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关键词:高层建筑;结构; 特点; 设计原则;
鉴于我国高层建筑呈几何级快速增长,高层建筑的类型和功能也变得越来越复杂,而其结构体系也变得更为多样化,在此过程中出现任何遗漏或者错误,都极有可能导致整个设计变得更为复杂,或者造成设计的不安全。因此,高层建筑的结构设计问题是一个长期而复杂的过程,也是建筑师开展设计工作的重点与难点。
1.高层建筑结构设计方面的原则
1.1 选用适当的计算简图:结构计算式在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生,所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
1.2 选择合适的基础方案:基础设计应根据工程地质条件,上部结构类型与载荷分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案,设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下,同一结构单元不宜用两种不同的类型。
1.3 合理选择构方案:一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案,也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确,传力简捷。同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规则。总而言之,必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、电、水、暖等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时应进行多方案比较,择优选用。
1.4 正确分析计算结果:在结构设计中普遍采用计算机技术,但是由于目前软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。在计算机辅助设计时,由于结构实际情况与程序不相符合,或人工输入有误,或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析,慎重校核,做出合理判断。
1.5 采取相应的构造措施:结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉原则”,注意构件的延性性能;加强薄弱部位;注意钢筋的锚固长度,尤其是钢筋的执行段锚固长度;考虑温度应力的影响力。
2. 一、高层建筑结构设计的基本特点
2.1高层建筑的水平荷载已成为决定性要素
由于楼房的自重与楼面使用荷载在竖构件当中所造成轴力与弯矩之数值,仅仅和楼房高度的一次方成正比关系,而水平荷载对于结构所形成的倾覆力矩及由此而在竖构件当中所引起之轴力,和楼房高度的二次方成正比关系。因此,对于某一座具有一定高度的建筑物来说,竖向荷载主要为定值,而水平荷载之风荷载的数值随着结构动力特点之不同而出现了较大变化。
2.2高层建筑的轴向变形不可忽视
高层建筑的竖向荷载值较大,可在柱中引发比较大的轴向之变形,将对连续梁弯矩造成直接影响,导致连续梁中间的支座处负弯矩值出现减小趋势,不仅跨中正弯矩之和端支座负弯矩值将会增大,而且还将对预制构件下料长度形成影响,因而要求依据轴向变形来计算,并对下料长度作出调整。
2.3侧移已经成为控制性指标
与较低建筑物有所不同的是,结构侧移成了高层建筑物结构设计当中的重要因素。因为楼房高度在不断增加,由于水平荷载下的结构侧移变形快速变大,所以水平荷载作用之下的结构侧移应当被控制于限度以内。
2.4结构延性成为重要的设计指标之一
相对一般楼房来说,高层建筑物的结构显得更柔,因而一旦出现地震,其变形也会更加大。为确保结构在塑性变形之后仍然能有较强的变形能力,从而避免出现倒塌,因而十分需要在结构上运用合理之措施以保证结构能够有一定的延性。
3 高层建筑的结构布置原则
3.1 结构平面布置。大量震害经验表明,建筑物平面不对称、刚度不均匀、高低错层、屋顶局部突出或沿高度方向刚度突变等,都容易造成震害。在考虑抗震设计时,结构的平面布置、体型及构造措施是否合理比计算是否精确更直接影响结构安全。在高层建筑的一个独立单元内,宜使结构平面形状简单、规则,刚度和承载力分布均匀、对称,要使结构的刚度中心和质量中心尽量重合,以减少水平荷载作用下扭转的影响。建筑平面长度不宜过长,否则可能因两端振动不一致使建筑物破坏。不应采用严重不规则的平面设计。
