【摘要】隨著我國(guó)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,超高層辦公樓的高度和規(guī)模與日俱增。其中,消防安全成為超高層建筑首要考慮的問(wèn)題。本文主要闡述了上海SK大廈項(xiàng)目消防疏散避難區(qū)的設(shè)置以及消防電梯如何進(jìn)行泄壓設(shè)計(jì)處理。
【關(guān)鍵詞】超高層建筑;消防疏散;避難區(qū)設(shè)計(jì);消防電梯泄壓設(shè)計(jì)
1、項(xiàng)目概況
1.1項(xiàng)目位置
上海SK大廈位于浦東世博板塊浦江耀華商務(wù)區(qū)的核心地段,高度275m,距離地鐵7號(hào)線后灘站70m。
1.2技術(shù)參數(shù)
2、筆者崗位和職責(zé)
2.1筆者自2013年2月21日至2019年3月31日受雇于建設(shè)單位任主管建筑師。負(fù)責(zé)上海SK大廈項(xiàng)目設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)優(yōu)化與施工管理工作。
現(xiàn)行規(guī)范一般適用于建筑高度250m以下的超高層建筑。對(duì)于超過(guò)250米的建筑,需要結(jié)合實(shí)際情況采取更加嚴(yán)格的防火措施,其防火設(shè)計(jì)應(yīng)提交國(guó)家消防主管部門組織專題研究、論證。
2.2工作難點(diǎn)
建筑體型、消防疏散和消防電梯泄壓是超高層建筑考慮的重要方面。筆者最深切的感受有如下三點(diǎn):
2.2.1建筑體型
由于受到風(fēng)力和地震力的影響,超高層的建筑平面應(yīng)力求簡(jiǎn)潔對(duì)稱,立面效果以豎向線條為主較合理。本項(xiàng)目平面為五邊形,三面臨江,兩邊望海,充分享受自然風(fēng)光。立面為魚鱗狀三維體單元式幕墻玻璃,形似鯉魚躍龍門。平面和立面設(shè)計(jì)都比較復(fù)雜。
2.2.2消防疏散
本項(xiàng)目高度為275m,標(biāo)準(zhǔn)層面積為2200㎡,總建筑面積20萬(wàn)㎡,體量巨大,因此需要根據(jù)規(guī)范要求在合適的位置設(shè)置避難層。對(duì)于避難區(qū)的設(shè)置規(guī)則規(guī)范眾多,審查嚴(yán)謹(jǐn)。
2.2.3消防電梯泄壓設(shè)計(jì)
電梯井道按照規(guī)范需要設(shè)置泄壓口。本項(xiàng)目消防電梯運(yùn)行高度為289.8 m,梯速5m/s,載重量1600kg,重量大,速度高,井道壓力大。而消防電梯考慮到防火要求,不允許在井道內(nèi)開設(shè)洞口,需要考慮合理的泄壓方式來(lái)平衡井道內(nèi)壓力,保障消防電梯安全運(yùn)行。
2.3 本項(xiàng)目在建筑體型,消防疏散和消防電梯泄壓設(shè)計(jì)方面執(zhí)行現(xiàn)行規(guī)范的困難性。
2.3.1建筑物體型設(shè)計(jì)的困難性
規(guī)范要求:平面形狀最好是方形,圓形,對(duì)稱布局。立面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔,減少凹凸面,玻璃面積盡量少,減少光污染,節(jié)能環(huán)保。
業(yè)主要求:臨江展開面盡量大,平面布局增加可視面。魚鱗狀單元式玻璃幕墻立面設(shè)計(jì)復(fù)雜,幕墻向外傾斜,立面效果有進(jìn)深層次感。玻璃面積多,增加通透感。
2.3.2消防疏散暨避難層設(shè)計(jì)的困難性
規(guī)范要求:根據(jù)規(guī)范需要設(shè)置避難層,避難層間隔與距離有明確要求,超過(guò)250米需要專題討論。
業(yè)主要求:本項(xiàng)目為5A甲級(jí)寫字樓,盡量減少附屬面積,爭(zhēng)取商業(yè)使用面積的最大化。
2.3.3 消防電梯暨泄壓設(shè)計(jì)的困難性
規(guī)范要求:消防電梯按照規(guī)范規(guī)定井道應(yīng)由無(wú)孔的墻、底板和頂板完全封閉起來(lái),以防止火焰蔓延。
業(yè)主要求:井道距離長(zhǎng),梯速高達(dá)5m/s,井道內(nèi)壓力大,需要合理考慮泄壓方式。
3、超高層建筑在建筑體型、消防疏散和消防電梯泄壓設(shè)計(jì)方面的現(xiàn)行規(guī)范
3.1《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB50045-95(2005年版)
(2015年5月1日作廢)
3.2上海市《關(guān)于超高層建筑工程消防設(shè)計(jì)若干問(wèn)題的處理意見》滬消發(fā)(2002)333號(hào)
