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【关键词】超高层建筑,排水设计,消防设计,管材
中图分类号: TU97 文献标识码: A
一.前言
随着改革开放的深入,城市化进程的加快,兴建了众多的超高层建筑。由于管理的力度不够,相关细节不重视,导致超高层建筑往往存在各种质量缺陷,而给排水系统尤其突出,这不仅浪费了大量的人力,物力,严重影响给排水工程施工质量和使用功能,给人民带来很大的隐患。
二.工程概述
某超高层建筑大楼高132.00m,属一类超高层建筑综合商用大楼。本楼地上五十一层,地下两层,另一至四层为商业和办公裙房,五层至三十层为塔楼,办公之用。在本大楼旁市政道路敷设有市政给水、污水及雨水干管,可供本大楼接口,且市政给水管最不利供水压力为 0.26MPa。
三.给水管材的选用
传统的给水管材一般采用镀锌钢管,由于镀锌钢管容易腐蚀生锈,使用寿命短,用于输送生活用水不能满足水质卫生标准等缺点,建设部正大力推广塑料给水管的应用。许多地方已明文规定:禁止设计使用镀锌钢管,推广使用塑料给水管。塑料给水管与金属给水管道相比,具有重量轻,耐压强度好,输送液体阻力小,耐化学腐蚀性强,安装方便,省钢节能,使用寿命长等特点。给水用塑料管道主要有:硬聚氯乙烯(PVC-U)、高密度聚乙烯(HDPE)、交联聚乙烯(PEX)、改性聚丙烯(PP-R,PP-C)、聚丁烯(PB)、铝塑复合管(PE-AL-PE,PEX-AL-PEX)和钢塑复合管等。
管材的选择是经济技术的比较过程,技术应从压力、温度、使用环境、安装方法等方面进行考虑,同时结合业主的要求和住宅的档次,进行经济技术综合考虑后确定。以上所塑料给水管材都可作为住宅生活给水管材。经济适用房和解困房主要面对广大中低收入居民,可选用卫生级硬硬聚氯乙烯(PVC-U)作为给水管,以降低造价;中高档商品房可用铝塑复合管(PE-AL-PE,PEX-AL-PEX)或其他塑料给水管材作为给水管。住宅配水点的温度不超过600摄氏度,因此上述管材中除硬聚氯乙烯(PVC-U)和铝塑复合管(PE-AL-PE,PEX-AL-PEX)外,大多可作为住宅的热水管道。
四、给水系统设计
1.水源
本大楼全部生活用水取自市政给水管网。从市政主管开两条DN200的引入管接入本大楼。本大楼生活用水、消防用水分别设水表计量。消防水表后采用DN150的给水管在本大楼室外形成环网。
2.生活给水系统
(1)地下室及1 层给水均由市政直供。
(2)北楼其余楼层的给水系统竖向分区为四个区: 2层~6层为一区,7层~17层为二区,18层~33层为三区,34层~53层为四区;一区采用变频供水,其余区域采用低位水箱—水泵—高位水箱供水方式,并按规范要求静压不超过0.35MPa 设置减压阀。
3.冷却塔补水系统
冷却塔补水由地下4 层生活消防泵房内变频泵供给,Q =50 m3/h,H = 60m。
4.供水设备设置 地下二层水泵房内设食品级不锈钢生活储水箱两座及Ⅱ区变频调速供水设备一套。Ⅱ区变频调速供水设备同时为设置于地下二层的直饮水制备机房内的直饮水制取设备提供原水。生活水箱有效容积按需要二次加压生活日用水量的25%确定。十五层水泵房内设食品级不锈钢生活转输水箱一座。屋面水箱间设食品级不锈钢生活水箱一座,供Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ区生活用水,容积按Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ区楼层最大时用水量Qh的50%确定。
5.水泵选型给水Ⅱ区选用变频调速供水设备一套,配用水泵CRI32-11-2型三台,配备500L 气压罐一台。
五、排水系统设计