因城市规划、建筑艺术和使用功能的需要,对平面形状的要求,一般不会非常简单,所以《高层建筑混凝土结构设计技术规程》(JGJ3-2002)对抗震设计的A 级高度钢筋混凝土高层建筑的平面布置提出如下具体要求:①平面宜简单、规则、对称,减小偏心;②平面长度不宜过长,突出部分长度L 不宜过大;③不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。抗震设计的B 级高度钢筋混凝土高层建筑、混合结构的高层建筑其平面布置应简单、规则,减少偏心。
3.2 结构竖向布置。结构竖向设计应做到刚度均匀而连续,避免由于刚度突变而形成薄弱层。在地震区高层建筑的立面宜采用矩形、梯形、金字塔形等均匀变化的几何形状。高层建筑结构的竖向抗侧移刚度的分布宜从下而上逐渐减小,不宜突变。在实际工程中往往沿竖向分段改变构件截面尺寸和混凝土强度等级。截面尺寸的减小与混凝土强度等级的降低应在不同楼层,改变次数也不宜太多。《高层建筑混凝土结构设计技术规程》(JGJ3-2002)对需要抗震设防的高层建筑,要求沿竖向体型应规则、均匀,避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小,逐渐均匀变化,不应采用竖向设计严重不规则的结构。
抗震设计的高层建筑结构,其楼层侧向刚度不宜小于相邻的上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。A 级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%;B 级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的75%。注:《高层建筑混凝土结构技术规程》将钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度和高宽比分为A 级和B 级。B 级高度高层建筑结构的最大适用高度和高宽比可较A 级适当放宽,其结构抗震等级、
关键词:高层建筑;建筑;规划设计
高层建筑的建造和发展已有百余年的历史,是人们生活中一种重要的建筑类型。高层建筑体量巨大,视觉冲击力强,充分体现了现代建筑技术、美学、文化等魅力,对城市形态也有重要的影响。因此,高层建筑风格的转变一直是人们研究、探讨的焦点,探讨高层建筑设计理念的更新与高层建筑设计风格变化的相互关系,将有利于现代高层建筑的发展。
一、高层建筑的建筑设计
第一,随着高层建筑的发展,决定了其结构的合理性和科学性。高层建筑呈现出以下发展趋势:一是层数增多,高度增加。我国设计有80层以上的高层建筑,有的处于领先地位。二是新材料的开发应用,新结构形式的应用。高性能混凝土材料在不断发展,对高层建筑的发展产生重大影响。三是平面布置与竖向体形更加复杂。现代高层出现了不规则、不对称和曲线形的平面,主要是结构分析技术和计算手段的提高为它创造了条件,需要结构设计更加提高。四是耗能减震技术的应用与发展。
第二,高层建筑的尺度设计,主要包括:一是整体尺度。整体尺度的均衡非常重要,设计时要注意以下几点,一个造型美的高层建筑是建立要很好地处理裙房、主体和顶部的尺度关系;高层建筑各部分细部尺度的划分是建立在整体尺度的基础上的,各个主要部分应有更细的划分,尺度具有等级性,才能使各个部分造型构成丰富。二是城市和街道尺度。高层建筑对城市各构成要素也产生重大的影响,是城市的重要景点,不当的尺度会对城市产生不良的影响;街道尺度是指高层建筑临街面的尺度对街道行人的视觉影响。高层建筑主体因为尺度过大,易向后退,使底层的裙房置于沿街部分,减少了高层建筑对街道的压迫感。三是细部尺度。设计师在设计高层建筑中充分地把握各种尺度,结合人的尺度,满足人的使用、观赏的要求,必定能创造出优美的高层建筑外部造型。
第三,高层建筑的生态设计要求应该受到迫切的关注,因为这些地方资源消耗和环境污染相对严重,对全球自然资源和生态系统产生威胁。其主要内容为:高层建筑营运系统的生态性设计。建筑平面与体型系数影响建筑采暖能量的需求,它不仅仅是一个热工性能参数,这意味着减少体型系数可以降低舒适空间的平均成本,在常见的平面形式中,圆形平面可以拥有最小的外围面积,其次是方形。每个建筑基址都有其特殊性,因此,高层建筑的设计毫不例外也与基址相关,通过建筑形式、植被和遮避带最大限度地开发基址剩余区域的潜能。我们可以利用规划建筑的平面形态和外墙以达到自然通风和更有效的制冷,以减少对空调系统的依赖。因此,高层建筑的“生态性”具有实现的意义,我们应该从城市的宏观层面、建筑本身的营运系统的中观层面、建筑室内环境的微观层面进行综合考虑,实现建筑与现代城市未来的可持续发展。
