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中图分类号:TU2文献标识码: A
1、引言
随着我国社会的不断发展,人民的生活水平不断提高,人们对住宅的需求已经不满足简单的居住要求,间隔多样化、户型多样化、良好的绿化环境、和谐的社区氛围已成为越来越多人的追求,如何创造符合时代要求的居住环境,如何为消费者提供布局合理、间隔优良、卫生环境好、即有舒适户内空间、又有雅致的室外园林绿化、交往空间,这是摆在建筑师面前一个崭新的话题。
2、高层住宅防火设计中存在问题
(1)住宅设计复杂化
由于居民对居住环境要求越来越高,对于住宅的设计也越来越复杂。首先,室外过多的设置小桥流水以及亭台等,这样势必会影响消防车的通行。加之住宅用户的门大多是封闭的防火防盗门,消防队员很难进入室内灭火,只能靠云梯等装置。如果消防通道的设置不合理,消防车不能顺利通行,为火灾的扑救造成困难。其次,高层住宅在设计时,往往为了满足采光和通风的需要,设置采光通风凹井的内转角外窗,最近的边缘水平距离不能满足防止火灾蔓延的要求,导致火势容易向邻近住户蔓延。
(2)外墙面的设计影响分隔纵向火。
高层住宅为了使室内更加明亮宽敞,常常设置大面积的落地低窗以及阳光室等。高层建筑的上下层之间保持1.2米以上才能够保证火灾不向纵向蔓延。但是高层住宅上下层之间一般在2.9米左右,落地低窗和阳光室外墙的设计很难保证有效高度。南方地区普遍使用分体式空调,有一种空调可以在上下层外墙的窗槛上安放机组,加之百叶窗的设计,虽然能够满足美观的要求,但是安装洞口没有进行很好的防火处理,对阻止火灾纵向蔓延不利。
(3)水管道的设置不合理
今年来,为了提高住宅的住房率,高层居民住宅一般不设置给排水管道井,上下水管道常常是在厨房或者卫生间垂直明敷,厨房往往是火灾常发地。加之PVC硬质塑料管道也代替了原来的铸铁管道,一旦发生火灾,破损的管道往往成为火灾蔓延的主要途径。
(4)燃气管道布置不合理
现阶段,必须通过管道对高层住宅提供燃气,但是远程抄表还没有普及,可能会由于燃气管道设置的不合理,而影响高层居民住宅的消防安全。由于住宅设置的特殊性,燃气管道不允许穿过楼梯等部位。为了实现户外抄表安全,设计人员常常将燃气计量表设置在楼梯间,然后外设安全门,一旦发生燃气泄漏,燃气很容易聚集在楼梯间,对高层住宅居民产生威胁。
3、高层住宅的环境设计
(1)优化户型设计
高层住宅户型设计要求住宅空间功能明确,布局合理,室内空间舒适,便于装修。小区住宅空间设计的关键是平面设计,其设计效果直接决定了楼盘未来的市场前景。单元设计每栋设三室一厅、二室一厅、一室一厅等平面组合,户型面积从40m2到120m2左右,符合不同层次的消费者需求,每个房间都能做到自然通风采光,阳台中考虑洗衣机为止及晾衣设施,餐厅与客厅连接,在细节的设计中充分考虑各种电器的位置,使居室环境洁净舒适。力求在相对有限的空间内做到使用功能完整合理化,为人们提供既经济合用,又灵活丰富的户型空间。
(2)创造舒适的居住空间
住宅内生活的舒适性取决于不同的功能空间既要有较好的联系,又有相对的独立性,居住空间按其特征和特定要求进行布置,做到“动静分离”、“洁污分离”和“食寝分离”等。功能空间尺度的适宜性是居住舒适度的必要条件之一,住宅内各个功能空间比例合理,在满足住户对空间面积尽量大的前提下,保证室内绝大部分空间光照、通风效果良好,便于进行家居装修装饰,使空间组合恰当舒适,带来家的温馨的感觉。
功能空间的私密度是居住舒适度的另一个必要条件。入户设置过渡空间可避免开门见厅;外廊式住宅应避免外廊对其靠近房间的视线干扰,塔式住宅要注意前后套房间的对视、斜视现象;厅内应尽量减少卧室门的数量,注意卫生间门不应向厅等等。居住空间的舒适性能激发对家的归属感和认同感。
(3)切实注重环境设计
传统的绿化理念依靠单调刻板的植树种草已无法满足现代人对居住环境提出的更高要求,现代更多人地追求自然化的宜人环境。因此在设计高层住宅整体性时,贯穿以自然为本,实现住宅区环境景观与住宅设计、建筑空间的有机结合,兼顾高层住宅的建筑特点,体现人文环境的一致性,合理开发利用原有地形、地貌,保护原有的地区环境。
4、做好防火分隔与安全通道设计