1.生活排水系统设计
(1)本楼采用污、废水分流制排放。
(2)所有污废水经室外污水检查井后排至市政污水管网。
(3)本楼排水采用专用通气立管通气排水; 立管设置检查口。
(4)洗衣房排水及锅炉房排水设置降温池。
2.雨水系统设计
(1)裙房屋面雨水采用虹吸排水系统,需满足50年重现期雨水排水要求。
(2)主屋面雨水采用重力流排水,屋面雨水排水系统考虑溢流,满足50年重现期雨水排水要求。
3.消防给水系统设计 本楼建筑高度 H=132.00m,H>100m,属一类超高层建筑。本设计按一类超高层综合楼消防要求配置消防设施。根据本工程的性质及火灾危险性,根据相关规范,本工程主要设置以下消防系统:消火栓系统;自动喷淋系统;气体灭火系统;建筑灭火器;水喷雾灭火系统;标准型大空间智能灭火装置。 具体设置部位为:全楼设置消火栓系统、自动喷淋系统和建筑灭火器,变配电房设置气体灭火系统,发电机房设置水喷雾灭火系统,三层以上通高的中庭设置标准型大空间智能灭火装置。
4.自动喷水灭火系统
(1)本楼地下室及主楼均设自动喷水灭火系统,主楼为中危险Ⅰ级,喷水强度为6L/(min·m2)、作用面积为160m2。1 层门厅采用大空间自动水灭火装置,用水量取10L/s。地下汽车库采用泡沫—水喷淋系统,喷水强度为6.5L/(min·m2) 、作用面积为465m2,喷淋用水量取100 L/s。水喷淋系统的火灾延续时间按1h考虑。
(2)喷淋系统竖向分为两个区,-3层~28层为低区,29层~54层为高区,每区设一套喷淋加压水泵,一用一备。水源来自地下2层消防蓄水池,高区设置消防转输水箱。火灾初期用水由屋顶水箱供给。
(3)地下车库设置泡沫喷淋为一个系统,地下1层及其以上设自动喷水系统,喷淋供水管由消防泵房内的喷淋泵供给,报警阀间设湿式报警阀,水箱间内的消防、喷淋稳压设备维持平时压力。地下车库一夹层车道出入口处的防火分区设置预作用自动灭火系统,并应按要求设置电动阀和快速排气阀。
(4)44F~49F喷淋管上设置60mm孔板,29F~34F喷淋管上设置55mm 孔板,8F~16F喷淋管上设置50mm孔板。
(5)喷头温度采用68℃,厨房部分采用93℃。有吊顶的房间均采用DN15装饰型闭式玻璃球喷头,无吊顶房间及地下室均采用DN15直立型K =80闭式玻璃球喷头(朝上安装)。客房及办公间内设置边墙型闭式喷头,K=115。直立型喷头溅水盘距顶板不小于75mm,不大于150mm。
(6)室外设地上式水泵接合器,与自动喷水泵出水管相连,并设各系统区分的标志。
5.建筑灭火器配置
本工程各层均设置灭火器系统,本建筑属严重危险级,火灾种类为A 类,局部为C 类或带电火灾,地下车库按B 类中危险级考虑,采用手提式磷酸铵盐干粉灭火器灭火,且灭火器均附设在消防箱内。地下室消火栓箱间距大于12m,按保护距离不大于12m增设灭火器。地上消火栓箱间距大于15m,按保护距离不大于15m增设灭火器。楼层每具消防箱内设磷酸铵盐干粉灭火器两具。型号为:MF/ABC5,每具5kg,地下车库每具消防箱内设磷酸铵盐干粉灭火器两具。局部增加放置灭火器箱,箱内设磷酸铵盐干粉灭火器两具。型号均为MF/ABC5,每具5kg,充装方式为储压式。高低压变配电室设置推车式磷酸铵盐干粉灭火器。
六.结束语
相对于其他民用建筑,超高层建筑对给排水河消防系统设计的安全性及可靠性要求更高,设计者通过设计和施工中遇到的问题,并且充分理解规范的要求,根据所设计的建筑物的特点不断总结和完善设计技术和方法,达到设计安全、合理和经济的目的.给排水设计没有一成不变的模式,都是在实践中不断地摸索,吸收新技术、新方法来完善设计, 也应以安全简洁高效为继续努力的方向。
参考文献:
[1] GB50045-95 建筑给水排水设计规范[S].2009.