第四,高层建筑体形庞大,设计者往往贪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略生态环境的保护、建筑设计节能意识淡薄,造成高能耗、低效益,影响常年使用,浪费巨大,高层建筑的节能首先应为设计者重视,从以下三个方面进行考虑:一是优化建筑位置及朝向设计。高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响容积率过高很难满足日照要求,阳光有着巨大辐射能量,寒冷地区的人们十分珍惜阳光带来的温暖,因此,建筑的方位与节能有着直接关系,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。二是优化围护结构墙体设计。目前,在寒冷地区常用的墙体做法有:页岩陶粒混凝土空心砌块;粘土空心砖与实心砖复合墙体;粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等,合适的建筑材料能够提高建筑维护结构的保温隔热性能。三是影响建筑节能的其他因素。高层建筑外围护墙体耗能量较大,占整个建筑耗能的25%左右。建筑的形体变化是建筑外露面积的主要因素之一,体形系数越大耗能越多,高层建筑的形体变化不宜过多、复杂,建筑保温材料的选用,建筑构造的合理性应建立在科学、可靠的基础上。
第五,确立绿色建筑发展观念,绿色建筑即环保化、无污染、可循环、能源节省,应贯彻的理念包括以下方面:一是强调因地制宜,不能照搬盲从,气候、地理条件、文化传统不同,所作出的设计也应该不同。二是强调以人为本,建筑设计的整体化,单独某一项技术不能称之为实施了绿色设计,绿色建筑的策划在投入期会提高5-10倍的造价,但会给今后的使用者带来高达30%的节能实惠。因此,“绿色建筑”的确立是全民的、全社会的。
二、高层建筑的规划设计
第一,避免高层建筑密集。高层建筑的密集虽然对于城市办公等条件方便有利,却给城市空间带来很多压力,造成城市空间和城市交通的拥挤,如一些高层建筑玻璃幕墙的大面积使用造成以前未出现过的光污染。
第二,控制超高层建筑数量。一些已建成的超高层建筑投入使用后表明收益并不乐观,可以说仅仅是体现城市形象,提高城市知名度。
关键词:雨淋系统;大口径喷头;气体灭火系统;消防
引言
随着我国经济建设的迅速发展,人民生活水平的不断提高以及其他各项事业的兴旺发达,城市用地日益紧张,促使建筑物正朝着高层化、密集化方向发展,该建筑物的装修用料和方式也越趋多样化,并随着用电负荷及煤气耗量的加大,因其自身特点,火灾的隐患较大,一旦发生火灾,火灾蔓延迅速,人员疏散困难,救援难度大。极易造成人员伤亡和财物损失。在紧急情况下,如果仅靠消防人员人工灭火,显然是不够及时和迅速的。因此消防就成为至关重要的,而建筑消防设计正是建筑防火安全中的一个重要组成部分。
1工程概况
某办公大楼占地面积4.3×105n2,总建筑面积5.3×105n2。分为主楼和附楼,主楼地上17
层,建筑高度为64m;附楼地上5层,建筑高度为24m。地下2层主楼和附楼合用地下停车库,在2层~3层间用连廊连接。该建筑为重要区域性办公中心。
2消防系统设计
虽然主楼、附楼共用一个地下室,且地上有连廊相通,但附楼建筑高度较低,且建筑面积却和主楼接近,若设一套消防系统,则对附楼可能会产生“超压”现象。若考虑日后的运行管理,设计时将主楼和附楼的消火栓和喷淋系统以及水泵接合器分别单独设置,在地下室设置两个消防泵房,建筑基地周围城市管网成环,消防泵直接从城市管网抽水。
2.1消火栓消防系统
消火栓系统消防水源来自市政两路DN200进水管。主楼的室外消防水量为30L/s,室内消防水量为40L/S。动压超过50m的消火栓进水支管上设减压孔板,孔径分别为:地下室~5层DN20,6层~9层DN22,10层~1l层DN26。主楼内消火栓布置间距控制在30m之内,消火栓消防系统顶部和下部均成环布置。
附楼消火栓系统消防水量:室外为30L/s,室内为20IJs,消火栓的布置控制在50m之内。
消防系统水泵性能参数详见表l。
2.2自动喷水灭火系统