高层住宅中,因有毒烟气窒息死亡的人员占死亡人数的70%左右,烟气是火灾中的隐形杀手。所以,要充分考虑在建筑内设置防排烟系统的重要性。烟气的水平流动速度为0.3、0.8m/s,垂直方向扩散速度为3.4m/s,当烟气无阻拦时,只需1min左右就可以扩散到几十层高的大楼。烟气的流动速度大大超过了人的疏散速度。楼梯间、电梯井及各种竖向管井是高层建筑火灾垂直方向蔓延的重要途径,易形成“烟囱效应”。而楼梯间及其前室或合用前室是火灾时人员临时避难、疏散的场所,消防电梯间及其前室是消防队员进入高层建筑灭火的主要通道。为了阻止烟气进入这些部位或排出这些部位的烟气,保证人员安全疏散和扑救。因此,超高层建筑在上述部位设置机械加压送风系统,能够达到疏散和扑救通道上无烟的目的,从投资方面又低于机械排烟系统,是可行的。其裙房的楼梯间内可统筹考虑布置。其风压值应为防烟楼梯间50Pa,前室、合用前室、封闭避难层25Pa,既能方便疏散安全门的开启,又能保证安全地带的压力,对烟气起到排斥作用。同时,超高层建筑封闭避难层内设置机械加压送风设施,除满足避难层内一定的正压值,防止烟气入侵,也为躲避在避难层里的人们提供呼吸用的新鲜空气。
4.1防火间距:为防止火势通过辐射热等方式蔓延,建筑物之间应保持一定间距。一、二级耐火等级民用建筑物之间的防火间距不得小于6米,它们同三、四级耐火等级民用建筑物的防火距离分别为7米和9米。高层建筑因火灾时疏散困难,云梯车需要较大工作半径,所以高层主体同一、二级耐火等级建筑物的防火距离不得小于13米,同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于15和18米。厂房内易燃物较多,防火间距应加大,如一、二级耐火等级厂房之间或它们和民用建筑物之间的防火距离不得小于10米,三、四级耐火等级厂房和其他建筑物的防火距离不得小于12和14米。生产或贮存易燃易爆物品的厂房或库房,应远离建筑物。
4.2 防火分区:建筑中为阻止烟火蔓延必须进行防火分区,即采用防火墙等把建筑划为若干区域。一、二级耐火等级建筑长度超过150米要设防火墙,分区的最大允许面积为2500米2;三、四级耐火等级建筑的上述指标分别为100米、1200米2和60米、600米2。一、二级防火等级的高层建筑防火分区面积限制在1000米2或1500米2内,地下室则控制在500米2内。防火墙应为耐火极限4小时的非燃烧体,上面如有洞口应装设甲级防火门窗,各种管道均不宜穿过防火墙。不能设防火墙的可设防火卷帘,用水幕保护。
4.3安全疏散通道出口:为减少火灾伤亡,建筑设计要考虑安全疏散。公共建筑的安全出口一般不能少于两个,影剧院、体育馆等观众密集的场所,要经过计算设置更多的出口。楼层的安全出口为楼梯,开敞的楼梯间易导致烟火蔓延,妨碍疏散,封闭的楼梯间能阻挡烟气,利于疏散。防烟楼梯间因设有前室,更有利于疏散。高层建筑须设封闭的或防烟的楼梯间,楼梯间应布置成有两个疏散方向。超高层建筑应增设暂时安全区或避难层,还可设屋顶直升飞机场,从空中疏散。疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。
5、结束语
住宅设计是一项包含着很多细节、需要精心推敲的工作,执行防火设计规范的矛盾尤为突出,但是随着消防技术的不断进步,这些问题都将迎刃而解。尤其性能化消防设计已开始引起重视并得到提倡,这将有利于灵活处理各项具体技术问题,有利于设计的合理化而无需拘泥于传统规范条文的限制。
参考文献
[1] 黄进达,杨义.防火间距的性能化设计探讨[J].山西建筑,2005
关键词:高层住宅;安全出口;前室
随着我国城市化建设的迅速发展,城市人口急剧增长,高层住宅建筑建设速度明显加快,建筑高度和建筑形式不断发展,这对改善城市景观和人民居住条件起到了积极作用。高层住宅建筑安全疏散设计直接关系人员在紧急情况下的疏散安全,其设计的合理性和科学性是建筑设计中的重要问题,国家工程建设技术标准对此有明确的规定。高层住宅建筑人员疏散是否安全快捷,不仅反映了一个建筑物的实用性和经济性,同时还涉及到人员的安全问题。安全疏散设计攸关人员生命安全,要求高,难度大,无疑是建筑防火设计中的重点和难点。但从实际情况和火灾案例来看,其建筑安全疏散设计仍然存在规范要求与实际需要的矛盾,需要进一步的研究和探讨。
1单元式高层住宅建筑安全疏散设计难点和原因
单元式高层住宅建筑人员疏散的特点包括:(1)层数多,垂直疏散距离长,人员需要较长时间才能疏散到安全场所;同时,由于不能及时准确得到灾情信息和判断火灾情况,人员起始疏散时间较公共建筑要迟。(2)发生火灾时,在“烟囱效应”作用下,烟气和火势竖向蔓延快,若楼梯间的门关闭不严会使烟气进入楼梯间,增加人员安全疏散的困难。(3)人员集中,容易出现混乱、拥挤的情况。而且在疏散过程中人往往倾向于选择熟悉的路线疏散,先跑向电梯,发现电梯停止使用后,再向楼梯疏散,因此容易在封闭楼梯间门前和防烟楼梯间前室产生拥堵现象。
