求。
4 高層建筑結構設計問題分析及對策
4.1 高層建筑結構存在著超高的問題
基于高層建筑抗震的要求,我國的建筑規范對高層建筑的結構的高度有嚴格的規定,針對高層建筑的超高問題,在新規范中不但把原來限制的高度規定為A級高度,并且增加了B 級高度,使得高層建筑結構處理設計方法和措施都有了改進。實際工程設計中,對于建筑結構類型的改變對高層超高問題的忽略,在施工審圖時將不予通過,應該重新進行設計或者進行專家會議的論證等。在這種情況下,整個建筑工程的造價和工期都會受到極大的影響。
4.2 高層建筑結構設計短肢剪力墻設置
我國建筑新規范中,短肢剪力墻是指墻肢的截面的高度和厚度比在5~8 的墻,按照實際經驗以及數據,高層建筑結構設計中增加了對短肢剪力墻的使用限制。所以,在高層建筑的結構設計中,必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。
4.3 高層建筑結構設計嵌固端的設置
一般情況下,高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。高層建筑的嵌固端一般設置在地下室的頂板或者人防的頂板等位置。因此,結構工程設計人員應該考慮嵌固端設置會可能帶來的問題。考慮嵌固端的樓板的設計;綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比,并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級是一致的;高層建筑的整體計算時充分考慮嵌固端的設置,綜合分析嵌固端位置和高層建筑結構抗震縫隙設置的協調。
4.4 高層建筑結構的規則性
在關于高層建筑的新規范中,對于高層建筑結構的規則性做出了很多限制,比如規定了結構嵌固端上層和下層的剛度比,平面規則性等等,并且硬性規定了“高層建筑不能采用嚴重不規則的設計方案。”因此,為了避免后期施工設計階段的改動,高層建筑結構的設計必須嚴格遵循規范的限制條件。
5 結束語
高層建筑的結構設計是一項綜合性的技術工作,對于建筑的設計有著非常重要的作用和意義。隨著我國高層建筑的不斷發展,高層建筑的結構設計的要求越來越高,分析了高層建筑的結構特征,高層建筑結構設計的原則,闡述了高層建筑結構體系的選型問題,并重點分析了高層建筑結構設計問題及對策,可以為高層建筑結構設計提供參考和依據。
參考文獻:
[1]徐培福.復雜高層建筑結構設計
[2]何俊旭.高層建筑結構設計及結構選型探討
[3]田龍.淺談高層建筑的結構設計
所謂結構剛度,是指建筑結構本身所固有的性質之一,通常會在荷載作用下發生變形,抵抗一定的形變壓力。高層建筑在設計和興建過程中,必須對建筑結構的剛度進行精密的分析,才能為高層建筑提供更好的抗震性能。高層建筑的抗震結構,必須具備剛度抗側力系統,對結構的側向變形進行控制,直接承受地震引起的作用,避免地震對高層建筑的非結構構件造成損傷,實現高層建筑的抗震性能。根據《高層建筑混凝土結構技術規程》的規定,高層建筑的抗震設計可以在性能層面進行系統的研究,并對性能目標、地震動水準、性能水準組合等方面進行了細致的規定。高層建筑在抗震設計的實踐過程中必須嚴格按照國家規定執行,采用先進的技術和分析方法對抗震性能進行設計,其中彈塑性分析法是抗震性能設計中使用的重要手段,在高層建筑的結構設計中具有比較廣泛的應用。此方法在分析過程中會受到多種因素的影響,使其計算結果產生誤差,比如阻尼取值、材料模型、操作失誤等因素,所以必須在設計過程中對分析結果進行合理的評判。
2高層建筑結構地震作用響應的影響因素
(1)高層建筑結構抗震設計分析評價指標
高層建筑結構在進行基于性能的抗震設計時,通常采用彈塑性分析方法,在對高層結構進行抗震評估時,必須對其宏觀指標進行關注。評價指標通常可以分為內力響應指標和變形響應指標兩種,在抗震結構設計時,這兩個指標的可靠性十分重要。彈塑性分析結果需要對內力響應指標和變形響應指標進行判斷,根據國家相關規定,對計算模型和計算結果判斷進行全面的評估。通常認為高層建筑結構在進入彈塑性變形階段之后,經過薄弱部位之時,會出現一定程度的塑性變形,這時這個樓層的層間位移比假定計算得出的層間位移要大。假定計算是按照相同的阻尼比對高層建筑結構的理想彈性進行了假定,計算其在發生大型地震之時出現的層間位移,如果分析得到的數值小于計算得出的數值,則需要對位移數據的合理性進行反復的核查與判斷。也就是說,通過彈塑性分析方法對高層建筑的薄弱層進行分析,所得出的層間位移角要比彈性假定計算結果大,但是在實際的高層建筑建設過程中,薄弱層的層間位移角的變化需要根據工程的具體情況而定,并不確定在彈塑性分析中其大小變化。
(2)結構地震作用響應變化的影響因素
在罕遇地震的作用之下,高層建筑的結構會發生一定程度的損傷,并且隨著損傷結構的發展,高層建筑結構會在變化基礎上做出不同的地震作用響應。如果地震程度相同,通常會有兩個因素對結構地震作用響應變化產生影響,一個因素是高層建筑的結構剛度,還有一個因素是阻尼。在地震作用之下,高層建筑的結構會發生不同程度的損傷,而結構損傷發生之后,結構的剛度將會出現明顯的下降,導致高層建筑的自振周期與原來相比較長,從而影響地震內力響應程度。高層建筑結構發生了塑性變形,在此過程中會消耗一定的能量,使得高層建筑結構的內力響應與位移響應出現不同程度的降低,可以將這種能量耗散用等效阻尼的形式進行表示。
(3)等效阻尼與高層建筑的剛度折減系數之間具有一定的聯系
等效阻尼會隨著結構剛度的退化而增加,也就是在高層建筑的結構剛度退化時,彈塑性耗能的等效阻尼比會增加,當結構剛度退化到快要結束之時,等效阻尼比將在一定程度上減小。在彈塑性耗能發生過程中,耗能的能力與結構發生的形變具有很大的關系,同時也與力呈現一定的相關性,使得高層建筑結構遭到嚴重的破壞之后,滯回環變長。
3剛度退化與地震作用響應之間的關系分析
高層建筑結構剛度退化率與剛度折減系數會在一定程度下發生重合,當結構剛度系數小于0.6時,剛度退化率所對應的曲線差別會逐漸增大。通常情況下,在罕遇地震的作用下,要求高層建筑結構在設計時,剛度折減系數應該在.06以上,在這個變化范圍之內,剛度退化率對阻尼比不會產生太大的影響。在對剛度折減系數與地震內力響應和位移響應之間存在的關系時,可以假設高層建筑結構的總體質量不發生改變,對剛度和阻尼的變化進行研究。通過對彈塑性耗能的等效阻尼比進行分析,可以發現在地震作用之下,剛度與阻尼與地震作用響應之間的關系。在對高層建筑結構的剛度退化進行計算時,需要對不同的參數進行確定,其中包括建筑結構的自振周期參數,也包含場地特征周期參數,還包括初始的阻尼比參數。通過這三個參數,可以對結構的高度、場地振動參數以及材料類型進行反映,并在此基礎上研究其對結構響應的影響規律。高層建筑的剛度折減系數降低之后,結構的地震內力響應也會出現逐漸降低的情況,高層建筑結構的地震內力響應可以用基底總剪力進行表示。高層建筑結構的自振周期不同,會對內力響應造成較大的影響,在剛度折減系數相同的情況下,自振周期長時,內力響應會在較小的幅度內下降。高層建筑的結構特征周期不同,結構地震內力響應的下降程度也會有所不同,在結構剛度折減情況一致時,場地周期較長,內力響應將會出現十分明顯的下降情況。初始阻尼比對彈塑性分析之中的結構內力響應和位移響應具有不同程度的影響,當初始阻尼比不同時,結構內力響應會出現降低,而位移響應則會在一定程度上放大。通過理論分析的方法,可以對高層建筑結構剛度退化與地震作用響應之間的關系進行闡述,但是在實際的高層建筑興建過程中,地震作用響應不只受到結構剛度的影響,同時也會受到地震波輸入等其他因素的影響,所以在高層建筑的實際設計與建設過程中,需要根據具體的問題進行具體的分析,提高高層建筑的抗震性能,使我國的建筑水平呈現整體上的提升。