关键词:超高层 避难层 转输水箱 大空间
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
1工程概况
本工程为营业、办公楼综合体建筑。地下室为三层,办公塔楼地上共51层(含北裙楼四层),建筑总高度为240m。北裙楼、南配楼地上共4层,建
筑总高度为24m。玻璃通廊为钢结构玻璃采光顶,建筑高度为27m。总建筑面积:18.7万m2。
2给排水系统设计
2.1生活给水及中水系统
本工程从周围道路上的城市给水管道上接二根DN300的引入管。在建筑周围形成环状给水管道作为生活、消防水源。供水压力按0.20MPa考虑。生活给水系统分区如下:1区:-3~2层利用市政管网直接供水;2区:3~8层由生活水箱加变频设备联合供水。(生活水箱及变频设备均设于地下3层)3区:9~15层由19层生活水箱重力供水。(生活水箱设于19层避难层)4区:16~22层由33层生活水箱重力减压供水。(生活水箱设于33层避难层)5区:23~29层由33层生活水箱重力供水。(生活水箱设于33层避难层)6区:30~38层由屋面层生活水箱重力减压供水。(生活水箱设于屋面层)7区:39~46层由屋面层生活水箱重力供水。(生活水箱设于屋面层)8区:47~51层由生活水箱加变频设备联合供水。(生活水箱及变频设备均设于屋顶生活泵房)按照城市总体规划,本工程中水可由市政中水管网供给。目前市政中水管网还未建成,暂由市政自来水管网供水,待将来市政中水管网建成后再接至中水管网,同时断开与自来水管网的连接。本工程中水除用于室内冲厕外,同时用于室外绿地浇灌、道路及场地洒水等。中水系统分区与生活给水系统相同。
2.2热水系统
2层食堂操作间由设置于地下1层锅炉房的2台全自动燃气热水器供应热水。系统采用机械循环,设置热水循环泵。其余卫生间内热水均采用分散式热水系统。采用电热水器供应热水。
2.3生活污废水系统
室内排水采用污、废分流制,所有生活污废水立管均设置专用通气立管。
3消防工程设计
3.1消火栓给水系统
本工程室内、外消火栓系统用水量分别为40L/S、30L/S。本工程室内消火栓系统设3个区:1区(地下3层~19层),2区(20~33层),3区(34~51层)。1区消火栓系统由地下3层消防泵房内的消火栓加压泵供水,由33层避难层的水箱重力出水稳压;2区消火栓系统由19层避难层消防泵房内的消火栓加压泵供水,由屋顶消防水箱重力出水稳压;3区消火栓系统由33层避难层消防泵房内的消火栓加压泵供水,由屋顶消防水箱间内的消火栓增压设备稳压。
3.2自动喷水灭水系统
由于地下车库设置机械式双层停车,因此自动喷水灭火系统水量按35L/s计算。本工程自动喷水灭火系统设3个区:1区(地下3层~14层),2区(15~32层),3区(33~51层)。地下1层、19层及33层采用预作用系统,其余各层均采用湿式系统。1区自喷系统由地下3层消防泵房内的自喷加压泵供水,由33层避难层的水箱重力出水稳压;2区自喷系统由19层避难层消防泵房内的自喷加压泵供水,由屋顶消防水箱重力出水稳压;3区自喷系统由33层避难层消防泵房内的自喷加压泵供水,由屋顶消防水箱间内的自喷增压设备稳压。
3.3消防水池的设计
消防水池贮存3小时室内消火栓用水量及1小时自动喷水灭火系统和大空间智能灭火系统的用水量,其消防容量为:558m3。将空调补水贮存在消防水池,可避免消防水池长期储水不使用,影响水质。贮存空调日补水量的20%,其容量为150m3,消防水池总容量为:708m3(分两格设),为确保消防水量不被动用,将空调补水泵吸水管于消防水面标高上开DN20小孔。
3.4自动气体灭火系统
地下室及避难层的高低压配电室、变压器室及五、六层信息中心等场所均采用七氟丙烷气体灭火系统。
3.5大空间智能型主动灭火系统