1.1关于单元式高层住宅建筑设置一个安全出口的条件《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95,2005年版,以下简称《高规》)规定“十八层及十八层以下每个单元设有一座通向屋顶的疏散楼梯,单元之间的楼梯通过屋顶连通,单元与单元之间设有防火墙,户门为甲级防火门,窗间墙宽度、窗槛墙高度大于1.2m且为不燃烧体墙的单元式住宅”可以设置一个安全出口。尽管《高规》针对这个问题,已经做了合理和科学的修改,即不再要求十层以上层层设单元通廊和连通阳台,改善了建筑的立面造型,降低了安全疏散设计的难度。但是在实际执行中,仍然存在规范规定与使用功能、节省投资要求的矛盾,例如:甲级防火门与防盗门难以合一;住户在装修时将防火门换为防盗门;客厅和厨房阳台窗以及相当一部分卧室的落地窗为了增加采光和美观要求,窗槛墙高度难以达到1.2m,为满足规范要求使用甲级防火窗代替不燃烧体窗槛墙,增加了投资又影响了美观;单元隔墙(防火墙)两侧窗间墙宽度受户型局限,难以达到2m;有些户型的厨房阳台窗紧邻楼梯间外窗,其间距《武警学院学报》2008年第10期(总第148期)•消防评价与设计•也难以达到1.2m。
1.2关于单元式高层住宅建筑设置两个安全出口的条件《高规》对于单元式住宅如何设置两个安全出口,未做明确规定。由于连通单元楼梯间的阳台或凹廊紧邻住户的房间外窗,影响住户的安全和生活,所以建设单位和设计单位对于十八层以上的单元式高层住宅建筑都不采用这种做法,而采用剪刀楼梯间来设置两个安全出口。同时高层住宅受面积指标的限制,又要满足功能使用的要求,设置两个防烟前室有些情况下十分困难。所以剪刀楼梯间的防烟前室一般都共用,并且再和消防电梯的前室合用,即所谓的“三合一”前室。在实际执行中,建设单位、设计单位和消防监督部门在各自的立场上,对这些问题的处理意见分歧较大,以至于各地在对规范的掌握上存在不同的尺度。形成这种现状有两个原因:(1)国家规范的适用滞后于建筑设计思想的发展,随着国际交往的深入和建筑市场的国际化,国外的先进建筑设计理念开始影响国内的房地产商和建筑设计单位,在户型布局、户内采光、外形美观等方面的要求已经与国家规范的限制形成矛盾。(2)各规范控制尺度不一致,如《住宅建筑设计规范》规定,窗槛墙高度不低于0.8m,而《高规》则要求窗槛墙高度应大于1.2m。《住宅建筑设计规范》要求楼梯间窗与套房窗水平净距不小于1.0m,而《高规》无此项要求。《住宅建筑设计规范》规定电缆井和管道井可设在前室、合用前室里,但检修门应采用丙级防火门,而《高规》则不允许在防烟楼梯间前室内设竖井检修门。再如,《高规》允许在疏散走道上设防火卷帘,防火卷帘两侧应具有自动、手动和机械控制启闭的装置。但《建筑设计防火规范》则规定疏散门只能是平开门。
2解决单元式高层住宅建筑安全疏散设计问题的对策和措施
建筑物的消防设防水平应当考虑投入和回报,其消防投入的价值只有在火灾时才能体现出来,所以消防投入必须考虑建筑物发生火灾的概率大小和火灾可能产生的损失大小,同时消防投入还必须考虑投入的有效性,杜绝无效投入和重复投入。以中部地区某省会城市为例,在投入使用的十八层以下的高层住宅建筑中,33%的窗槛墙,特别是阳台落地窗的窗槛墙高度在0.6~0.8m之间;防烟楼梯间的门由于方便使用和采光要求基本上为常开状态;在使用中已经有40%的户门被更换为普通防盗门。且根据火灾统计情况,该城市高层住宅建筑近5年内,发生火灾事故仅1起,火灾直接损失约2万元,并且没有形成火势向上层蔓延的现象。鉴于这种情况,从火灾时保证人员安全快速撤离的要求出发,笔者认为可以适当减少单元式高层住宅建筑设置一个和两个安全出口的条件限制,同时从以下几个环节采取措施提高安全疏散设施的整体安全可靠度。
2.1在技术上减少火灾警报的发出时间,保证第一时间通知人员疏散在住户内设置独立式的火灾自动报警探测器,并且在厨房设置独立式的可燃气体报警装置。这些投资完全可以抵消设置防火玻璃窗的投资。并且由于十二层以上的单元式高层住宅建筑都设有联动控制消防电梯前室机械加压送风口的火灾自动探测器,可以在楼梯间每层设置光电报警器,或者利用带有广播功能的单元门禁系统发出火灾警报。通过提升发现火灾的技术手段,为人员疏散争取时间。
