時間:2023-08-14 16:50:00
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關鍵詞:消防泵 消防水箱 建議
《建筑設計防火規范》(GB50016-2006)(以下簡稱《建規》)已于2006年12月1日開始實施,該規范與前一版本相比改動較大、更全面,能更好的解決設計中碰到的問題。筆者是從事給排水工程設計的,在設計中遇到的幾個疑問在該規范中還是沒能找到答案,現提出來請各同行幫忙解決一下。
1消防泵合用
規范8.4.2條第4點“室內消火栓給水管網宜與自動噴水滅火系統的管網分開設置;當合用消防泵時,供水管路應在報警閥前分開設置?!彪m然該條說明中明確只有確實困難的情況下,消火栓系統才能與自噴系統合用消防泵,但已與《自動噴水滅火系統設計規范》(GB50084-2001)第10.2.1條“系統應設獨立的供水泵,并應按一運一備或二運一備比例設置備用泵”矛盾。設計人員在設計中根本不敢違背任何一條規范,也就不可能采用合用消防泵的做法,而實際工程中消防部門也不同意合用。筆者也認為不應該鼓勵建筑設計為了增加其它使用面積而壓縮水泵房的面積,因此建議《建規》該條規定取消。
2消防泵設置
規范8.4.3條第8點“高層廠房(倉庫)和高位消防水箱靜壓不能滿足最不利點消火栓水壓要求的其他建筑,應在每個室內消火栓處設置直接啟動消防水泵的按鈕,并應有保護設施”。一個消火栓達到充實水柱7m(最低要求)時,栓口壓力需要20m左右,即使水箱設在建筑最高處,其靜壓也絕對滿足不了消火栓壓力要求。而根據該條規范,就應該設置啟動水泵的按鈕,即所有多層建筑均應該設置消防水泵了?
而其條文說明“對于多層民用建筑要盡可能利用市政管道水壓設計消防給水系統,為確保市政供水壓力達到撲救必需的水槍充實水柱,應按建筑物層高和水槍的傾角進行核算?!倍鄬幼≌瑢痈咭话阍?m左右,計算得撲救必需的充實水柱約2.8m,水槍噴嘴要造成該長度的充實水柱需要4m壓力(規范規定該類建筑充實水柱不宜小于7m,則需要9m壓力)其它多層建筑層高可能略高,其需要壓力會高一點)。多層建筑最不利點消火栓高程約23m,加上水帶、管道阻力,市政給水管道壓力28m(若按充實水柱7m計算,則需34m)就能滿足消火栓滅火要求,而現在市政給水管道一般都在30m以上。據此,多層住宅由市政給水管網供水基本能滿足消防壓力要求,不必設消防水泵。
但規范同時規定層數超過4層的廠房(倉庫)充實水柱不應小于10m,則市政給水管道壓力需38m以上,這是不現實的,從而又需要設消防水泵。
從上可以看到,該條文和條文說明可得出完全不同的結論。而在以往多層建筑設計中,消火栓系統基本由市網――消防水箱供水,不必設消防水泵。因此建議規范對該條文加以明確,而且多層建筑以消防車撲救為主,設消防水泵大可不必。
3雙閥雙口消火栓
規范8.4.3條第1點“單元式、塔式住宅的消火栓宜設置在樓梯間的首層和各層樓層休息平臺上,當設2根消防豎管確有困難時,可設1根消防豎管,但必須采用雙口雙閥型消火栓。”據筆者所知,多層住宅樓梯間均只設1根消防豎管,則多層住宅均需要設雙口雙閥型消火栓?