4結語
關鍵詞:高層建筑;結構設計;問題;對策
引言
隨著建筑結構的逐漸高層化,在高層建筑建建設中,為了保證高層建筑質量,必須要加強高層建筑結構的穩定性和堅固性。在現今高層建筑結構設計中,概念設計對優化建筑結構設計起到至關重要的作用,對優化高層建筑結構設計有著重要的促進作用。
1 高層建筑結構的特征
高層建筑結構不但承受著由于外界的風產生的水平方向的荷載,同時也承受著在垂直方向的荷載,并且對于地震的抵抗能力也有要求。一般情況下,建筑結構受到低層建筑結構水平方向上的影響比較弱,然而在高層建筑中,外界地震的影響和外界風產生的水平方向的荷載的影響是主要的影響因素。隨著建筑物高度的增加,高層建筑的位移增加較快,但是高層建筑過大的側移不但影響人的舒適度,同時使得建筑物的使用受到影響,并且容易損壞結構構件以及非結構構件。基于此,在設計高層建筑結構時,首先控制側移在規定的范圍之內,所以,高層建筑結構設計的核心是抗側力結構的設計。
2 高層建筑結構設計的原則
2.1 選擇合理的高層建筑結構計算簡圖
在計算簡圖基礎上進行高層建筑結構設計的計算,如果選擇不合理的計算簡圖,那么就比較容易造成由于結構安發生的事故,基于此,高層建筑結構設計安全保證的前提是合理的計算簡圖的選擇。同時,計算簡圖應該采用相應的構造方法保證安全。在實際的結構中,其結構節點不單是鋼節點或者餃節點,保證和計算簡圖的誤差在規范規定的范圍內。
2.2 選擇合理的高層建筑結構基礎設計
按照高層建筑地質條件進行基礎設計的選擇。綜合分析高層建筑上部的結構類型與荷載分布情況,考慮施工條件,相鄰的建筑物的影響等各個因素,在此基礎上選擇科學合理的基礎方案。基礎方案的選擇應該使得地基的潛力得到最大程度的發揮,必要的時候要求進行地基變形的檢驗。高層建筑設計要有詳細的地質勘查報告,如果缺失,那么應該進行現場勘查并參考相鄰建筑物的有關資料。一般情況下,相同結構單元應該采用相同的類型。
2.3 選擇合理的高層建筑結構方案
合理的結構設計方案必須滿足經濟性的要求,并且要滿足結構形式和結構體系的要求。結構體系的要求是受力明確,傳力簡單。在相同的結構單元當中,應該選擇相同結構體系,如果高層建筑處于地震區,那么應力需要平面和豎向的規則。在進行了地理條件,工程設計需求,施工條件,材料等的綜合分析的基礎上,并和建筑包括水,暖,電等各個專業的相協調的情況下,選擇合理的結構,從而確定結構的方案。
2.4 對計算結果進行準確的分析
隨著科技的不斷進步,計算機技術被廣泛的應用在建筑結構的設計中。當前市場上存在著形形的計算軟件,采用不同的軟件得到的結果可能不同,所以,建筑結構設計人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下,選擇合適的軟件進行計算。由于建筑結構的實際情況和計算機程序并不一定完全相符,所以進行計算機輔助設計的時候,出現人工輸入誤差或者因為軟件本身存在著缺陷使得計算結果不準確的問題,基于此,結構設計工程師在得到了通過計算機軟件得到的結果以后,應該進行校核,進行合理判斷,得出準確結果。
2.5 高層建筑的結構設計要采用相應構造措施
高層建筑結構設計的原則是強剪切力弱彎變,強壓力弱拉力,強柱弱梁。高層建筑結構設計過程中把握上述原則,加強薄弱部位,對鋼筋的執行段錨固長度給予重視,并且要重點考慮構件延性的性能和溫度應力對構件的影響。
3 高層建筑結構體系的選型
建筑的結構在抵抗來自于水平方向和豎直方向的荷載時構件的組成形式和傳力的路徑就是高層建筑的結構體系。通過包括墻,柱等的豎向構件和樓蓋等水平構件將豎向荷載傳遞到基礎,利用抗側力體系將水平荷載傳遞到基礎。根據高層建筑結構的材料將高層建筑的結構體系分為鋼筋混凝土結構體系,鋼結構體系,鋼-混凝土混合結構體系以及鋼-混凝土組合結構體系。在公共建筑中不宜使用;利用框架和剪力墻組合的而構成的結構形式就是框架-剪力墻結構體系,這種結構形式不但具有實用性強,布局靈活的優點,同時承受水平負載的能力更高,在高層建筑中被廣泛使用。在框架-剪力墻結構體系中,需要注意考慮剪力墻的位置,設計合理的剪力墻的數量,以及滿足框架的設計要求。
4 高層建筑結構設計問題分析及對策
4.1 高層建筑結構存在著超高的問題
基于高層建筑抗震的要求,我國的建筑規范對高層建筑的結構的高度有嚴格的規定,針對高層建筑的超高問題,在新規范中不但把原來限制的高度規定為 A級高度,并且增加了 B 級高度,使得高層建筑結構處理設計方法和措施都有了改進。實際工程設計中,對于建筑結構類型的改變對高層超高問題的忽略,在施工審圖時將不予通過,應該重新進行設計或者進行專家會議的論證等。在這種情況下,整個建筑工程的造價和工期都會受到極大的影響。
4.2 高層建筑結構設計短肢剪力墻設置
我國建筑新規范中,短肢剪力墻是指墻肢的截面的高度和厚度比在 5~8 的墻,按照實際經驗以及數據,高層建筑結構設計中增加了對短肢剪力墻的使用限制。所以,在高層建筑的結構設計中,必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。
4.3 高層建筑結構設計嵌固端的設置
一般情況下,高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。高層建筑的嵌固端一般設置在地下室的頂板或者人防的頂板等位置。因此,結構工程設計人員應該考慮嵌固端設置會可能帶來的問題。考慮嵌固端的樓板的設計;綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比,并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級是一致的;高層建筑的整體計算時充分考慮嵌固端的設置,綜合分析嵌固端位置和高層建筑結構抗震縫隙設置的協調。
4.4 高層建筑結構的規則性
在關于高層建筑的新規范中,對于高層建筑結構的規則性做出了很多限制,比如規定了結構嵌固端上層和下層的剛度比,平面規則性等等,并且硬性規定了“高層建筑不能采用嚴重不規則的設計方案。”因此,為了避免后期施工設計階段的改動,高層建筑結構的設計必須嚴格遵循規范的限制條件。
5 結語
隨著社會的不斷進步和科技的不斷發展,高層建筑越來越廣泛的出現在城市建設中。在高層建筑結構設計方面出現了新的發展和變化。高層建筑的結構設計已經成為了高層建筑設計的重點內容,因此,研究高層建筑結構設計的問題是非常重要和有意義的。
參考文獻:
[1]李盛輝. 高層建筑結構設計中存在的問題及其措施[J]. 江西建材,2014,22:36.