主楼喷淋系统水源由市政管网两路DN200管道进水。自动喷水灭火系统采用湿式系统闭式喷头,危险等级为中危险等级II级,水量为27L/S,系统设湿式报警阀4套,喷淋泵
设在地下层泵房内。附楼喷淋系统水量为35L/s,喷淋水泵设在地下车库泵房内。
2. 3 10 min消防初期水量和稳压系统
火灾初期10min用水贮存在屋顶专用消防水箱内,容积为18m3。主楼的屋顶消防水箱设置在电梯机房上部,与17层消火栓、喷头高差均大于8m,满足《高层民用建筑设计防火规范》7.4.7.2.条规定,所以不再设置稳压泵,自屋顶消防水箱接一根DNl00管道直接和消火栓系统连通;同时自屋顶消防水箱接一根DN80稳压管道接至自动喷水灭火系统湿式报警阀与喷淋泵出水管之间的管段上。
附楼和民用住宅距离较近,建筑规划上对建筑高度有限制,所以不能设置屋顶水箱,生活用水采用变频调速水泵供水,消火栓系统、自动喷水灭火系统初期的10min的消防水量无法由屋顶水箱提供,只能由消火栓稳压泵、喷淋稳压泵和气压罐联合供给,气压罐的调节容量均为300L。
2.4气体灭火系统
地下室档案库房、计算机中心采用七氟丙烷气体灭火系统,为全淹没式保护系统。保护区为独立封闭空间;喷头分两层布置,吊项层及工作层,七氟丙烷钢瓶设置在保护区附近的专用房间内。气体灭火系统设计中应注意以下两点:
1)计算机中心内为静电地板,下面铺设弱电桥架。为控制系统造价,静电地板下高度控制在25cm内,可以不再设置气体喷头。
2)进出七氟丙烷系统保护区的通风空调系统须设置电动防火阀门,在喷放七氟丙烷灭火剂前应关闭。档案库房中间有办公室、文印室,为减小气体容量,只在档案库房内设置气体灭火系统,办公室和文印室不计在气体体积内,但整个档案库房、办公室和文印室的恒温恒湿空调与事故排风为一套系统,在库房和文印室间的风管上应设置电动风阀,与气体灭火报警主机联动,气体释放前该风阀自动关闭。
2.5火灾报警系统的联动
1)火灾报警后的联动。包含防烟楼梯机械正压送风系统的联动、机械排烟系统的联动、电动挡烟垂壁的联动潆开防火门的联动等。
2)确认火灾的联动。
包含一切非消防电源、火灾警报装置和应急广播的联动、防火卷帘门联动、消防电梯及客梯的联动、气体灭火系统的联动。在设计配电回路时,在条件允许的情况下,根据建筑的功能分区,尽量细化配电回路,在配电所设置消防模块,从而在确定火灾后减小断电面积。
3该办公楼的暖通设计
3.1防排烟系统
1)裙房部分集中设置排烟系统,排烟风机设置于设备层。
2)防烟楼梯问、合用前宰、前室设机械加压送风系统。楼梯间每两层设一个常开风口,合用前室每层设多叶送风口。
3)中庭、无直接自然通风内走道(长>20m)及面积超过100m2,无自然排烟条件的房间设机械排烟系统。4)进、出空调机房的送回风管上设70℃熔断的防火调节阀。5)有可开启外窗房间,满足开启面积和作用距离要求的房间作自然排烟。6)地下车库设机械排风兼排烟系统,自然补风。7)避难层的机械加压送风量按避难层净面积每平方米不少于30m3/h。
3.2防火
1)通风、空调及防排烟风管均采用不燃材料制作。
2)通风空调的防火、防烟分区服从干建筑的防火、防烟单元。凡穿越不同防火分区、沉降缝。空调机房等火灾危险性较大房间的隔墙或楼板处的空调和通风管道,均装防火阀。
3)空调风管采用不燃离心玻璃棉保温材料。
4)肖防控制中心可在火警发生时向大楼内所有空调通风系统发出指令,停止其运行。
4消防电气设备设计
4.1消防报警主机及有关设备的联动控制设备设置在地下一层的消防中心内。在办公室、餐厅、门厅、厨房、走道、客房、配电间等场所均设置感烟或感温探测器,在公共部分、走道设置手报按钮、警铃。
4.2联动控制要求:当火灾发生时,探测器报警,由主机自动开启警铃:关闭非消防用电回路,电梯迫降至底层,启动消防泵。当喷淋系统喷头动作时,水流开关动作,报警至主机,启动喷淋泵。
5人防工程消防系统
本建筑地下2层设有6级人防工程,与地下车库、地下消防泵房和地下2层电梯厅贴邻并设有两个出入口直通室外。人防工程战时和平时为戊类物资库,单独设置为一个防火分区。根据人民防空工程设计防火规范规定,同时使用水枪数量为1支,室内消火栓用水量为5.0 L/s,与地下车库组成平面的消火栓给水环管。喷淋系统按中危险工级考虑,喷水强度6 L/rain・m2),作用面积160 m2,单独设置水流指示器和信号蝶阀。在人防工程内设置独立的消防排水用的集水坑和污水提升泵。
参考文献:
[1]张立成,孙健,王洪嫔,李景田,张爽,建筑内高大中庭灭火系统技术优化与经济分析[J].中国给水排水2008.(22):34―37.