再看其條文說明“布置消火栓時,應保證相鄰消火栓的水槍充實水柱同時到達其保護范圍內的室內任何部位”,據此有設計人員認為如果消火栓設置在樓層休息平臺上,當某層起火時,相鄰平臺上消火栓均可參加滅火,能滿足滅火要求,因而設單口消火栓即可。但該觀點并不完全正確,若最高層起火,則將只有1個消火栓可用,顯然違反規范。而且結構設計時通常樓面梁延伸至樓梯間外墻,此時休息平臺上無法暗裝消火栓箱,從而消火栓一般設置在住戶入戶門旁墻上。
根據該條規范,筆者認為多層住宅均需采用雙口雙閥型消火栓,只是另有疑問:多層建筑以消防車撲救為主,設置雙口雙閥型消火栓既占地方又增加造價,有必要嗎?
4消防水箱
規范對水箱容量規定比較明確,但筆者看到很多文章對容量有不同理解,存在10min消防用水量到底是消火栓還是自噴系統抑或兩者相加的理解。筆者認為規范中措辭“消防用水量”已經明確告知是消火栓系統和自噴系統等一切消防系統用水量之和了。
規范8.4.4條第1點:“重力自流的消防水箱應設置在建筑的最高部位”,沒有最不利點消火栓靜水壓力要求,這給設計人員更大自由,但也造成一定的疑惑。消防水箱的作用是提供撲滅初期火災10min用水,自然需要滿足最不利點消火栓壓力要求。根據上面計算,靜水壓力至少需要5m才能達到滅火要求,考慮到與《高層民用建筑設計防火規范》的統一,建議多層建筑也要求消防水箱滿足最不利點消火栓靜水壓力7m要求。
5消防軟管卷盤
規范8.3.3條“設有室內消火栓的人員密集公共建筑以及低于本規范第8.3.1條規定規模的其他公共建筑宜設置消防軟管卷盤;建筑面積大于200m2的商業服務網點應設置消防軟管卷盤或輕便消防水龍。”其條文說明“消防軟管卷盤和輕便消防水龍也是控制建筑物內固體可燃物初期火災的有效滅火設備,且用水量小、配備方便,在設置消火栓有困難或不經濟時,可考慮配置這類滅火設備和建筑滅火器?!?/p>
據此,筆者認為不符合規范第8.3.1條規定規模的多層建筑可以不設消火栓系統,而為了安全起見,應設消防軟管卷盤。
目前底層帶商業服務網點的建筑很普遍,其消防要求比較難滿足,筆者曾遇到過消防部門要求設置自噴系統的例子,而浙江省公安廳消防局印發的《國家消防技術規范實際應用若干問題專家論證會議紀要》中,有“當住宅底層商業網點內設置室內消火栓有困難時,可采用室內消火栓移設于建筑外墻上或采用增設室外消火栓的方法來彌補”的要求?,F在規范要求設置消防軟管卷盤或輕便消防水龍,讓設計人員有了設計依據。
6兩條進水管
關鍵詞:多層建筑;選用;結構設計
Abstract: with the rapid development of economy of our country, our country's construction industry is also ushered in the was never opportunity of development and space, every year there are a lot of construction engineering plan into construction process. People in quality for building may request with the improvement of living conditions and improve, multistory buildings structure design of and the overall quality of the quality of construction has a direct effect. Here is to analyze the download the structural design of the multi-storey building in what common problem.