2.2在设计上进一步提高楼梯间和前室的安全可靠度
2.2.1对于单元式高层住宅建筑设置一个安全出口的情况:(1)在未制定高层住宅建筑专用的防火防盗门产品标准前,适当允许开向公共走道的户门,可以不设防火门。(2)提高防烟楼梯间的实际安全性,将楼梯间的门设为能通过前室的火灾探测器的信号和火灾报警控制器联动控制的带有闭门释放器的防火门。(3)对于厨房和卧室的窗槛墙的高度可以参照幕墙的防火要求,放宽到0.8m。但是对于客厅的阳台窗,由于一般阳台和客厅之间在顶板上都有高度为0.4m左右的梁,可以减弱火焰向上蔓延的趋势,所以其窗槛墙的高度可以放宽到0.8m以下。(4)加强对机械加压送风机安装和风井施工质量的要求,提高送风风压的安全稳定性。避免风井内壁施工质量不合要求,导致风压损失过大。(5)禁止在楼梯间内设置燃气供气管道。
2.2.2对于单元式高层住宅建筑设置两个安全出口的情况:(1)在前室外设置公共走道,住宅的户门不允许直接开向前室,只允许直接开向公共走道,水、暖、电等管道井的检修门也开向公共走道,从而提高前室的安全性。(2)增加合用前室的面积,十八层以上高层住宅楼的剪刀梯与消防电梯合用前室的面积增加到16~20m2,加上前室外的公共走道面张建莹,等:单元式高层住宅建筑安全疏散设计难点及对策积,其建筑公共部分的总面积可以达到25m2。其设计的科学性主要在于其公共部分的面积较大,可以消除火灾时人员疏散的拥挤现象,即便是消防队员乘坐消防电梯前往着火楼层或其上、下层,也不致与疏散的人流产生冲突。(3)增加前室的自然排烟外窗面积和机械加压送风量,将楼梯间的门设计为能通过前室的火灾探测器的信号和火灾报警控制器联动控制的自行关闭的防火门,确保前室的实际防烟能力。
关键词:高层住宅;系统选择;同层排水
一、生活系统给水方式的选择
对于高层建筑,城市给水管网的水压一般不能满足高区部分生活用水的要求,绝大多数采用分区给水方式,即低区部分由城市给水管网直接供水,高区部分由水泵加压供水。
高区部分可以采用的给水方式有:高位水箱给水方式,普通变频给水方式或气压罐给水方式,无负压(叠压)变频给水方式。由于高位水箱给水方式产生二次污染的现象比较严重,目前在住宅设计中已很少采用;普通变频给水方式不需要设置高位生活水箱,可以基本防止二次污染,使用条件基本无限制,应用比较广泛。
但是普通变频给水方式仍然需要设置生活水池,还是有二次污染的可能性,且不能有效利用市政水压。随着技术的不断发展,近几年来出现了解决上述问题的新的生活给水方式--无负压(叠压)供水方式。这种供水方式的特点是:(1)卫生无污染:设备为全密封运行,异物不能进入管网系统;不与空气直接接触,真正解决了水的二次污染问题。(2)节约能源:管网增压供水设备直接与自来水管网连接,在原有管网压力的基础上叠加所需的压力差,差多少,补多少,能充分利用管网的余压,采用变频技术恒压供水,不会造成设备和能源的浪费,符合国家节能的要求。(3)投资少、运行成本低:因为无需修建蓄水池或水箱,而且由于利用了自来水管网的余压和变频器节能控制技术,无需从零加压,因此,加压泵选型较小,设备投资减少。
二、消防系统给水方式的选择
根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95(2005年版))第7.4.7条规定:“采用高压给水系统时,可不设高位消防水箱。当采用临时高压给水系统时,应设高位消防水箱……。”我国目前消防给水系统中临时高压制居多,一般高层建筑都设有高位消防水箱。气压罐给水方式的主要缺点是气压罐调节容积小,同样存在不能满足消防贮水的问题,一般作为消防给水系统中的经常性增压设备,对于高层建筑生活给水一般用于少数楼层水压不足时的增压。由于以上诸多原因,尽管高位水箱存在增加建筑荷载的问题,工程中仍多采用高位水箱给水方式。
高位水箱给水方式可根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95(2005年版))7.4.6.5规定:“消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa,当大于1.00MPa时,应采用分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50 MPa时,应采取减压措施。”其中分区减压方式采用的方法包括:高位水箱减压给水方式、高位水箱并联给水方式或高位水箱串联给水方式,或者根据具体情况采用几种给水方式的结合。其中高位水箱减压给水方式利用减压水箱和减压阀减压。减压水箱占用一定的建筑面积,并且增加了防止生活用水二次污染的困难,有噪音影响。减压阀造价虽然较高,与减压水箱相比占地面积大大减小,不影响水质而且无噪声,且减压后可以不必不使用减压稳压型消火栓,节省大批投资,也便于操作,工程中多采用减压阀减压方式。