北裙楼与南配楼之间的玻璃通廊为四层共享空间,建筑高度为27m。《自动喷水灭火系统设计规范》5.0.1A条规定:“自动喷水灭火系统保护的非仓库类高大净空场所的最大净空高度为12m”。[1]系统不能有效地保护玻璃通廊,因此本工程采用大空间智能型主动喷水灭火系统。保护系统设计流量按6台装置同时喷水设计,设计流量为30L/s。消防用水由设在19层避难层消防泵房的消防水箱供给,消防水箱贮存1个小时的大空间智能型主动喷水灭火系统用水量。室外设置水泵结合器与大空间智能型主动喷水灭火系统管网相接。
4技术问题总结
4.1供水方式的选择
目前,供水系统常见的主要有以下四种形式:
(1)储水池-恒压水泵-高位水箱供水方式。
(2)气压给水设备方式。
(3)储水池-变频供水设备供水方式。
(4)管网叠压设备供水方式。
气压给水设备供水方式,由于气压罐容积较大,不适合用水量较大的用户供水;管网叠压供水方式受周边市政管网管径和水压波动影响较大,在用水量及接管管径方面受到诸多条件的限制,而且当市政压力不稳定时,并不能起到节能的作用;变频设备能够根据设定的参数及用水情况,随时调整管网的流量及压力,比较节能。但是对于非用水时间大于用水时间的建筑,设备有较长时间处于低效区;高位水箱供水方式的最大优点是设备一直处于高效区运行,供水可靠性好。
依据不同供水方式的特点,本工程采取几种供水方式相结合:
1区利用市政压力供水,充分利用市政管网的压力。
2区主要功能为餐饮、会议等功能,用水量大、持续时间长,根据这一特点,2区采用变频供水设备供水,保证供水管网用水点的流量及压力。
8区采用变频供水设备供水。各变频设备均设有气压罐,在夜间或用水量很小的时候可由气压罐维持管网压力,节约能源。3区到7区,主要功能为办公,用水量不大,用水时间短。因此采用转输水箱串联供水。根据《全国民用建筑工程设计技术措施-节能专篇-给水排水》[2]中列举的分区串联供水方式是“分区设置高位水箱,各区下部设立满足本区需要的提升泵及上区提升泵相匹配的转输泵并连锁。”生活转输水箱由下一级生活转输水泵供应,生活转输水泵由上一级生活转输水箱高低水位控制启停。转输水箱分别设在避难层19层及33层的泵房内。转输水泵的流量是依据所服务区域的最大小时用水量来确定。转输水箱按照所服务区域设计秒流量的10min用水量来贮存。
4.2消防转输水箱的设计
本工程于19层及33层避难层各设两座消防转输水箱。19层消防水箱为大空间智能灭火系统高位水箱兼中途转输消防水箱,总有效容积为110m3;33层消防水箱为中途转输消防水箱兼稳压水箱,总有效容积为130m3。根据消防转输水箱的两个功能,消防转输水箱贮存的水量按避难层以上20分钟室内消火栓及自喷水量加上避难层以下10分钟火灾初期水量。
4.3冷却塔的选型设计
冷却塔设置于南区四层屋面,由于建筑立面要求,女儿墙高度较高,而且顶面设置网格架。冷却塔四周接近于封闭状态,如果采用传统侧进风式冷却塔,会使冷却效率严重降低。因此本工程采用了强风逆流式冷却塔,利用风机从冷却塔下部鼓风,从而解决了冷却塔效率不高的问题。
5结语
本工程由两个避难层把建筑分为相对独立的三个区域,各区域有各自相对独立的给排水及消防系统,同时在竖向上又是相互关联的接力系统。通过区域和系统的划分把给排水及消防系统划整为零,系统比较清晰、明了。大空间智能型主动灭火系统的应用不仅保证了建筑完整的使用功能,也使得大空间的消防更加智能、主动,增强了消防系统的安全性。强风逆流式冷却塔的选用巧妙解决了由于客观条件造成的不良制约因素,为类似条件下冷却塔的选型提供了一种参考的解决方案。
参考文献
关键词:超高层大楼;给水;排水;消防;设计
1 工程概述
某超高层建筑大楼高132.00m,属一类超高层建筑综合商用大楼。本楼地上五十一层,地下两层,另一至四层为商业和办公裙房,五层至三十层为塔楼,办公之用。在本大楼旁市政道路敷设有市政给水、污水及雨水干管,可供本大楼接口,且市政给水管最不利供水压力为 0.26MPa。
2 给水系统设计
2.1 水源
本大楼全部生活用水取自市政给水管网。从市政主管开两条DN200的引入管接入本大楼。本大楼生活用水、消防用水分别设水表计量。消防水表后采用DN150的给水管在本大楼室外形成环网。
2.2 给水分区