Keywords: multi-storey building; Choose; Structure design
中圖分類號:TU318文獻標識碼:A 文章編號:
1、關于國家對設計規范的強制性問題
為了保證建筑結構的設計質量要符合標準,國家對這一方面頒布了相應強制性的標準和規范,這就要求了廣大設計人員在設計過程中要遵守相應的規范和法則,這樣在很大的程度上可以保證建筑結構的設計質量問題。這種現象從本質上對設計人員在建筑設計上的積極性和創新性產生了限制因素。在很多的發達國家中就不是如此,和我們國家的體制完全不同,他們只是用這些所謂的設計規范當做一定的參考和指導,如果設計人員參考正確是正常的現象,如果不幸運的粗錯了,有問題出現了,所發生的責任也是需要個人所承擔的。在我們國家在規范編制工作上也有著更高水平的要求,這樣就會遇到很多的困難問題需要解決,例如平常的時候最小的配筋率為例子。外國的規范是在0.8%到1%之間,這個國外所規定的數值在設計建筑中是比較適宜的。設計人員也可以據其具體的情況選用更低一些的配筋率。在我國因為國家并無明文條款規定很明確的安全性的渡量標準。可以按照最低的標準線設計,也可以高出設計標準的很多。在這樣的制度下,就能讓有些心存不良的人鉆了制度的空子。特別是在社會主義的初期階段。在我國的市場經濟有關的規范還不是很完善的時候,更是讓很多不良心態的人有機可乘。
2、可靠的設計理論應用于設計規范中
將真實可靠的設計理論在設計規范中有效的應用時,無論在工程界或者是學術上一直以來都是有一定的分歧的,大多數的設計人員都是傾向于安全系數高的極限的狀態設計方法。這樣安全度的表現易于理解而且還比較靈活,是因為在各項安全系數的確定時不排斥用可靠度的理解方式進行分析和對比。再接著綜合的考慮其他的因素對其加以改正。正是因為現在根據的建筑結構設計的貴干已經采取了可靠度的設計理論,在其規范的計算表達方式與多安全的系數法很相似,在實際應用中將其理解成多安全系數方法也是可以的。可靠的理論度在不同種類型的建筑結構的適用上會有很大的差別,應用混凝土的建筑結構到現在還沒有不能解決的問題。所以說這個就不適合再變化了。到現在為止可靠度的理論至今還在發展,這個理論上的問題還應該繼續的發展下去。
3、設計結構規范減少浪費資源
節約資源作為進行人類的可持續發展的戰略是一種傳統觀的美德,更是結構設計人員應該遵守的重要準則,我們在這里進行討論的也只是在激活經濟的年代盛行過一段時間的片面節約理論。雖然是這種節約理論在過去的短缺經濟也是必要合理的,問題在于把他用在現在說的社會經濟體制時,有的時候就不太適用了。作為一名多層建筑結構的設計師,其應盡力做到的責任是可以恰到好處的選擇材料。就是盡力可以以最少的材料去完成在建筑中的各種需求。如果是讓其材料用量增加,橫截面積任意的加大,這個工作建筑師都可以做。在當代的多層建筑結構的設計存在問題中,其中有一個方面是不可以忽視的,就是結構設計中的浪費問題。在我們的國家有很多的混凝土鋼筋的多層建筑的所用鋼筋量都已經超出了再國外一樣高度的建筑鋼結構的所用鋼筋量,其不合理的地方由此可見。對與多層建筑結構設計的安全度討論,也是正常,但是這樣會不會使設計人員誤導,使他們誤以為按照我們國家的規范設計可能會造成不安全的因素,以至于極為盲目的加大結構的面積,增多用鋼筋的數量,造成浪費的不必要,這種是不可以不防止的。
4、多層建筑結構設計的安全度選用