[2]中煤科工集團重慶設計研究院 王煒. 淺談高層建筑結構設計的特點及應注意的問題[N]. 山西科技報,2012-11-14013.
關鍵詞:高層建筑;火災特點;防火設計;消防審核
1.高層建筑的火災特點
(1)高層建筑存在的火災隱患多;(2)火災發生時,火勢蔓延迅速;(3)火災發生時,對人員進行疏散難度大;4)滅火工作困難程度高;(5)火災發生時,高層建筑的可能會發生坍塌事故;
2.高層建筑的防火設計以及安全疏散設計
2.1高層建筑的防火設計
2.1.1高層建筑的平面布局及防火分區
在進行高層建筑的設計時,首先要依據城市規劃對高層建筑的地點、消防通道等進行確定,在建筑物內部劃分防火分區,延緩或阻隔火災的擴散。高層建筑的功能分區復雜,多數是由主體和裙樓構成,在設計時,合理的考慮與周圍建筑物的距離,可以有效地阻止火災發生時的災情擴散,有助于滅火救援工作的進行。最好的情況是將高層建筑周圍都用道路與其他建筑物隔離,這樣可以確保消防車對高層建筑進行滅火工作。高層建筑內部的防火、防煙分區,根據《高層民用建筑設計防火規范》規定,防火分區是按照防火墻的等級進行劃分的,且每個防火分區有規定的最大面積。防火分區能有效地阻止火勢的擴散,設計上主要采用兩種形式:水平和豎向防火分區。水平式主要是通過防火門等隔斷進行分區;豎向式主要是對高層建筑的管道井、風道以及樓梯間等豎向通道進行分區。兩種方式主要是通過分區實現對火災的控制以及阻止煙氣的擴散。當前高層建筑的設計,主要采用的方式是中央核型的布局,把疏散通道設置在建筑物的中央,便于人員的疏散。但在具體的高層建筑的設計中,必須根據實際情況科學設計,提高防火能力。
2.1.2確保高層建筑的火災時結構承載能力和建筑材料的耐火等級
高層建筑在設計時,必須確保耐火等級與高層建筑等級相符,滿足《高層民用建筑設計防火規范》的規定,火災發生時,由于鋼結構的承載力急劇下降和主體自重大等原因,容易造成建筑物的坍塌,因此必須保證建筑物的結構承載能力,為滅火救援工作提供寶貴的時間,同時減少財產損失。同時,在建筑材料的耐火等級上也應該進行嚴格的篩選,降低火災發生的概率。在一些細節方面的設計中,如變形縫、保溫材料、裝修材料的耐火等級應進行考慮。
2.1.3高層建筑防煙設計
據統計,在高層建筑發生火災時,對生命安全最大的威脅并不是火焰,而是煙氣,事故的死亡人數中大概有75%左右的人是因為煙氣中毒和大腦缺氧造成的。因此,控制火災時建筑物內的擴散,加快煙氣的排放能有效的減少人員傷亡。在防排煙設計中,首先要對高層建筑內部進行防煙分區,主要作用是阻止煙氣的擴散;其次是對建筑物的火災時煙氣的排放方式,主要是自然排煙和機械排煙。自然排煙主要根據樓梯間進行布置,如果樓梯間設計在外墻附近,可通過窗戶排煙;如果設置在建筑內部,需通過豎井自然排煙。在防煙設計時,保證樓梯間的風壓大于走廊和前室,使煙氣在火災時不能進入到樓梯間,確保人員疏散時的安全。
2.2高層建筑的安全疏散設計
2.2.1高層建筑的安全疏散距離的設計
為保證火災發生時,室內人員能夠順利得到疏散,在高層建筑設計中必須滿足《高層民用建筑設計防火規范》中規定的全疏散距離,如高層建筑內的觀眾廳、展覽廳、多功能廳、餐廳、營業廳和閱覽室等,其室內任何一點至最近的疏散出口的直線距離,不宜超過30m;其它房間內最遠一點至房門的直線距離不宜超過15m。高層建筑的安全出口應分散布置,安全出口之間的距離大于5m,高層公共建筑的大空間設計,必須符合雙向疏散或袋形走道的規定。
2.2.2高層建筑的安全出口的設計
按照規定,高層建筑每個防火分區的安全出口不應少于兩個,公共建筑中位于兩個安全出口之間的房間,當房間面積在60平方米以內時,或房間面積在75平方米之內且房間位于走廊盡端,都可設置一個門;地下室的安全出口的確定要求:每個防火分區的安全出口不應少于兩個。房間面積在50平方米之內時,可設一個門。對于安全出口的分類:
a)疏散樓梯:在火災發生時,幫助逃生人員緊急疏散時所用的樓梯。疏散樓梯的形式有很多種,主要根據防煙作用來劃分,如敞開樓梯、封閉樓梯等。疏散樓梯應分布在平面的兩端或電梯間附近,這種方式起到雙向疏散的作用,大大保證了疏散的安全程度。
b)疏散通道: 在火災發生時,逃生人員逃離現場到安全場所或避難層所用的通道。疏散通道在設計時應保證逃生人員進入通道后順利逃至疏散樓梯或者其他安全場所。首先,通道應盡量保證直線,減少轉彎,不設置臺階,同時按照規范設置安全疏散指示燈。其次,應保證門向外開啟,保證開啟方向與逃生方向相同,且在1.8m的高度范圍之內不能設置管道[4]。最后,高層建筑的通道的寬度也有最低限制,規范規定最小值為1.1m。
c)消防電梯:提供給消防人員在火災發生時進行救援的通道,消防員可以人工操作,實現緊急迫降,消防電梯連接的是雙路電源,提高了火災時使用的安全系數,消防電梯主要是由消防人員使用。在設計時,消防電梯的前室必須能防火、防煙,這能保證救援工作的順利進行。
2.2.3高層建筑避難層的設計
由于受高層建筑高度的影響,人的逃生時間遠遠超過煙氣、火焰的擴散時間,為了保證人員在逃生過程中可以暫時躲避危險,需要在高層建筑的中間設置避難層,高層建筑的避難層的間距應為12~15層左右,大小應該以全樓人員為標準。在火災發生時,為了保證人們可以順利進入到避難層躲避,需要在建筑內設置直達避難層的疏散樓梯或消防電梯。在逃往避難層的通道還要設置安全疏散指示燈,幫助逃生。