关键词:高层建筑形象设计 设计创新
一、高层建筑设计原理
1. 高层建筑设计时,不能只单单重视建筑本身的立面造型的创造,而应以人的尺度为参考系数,充分考虑人观察视点、视距、视角,和高层建筑使用亲近度,从宏观的城市环境到微观的材料质感的设计都要创造良好的尺度感,把高层建筑的外部尺度分为五种主要尺度:城市尺度、整体尺度、街道尺度、近人尺度、细部尺度。
(1)城市尺度
高层建筑是一座城市有机组成部分,因其体量巨大,高度很大,是城市的重要景点,对城市产生重大的影响。高层建筑对城市各构成要素也产生重大的影响,高层建筑的位置、高度的确定,也应充分地考虑该城市尺度、传统文化,不当的尺度会对城市产生不良的影响,改变了城市传统的历史文化,也改变了原来城市各构成要素之间有机协调的比例关系。
(2)整体尺度
建筑物的整体尺度的掌握是十分重要的,高层建筑一般由三个部分组成的裙房、主体和顶部,也有些建筑在设计中加入了活跃元,以使整栋建筑造型生动活跃起来。一个造型美的高层建筑是建立在很好地处理了这几个部分之间的尺度关系,而这三个部分尺度的确迫感。
(3)街道尺度
街道尺度是指高层建筑临街面的尺度对街道行人的视觉影响。为了保持街道空间及视觉的连续性,高层建筑临街面应与沿街的其他建筑相一致,宜有所呼应。
(4)近人尺度
近人尺度是指高层建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸给人的感觉。这部分经常为使用者所接触,也易被人们仔细观察,也是人们对建筑直接感触的重要部分。其尺度设计应以人的尺度为参考系,不宜过大或过小,过大易使建筑缺少亲近性,过小则减小了建筑的尺度感,使建筑犹如玩具。在近人尺度处理中,应特别注意建筑底层及入口的柱子、墙面的尺度划分,檐口、门、窗及装饰的处理,使其尺度感比以上几个部分更细。
(5)细部尺度
细部尺度是指高层建筑更细的尺度,它主要是指材料的质感。在生活中,有的事物我们喜欢触摸,有的事物我们不喜欢触摸――我们通过说“美妙”或“可怕”来对这些事物做出反应,形成人的视觉质感,建筑设计师在设计过程中要充分运用不同材料的质感,来塑造建筑物,吸引人们亲手去触摸或至少取得同我们的眼睛亲近感,或者换言之,通过质感产生一种视觉上优美的感觉。勒。柯布西埃在拉托尔提建造的修道院是运用或者确切地说是留下大自然 “印下”的质感的优秀典范,这里的质感,也就是用斜撑制作在混凝土上留的木纹。
2.高层建筑外部尺度设计的原则
(1)建筑与城市环境在尺度的统一
注意高层建筑布置对城市轮廓线的影响,因为在城市轮廓线的组织中,起最大作用的是建筑物,特别是高层建筑,因而它的布置应遵行有机统一的原则进行布置:
(2)同一高层建筑形象中,尺度要有序
高层建筑设计时,应充分考虑建筑的城市尺度、整体尺度、街道尺度、近人尺度、细部尺度这一尺度的序列,在某一尺度设计中要遵守尺度的统一性,不能把几种尺度混淆使用,才能保证高层建筑物与城市之间、整体与局部之间、局部与局部之间及与人之间保持良好的有机统一。
二、高层建筑采光设计分析
高层建筑在生态设计中的目标之一,是优化日光的使用,减少人工照明的耗能需求。大部分被动日光技术都是控制进入的直射光线,减少其对视觉舒适度的潜在负面影响,如眩光;以及通过减少热量获取来减少建筑制冷的负担。当太阳光有效地分布到建筑各处而没有眩光的时候,就可以认为是很好的室内照明了。先进的日光采集系统设计有以下方法:
(一)通过将阳光反射至屋顶平面,日光可以到达比那些靠传统窗户或天窗采光更深的工作区域,但不增加窗户附近的日光强度;