三、用水量计量方案的选择
关于水表设置,国家规范《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第3.4.17条规定:“住宅的分户水表宜相对集中读数,且宜设置于户外;对设在户内的水表,宜采用远传水表或IC卡水表等智能化水表。”水表出户一般有3种方式:(1)水表设于管道井中。新建住宅设专用管道井或与其他工种(采暖)设备共用管道井,这种管路布置便于保护水表,外观漂亮;(2)设置嵌墙式水表。适用于新建住宅,也可用于已建住宅的改造,管线布置合理,成本较低;(3)设置埋地式水表。数只水表在地下适当地点排列,一户一根立管沿管廊( 管道井)或走廊进户。高层住宅一般采用第一种设计方案:设计前要求建筑专业在每栋的塔楼的公共部位设置专用管道井,把每户的水表都放在所在层的管道井中,管道敷设于垫层内。
四、排水方式的选择
在日常生活中,经常出现上下层住户因排水管道漏水而导致的各种纠纷、影响邻里关系。针对这些问题《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)4.3.8条规定:“住宅卫生间的卫生器具排水管不宜穿越楼板进入他户。”新设计的住宅楼应采用同层排水方式,同层排水是指卫生间内卫生器具排水管不穿越楼板,排水横管在本层套内与排水总管连接,一旦发生需要维修和清理疏通的情况,在本层套内就能解决问题的一种排水方式。
同层排水的优点是:(1)房屋产权明晰:卫生间排水管路系统布置在本层套住户家中,管道检修可在本户内进行,不干扰下层住户;(2)卫生器具的布置不受限制:因为楼板上没有卫生器具的排水预留孔,用户可自由布置卫生器具的位置,满足卫生洁具个性化的要求,开发商可提供卫生间多样化的布置格局,提高了房屋的品位;(3)排水噪音小:排水管布置在楼板上,被回填垫层覆盖后有较好的隔音效果,从而排水噪音大大减小;(4)渗漏水机率小:卫生间楼板不被卫生器具管道穿越,减小了渗漏水的机率,也能有效地防止病菌的传播。
一般同层排水的办法有以下几种:
1.厨房排水管道设置
厨房洗涤池排水支管可直接在楼板上接入排水立管。而对于厨房是否设地漏,目前还存在较大争议。笔者建议厨房内不设地漏:现代生活中厨房地面一般已很少用水冲洗,少量的溅水用抹布就可完成地面的清洁,厨房地漏由于长时间无水补充,水封内存水蒸发后臭气反由地漏进入室内。同时,取消地漏还可避免地漏排水支管进入下层户内空间。
2.卫生间排水管道设置
为了不使卫生间污水横管进入下层户内空间,排水管道的敷设一般采用以下几种方式:
(1)卫生间地面楼板下沉,污水横管设于下沉箱内
这种方式对排水管道的施工较为方便,但检修管道则十分不易。在实际工程使用过程中,经常发生下层住户靠卫生间处楼板及侧墙发生渗漏现象。由于无法查找出漏水的原因,上层住户只能将整个卫生间地面凿开重新翻修,凿开后才发现下沉箱内积满水,积水经侧墙渗入下层。分析产生积水的主要原因有:卫生间地面防水未处理好,地面水渗透入下沉箱;部分给排水管道漏水进入下沉箱。
(2)采用侧排方式
卫生间采用后出水式座便器,侧排地漏,将浴盆或淋浴房垫高,各卫生器具排水横支管沿卫生间地面墙脚处引至外墙。器具存水弯、排水横管及立管均设于建筑外墙处。采用这种方法,可避免出现下沉式积水的状况,但应注意几点:首先,尽可能将洁具特别是座便器设于靠外墙处;其次应与建筑专业密切配合,由于排水横管及立管均设于外墙,不可避免影响到建筑外观,因而在建筑方案设计阶段,给排水专业人员就应介人,将卫生间布置于建筑凹槽处,尽量降低对建筑立面的负面影响。
五、结语
总之,住宅给排水系统看似简单,但它与我们的日常生活息息相关。作为工程设计人员,应本着技术、安全、经济性原则,在实践中努力创新,寻求最佳的给排水设计方案,适应住宅设计发展的新要求,满足人民群众不断提高的物质文化要求。
参考文献:
[1]建筑给水排水设计规范.GB50015-2003.
[2]高层民用建筑设计防火规范.GB50045-95(2005年版).