3.加強對高層建筑消防的審核力度
3.1 高層建筑施工過程中的消防審核
在設計過程中,確保建筑的防火設計要根據規范進行,在高層建筑的施工過程中,要對工程的防火措施、消防措施進行嚴格的把關,保證高層建筑按照設計圖紙進行施工,施工方不得自行更改。對于設置的防火分隔物、電線等,需要做好記錄。在建筑材料的耐火等級不符合要求時,不能得過且過,需要多方進行協商,確定變更方案。施工完成后,驗收審查時,必須由施工方、設計單位、消防單位等共同審查,防止出現審查不徹底的現象,如果驗收不合格則需要整改,合格后方可投入使用。
3.2高層建筑消防設備的日常管理
高層建筑在使用過程中,需要定期對建筑的消防設備進行檢查、維修和養護,確保安全出口、疏散樓梯以及疏散通道等逃生通道的通暢;對火災警報、消防系統以及排煙系統進行檢查,保證設備及系統的有效性。對檢查人員進行相關培訓,培養專業技術人員,制定檢查制度,引進先進設備,及時消除火災隱患。對于高層建筑的用戶,應該加大宣傳力度,提高消防意識,增強自救能力,從而避免在火災時發生大的人員傷亡情況。
4結語
高層建筑發生火災時會造成很大的財產損失和人員傷亡,因此,高層建筑的防火設計必須得到高度的重視,但由于現在的設計人員的防火意識淡薄,設計不規范;施工單位的施工過程沒有嚴格遵照圖紙進行;監督部門和審查部門對防火設計的審核不到位,致使高層建筑存在火災隱患,嚴重威脅人民的生命安全。總之,必須認識到高層建筑防火的重要性,通過各級單位嚴格的把關,確保建筑的安全性能。
參考文獻
[1] 司戈. 高層建筑非傳統安全疏散理念探討[J]. 消防科學與技術,2009,28(6): 404-407.
第二條本細則所稱超限高層建筑工程,是指超出現行規范、規程及技術標準規定,以及現行規范、規程及技術標準規定中明確應專門研究的新建、改建、擴建及進行抗震加固的高層建筑工程。
第三條**市建設和管理委員會負責本市超限高層建筑工程抗震設防的管理工作,**市工程抗震辦公室負責本市超限高層建筑工程抗震設防管理工作的具體實施。
第四條設計單位應對超限高層建筑予以判定,在初步設計階段由初步設計主審部門征詢**市工程抗震辦公室意見,**市工程抗震辦公室負責超限高層建筑初步設計抗震設防專項審查。
第五條**市建設工程抗震設防審查專家委員會由高層建筑工程抗震的勘察、設計、科研和管理專家組成,由**市建設和管理委員會聘任,對抗震設防專項審查意見承擔相應的審查責任。
第六條**市建設工程抗震設防審查專家委員會組織專家進行審查,提出書面審查意見,**市工程抗震辦公室應當自接受超限高層建筑初步設計抗震設防專項審查全部申報材料之日起20個工作日內,將審查意見提交初步設計主審部門。
第七條審查難度大或審查意見難以統一的超限高層建筑工程,可由**市工程抗震辦公室邀請有關專家參加審查,或委托全國超限高層建筑工程抗震設防審查專家委員會進行審查,提出專項審查意見,并報國務院建設行政主管部門備案。
第八條建設單位提交的超限高層建筑工程初步設計抗震設防專項審查資料,應當符合超限高層建筑初步設計抗震設防專項審查送審文件的要求(見附件二)。
第九條超限高層建筑工程的抗震設防專項審查內容包括:建筑抗震設防設計依據、抗震設防分類、抗震設防烈度(或者設計地震動參數)、場地勘察成果和抗震性能評價、地基和基礎的設計方案、建筑結構的抗震概念設計、主要結構布置、建筑設計與結構設計的協調、采用的計算程序、結構總體計算和關鍵部位的計算結果和分析判斷、薄弱部位的抗震措施、以及可能存在的結構抗震安全問題等。
第十條超限高層建筑工程抗震設防專項審查費用(包括組織審查、結構分析及試驗等)由建設單位承擔。
第十一條超限高層建筑工程的勘察、設計、施工、監理,應當由具備甲級(一級)及以上資質的勘察、設計、施工和工程監理單位承擔,其中建筑設計和結構設計應當分別由一級注冊建筑師和一級注冊結構工程師承擔。
第十二條未經超限高層建筑工程抗震設防專項審查,初步設計審查不予通過,有關部門不得對超限高層建筑工程施工圖設計文件進行審查。
第十三條超限高層建筑工程的施工圖設計文件審查應當由具有超限高層建筑工程施工圖設計審查資格的施工圖設計文件審查機構承擔。
第十四條建設單位、勘察單位、設計單位應當按照超限高層建筑初步設計抗震設防專項審查意見進行超限高層建筑工程的勘察、設計;施工圖設計文件審查時應當檢查設計是否執行抗震設防專項審查意見和采取相應的抗震措施;未執行專項審查意見的,施工圖設計文件審查不予通過。
關鍵詞:火災特點;審核; 消防;舉措
高層建筑隨著其建筑高度的不斷提升,其消防難度和火災之后人群逃生難度都會有所提高,要避免火災事故的發生則必須要對高層建筑的消防審核有更加嚴格的管控,筆者結合多年的工程實踐經驗,分析了當前存在于我國高城建筑消防審核中的諸多問題,并且結合這些問題探討了一些內在原因,最后針對具體的原因提出了一系列的措施,以期有效的解決和規避這些問題的產生。
1.高層建筑消防審核重點應注意的問題
1.1 自動噴水滅火系統設計常見技術問題
自動噴水滅火系統末端試水裝置和試水閥的設置:
(1) 有關規定