(二) 通过利用相对小的进光区域有效传统日光,可以不对阳光辐射产生严重的制冷负荷,从而达到节省能耗的目的;
(三) 仔细设计阻挡阳光直射的系统,可以减少阳光直射导致的眩光和温度不适。设计的难度在于每天和全年阳光位置及获得的不断变化。自然采光的建筑无论设计得多好,只有在日光有效利用和代替人工照明的情况下才能节约能源。当然,进行采光设计时,可以在人工照明节能和少量增加阳光热量获得之间寻求平衡。我们可以完善座位和工作平面规划,通过更好的窗户和立面设计来减少眩光,获得自然采光。研究表明,太阳光的适当获得和开阔视野可以提供一种舒适感。然而,为保证一个安全、舒适的工作环境,使用者应该可以控制光线的数量和质量;设计者需综合考虑能耗、背景光线、屋顶灯和窗户的自然采光等因素,并为使用者提供最好的视觉环境。
三、建筑设计创新构想分析
3.1 提高其在塑造民族文化和艺术中的作用和地位建筑设计产品是经久耐用的产品,艺术因素是其不可分割的组成部分。建筑师的创作作品是民族文化艺术的重要组成内容。建筑设计创作的这一实质性特点。应该获得全社会的认同与反响。在很大程度上,设计师设计创作的动力激情来自于广大公众对建筑艺术活动的一种积极认可。在我国应当引进和有效组织各类建筑文化交流活动,如设计竞赛,国际间设计作品交流展示会。建筑创作理应得到和其他艺术门类相同的重视程度。
3.2 引进和创新
建筑艺术代表着对特定时代的审美理想和相应的历史继承,它是一种社会行为艺术。也就是说,设计艺术是历史的范畴,它是在历史进程中不断地创造和革新,应该完全地放开心态来博览古今,汲取古今中外积累的建筑创作经验与科技成就,从而创作出具备高度艺术水准的新品质建筑,体现建筑艺术的新观念以及繁荣新时期设计艺术创作的高水平。
3.3 建筑设计和城市设计相融合
众所周知,建筑的存在是外部空间环境与场所不仅赋予建筑创作构思的某种特质的集合,它不是孤立的。它包容着建筑形式、空间因素所不能揭示的丰富的美学形式要素。即建筑形态设计与环境形态之间存在内在的统一及和谐的逻辑规律。尊重环境的整体性、多样性,从而创造出完美的艺术形象。这不仅表现在现代建筑新美学观念的重要因素;更能反映出建筑设计艺术的本身特征,以及对城市文脉、环境文理的尊重和认同。
3.4 建筑设计应体现人文精神
建筑创作是人们心理认知以及美学意象的转换和映照,它不是孤立的。它的艺术形象应具有充实的视觉表现力和冲击力。随着市政建筑、公司建筑这些迅速增长的新建筑场所的不断崛起它们所具有的意义也是异乎寻常的,它联系着一种公众精神,聚合着整座城市的首创精神;是新的人文景观、心理认知与归属感的凝聚点,体现着的追求。与象征性的表现,市民自豪感相结合的新的美学意象。应通过这些城市重要公共建筑设计来体现现代人文精神,应与市民自豪感相结合。
3.5 数字化技术对建筑设计的影响
数字化是一种信息社会、知识经济的技术基础,是一种信息储存和处理技术。国内外的研究者指出并预测了数字化技术对人类的生存方式已经造成和将要发生的变化。一些新锐的建筑师已在探索用电脑手段扩展设计能力,特别是在空间和形体的方面。如人们熟悉的弗兰克•盖里设计的毕尔巴鄂古根海姆美术馆,运用了电脑扫描将模型数据转化为施工图纸,再分解为每一块工厂制作的铁合金外墙板。这在用传统技术的时代是无法想像和完成的。数字化时代所创造的高科技生存环境,虚拟的和现实的建筑和城市的共存可以在更大程度上满足人们的精神需求,为人们提供更多的选择。
四、结语
总之,随着时代的不断发展进步,现代建筑设计应体现城市空间与人的和谐发展,只有这样才能更大程度上满足人们的精神需求,才能沿着可持续发展的道理健康地发展下去!