根据建筑物各部分的使用功能及卫生器具对静水压的要求,采用串联并联结合方式供水。生活给水系统分为6个区。其中Ⅰ区为地面一层及以下,利用市政管网压力供水,其余分区均为加压供水:Ⅱ区—二至四层;Ⅲ区—五至十层;Ⅳ区—十一至十六层;Ⅴ区—十七至二十三层;Ⅵ区—二十四至三十层。Ⅱ区设置一套变频调速供水设备加压供水,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ区采用高位水箱供水,当压力超过0.35MPa时,采用减压阀减压。
2.3 供水设备设置
地下二层水泵房内设食品级不锈钢生活储水箱两座及Ⅱ区变频调速供水设备一套。Ⅱ区变频调速供水设备同时为设置于地下二层的直饮水制备机房内的直饮水制取设备提供原水。生活水箱有效容积按需要二次加压生活日用水量的25%确定。
十五层水泵房内设食品级不锈钢生活转输水箱一座。
屋面水箱间设食品级不锈钢生活水箱一座,供Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ区生活用水,容积按Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ区楼层最大时用水量Qh的50%确定。
2.4 水泵选型
给水Ⅱ区选用变频调速供水设备一套,配用水泵CRI32-11-2型三台,配备500L 气压罐一台。
3 排水系统设计
3.1 雨水系统设计
(1)重现期选择
本项目屋面雨水重现期P取10年,室外场地雨水重现期P取2年。屋面按排水总能力不小于50年重限期的雨水量考虑屋面溢流设施。
(2)雨水系统设计
本大楼塔楼屋面雨水采用重力流系统排放,雨水由87型雨水斗收集;裙楼屋面雨水采用压力流系统排放,雨水由虹吸雨水斗收集。屋面雨水经水平干管及雨水立管下至地下一层及一层出户,雨水出户管经消能井后排入市政雨水管道。
3.2 污水系统设计
(1)本楼采用污废合流制。设专用通气管 ;采用柔性接口排水铸铁管;污水水平横干管敷设在四层楼顶梁下,保证支管连接点距立管底部下游水平距离大于3m。
(2)潜水排污泵
本大楼所采用的潜水排污泵主要包括两种型号:在消防电梯集水坑及地下水泵房集水坑中,设置较大型号潜水排污泵,型号 80QW45-22-5.5,每个集水坑中设置两台潜水泵,一用一备;在地下室其它部位,均设置较小型号的潜水排污泵,型号 50QW15-22-3.0。
(3)室外排水构筑物
生活污水经立管收集后下至一层出户,经三格化粪池处理后,排入市政排水管网,化粪池根据实际使用人数计算,污水停留时间12小时,清掏周期90天,本项目化粪池选用四座 G13a-100SQF 型化粪池。
含油污水经隔油池处理后,经过化粪池再排入市政污水管道。隔油池选型主要针对含食用油的污水,选用标准为:污水在池内流速不大于0.005m/s;池内停留时间为10min;存油部分容积不小于该池有效容积的25%;池内残渣量占有效容积的10%,清除周期6天。本项目选用型号为 GG-3SF 型隔油池1个。
4 商业裙房冷却循环水系统设计
4.1 冷却循环水系统流程
本楼冷却循环水系统采用的设备及构筑物主要包括冷却塔、冷却循环水泵、冷却循环水补充水泵等。
4.2 设备设置
(1)冷却塔
本大楼商业裙房设水冷型集中空气调节系统,地下一层冷冻机房内设有螺杆型冷水机组两台,根据一一对应的原则,选用LRCM-H-350方形横流式超低噪声冷却塔,置于裙房屋面。
(2)冷却循环泵
选用卧式离心泵。冷却循环水泵置于地下一层冷冻机房。冷却水泵与冷水机组的开停联动。开机时先开冷却水泵,后开冷水机组,停机时与此程序相反。
(3)冷却塔补水泵
选用变频调速供水设备一套。
6 消防给水设计
6.1 系统设置
本楼建筑高度 H=132.00m,H>100m,属一类超高层建筑。本设计按一类超高层综合楼消防要求配置消防设施。根据本工程的性质及火灾危险性,根据相关规范,本工程主要设置以下消防系统:消火栓系统;自动喷淋系统;气体灭火系统;建筑灭火器;水喷雾灭火系统;标准型大空间智能灭火装置。
具体设置部位为:全楼设置消火栓系统、自动喷淋系统和建筑灭火器,变配电房设置气体灭火系统,发电机房设置水喷雾灭火系统,三层以上通高的中庭设置标准型大空间智能灭火装置。