《自動噴水滅火系統設計規范》對此有規定如下:在最不利位置的報警閥應當設置末端試水裝置,而對于其他樓層和防火區域則應該布置直徑25mm的試水閥;試水閥和末端試水裝置設置應該具有足夠排水能力且便于操作。
(2) 常見問題
自動噴水滅火系統試水閥以及末端試水裝置的設置需要重點防止四個方面的問題:①沒有對“每個報警閥組均應設置末端試水裝置”提出審核意見,針對設計院每幢建筑只設計一個“末端試水裝置”的問題;②“末端試水裝置”與“試水閥”相等同,因此認為“每個樓層與防火分區都應該布置末端試水裝置”與審核意見不相符;③沒有對“試水閥和末端試水裝置設置應該具有足夠排水能力且便于操作”提出審核意見,針對末端試水裝置和試水閥設置于吊頂內、辦公室、檔案室、計算機房等不便于操作地點(有些地方根本不能進行排水試驗)的問題;④沒有對“最不利點噴頭處應設置末端試水裝置”提出審核意見,針對每個報警閥組可以在任何位置設置末端試水裝置的問題。
1.2 室內消火栓系統閥門的設置
室內消火栓系統閥門設置主要是通過看平面布置圖完成審核工作,往往工程師在審核中會不重視平面圖的觀察,而導致閥門設置的數量不滿足要求,豎管關閉數量超過一根,關閉兩根或者以上的相連豎管。此類問題的產生往往都是因為審核過程中對于系統圖紙觀察不夠,沒有根據n+1的原則對閥門數量予以確定所導致的。針對單元式和塔式住宅而言應該在消防栓閥門設置時以單元來考慮布置,不應該直接以整棟住宅為一個設計單元來進行布置。每個報警閥組控制的最不利點噴頭處應該要設置末端試水裝置,并且在高層建筑中每一個防火分區和樓層的最不利點噴頭處都應該要設置末端試水閥。
1.3缺水地區建筑工程消防給水設計存在的問題
對于缺水地區,消防設計與審核有其特殊性,往往消防給水設置不符合規范要求后,加之水源缺乏,就導致火災發生之后的撲救工作困難增加,消防隊調用大量人員和車輛用來運水的事件時有發生。所以對于缺水地區的消防設計審核和驗收應該重點對待。這種類型消防審核驗收經常會遇到如下兩個不合理的問題:一個是部分高層建筑工程未按規范要求設置室外消火栓;另外則存在部分高層建筑工程未按規范設置消防水池或消防水池容量達不到規范要求。
1.4 住宅建筑滅火器的配置
《建規》第8.1.6 條規定:除住宅外的儲罐(區)、廠房(倉庫)、民用建筑、堆場應設置滅火器;住宅宜設置輕便消防水龍或者滅火器。《高規》第7.6.9 條規定:高層建筑的滅火器配置應按現行國家標準GB50140-2005《建筑滅火器配置設計規范》的有關規定執行。GB50368-2005《住宅建筑規范》沒有要求在住宅公共部位設置滅火器的規定。
由以上相關規范和標準可以看出,對于高層建筑消防滅火器的布置和建筑規模無關,而要求在建筑中的公共場合均應布置滅火器也是不符合規范要求。對于消防審核人員,必須要熟練掌握規范要求,正確布置高層建筑滅火器的消防審核。室內消火栓往往布置的距離十分靠近,在高城建筑消防設計中要使得兩支水槍能夠在相同時間到達室內必須要使用兩口的消防栓,并且要能夠和走廊和房間成對稱的布置。選取的位置如果不合適的話就會導致消防栓布置在了密閉的樓梯中。
二、消防審核系統完善
1、確立高層建筑消防審核指標體系
高層建筑中和消防設計相關的規范比較多,例如《火災自動報警系統設計規范》、《高層民用建筑設計防火規范》、《自動噴水滅火系統設計規范》等,這些規范中每一部都是需要結合工程項目的具體情況來展開,確保這些規范能夠滿足當地高層建筑審核指標體系,并且將高層建筑中需要進行消防審核的內容進行必要的劃分和分工,只有這樣才能實現消防風險最大程度降低的目標。
2、嚴格依法實施審查,確保圖紙審查的質量
1) 施工圖審查機構在審查施工圖紙和設計文件,違反消防強制性規定和《東莞市建設工程設計審查圖紙火點》的施工圖設計文件,技術標準,不得發行施工單位考核合格書。
2) 經過消防設計圖紙施工圖審查機構必須改變,涉及安全性和強制性規定,建設單位應當在原建筑的變化后發送,計劃審查機構重新審查。
3) 不合格的施工圖審查,施工單位不得擅自改變施工圖審查機構,機構不得由其他審查機構不合格項目審查任務進行檢討。
4) 施工圖審查機構負責組織施工圖審查,應當如實出具報告,承擔相應的法律責任。施工圖經審查合格后,仍有違反法律,法規和強制性標準進行施工,檢查問題點,施工單位造成損失的,審查機構應當承擔相應的法律責任。
3、塑造高層建筑消防審核專業隊伍
對高層建筑的消防審核是地方消防機構在得到國家授權的情況下所具有的行政能力,并且這項工作還需要很高的技術含量與使命感。這項工作的執行者必須具有一定的綜合能力,一方面必須要熟悉和了解當前國家相應的法律法規和政策要求,另外一方面也必須要對高層建筑中相應的施工和設計要求相應的專業知識,從專業角度分析火災發生的可能性以及發生火災之后的應急和救援工作應該如何展開。
3、創建高層建筑消防審核執行制度
高層建筑的消防審核由于其難度比較大,工程比較復雜,因此這項工作具有一定的持續性,在建筑工程的設計期間、施工期間、使用期間這樣整個工期中都有發生火災的可能性。消防審核部門必須要根據實際情況制定相應的比較成體系的審核制度,一方面這項審核體系必須要包含各個指標的應用以及相應的專業素養之外,還必須要對高層建筑在各個工程階段的審核任務有一個規定。
參考文獻
[1] 鄧劍華.高層住宅消防設計問題的探討.消防技術與產品信息,2007(9).