参考文献
关键词:高层建筑;消防问题;建议
建筑消防系统的设计是建筑设计的一个重要环节,消防设计的科学合理性就决定了高层建筑的安全系数的大小,在火灾面前,消防设施可以确保我们的生命财产安全,虽然规范还并不完善,但是作为一名设计人员,我们都应增强自身的消防知识,提高消防意识,在建筑消防给排水系统设计实际应用中,不断总结完善存在的问题,更好的保护人民的生命财产安全。
1 高层建筑消防设计中存在的问题
高层建筑指十层及十层以上的建筑,其具有建筑挺拔,采光通风良好,中上层部位视线开阔,节约土地资源等优点,所以在城市建设中高层建筑呈现出逐年增多的良好趋势。但是高层建筑存在火灾扑救难、防火要求高等一系列的问题,因此为解决好这些问题必须从消防系统的设计阶段着手。
1.1 自然排烟方式的限制条件理解不全
由于紧张的城市用地,导致了建筑高度不断的上升,一类高层公共建筑,超高层住宅楼随处可见。但是一些开发商及设计人员为了节省投资,对于高层建筑的防烟楼梯间及前室、消防电梯间前室等的设计只采用了自然排烟方式,却没有设置机械防烟设备。
1.2 设计的总平面布局不够合理
如今的建筑已十分讲究住宅环境的设计,小桥流水、假山花园、绿化措施等被大量采用,但有些景观设计如果处理不当就会给高层建筑的消防车道、云梯车登高等造成不良影响,问题百出。
1.3 消防通道的设计不够精细
安全通道是用来紧急输送人员的通道,安全通道是建筑设计中一个相当重要的部分,尤其是高层建筑的安全通道的设计。据估计,高层建筑火灾伤亡人员中有50%以上是因燃烧的烟气及二氧化硫等毒气窒息而死,可见,烟雾毒气是建筑火灾伤亡中的罪魁祸首。所以,设计人员在建筑设计时一定要认真考虑建筑内消防排烟系统的科学性,充分考虑到火灾发生时烟气的流速(水平流速为0.8m/s,垂直扩散速度为3.4m/s)。
1.4 火灾报警系统不完善
高层建筑都安装了火灾自动报警系统,这主要是考虑到消防电梯和防排烟系统的控制,一般安装在电梯厅、走道楼梯等公共场所,火灾自动报警系统中的探测器大多采用感烟型,由于烟气是从户内穿过密闭性良好的分户门才到达探测器的,需要相当长的时间,根本起不到早期发现火灾的作用,所以实际效果并不理想。
1.5 自动喷水系统常见的问题
自动喷水系统常见的问题主要有:①消防水箱的设置,根据《自动喷水灭火系统设计规范》规定:“系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05Mpa”也就是要求消防水箱与距离最不利点喷头的垂直高度不低于5m,但一些建筑工程消防水箱没有满足设置高度也没采取其他措施。正确的操作是在屋顶设置增压水泵,在增压水泵出水管一侧设旁通管,出水流量不应小于扑救初期火灾需要的用水量。②试水装置设置,根据《自动喷水灭火系统设计规范》规定:“每个报警阀组控制的最不利点喷头处,应设末端试水装置,其他防火分区、楼层均应设直径为25mm的试水阀、末端试水装置和试水阀应便于操作,且应有足够排水能力的排水设施。”但是一些末端试水装置处的排水设施排水量小于试验阀的泄水阀的泄水量甚至不设排水设施,以至于无法进行防水试验。
2 对消防系统设计的建议
2.1 科学处理自然排烟方式
建筑规范明确规定了一类建筑和除单元式和通廊式住宅外的建筑高度超过32m二类建筑以及塔式住宅,均应设防烟楼梯间。消防电梯间前室由于受到自然环境的影响,应按照《高层建筑规范》上的要求设置好防烟设施,而不应该只利用自然排烟方式进行排烟,只有规范化的设计,才能保证大家的生命财产安全。