3.3《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014(2018年版)(新規(guī)范)
3.4《電梯制造與安裝安全規(guī)范》-GB7588-2003
4、本項(xiàng)目在建筑體型,消防疏散和消防電梯泄壓設(shè)計(jì)過(guò)程的復(fù)雜和曲折
4.1建筑體型設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目緊鄰黃浦江,若以常規(guī)的四邊形平面布局,會(huì)使得朝向景觀展開面很窄,造成對(duì)良好景觀朝向的浪費(fèi)。建議應(yīng)在保證平面面積不變的條件下,將四邊形調(diào)整為一個(gè)等邊三角形和一個(gè)矩形的五邊形組合,保證在對(duì)稱圖形的基礎(chǔ)上,增加其景觀展開面。
原四邊形沿江面寬為47m,見圖1。
調(diào)整后五邊形沿江面寬為47+35.3++33.2=115.5m。見圖2
調(diào)整后的五邊形塔樓平面使各面最大限度向周圍展開,由一邊臨江調(diào)整為三面臨江,不僅有利于辦公空間的自然采光及通風(fēng),更提供了更多的景觀朝向,以獲取最佳的使用品質(zhì)。見圖3
4.2消防疏散暨避難層設(shè)計(jì)
4.2.1本項(xiàng)目于2013年3月初啟動(dòng)設(shè)計(jì)工作,依據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)》GB50045-95(2005年版)(以下簡(jiǎn)稱舊規(guī))進(jìn)行了設(shè)計(jì)。相關(guān)規(guī)定如下:
總則1.0.5當(dāng)高層建筑的高度超過(guò)250m時(shí),建筑設(shè)計(jì)采取的特殊的防火措施,應(yīng)提交國(guó)家消防主管部門組織專題研究、論證。
6.1.13.1避難層的設(shè)置,自高層建筑首層至第一個(gè)避難層或兩個(gè)避難層之間,不宜超過(guò)15層。
本項(xiàng)目在15層,30層,45層分別設(shè)置避難層兼設(shè)備層。
避難層間隔14層,避難區(qū)的面積及與非避難區(qū)之間的防火門設(shè)置符合規(guī)范要求。
4.2.2 2015年5月1日起實(shí)施《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014(以下簡(jiǎn)稱新規(guī))。將專家評(píng)審要求列入正文。相關(guān)規(guī)定如下:
1.0.6 建筑高度大于250m 的建筑,除應(yīng)符合本規(guī)范的要求外,尚應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況采取更加嚴(yán)格的防火措施,其防火設(shè)計(jì)應(yīng)提交國(guó)家消防主管部門組織專題研究、論證。
5.5.23第一個(gè)避難層(間)的樓地面至滅火救援場(chǎng)地地面的高度不應(yīng)大于50m,兩個(gè)避難層(間)之間的高度不宜大于50m。
本項(xiàng)目施工和竣工驗(yàn)收應(yīng)按照新規(guī)執(zhí)行。
依據(jù)新規(guī),第15層樓地面距離滅火救援場(chǎng)地地面的高度為:6+5.5+5.5+4.4*11=65.4(m)>50(m)
不滿足新規(guī)要求,必須重新設(shè)置避難層,并基于以下4點(diǎn)考慮:
a為了滿足新規(guī)范關(guān)于第一個(gè)避難層(間)的樓地面至滅火救援場(chǎng)地地面的高度不應(yīng)大于50m的要求。
b為了使已完成的設(shè)計(jì)不做大的變動(dòng),而保證項(xiàng)目設(shè)計(jì)與施工的連續(xù)性。
c為了盡量減少輔助用房的使用面積。
d為了利用裙房屋頂層的敞開空間。
故而在裙房屋頂層,主樓第四層增設(shè)避難層,其余避難層位置不變。原位于其他樓層的物業(yè)用房和低區(qū)設(shè)備用房統(tǒng)一集中放置在第4層,結(jié)合裙房屋頂作為低區(qū)避難層。見圖4,第4層樓地面距離滅火救援場(chǎng)地地面的高度為:
6+5.5+5.5=17(m)<50(m),滿足新規(guī)要求。
4.2.3依據(jù)上海市《關(guān)于超高層建筑工程消防設(shè)計(jì)若干問(wèn)題的處理意見》滬消發(fā)(2002)333號(hào)規(guī)定:
1.4.1當(dāng)利用裙房屋面設(shè)置避難層時(shí),主樓面向裙房屋面一側(cè)外墻不得設(shè)置玻璃幕墻。
據(jù)此四層幕墻在面向裙房的一側(cè)由原有的封閉式幕墻調(diào)整為敞開式幕墻??紤]到外立面的幕墻整體性,保留立面鋁板造型元素,玻璃取消,作為開敞空間處理。