6.2 消火栓系统
(1)消火栓用水量
本项目为一类超高层建筑,其室内消火栓用水量40L/s,室外消火栓用水量30L/s,火灾延续时间3小时。则一次火灾室内消火栓用水量为432m3,室外消火栓用水量为324m3。本楼消防水池储存室内外消防用水,故地下室室内消防水池内实际储存消火栓系统用水量432m3。
关键词:给水设计;排水设计;高层建筑
1 高层建筑给水设计
某建筑工程中给水系统使用到水源提供方位市政给水管,从市政给水管接触给水管在该供水区域内设置成环状的供水网,采用管径为dn200的给水管,并设置有三个防火用消防栓,用以为室外的消防系统供水,室外地下消防栓的设置也是该区域内常用的布置手段。该工程通过四个供水区对室内供水,地上二层和地下二层为供水低区,该供水主要由市政管网直接给水;办公加压I区位二层以上一直到十层,办公加压II区则为十层以上到十八层,其供水均由设置在地下的变频调速泵以及办公用水箱予以提供;十九层以上则为加压区,其供水主要由地下公寓水箱以及接力泵和十五层的接力水箱和变频调速泵予以提供;冷却塔采用了接力型补水系统进行供水,由专门的冷却塔供水设备予以提供,包括地下补水箱、接力泵以及十五层的补水接力水箱和该层的变频调速泵。此外补水箱中会设置自洁消毒设备,生活水箱消毒采用的为臭氧消毒设备,用以避免生活水发生污染。
采用该种设计能够对高层建筑各个部分正常用水进行规范性的分区,且依照使用功能的差异,将供水系统从二次供水的进水部分予以单独区分,便于管理和计费。由于该地区的要求,需要对供水系统进行中水回用预留,因此在该系统中也针对性的设计了中水系统。该系统中的中水水源来自市政供水管,其水源提供中水管管径为dn100,由中水管引出接至该区域中,并在地下为中水管设置4个洒水栓。
我国政府今年对于水资源的有效利用率越来越重视,因此中水系统的设计在各地纷纷予以推广使用,同时各地政府也大力推进建设节能环保相关设施。该系统的中水干管以及给水管在设计上均采用了嵌入内筋的复合钢塑管,PPR给水塑料管则被应用在支管以及管件的连接中,且连接方式为法兰式连接或热熔连接,这在超高层建筑管材连接中应用极为广泛。
2 排水系统的设计
高层建筑以及超高层建筑中的排水系统主要依照重力流采用就近原则排出室外,排出的污水在流入市政污水管前需要经过化粪池予以处理,排水系统主要分成三个区域,地下部分为第一区域,经过污水坑对污水、废水进行收集,流入室外污水管则需要经污水泵进行提升,而污水在流入污水管前需要经过化粪池的处理。二区则是1层到4层,三区则是5层以上的区域,不同的区域污水各自单独进行收集,污水的排除则都依靠重力自流,同样在流入市政污水管前需要经过化粪池的处理。排水管在设计采用铸铁管道,该种管道柔性较高,立管的连接采用加强型卡箍。该管道在减噪以及强度上都具有较强的优势,是别的材料以及连接方式无法比拟的,其接口的抗震性较强,可曲挠,并且施工效率高,因此超高层建筑的排水系统中大多采用了该种设计。
3 消防系统的设计
3.1 室内消防栓设计
该系统的消防水源在室内的水源主要来自地下三层消防专用水源,消防泵房设置于该消防水池旁,而消防栓同样设置高区和低区两个区域,高区为11层到顶层的区域,将专用的消防水箱设置在屋顶水箱间,并设置有检验消防栓带有专用压力表,从水箱中出水的静水压无法满足不利点7米处的要求,因此需要在顶层消防水箱处设置增压设施,用以满足高区的消防水压标准要求;低区则为地上10层到地下3层的区域,将低区消防专用的高位水箱设置在15层的水箱间中。各区室内的消防管网中的水经过高区和低区的消防泵将水源区中的水加压输送,各个区域中的消火管网形成环状的室内管网,而系统的供水安全以及检修需要则要采用阀门在适当的地方予以保证。而同层的各部位应当保证两个消防栓的水柱能够同时喷射到达,以此作为消防栓的间距设置基础,每个消防栓的充实水柱能够达到13米。每个消防栓都配置有φ19mm的直流水枪以及长25米的水龙带,并设置有消防泵的启动按钮。而3~6层和11~20层的消防栓则需要进行稳压、减压。