2.2 合理布局总平面
对于总平面的布局,我们认为在规划住宅环境的总体布局时,高层建筑的长边应尽可能的沿街或小区的边缘布设,来充分利用上临近的市政道路设施,这样不仅消防车可以不进入小区内,就可以方便地进行火灾扑救及人员的营救,而且小区内最低可设计一条消防车道,从而大大节约了土建方面的成本,可以说是一举两得,充分利用资源。对于建筑间距,应该以满足防火间距为先,但确有困难,不易布置时,也应将相邻墙设计为无窗、无阳台的防火墙。
2.3 相邻建筑间设计一定的防火间距
众所周知,一旦发生火灾,它就会快速的向四面八方蔓延,因此为了防止火势进一步扩大,在建筑设计时要使相邻建筑间设计一定的防火间距,建议标准提高为:高层建筑的主体同一、二级耐火等级建筑物之间的防火距离不得小于15m,同三、四级耐火等级建筑物的防火距离不得小于18-21m。
2.4 火灾报警系统
火灾报警系统对消防来说也是关键,对于条件充足的高层建筑可以把烟感探测器设置在建筑物内的厨房、客厅等很容易早期探测到火灾发生的部位,防火效果会更好。因此高层建筑的火灾报警系统的设计应该由早期发现火灾出发,合理地配置设备。火灾报警系统也可结合楼宇智能化设计,把火灾探测器、手动报警按钮等传感器件纳入到智能化系统中,然后进行统一设置及管理。
2.5 加强自动喷水灭火系统设计能力
自动喷水灭火系统的设计尤为重要。第一,应该采用快速响应喷头或者自动消防炮。这种喷头主要能在火灾发生的早期进行自动灭火,且能很快的实现自动报警,帮助消防队员及时接警,最大限度控制火势。第二,自动喷水灭火系统在高层建筑中除在建筑面积小于5的卫生间、住宅及不宜用水扑救等部位设置外,其余的地方均要设置,才能加强自动喷水灭火系统对火灾的有效控制。第三,合理布设管网和喷头,进行喷淋系统管网水力的计算。自动喷淋系统的管线布置很复杂,若考虑不到管网系统整体水力的均衡性,而任意布置,就会导致使用时水压不够均匀,影响消防灭火的效率。因此,根据平面图的设计要求尽量对称布置喷淋管线和水管喷头,然后进行水力计算来确定管网各管段管径、计算出各管网所需的供水压力,确定高位水箱的位置,选择消防水泵,调整部分管线和喷头的位置,使自动喷水系统得到优化,确保能及时控制火灾。
此外建筑主体应运用耐火材料结构来设计,目前高层建筑所采用的钢结构,耐火性能普遍比较差,在温度升高或在火中燃烧30分钟以上,钢材的抗拉和承重就会急剧下降,钢结构就会发生变形。所以,高层建筑的主体结构材料的选择一定要事先确定好材料的耐火等级,然后决定要采取何种结构设计。根据建筑常用结构的类型,国内把钢结构材料的耐火等级划分为四级,而高层建筑的选材,必须选择一级耐火材料。这种材料具有很好的耐火稳定性,如果用砖或混凝土做成180mm厚的墙或者300×500mm的柱承重墙的最大耐火极限为3.5个小时,而梁须设为耐火极限为2小时的非燃烧体,其钢筋保护层大于30mm。
3 结束语
高层建筑的快速发展引起了一些诸多不容置疑的新型式的问题,其中尤为重要且不可忽视的就建筑防火问题。回顾近些年来所发生的许多火灾实例,使我们不得不提高警惕,如果高层建筑一旦发生火灾,不仅会造成非常严重的人员伤亡以及一定的经济损失,而且会引发一定程度的社会负效应。因此,我们一定要充分认识并高度重视高层建筑的消防问题。
参考文献:
[1]李引擎,等.建筑防火性能化设计[M].北京:化学工业出版社,2008.