根據(jù)暖通專業(yè)技術(shù)要求,設(shè)備機(jī)房的正壓送風(fēng)防雨百葉要求通過(guò)率為60%。結(jié)合造型,仍舊保留鋁板造型,在其表面開設(shè)符合面積要求的圓孔以滿足規(guī)定通過(guò)率。見圖5
4.3消防電梯暨泄壓設(shè)計(jì)
4.3.1本項(xiàng)目消防電梯速度為5m/s,屬于高速電梯,需要考慮泄壓設(shè)計(jì)。供應(yīng)商三菱電梯公司也提出此要求,按照常規(guī)電梯泄壓設(shè)計(jì)需要在井道頂部開設(shè)泄壓口。但是消防電梯有防火要求,井道需要全封閉,因此需要另辟蹊徑考慮泄壓設(shè)計(jì)。
4.3.2本項(xiàng)目在主樓核心筒內(nèi)布置了兩部消防電梯,如圖6。因?yàn)橄离娞菥赖娜忾]性,因此無(wú)處泄壓。根據(jù)本項(xiàng)目?jī)刹肯捞菹鄬?duì)布置的特點(diǎn),結(jié)合泄壓的基本原理,可以考慮利用消防電梯Ⅰ的井道作為消防電梯Ⅱ運(yùn)行時(shí)的泄壓空間, 消防電梯Ⅱ的井道作為消防電梯Ⅰ運(yùn)行時(shí)的泄壓空間。如果在兩個(gè)井道的底層消防前室和頂層消防前室上空處補(bǔ)一個(gè)全封閉夾層,并同時(shí)在夾層兩側(cè)的井道壁上開洞,以形成O形全封閉環(huán)通泄壓空腔,那么對(duì)方井道就可以作為本方電梯的泄壓空間使用。
此提議經(jīng)過(guò)三菱電梯廠家征詢?nèi)毡究偛慷@得批準(zhǔn),但要求環(huán)通泄壓空腔截面積不小于消防電梯井道截面積。故結(jié)合原有結(jié)構(gòu)樓板在消防電梯前室適當(dāng)?shù)纳峡仗幯a(bǔ)板。
4.3.3結(jié)構(gòu)處理
井道下部泄壓空腔選取在地下室??紤]到消防前室有人員通行要求,上空處補(bǔ)板后剩余凈高需要滿足通行要求。B1層高7.4m,B2層高3.8m,B3層高3.6m,故在選取層高較高的B1層消防前室,在適當(dāng)位置補(bǔ)板以形成泄壓空腔。。
井道上部泄壓空腔選取59層和設(shè)備夾層。結(jié)合原有結(jié)構(gòu)樓板位置,考慮消防前室凈高和設(shè)備檢修空間,在適當(dāng)位置補(bǔ)板以形成泄壓空腔。
a:地下一層層高7.4m,電梯門高2.8m,保證電梯前室凈高3m要求,在消防前室上空標(biāo)高-4.000m補(bǔ)混凝土樓板增加夾層空腔,見圖7。消防電梯井道兩側(cè)開洞口:
寬*高=1.2m*3.1m,通道截面積1.2*3.1=3.72(㎡)
b: 59層消防電梯前室標(biāo)高259.600m,電梯門高2.8m,保證電梯前室凈高3.3m要求,在標(biāo)高263.000m處補(bǔ)混凝土樓板,與設(shè)備夾層標(biāo)高264.500m處形成夾層空腔。消防電梯井道兩側(cè)開洞口:
寬*高=1.8m*1m,通道截面積1.8*1=1.8(㎡)
c:設(shè)備夾層底板標(biāo)高264.500m,根據(jù)設(shè)備安裝空間要求,保證凈高2.6m要求。在上空處標(biāo)高267.200m處補(bǔ)混凝土樓板,與設(shè)備夾層頂板結(jié)構(gòu)標(biāo)高268.850m處樓板形成夾層空腔。見圖8。消防電梯井道兩側(cè)開洞口:
寬*高=1.8m*0.85m,通道截面積1.8*0.85=1.53(㎡)
4.3.4環(huán)通井道泄壓截面積復(fù)核
消防電梯井道尺寸:深*寬=2.65m*2.65m=7.02(㎡)
增加的三處夾層空腔井道泄壓洞口面積:3.72+1.8+1.53=7.05(㎡)〉7.02(㎡)
滿足井道環(huán)通泄壓要求,符合電梯安全舒適運(yùn)行條件。
結(jié)語(yǔ):
建筑體型、消防疏散、消防電梯泄壓是超高層建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面。建設(shè)單位希望商業(yè)使用面積越多越好,而政府規(guī)劃部門要求消防設(shè)計(jì)越安全合理越好,最終設(shè)計(jì)成果是各方利益博弈的產(chǎn)物。
作為建設(shè)單位的雇員,要做到建設(shè)單位的商業(yè)利益與社會(huì)效益保持一致性。工作守法,依規(guī)設(shè)計(jì)才是一個(gè)有責(zé)任有擔(dān)當(dāng)?shù)慕ㄖ煹牧⑸碇尽?/p>
參考文獻(xiàn):
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作者簡(jiǎn)介:
許沁,性別:男 籍貫:上海 畢業(yè)院校:同濟(jì)大學(xué) 民族:漢族 出生年月:1974年1月9日。研究方向:建筑設(shè)計(jì)與施工,單位,上海寶冶集團(tuán)有限公司。