關鍵詞:高層建筑;結構設計;優化;措施
一、高層建筑結構設計要求
(一)計算簡圖要經過合理選擇
在整體的高層建筑結構設計中,要認真選擇設計簡圖,從根本上避免因計算簡圖不合適而造成的高層建筑結構事故。對于高層建筑結構計算而言,它是以計算簡圖為依據的,因此在整個高層建筑結構設計中應當重點注意計算簡圖的選擇,確保在今后的高層建筑結構計算中能夠準確無誤。在實際的結構計算過程中多少會出點誤差,但應當控制在規定的標準范圍內。
(二)認真選擇基礎方案
當對高層建筑結構進行設計的過程中,應當首先了解建筑物周邊環境,要對高層建筑物周圍的地質結構和施工條件加強分析,使得后續結構設計和周圍環境相互統一。要想選擇出一套最優的高層建筑結構設計方案,那么就應當在基礎方案中設計全面,將與之相關的因素通通包含在內,從根本上保證后續施工質量。
(三)高層建筑結構方案要合理
在設計高層建筑結構的過程中,要選擇既經濟,又實用的結構方案,要徹底保證高層建筑結構的科學性以及合理性。與此同時,在對高層建筑結構施工過程中,還應當將施工環境以及周圍的地質條件充分考慮在內,在選擇最終的結構設計方案時,還應當與施工單位以及建筑單位相互協商,選出一套最合理的高層建筑結構方案。
結構延性是最重要的一個指標,與那些低層建筑相比,高層建筑的結構會更柔一些,所以一旦遇見風暴、雨雪天氣很容易使高層建筑發生變形。為了能夠避免高層建筑因自然災害所帶來的變形以及倒塌情況的發生,要對高層建筑結構采取科學有效地措施。讓高層建筑結構具有結構延性是極為重要的。
(四)認真仔細分析最后的計算結果
現如今,在設計高層建筑結構過程中,通常都會使用計算機軟件,而計算機軟件分析出來的最終結果往往會出現一定誤差,因此出于這種原因,要對計算機軟件分析出來的高層建筑結構計算結果進行把握,將誤差值降至在規定范圍以內。這就要求高層建筑結構設計人員不但應具備相關的設計技能,同時還應當對計算機有一定了解,客觀的對計算機分析出來的設計結果進行分析。由于計算機本身會出現偏差,這就要求高層建筑結構設計人員要隨時做出調整,滿足結構設計時所需要求。
二、設計高層建筑結構時因突出其特點
(一)高層建筑結構中要對水平荷載進行充分考慮
對于一般的低層建筑物而言,往往是以重力為基礎的豎向載荷發揮著作用,但是對于高層建筑結構而言,則是以水平荷載發揮的控制作用為主,因此為了保證高層建筑結構能夠設計合理,必須注重水平載荷的總體設計。水平載荷在高層建筑結構設計中起到穩定性的作用,避免抗側力。對于高層建筑結構而言,它的豎向載荷是固定的,可是水平載荷則會由于高層建筑結構的不同而發生變化。
(二)要充分考慮側移的控制作用
對于高層建筑結構設計而言,一定要充分考慮到結構側移問題,因為這是高層建筑分別低層建筑以及中層建筑的關鍵要素。隨著現在高層建筑越來越多,在水平載荷下發生的變形情況也越來越多,因此高層建筑結構設計人員在設計結構的同時,要充分考慮水平載荷,確保整個高層建筑結構的穩定性。在設計的同時,還應當保證高層建筑有一定的強度,這樣可以支撐建筑的整體壓力。在此基礎上,高層建筑結構還應當具備抗倒移剛度,這樣可以有效將側移控制在規定范圍內,這樣便從根本上確保了高層建筑不會因側移過大而產生高層建筑的安全隱患。
(三)充分考慮軸向變形所帶來的不安全因素
如果高層建筑結構受到外力的影響,則會發生移位、彎曲、變形等。對于那些低層建筑結構而言,因為建筑軸力以及剪切變形的影響非常小,因此在設計過程中并不會考慮變形以及剪切變形。可是高層建筑結構則大不一樣,因為軸力以及剪切變形所受影響非常大,所以軸向變形也會特別明顯,隨著這種軸向的不斷變形,高層建筑結構的內力也會受到一定影響。由此可見,這種軸向變形不可忽視。
三、在設計高層建筑結構時,需要注意的問題
(一)在設置短肢剪力墻時應當注意的問題
在高層建筑結構設計新規范中,把短肢剪力墻定義為高度與厚度比例為6:9的墻,在實際工作中,對短肢剪力墻的運用做出了一定限制。因此在高層建筑結構設計中,應當盡量避免或者少用短肢剪力墻,這樣可以有效降低前期設計中出現的問題。
剪力墻能夠從根本上提升高層建筑的抗震性能、剛度以及抗剪強度,這種結構擁有抗震性能好、高度大以及用鋼量少的特點。可是,這種剪力墻的結構相對較多,因此并不適用于餐廳、會議室以及禮堂等大面積場所。我們可以取消部分低層,使用框架代替,形成框架剪力墻,這樣可以有效減輕剪力墻墻體數目。
(二)應當注意高層建筑結構過高
在新規范中,對高層建筑結構的抗震能力有著嚴格要求,因此設計人員在設計高層建筑結構的同時,應當注意高層建筑不應過高,對高層建筑要有一定的高度控制。在新規范中,對于以前高層建筑的超高問題,除了有A級高度之外,還增加了B級高度,這樣的規定一出臺,無論是在處理方案還是在設計方法上都有了極大改變。可是在實際的施工過程中,由于對高層建筑結構的變形沒有做到充分考慮,致使施工圖在審查時沒能通過,要求重新設計,這樣便嚴重耽誤了工期,增加了建設單位的投資成本,所以,在高層建筑結構設計的同時,應當嚴格控制建筑物高度,按照規章制度進行科學、合理設計。
(三)設置嵌固端
對于現如今的高層建筑而言,通常會設置一個兩層或者兩層以上的地下室以及人防,而嵌固端往往就設置在地下室以及人防的頂板上,因此,在選擇嵌固端位置這一問題上,設計師們時常會忽略一些嚴重的問題,例如:嵌固端樓板的設置、嵌固端抗震等級一直問題以及抗震縫與嵌固端位置的協調性等等。如果忽略了這其中任何一個問題,都會大大降低高層建筑的施工質量,延長后期的施工時間,降低整體的工程效率,并且加大開支。通過以上所述我們可以看出,在高層建筑結構設計的過程中,應當把嵌固端的設置問題充分考慮進去,避免后期施工中出現的麻煩。
四、結語
在這個建筑行業飛速發展的時代里,高層建筑的建設步伐越來越快。為了能夠更好地提升高層建筑結構設計質量,需要設計人員們不斷學習新的知識,吸取過去失敗的教訓,通過實際情況,精心設計高層建筑結構。在設計的過程中,要根據高層建筑的特點,以及周圍的施工環境,選擇一套最科學合理的結構設計方案。滿足設計過程中的各項指標要求,保證高層建筑的總體性能。使其發揮出應有的效能。
參考文獻:
[1]葉青燕.淺談高層建筑結構設計的分析[J].城市建設理論研究(電子版),2013,(9)112-116
【關鍵詞】高層建筑;消防供配電;消防負荷;
中圖分類號: TU208 文獻標識碼: A
1.高層建筑消防供配電設計應當遵循的主要規范:
《火災自動報警系統設計規范》GB50116-2013(以下簡稱《報警規范》)、《高層
民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2005版)(以下簡稱《高規》)、《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008 (以下簡稱《民規》)、《供配電系統設計規范》GB50052-2009(以下簡稱《供配電規范》)等。
2.高層建筑消防電源設計
2.1 高層建筑消防用電負荷等級
《高規》規定:消防控制室、消防水泵、防煙和排煙設施、火災自動報警、漏電火災報警系統、自動滅火系統、應急照明、疏散指示標志和電動的防火門、窗、卷簾、閥門等消防用電,應按現行的國家標準《供配電系統設計規范》的規定進行設計,一類高層建筑應按一級負荷要求供電,二類高層建筑應按二級負荷要求供電。
2.2各級消防負荷的供電要求
根據民規中的相關規定,建筑物(群)的消防用電設備供電,應符合下列要求:
1 消防用電負荷等級為一級時,應由主電源和自備電源或城市電網中獨立于主電源的專用回路的雙電源供電;
2 消防用電負荷等級為二級時,應由主電源和與主電源不同變電系統,提供應急電源的雙回路電源供電;
3 為消防用電設備提供的兩路電源同時供電時,可由任一回路作主電源,當主電源斷電時,另一路電源應自動投入;
4 消防系統配電裝置,應設置在建筑物的電源進線處或配變電所處,其應急電源配電裝置宜與主電源配電裝置分開設置;當分開設置有困難,需要與主電源并列布置時,其分界處應設防火隔斷。配電裝置應有明顯標志。
5 《高規》中規定,高層建筑的消防控制室、消防電梯、消防水泵、防排煙風機等設備的兩個供電回路,應在最末一級配電箱處自動切換。
2.3消防電源的選擇
下列電源可作為應急電源:
1、獨立于正常電源的發電機組。
2、供電網絡中獨立于正常電源的專用的饋電線路。
3、蓄電池、干電池。
4、EPS應急電源裝置。
5、UPS不間斷電源裝置。
3.目前存在的高層建筑消防電源配置的問題
3.1關于消防負荷容量的確定
如何確定供電系統中消防負荷,《民用建筑電氣設計規范》指出:當消防用電的計算負荷有功功率大于火災時可能同時切除的一般電力、照明負荷計算有功功率時,應按未切除的一般電力、照明負荷加上消防負荷計算低壓總的設備功率計算負荷,反之則不考慮消防負荷。而《火災自動報警設計規范》4.10.1指出:消防聯動控制器應具有切斷火災區域及相關區域的非消防電源的功能,當需要切斷正常照明時,宜在自動噴淋系統、消火栓系統動作前切斷。兩個規范中需切斷的非消防負荷是不易確定的,與火災的規模有關,每一棟建筑、每一場火災可能都不相同,最少應切除多少,讓設計者無法考慮。因此,設計計算應把握如下原則:三級負荷按全部切除考慮。選變壓器時:將三級負荷相加作為總計算負荷。選柴油發電機組時:將消防負荷與一、二級總計算負荷相比,取大者作為計算依據。這樣,就能比較容易統計計算,滿足平時和應急的供電要求。
3.2關于高層建筑配置柴油發電機組的問題
《高規》中規定,消防設備的供電應按現行的國家標準《供配電系統設計規范》GB50052的規定進行設計。而該規范中所規定的一級負荷別重要的負荷并沒有涉及到消防負荷,按照規范的要求,消防設備的供電只要有兩個電源就可以滿足負荷要求,而《高規》中同時又規定一類高層建筑的消防用電應按一級負荷要求供電,并應在最末一級配電箱處設置自動切換裝置,保證消防設備在發生火災時供電可靠、正常運行。在《高規》中并沒有明確規定一、二類高層建筑必須要配置柴油發電機組。由此近幾年國內新出現的很多高層建筑消防負荷沒有配置柴油發電機組。然而在具體的供電設計中,絕大部分高層建筑是從電網中引接兩路10KV高壓電源進線供電,但這樣不一定能滿足規范里兩個獨立電源供電的要求,因為在大多數地區的10KV雙電源都是引自同一變電站,從嚴格意義上來講其實質就是一個電源,所以用戶無論從電網上取幾回電源進線,也無法得到嚴格意義上的兩個獨立電源,當變電站發生故障時,可能引起全部電源進線同時失去電源而造成停電,使供電系統完全癱瘓。事實上,兩回路10KV高壓電源引自不同的變電站是有困難的,而柴油發電機組配置投資小,使用效果好,可靠性獨立性高,又能符合規范要求,所以在高層建筑供電設計中應當配置柴油發電機組。
3.3關于消防用電設備的供電可靠性問題
建筑火災可能會造成電氣線路和其他設備著火,電氣線路可能使火勢蔓延擴大,還可在救火中因觸及帶電設備或線路等漏電,造成人員傷亡。根據實戰需要,消防員到達火場進行滅火時,一般要先切斷正常供電電源。如果建筑正常用電與消防用電的配電線路混合敷設,不易分清消防用電設備的配電線路,很容易導致消防用電設備不能正常運行。因此,消防用電設備均應采用專用的(即單獨的)供電回路,電源直接取自建筑內設置的配電室的母線,當切斷(停電)工作電源時,消防電源不受影響,保證滅火救援和消防設備的正常運行。
對于建筑的低壓配電系統主接線方案,目前在國內建筑電氣工程中采用的設計方案有不分組設計和分組設計兩種。對于不分組方案,常見消防負荷采用專用母線段,但消防負荷與非消防負荷共用同一進線斷路器或消防負荷與非消防負荷共用同一進線斷路器和同一低壓母線段。這種方案具有主接線簡單、造價較低的特點,但這種方案使消防負荷受非消防負荷故障的影響較大,供電可靠性不高。對于分組設計方案,消防供電電源是從建筑的變電站低壓側封閉母線處將消防電源分出,形成各自獨立的系統,參見圖一。如果建筑的配電為低壓電纜進線,則從進線隔離電器下端將消防電源和非消防電源分開,使得消防電源相對建筑而言是獨立的。這種方案雖增加了斷路器,主接線較不分組方案復雜,但提高了消防供電的可靠性。
當采用柴油發電機作為消防設備的備用電源時,要盡量設計獨立的供電回路,使電源能直接與消防用電設備連接,參見圖二。
圖一:
圖二:
4.結束語
高層建筑的消防設施是確保建筑物消防安全,保障人們的生命和財產安全的重要設施,而當高層建筑消防供配電系統直接為消防設備提供動力,所以供配電系統設計是否合理也關系到高層建筑消防設施能否正常運行。建筑電氣設計人員一定要充分認識到高層建筑消防供配電系統的重要性,并認真理解和嚴格執行相關規范,科學合理的進行設計,讓消防電氣的設計更加完善、更加合理。
參考文獻
[1]火災自動報警系統設計規范(GB50116-2013).