3.2 自动灭火设计
本工程应设自动喷水灭火系统,本工程地下车库及商业部分属自喷系统的中危险级二级,设计喷水强度8.0l/平方米/分,作用面积160平方米,办公部分属自喷系统的中危险级一级,设计喷水强度6.0l/平方米/分,作用面积160平方米,设计喷水量为30L/s,办公大堂净高超过12米部分采用大空间智能型主动喷水灭火系统,设计喷水量取10L/s;本工程自动喷水灭火系统设计喷水量取40L/s。喷洒泵设于地下三层消防泵房内,在屋顶水箱间内设置高区高位水箱一座,有效容积为50.0m3,喷洒系统设zt(L)-i-s-10型喷洒增压设施一套。喷洒泵自消防水池吸水加压经十一套zss系列湿式报警阀至各层各防火分区喷洒管网,各区喷洒管网在报警阀前连成环状,喷洒管各层各防火分区起始端均设信号蝶阀及水流指示器,各层各防火分区喷洒管末端设试水阀,每组湿式报警阀喷洒管网最不利点处设末端试水装置,地下三层至六层、十二层至二十二层喷洒管起始端均设减压孔板。室外设三套dn150的地下式水泵接合器接至喷洒系统湿式报警阀前。高低区分别从各区高位消防水箱接一根dn100的管道至各区报警阀前。
3.3 灭火器的相关配置
按照规定,该工程中需要在各个部位进行固定灭火器的配置,灭火器采用了磷酸铵盐式干粉灭火器,配置基准为0.5m2/b,50m2/a,火灾危险等级为a类,灭火器药剂质量为五千克,每个灭火器间距为15m;车库中的灭火器为推车式,药剂重20kg,保护间距为24m。而在控制室中需要配备二氧化碳灭火器两具用以保证控制室的消防配置满足标准要求,每个灭火器中药剂标准为7kg。
3.4 七氟丙烷气体灭火系统
七氟丙烷气体灭火系统是保证该建筑地下配电室消防安全的主要系统,其灭火方式主要采用了全淹没式的组合灭火系统,且系统压力高达4.2mpa,保证灭火浓度高于10%,喷射时间设定为7s,灭火剂的充装率需要达到800kg/m3,设计温度设置为200c,其启动方式为三种,分别是机械应急启动、手动启动以及自动启动。
4 结束语
较之其他形式的民用建筑,在消防给水系统以及给排水系统的设计中超高层建筑对系统的要求更高,需要系统具有更加安全可靠的性能保证,因此要求设计者在进行设计时在规范充分理解相关规范的前提下,结合实际的建筑特点对设计以及施工技术进行完善和总结,不断的优化该排水系统、消防系统,使得系统更加的经济合理、安全可靠。
参考文献
[1]陈敖宜,王跃辉.天津市地铁大厦超高层建筑结构设计的研究[A].首届全国建筑结构技术交流会论文集,2006.
关键词:超高层建筑;经济性;影响因素;措施
在近几十年来,中国建筑行业取得了飞速的发展,在超高层建筑建设方面也展现了卓越的实力。福州市作为福建省的省会城市,在近几十年来也建设了不少超高层建筑,例如:福州市世贸俪园(178米)、福建省电力调度指挥中心(166米)、福建省广播电视中心(149米)等,都属于超高层建筑。超高层建筑在建设过程中不仅要保证建筑结构的整体安全性能,还应该采取适当措施提高超高层建筑的经济性。本文对超高层建筑结构经济性进行探讨,旨在为福建省超高层建设提供指导,从而节约建设成本,增大建设经济效益。
1超高层建筑结构的特点
超高层建筑指的是总层数在40层以上或建筑高度在100米以上的建筑物。超高层建筑的建筑高度相比一般建筑要高很多,因此也造成了超高层建筑在设计、施工过程中与一般建筑有很大的区别。超高层建筑的特点体现在以下几个方面:
(一)超高层建筑竖向荷载大。建筑结构的竖向荷载主要有自重荷载和楼面荷载。建筑结构的自重主要由建筑材料和建筑体积决定。对于超高层建筑,建筑材料用量大,因此建筑的自重荷载很大。同时超高层建筑层数多,容纳的人流量和物品也更多,因此楼面荷载也比一般建筑大得多。竖向荷载大导致超高层建筑在设计时对于基础的要求很高。
(二)抗侧移能力弱。超高层建筑由于高度大,受到的风荷载作用大,对建筑底部会产生很大的弯矩。同时超高层能力抗震能力弱,在设计时不仅需要考虑竖向地震作用还需要考虑横向地震作用。在进行设计时不仅需要控制建筑顶部的最大侧向位移,还需要对不同楼层之间的最大层间位移进行控制。