對于規范較低的安全度看法,最早是在源自于從事在高強度混凝土的結構推廣和科研應用的工作中所感知的。用當代所規范的C50到C60級別的高強混凝土的結構,它的安全儲備系數比普通的強度混凝土還低,這樣在推廣的時候照成很多阻力和困難。更何況一項新的技術開始應用可能會存在經驗的不足等等的問題。這就需要有可以寬松些的安全度的選用環境。低的安全度很難見到效果,這樣對于新的技術推廣是沒好處的。要更大的提高結構設計的安全度,無非得是基于對當時的安全度進行一個初步分析比較和客觀的形式變化后的一種較為宏觀定性的估價。到底是需要提高的多少,則是需要通過課題另外立項研究才可以確定的。在我們國家安全度的幅度較為廣闊,每個地區的經濟發展不是很平衡,像滬、京、穗這些的國際大都市的多層建筑結構設計的安全度應該是高一些,在經濟不算發達的地區可以將安全度適當的放低一些。提高建筑結構上的安全性是需要能從結構構造、結構布置、材料選擇、結構選型等很多方面實施努力的,用以加強多層建筑結構的耐久性、延性和整體性,提高它能防止倒塌和抵御不測的災害、特別是在連續倒塌上的抵抗能力。
5、獨立基礎多層建筑結構設計的荷載取值的問題
在我們國家對于多層建筑抗震的設計有較為高的要求。依照國家規定的有關規范,如地基主要的受力層土質的情況稍微好,對于多層建筑的高度不是非常的的情況下是不需要針對地基抗震的基礎進行計算的。在我們國家對于那些在抗震度8度地區,應用混凝土的框架結構房屋大多數的情況是不需要對承載能力進行計算的,單在多層建筑結構的設計過程中應對建筑的自身載荷和受力情況來進行一個綜合的分析。
6、多層建筑結構抗震的等級
在我國許多的多層建筑結構設計中,大多數的房屋建筑按照其抗震的防設分類是屬于丙類型的建筑,例如民用的住宅和辦公樓以及一般的工業建筑,它的抗震等級是可以根據結構類型、烈度和房屋高度來按照《建筑抗震設計規范》的表格確定的。而交通、醫療、電訊、消防、能源等類型的建筑及大型的零售商場和體育館等公用建筑,開始應該是依照《建筑抗震防設分標準》來確定哪些是屬于乙型的建筑。丙、乙類型的建筑,均是按照本地區的抗震設防的烈度進行計算地震作用的。對與那些乙型建筑,大多數的情況下,如果抗震的防設烈度在60到80之間時,抗震的措施要符合該地區抗震設的防烈度高出一度要求。
7、結構周期的折減系數
多層建筑框架的結構以及框架震墻結構,因為填充墻存在的原因,使計算的剛度小于結構實際的剛度。實際的周期小于計算周期。所以,計算出的地震剪力要比實際偏小一些,使建筑的結構稍微的不安全。因此,對多層建筑結構的計算周期折減是非常必要的但是對于建筑框架的結構計算周期折減的系數取的過于大些或計算的周期不折減這些都是極為不妥當的。在對多層建筑的框架結構徹底填充墻的時候。周期的折減系數應采取0.6到0.7,采用輕質的砌塊或者砌體填充的墻很少時,可以取用0.7到0.8,完全的用輕質的墻體板材的時候,可以取0.9.只有在沒有墻的純框架時,計算的周期才可不折減。
結語:隨著我國城市住宅的人口數逐漸的增加,城市用地的面積也在不斷擴大。國家土地的資源變得緊張起來,為了能更好的在最大的限度上合理的利用這些有限的資源,建筑的方面也逐步的朝多層建筑方向發展了。這使現在的房屋建筑結構變得越發的復雜。對于多層建筑結構的設計要求也在不斷的提高。多層建筑結構的設計也相對較為有難度,只要在設計的過程中注意以上的問題,想必一定會對我們國家的多層建筑結構設計有所幫助的,從而保證了多層建筑結構設計科學合理的同時還具有非常高的經濟性。
參考文獻:
[1] 李向東,劉小民,多層建筑結構設計問題探討[J],福建建材,2009
[2] 歐澤霖,淺談多層建筑結構設計中的幾個問題[J],科技信息,009(23)
[關鍵詞]高層建筑 安全性 基坑 消防 設計
中圖分類號:TU352.1 文獻標識碼:A 文章編號:1003-8809(2010)12-0002-01