关键词:高层住宅剪力墙转换层结构调整构件设计
中图分类号:TU241.8 文献标识码:A 文章编号:
1 工程概况
某高层住宅楼,采用框支剪力墙结构,总建筑面积为202210㎡,其中, 高层住宅地上28层,一层为架空门厅,层高7m,二层以上标准层,层高3.15m。建筑总高度84m,有两层人防地下室,总建筑面积:1210.9㎡,基础采用人工挖孔灌注桩,持力层为中、微风化花岗岩,建筑类别为一类,抗震设防烈度为7度。
2 抗震等级的确定
本工程转换层以下为框架—剪力墙结构,转换层以上为纯剪力墙结构,是多层结构高层建筑,从而不能以单纯的框架结构或者剪力墙结构形式来确定抗震等级,而应该严格按照现行规范的不同章节,分别针对性地确定结构体系各部位不同结构构件的抗震等级。该工程属“框支剪力墙”结构,地上高度84m,转换层设在三层楼面(属高位转换),其框支框架抗震等级为一级,加强部位剪力墙抗震等级为一级,非底部加强部位剪力墙抗震等级为二级。
3 上部与下部结构的调整
建筑的侧向刚度宜下大上小,且应避免刚度突变,然而带转换层的结构显然有悖于此,因此《高规》对转换层结构的侧向刚度作了专门规定。对该工程而言,属于高位转换,转换层上下等效侧向刚度比宜接近于1,不应大于1.3。在设计过程中,应把握的原则归纳起来就是要强化下部,弱化上部,尽量避免出现薄弱层。可采用以下几点方法进行调整:
(1)应与建筑工程师协商,使尽可能多的剪力墙落地,必要时甚至可以在底部增设部分剪力墙(不伸上去)。这是增大底部刚度最有效的方法。除核心筒部分剪力墙在底部必须设置外,还通过与建筑专业协商,让两侧各有一片剪力墙落地,并且北部还有一大片L型剪力墙也落地。这些措施大大增强了底部刚度。
(2)底部剪力墙厚度应加大,而减小上部剪力墙厚度,转换层以下剪力墙厚度取为300~500mm,上部厚度取为200mm。
(3)底部剪力墙应不开洞,以造成刚度削弱太多。
(4)采用C55混凝土,以提高墙混凝土强度等级。
4 结构布置
本工程转换层下部为框架-剪力墙结构,体形复杂,不规则;转换层上部为纯剪力墙结构,由于建筑布置的不对称,剪力墙的布置经过多次试算,最后结果是质量中心与刚度中心偏差不超过1m,结构偏心率较小。除核心筒外,其余部位剪力墙布置分散、均匀,且尽量沿周边布置,以增强整体抗扭效果。通过有关的计算结果,扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比为0.81,各楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与楼层平均值的比值不大于1.4,均满足平面布置及控制扭转的要求。
5 结构整体计算与分析
本工程主要运用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制的《高层建筑结构空间有限元分析与设计软件》SATWE进行分析计算。计算结果见表1。
表1:住宅楼(23层)前五个结构计算周期
X方向的地震作用最小剪力系数为1.77%,Y方向的地震作用最小剪力系数为1.91%。最大层间位移见表2:
表2:住宅楼(23层)最大层间位移
转换层位于三层,转换层上下刚度比为:X方向:0.9839,Y方向:1.1982
结论:2栋1座楼周期、位移均正常。
6 结构构件设计
6.1框支柱设计
框支柱截面尺寸主要由轴压比控制并满足剪压比要求。为保证框支柱具有足够延性,对其轴压比应严格控制。
(1)该工程框支柱抗震等级为一级,轴压比不得大于0.6,对于部分因截面尺寸较大而形成的短柱,不得大于0.5。柱截面延性还与配箍率有密切关系,因而框支柱的配箍率也比一般框架柱大得多。箍筋不得小于φ10@100,全长加密,且配箍率不得小于1.5%。
(2)在工程中,个别框支柱还兼作剪力墙端柱,所以还应满足约束边缘构件配箍特征值不小于0.2的要求,折算成配箍率(C55混凝土)即为1.82%。框支柱为非常重要的构件,为增大安全性,对柱端剪力及柱端弯矩均要乘以相应的增大系数,每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的30%。因为程序计算时,一般假定楼板刚度无限大,水平剪力按竖向构件的刚度分配,底部剪力墙刚度远大于框支柱,使得框支柱分配的剪力非常小。然而考虑到实际工程中楼板的变形以及剪力墙出现裂缝后刚度的下降,框支柱剪力会增加,因而对框支柱的剪力增大作了单独规定。
(3)为了加强转换层上下连接,框支柱其上部有墙体范围内的纵筋应伸入上部墙体内一层;其余在墙体范围外的纵筋则水平锚入转换层梁板内,满足锚固要求。抗震设计时,规范规定了剪力墙底部加强部位包括底部塑性铰范围及其上部的一定范围,其目的是在此范围内采取增加边缘构件箍筋和墙体纵横向钢筋等抗震加强措施,避免脆性的剪切破坏,改善整个结构的抗震性能。
6.2框支梁设计
框支梁截面尺寸一般由剪压比控制,宽度不小于其墙上厚度的2倍,且不小于400mm;高度不小于计算跨度的1/6。
(1)本工程框支梁宽度为500~1000mm。框支梁受力巨大且受力情况复杂,它不但是上下层荷载的传输枢纽,也是保证框支剪力墙抗震性能的关键部位,是一个复杂而重要的受力构件,因而在设计时应留有较多的安全储备。
(2)一级抗震等级的框支梁纵筋配筋率不得小于0.5%。框支梁一般为偏心受拉构件,梁中有轴力存在,因此应配置足够数量的腰筋,腰筋采用φ18,沿梁高间距不大于200mm,并且应可靠锚入支座内。框支梁受剪力很大,而且对于这样的抗震重要部位,更应强调“强剪弱弯”原则,在纵筋已有一定富余的情况下,箍筋更应加强,譬如某根700宽框支梁箍筋采用φ16@100六肢箍全长加密,配箍率达到1.18%。
6.3楼板设计
框支剪力墙结构以转换层为分界,上下两部分的内力分布规律是不同的。
(1)在上部楼层,外荷载产生的水平力大体上按各片剪力墙的等效刚度比例分配;
(2)在下部楼层,由于框支柱与落地剪力墙间的刚度差异,水平剪力主要集中在落地剪力墙上,即在转换层处荷载分配产生突变。
(3)由于转换层楼板承担着完成上下部分剪力重分配的任务,且转换层楼板自身必须有足够的刚度保证,故转换层楼板采用C40混凝土,厚度200MM,¢12@150钢筋双层双向整板拉通,配筋率达到0.41%。
(4)为了协助转换层楼板完成剪力重分配,将该层以上及以下各一层楼板也适当加强,均取厚度150MM。
7 结束语
总之,带转换层高层建筑结构设计不仅要尽可能地满足建筑的使用功能的要求,而且要使结构体系更加合理化,应从建筑功能、结构受力、设备使用、经济合理等多方面入手进行结构的选型和柱网布置,不断地提升住宅建筑结构的设计水平,从而满足建筑结构合理的使用要求。
参考文献
[1]李中军,徐茂江,李龙.预应力混凝土转换层结构设计[J].建筑结构学报,2008.