(三)超高层建筑需要高空作业。在超高层建筑施工过程中,需要高空作业,要建立完备的安全生产系统,还需要用到大型的起吊和升降器械,因此施工难度、施工风险和施工成本都比一般建筑施工要大。
2超高层建筑经济性影响因素
超高层建筑由于工程量大,建筑设计和施工过程复杂,因此影响经济性的因素很多,本文从设计阶段和施工阶段两方面进行分析。
2.1设计阶段
超高层建筑结构由于建筑高度大,受力复杂,因此必须经过详细的设计后才可以展开建设工作。超高层建筑设计阶段分为:建筑设计、结构设计、给排水设计等。
(一)对于建筑设计,主要是对建筑的外观、平面布置等进行设计。建筑设计直接影响到建筑整体的受力,对紧接着的结构设计会产生影响。当建筑设计不合理时,会导致结构受力增大,内力传递不合理等,为了满足设计要求则必须通过增大构件截面尺寸、钢筋用量等措施是构件满足承载力要求,这样会使建设成本增大,对建筑经济性不利。
(二)结构设计:建筑结构设计是保证超高层建筑满足承载力要求和正常使用要求的关键。结构设计时应该考虑经济性,进行合理的结构选型,不同的结构体系下的建设方案所消耗的成本也不同。在进行结构设计时,如果选择结构类型不合理,会导致部分构件没有完全发挥承载力作用,造成资源浪费,增大成本。
(三)给排水设计:超高层建筑在进行给排水设计时的关键是如何满足上部楼层用户的水压问题。给排水管网设计不合理,会导致管网系统材料和资源的浪费,对于节约建设成本不利。其实在设计过程中还涉及到超高层建筑的消防设计、人员流通设计等,任何设计的不合理都会导致建设成本增加,对建筑结构经济性不利。
2.2施工阶段
在施工阶段的经济性影响因素主要是施工效率的问题。在超高层建筑施工过程中,应该根据实际情况,考虑施工质量、施工进度和施工成本等综合评价制定合适的施工方案。在施工中施工方案不合理,会导致施工过程中材料、器械的浪费;还会由于施工进度安排不合理造成工作人员窝工等现象。这些都对超高层建筑经济性有不利影响。
3超高层建筑经济性措施
在超高层建筑结构进行设计施工时,必须要采取相应的措施,节约成本,提高超高层建筑结构经济性。可以从以下几个方面着手:
3.1建筑外观和平面布置合理
建筑外观在进行设计时即要考虑到美观,也应该考虑到建筑外观对成本所带来的影响,可以按照以下几个原则进行设计:
(一)建筑外观在横向应该保持对称。这是考虑到风荷载的影响,当结构设计不对称时会产生扭矩,对结构承载力要求提高。在纵向应该保持刚度均匀,不要发生突变。当竖向刚度发生突变时,会产生较大的层间位移,需要设置加强层和转换层,这样会增大建设成本。在对建筑屋面进行设计时,应该结合风载体型系数,进行选型,选择视觉效果美观,风荷载影响小的设计方案。
(二)平面布置时,应该将给排水、建筑消防、人员流通等因素结合在一起,集中进行设计,避免某一项设计对另外的设计工作带来不便,增加设计成本和建设成本。还应该对空间合理利用,充分发挥超高层结构的价值,从而提高经济效益。
3.2适当的结构选型
结构选型应该适当,超高层建筑结构有框架核心筒结构、核心筒结构和框架剪力墙结构等。不同的结构类型适用的情况和优缺点各不相同,在结构选型时应该根据功能需要并考虑经济性进行选择。
3.3科学的结构设计
结构设计和建筑设计相关,在进行结构设计时遇到问题可以与建筑设计单位进行沟通交流。结构设计应该满足以下要求:首先应该进行合理的荷载统计,在设计时充分发挥构件的性能,按照规范要去进行构件截面尺寸、配筋的设计。对于基础设计时,选择合适的基础类型,充分发挥桩和地下持力层的作用,避免设计富余。
4总结
超高层建筑的经济性应该予以重视。在实际建设过程中,进行合理的外观设计和平面布置;选择恰当的结构类型;在设计过程中充分发挥材料和构件的承载能力;施工时采取适当的施工方案进行施工等措施,对于提升超高层建筑结构经济性具有显著作用。
作者:李丽萍 单位:福建永昌建筑工程有限责任公司
参考文献:
[1]刘冒佚.探讨超高层建筑结构的经济性[J],科技与创新.2016,4:87~88.