高層建筑,即超過一定高度和層數的多層建筑。我國《民用建筑設計通則》(GB 50352―2005)將住宅建筑依層數劃分為:
一層至三層為低層住宅,四層至六層為多層住宅,七層至九層為中高層住宅,十層及十層以上為高層住宅。 除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者為單層和多層建筑,大于24m者為高層建筑(不包括建筑高度大于24m的單層公共建筑);建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑。
一、高層建筑安全性問題
(1)建筑方面。①合理布置豎向交通中心,確定樓梯、電梯的數量和布置方式,保證使用效率和防火安全。②內外建筑裝修、構造、用料和做法必須適應因風力、地震、溫度變化等所引起的變形和安全問題。
(2)結構方面。①考慮高層建筑遇到巨大風力和地震力時所產生的水平側向力。②嚴格控制高層建筑體型的高寬比例,以保證其穩定性。③使建筑平面、體型、立面的質量和剛度盡量保持對稱和勻稱,使整體結構不出現薄弱環節。④妥善處理因風力、地震、溫度變化和基礎沉降帶來的變形節點構造。⑤考慮在重量大、基礎深的地質條件下如何保證安全可靠的設計技術和施工條件問題。
(3)設備和電氣方面。①設計供暖和給水排水系統時,必須考慮因建筑高度增大的壓力,保證管道、爐片具有耐壓能力。②特殊處理消防和排煙問題。③在供暖、通風中考慮因高處風力增大而增加的空氣滲透和中合面以上、以下的熱壓變化對于散熱量計算的重要影響。
二、 增強高層建筑安全性具體預防措施
1.基礎施工監測
基礎的穩定與否直接決定了上層結構的穩定性,因此一般采用深基坑形式。高層建筑最突出的是防火安全設計,各專業設計人員應嚴格遵守高層建筑設計防火規范的規定。從破土動工前的可行性研究調查,再到初步設計,施工圖的設計以及組織施工、竣工驗收直至投入使用,是一個系統的監督管理過程。
2、高層建筑的消防用電系統
(1)火災報警系統的形式應根據具體保護對象來確定,設計者首先應分清保護對象的建筑類別、使用性質、火災危險性等因素,再根據這些因素來確定火災報警系統的形式。
(2)消防水泵的控制啟停問題。消防水泵(包括消火栓泵、噴淋泵)是滅火手段中的重要設施,對消火栓系統而言,根據“高規”的要求,在消火栓處應能直接啟動消火栓泵。根據“報警規范”的要求,在消防控制室處也應能手動控制消火栓泵的啟、停。
(3)消防控制室反應消火栓泵和噴淋泵的工作和故障狀態。根據“報警規范”的要求,消防水泵啟動后要返回已工作的信號,有兩種做法。其一是取電路信號即接觸器的合閘輔助接點,其二是取物理量信號即取供水管網上的水流壓力傳感器,后者目前使用較少。
(4)防火閥、排煙閥的控制。“報警規范”要求在消防控制室能夠關閉防火閥。在實際設計中,選用的基本是280℃:易熔環熔斷的防火閥,建議將防火閥做成電磁閥的形式,至于信號返回是一對一返回還是成組返回要視具體工程情況來定。
在對高層建筑進行消防電氣設計時,由于高層建筑面積大,各種電氣系統日趨復雜,線路縱橫密布,因電氣配線選擇、安裝和使用不當所造成的火災逐年增多。所以,搞好高層建筑消防電氣設計是綜合設計的重要組成部分。
3、 嚴格按照國標設計、用料、施工
(1)目前設計者應該熟悉和掌握的與高層建筑消防電氣有關的設計規范主要有《高層民用建筑設計防火規范》、《火災自動報警系統設計規范》、《民用建筑電氣設計規范》。三部規范對高層建筑中一、二類建筑的劃分以及對火災報警與消防聯動控制系統的設置與要求總體來講是一致的,但從各自不同角度三部規范也各有側重,有所區別。對設計者來說,國標是帶有強制性的,必需嚴格遵守,部標或行業標準應服從國標。