[2]高層民用建筑設計防火規范(GB50045-95,2005年版).
[3]民用建筑電氣設計規范(JGJ16-2008).
關鍵詞:高層建筑 消防設施 管理
人民網重慶視窗2008年l1月9臼電記者今天從重慶市消防總隊獲悉,重慶全市高層建筑消防安全檢查目前已經結束,其中有5650棟高層建筑存在隱患,已超過全市高層建筑總數量的一半。據統計,目前,重慶已經建成投入使用的高層建筑總共有8664棟.數量僅次干上海,位居全國第二。在這些建筑中,高度超過l00米的就有84棟。在今年下半年,重慶開始了有史以來最大規模的高層建筑消防安全夫檢查。在歷經近半年的檢查中發現,有565O棟高層建筑存在火災隱患22706條。
以上報道只是重慶市的現狀,這種現狀在全國其他城市也是會存在。今年國外和國內也發生了幾起高層建筑火災,所幸沒有造成大量人員傷亡,這是一種僥幸,只要高層建筑的火災隱患不徹底解決,火災隨時會發生。
1高層建筑消防設施的常見問題
(1)消防設施配備不符合規范要求。依據高層建筑防火設計規范,高層建筑在建設時,應設有較完善的消防設施,以便為火災預防和火災撲救、自救工作提供有利條件。但是,在工程竣工驗收或日常監督檢查中經常會發現,高屢建筑或多或少存在著消防設施欠缺、質量性能低劣和功能全等違規行為。有些建筑由于缺少對火災自動報警系統、自動噴水滅火系統、事內消火栓等消防設施的經常性維修保養工作導致了部分消防設施長期處于故障或癱瘓狀態,不能正常使用。
(2)擅自降低消防技術標準,將按規范要求應設置自動噴水滅火系統的高層建筑物擅自取消,有的取消了消防水池、消防水泵、屋頂水箱以及聯動控制裝置的設置,僅靠市政室內消火拴管網,更有甚至靠生活用水管網供水,根本不考慮系統的可靠性,導致消防水源、工作壓力無保障。有的管道材質、管徑不符合要求。部分自動噴水滅火系統管道未按國家規范要求采用熱鍍鋅鋼管。有的連接方式不規范,自動噴水系統未按規范要求采用絲接或構楷式機構連接,而是大量焊接,未對焊接處進行二次鍍鋅。更嚴重的是部分場所出現“假噴淋”現象,將噴頭置于吊頂而不與供水管網連接;有的受管道材質和施工質量影響,產生漏水,業主干脆將其關閉。
(3)應設控制中心報警系統的高層建筑改設集中報警系統或區域報警系統,有的根本不設火災向動報警系統。有的高層建筑消防水泵、防排煙設施、消防電梯、火災自動報警、自動滅火系統、應急照明、疏散指示標志和電動的防火門、窗、防火卷簾、以及非消防電源的切換等無法實現聯動控制。
(4)消防電源無法保證消防用電設備需要。按照設計規范要求,應設計滿足電力負荷的高層建筑,不考慮消防控制室、消防水泵、防排煙設施、消防電梯、火災自動報警、自動滅火系統、應急照明、疏散指示標志和電動的防火門、窗、防火卷簾,以及其它消防用電設備的消防用電;個別高層建筑在無自備發電設備的情況下,都僅有一路供電;且消防用電線路的敷設未按要求,應穿管保護的消防用電線路,穿管不到位,造成大量的線路裸露。
(5)防排煙系統設計施工隨意性大。按照規范要求,一些本應設置機構加壓送風防煙設施的不具備自然排煙條件的防煙樓梯問、消防電梯間前室或合用前室,其不具備自然排煙條件的前室,卻不設加壓送風系統;有些雖然設置了機械加壓送風系統,但防火門未安裝或損壞嚴重,達不到防煙樓梯間壓力要求。
(6)消防電梯功能不具備。消防電梯的消防電源、消防電源線路敷設、末端自動切換、消防電梯前室設置、消防電梯載質量、消防電梯運行速度、井底排水和電梯門擋水設施以及前室內的室內消火栓、應急照明或正壓送風系統等不滿足規范。消防電梯缺少上述條件,不能起到保護作用,會危及消防隊員生命安全。
(7)防火門、防火卷簾材質各異。一些防火門、防火卷簾門的填充材料違規采用可燃材料;一些防火門的木制品只經過了的阻燃浸泡處理,耐火極限達不到規定要求;有的防火門裝飾面層未經過阻燃處理,采用普通油漆,降低防火門耐火極限;閉門器回彈力度不夠,導致無法正常關閉;復合防火卷簾達不到背火面溫升要求采用噴水滅火系統進行保護時,未設置獨立的噴水保護系統;用作防火分區的防火卷簾無消防電源和聯動控制裝置,發生火災斷電后只能靠人為手動關閉。
2產生問題的根本原因
導致上述問題產生的根本原因:一是建設、設計、施工單位和業主消防安全意識不夠,對高層民用建筑防火一無所知。二是經濟制約了消防安全的發展。為了“節約”成本,降低消防技術標準,將應當按規范要求設置消防設施大量節儉,埋下大量火災隱患。三是執法不嚴,不廉,給少數人可乘之機
3高層建筑消防設施管理整改對策
加強高層建筑消防工作必須把重點放在管理措施的落實上。
(1)全面落實消防安全責任制。新《中華人民共和國消防法》、《機關、團體、企業、事業單位消防安全管理規定》60號令等法律法規,就消防安全責任作了具體的規定,任何單位和個人應嚴格遵守,自覺履行法律規定的消防安全艾務,努力提高全體人員消防安全意識,增強抗御火災整體能力。高層建筑涉及多家產權位,承包、出租或委托經營時,又涉及多家使用單位。各產權單位、租賃單位在房地產商簽訂購買租賃合同時,必須與房地產商簽定相應的消防安全責任,明確各自責仟,共同維護高層建筑消防安全。房地產商應提供符合消防安全要求的建筑物.產權單位與使用單位應在訂立合同中明確備方消防安全責任,特別是各產權單位在消防車通道、涉及公共消防安全的疏散設施和其他建筑消防設施方面明確管理責任。同時,針對高層建筑的管理特點,產權單位、使用單位和物業管理單位要細化消防安全管理,落實自主管理,嚴格日常檢查,及時消除火災隱患,確保高層建筑安全。
(2)建立健全各項管理制度,并嚴格落實,針對高層建筑內部功能復雜、使用單位人員多、消防設施多、危險性大、火災后果嚴重的特點,督促高層建筑產權單位應重點要抓好規章制度的建設落實,消防安全人員值班、培訓制度,消防設施的檢杏保養制度和應急預案必須落實。同時,高層建筑產權單位還要組織人員加強對那些已投入使用消防設施維修和保養,提高消防設施整體安全系統使用性能。