关键词:高层居住小区;景观设计;架空层
Abstract: the development of modern city and a variety of functional requirements bred the high-rise residential village, it can not be like traditional village that is completely closed in under the condition of the development, the emerging half open business services space, and city life phase penetration, hold the function of more rich. In recent years, China's top of the proportion of the house more and more high, high-rise residential district development is the real significance. This paper expounds the high-rise residential area landscape design research status, pay attention to space, landscape, ecology, garden to the village, and the bottom stilt floor, and analyzes the characteristic, explore high-rise residential area landscape design.
Keywords: high-rise residential district; Landscape design; Stilt floor
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
近代城市的发展和多种功能需求孕育了高层居住小区,它不能象传统小区那样在完全封闭的情况下发展,出现了半开放的商业服务空间,与城市生活相渗透,容纳更丰富的功能。
1 研究背景
高层住宅的主要建筑形式为独立高层、小高层(7―29层),位于城市的中心区域,因为能够依托城市便利的公共交通和基础设施。能较成功的解决“交通瓶颈”的问题。高层住宅充分发挥土地价值的基础上,通过适当的降低建筑密度和容积率,获得更良好的通风和采光和居住环境。成为在现有经济条件和社会发展水平下提高居住品质的―个理想途径。因此在城市中心区发展高层低密度住宅更加贴合我国的国情,能够在较短时间内使城市居民的居住质量获得明显的提高。但是也存在发展的制约因素,即“产品瓶颈”。在住宅户型的舒适性与经济合理性相结合、创造高品质的小区环境和辅助配套设施等方面关注度不够,居住品质没有得到实质性的提高。
2高层居住小区园林景观设计
高层住宅的优势在于向空中发展.腾出地面绿化来改善居住环境,这样,高层的住户才会感受到自己置于绿色的环境中。舒适宜人的居住以及方便快捷的交通已经成为城市居民最为关注的两个主要问题。亲近自然的居住环境、人性化的活动场地、亲切宜人的建筑尺度和空间氛围、便捷的基础设施等无疑是人们对于居住的最高理想。
绿地是居住区不可缺少的公共设施,也是唯一有生命的基础设施,具有独特的生态效应。居住区绿化为人们提供了优美环境,并在满足人们可居、可游、可赏的同时,还可以消除都市的喧嚣、身心的疲惫,从而有利于居住者得身心健康和智力发育。
居住区环境质量直接影响到人们的心理、生理以及精神生活。在人们活动的居住小区的步行道、广场、休息观景的空间中,创造性的设计能赋予园林空间一定的特色。给人留下
深刻的印象。在居住区设计中要坚持赋予闶林景观亲切宜人的艺术感召力。保持空间的公共性与私密性的结合。
2.1高层建筑高视点的要求
在现在的园林景观设计中我们要考虑到人们高视点(高层居住者由高点向下观景的位置的视点)的要求。现在居住小区的居民楼越来越高,对居住区景观的要求也越来越高。我们在小区园林设计中要体现这一要求。设计师在小区绿化造景之时,要充分考虑楼层较高的居民的俯视感受。高层住宅在景观上要求居住区的地面景观平面设计要悦目,体现形式美,强调面,即色块和色调的对比。色块,由草坪色、水面色、铺地色、植物覆盖色等组成,相互之间需搭配合理,并以大色块为主。色块轮廓尽可能清晰。植物搭配要突出疏密之间的对比。种植物应形成簇团状,不宜散点布置。草坪和铺地作为树木的背景要求显露出一定比例的面积。不宜采用灌木和乔木进行大面积覆盖。树木在光照下形成的荫影轮廓应能较完整地投在草坪上。
2.2居住小区绿色空间环境
居住小区绿化设计的功能性与艺术性不同于公园设计,小区的设计和建设中,注重功效和美学,考虑了时间与空间、文化与经济等双重层面的内容。它是以自然为主轴,强调情
感与文化品位取向的生态人居环境。在景观效果实现上结合人文内涵。创造充满大自然情趣的生活游憩空间,充分考虑住户要求。满足小孩嬉戏,老人活动。以及居民体育健身等功
能实现,营造出令人赏心悦目、人与自然和谐共生的良好生态环境。使环境的生态功能与使用功能、标识功能并重。
2.2.1居住小区的健康理念
园林不仅要为人居环境创造自然的条件和气氛.也渗透以人文;人们不仅从自然环境中得到物质享受,也从寓教于景的环境中陶冶精神,获得身心健康。
“以人为本”的思想和“可持续发展”的生态园林发展方向。
2.2.2绿色空间的可参与性和亲和性。
在园林景观空间设计中我们要公共的开放与个体的私密性相结合,要开敞空间与半开敞空间相结合,用绿化来隔离空间是我们在空间隔离常用的手段。没有人的参与的、没有感知的绿色空间是苍白的、没有意义、缺少品位的。小区绿地需要有公众性、开放性、参与性,对应这样的需要的就是尽量的使居民能够在小区绿地中聚集,即现在所经常讨论的“人居”与“人聚”的问题。景观道路、健身设施等户外空间合理分布于绿地中正是“人聚”的需要。园林绿化所创造的环境氛围要充满生活气息,做到景为人用.富有人情味。
2.2.3居民小区中植物的配置。
在植物配置上强调冬透夏荫.春绿秋黄。改变小区内常绿乔木一统天下的局面。冬天,温暖的阳光透过枯荣的落叶.输送进小区;夏天,浓密的树荫给居民带来了清凉,使植物配置的群落具有保暖防暑降温的作用。引进色叶植物和香源植物.随着季节更替呈现不同的
季相和挥发不同的气体.满足人们季移景换的审美情趣和不同嗅觉的刺激。强调植物的保健功能,小区内可以引进一些通过光合作用挥发各类气体的植物,起到提神醒脑、清热明目、疗肝润肺、舒筋活血等的保健作用。
(1)植物配置要层次分明、注重色块。
在居住小区中进行植物配置时,也应该注重其层次的搭配。利用乔灌、地被的混合配置出高、中、低、地被层四个层次,这样再进行空间的分割及联系。通过各个层次,使空间更具自然的节奏。色块布置时色彩简洁明快,可按设计者的要求任意作出各种图形图案;采用色块的模纹形状可以达到最快的成形效果,满足快速绿化美化的要求;养护相对简单,只需要一次成形后经常间断性进行修剪,就可以达到较好的绿化效果;只要合理选择色叶树种,就可以让色块四季基本不变,更加重要的是色块的设计比较符合现代人的审美观念,特别在欧式建设的小区中和环境比较和谐;容易使人感觉环境整洁有序,现代气息较浓。合理运用色块,可以最大程度地吸引人们的注意力。现在常见的色块组合有:红色块为红叶小檗,红花口木;绿色块有瓜子黄杨、雀舌黄杨、大叶黄杨、杜鹃;黄色块有金叶女贞、洒金珊瑚、金边黄杨;也有用红绿草、雪叶菊等草本花卉。
(2)掌握季节性观花观叶植物相搭配。“春意早临花争艳,夏季浓荫好乘凉,秋季多变看叶果,冬季苍翠不萧条。”这首诗道出了季节变化及对小区设计的最直接要求:应保持三季有花,四季常绿。另外注意整个小的色相变化,在有色树种的搭配上。可以采用一些色彩对比度较大的树种,这样可以使小区的绿化更加生动活泼。
(3)以草本花卉弥补木本之不足。虽然草本花卉在应用中的管理比较繁琐.但是相对来说更容易为进行控制。易于成为造景要素。在组合时必须考虑到小区中植物的色泽、花型、树冠、形状和高度、植物寿命、生长势等方面,才能互相协调。对于每个组合的设计时,还应该考虑周围的地面、草坪、水池、地表等几个组合之间的关系。
3结语
近代城市的发展和多种功能需求孕育了高层居住小区,它不能象传统小区那样在完全封闭的情况下发展,出现了半开放的商业服务空间,与城市生活相渗透,容纳更丰富的功能。在可持续发展的大背景下,需要以绿色生态为原则,进一步探索高层居住小区景观设计为现代人营造更多的优良环境,引导新的生活方式,适应时代需要,促进社区文化的发展。
参考文献
1黄坚,王竹.高层住居适宜性空间环境浅析[J].华中建筑,2004
2崔桦.城市居住区绿化浅析[J].华中建筑,2004
3李蕾.聚合居住与高层住宅主体公共空间营造[J].华中建筑,2004
4张静.武汉市居住小区环境景观评析[J].中国园林,2004
6周文琴,姜晓琴.建筑底部架空设计的思考[J].华中建筑,2004(02)