(2)許多電氣設計消防線路采用穿塑料管(PVC)保護,并從吊頂內走線。而“民規”第24.8.5條規定:消防聯動控制、自動滅火控制、通信、應急照明及緊急廣播等線路應穿金屬管保護,并暗敷在非燃燒體結構內,其保護層厚度不應小于30mm。當必需明敷時,應在金屬管上采取防火措施。在布線上要求與“民規”、“報警規范”基本一致,只是根據“報警規范”線路在暗敷時可采用金屬管或經阻燃的硬質塑料管保護。本條之所以沒有包括火災探測器線路,是因為探測器線路只是在火災初燃生煙發熱階段起作用,而條文中規定的消防聯動控制、自動滅火控制、通信、應急照明及緊急廣播線路,在火災發生后一段時間內還需起作用,在這段時間內,這些線路應保證安全使用。
(3)敷設在吊頂內的線路,在發生火災時并不安全,而且吊頂內下是火災多發地段。設計人員應對規范條文給予足夠的重視,在實際操作中,凡是新設計的建筑,對該條文規定的線路,一律穿金屬管或阻燃PVC管保護并在現澆板內、墻內等處暗敷走線。而在改造工程中,由于條件限制不能暗敷時,應對保護鋼管或金屬線槽采取防火措施,如刷防火涂料等。
總之,在對高層建筑進行消防電氣設計時,應該嚴格按照設計規范要求進行設計,正確理解規范條文的含義,切實保障高層建筑消防用電安全可靠。
總之,高層建筑的安全性問題必須引起每一位設計者的充分重視。
參考文獻
關鍵詞:柱下獨立基礎;基礎拉梁;多層框架結構建筑
前言:當前,隨著建筑高度的不斷增加,城市以及農村部分地區出現了越來越多的高層建筑,而且建筑的類型更加復雜,結構體系也更加多樣化,所以,多層建筑結構設計成為工程師設計的難點以及重點。在多層建筑中,鋼筋混凝土框架結構的使用非常廣泛,但是其中存在較多的問題,只有正視這些問題,改善不足之處,才能增加建筑的安全和質量。
1 獨立基礎載荷取值不當以及框架計算簡圖不合理的問題
首先,當建筑在六層以下時,鋼筋混凝土結構的房屋一般都采用柱下獨立基礎。依據《建筑抗震設計規范》中的規定,如果地基受力層中沒有軟弱粘性土層,而且房屋建筑在8層以下,高度不超過25m時,一般的民用框架房屋以及基礎負荷相當的多層框架建筑可以不進行天然地基以及基礎抗震承載力驗算,但是風載荷的影響必須在基礎設計中充分考慮。
所以,在多層鋼筋混凝土建筑的整體計算分析中,應當輸入風載荷,不能因為是一般的建筑而忽略了風載荷的輸入。另外,在對獨立基礎進行設計時,作用在基礎頂面上的外荷載通常只考慮了彎矩設計值以及軸力設計值,沒有考慮剪力設計值,有時甚至只考慮了軸力設計值。這兩種情況都會造成基礎設計尺寸過小,配筋過少,對基礎本身以及上部結構的安全造成影響。其次,當多層鋼筋混凝土結構的房屋建筑無地下室時,其獨立基礎埋設深度較大,在地下0.05m處設有基礎拉梁時,基礎拉梁則應當按照層1輸入。我們以某單位宿舍樓建筑為例進行說明,該項目建筑為3層鋼筋混凝土框架結構,建筑類型為丙類,建筑場地為Ⅱ類;建筑單層高度為3.3m,基礎埋深為4m,基礎高度為0.8m,建筑內外高度差為0.45m。
依據相關規定,該工程項目在8度抗震地區,建筑框架結構的抗震等級為二級。在設計時,設計師在計算式按照3層框架房進行,首層高度取值3.35m,也就是假設房屋嵌固在位于地下0.05m處的基礎拉梁頂面上。按照構造對基礎拉梁斷面以及配筋進行設計,基礎在根據中心受壓進行計算。這種計算簡圖是非常常見的,其中也存在一定的問題。
首先,拉梁按照構造進行設計,其無法與柱腳彎矩進行平衡。其次,依據《混凝土結構設計規范》中的有關要求和規定,框架結構底柱高度應當是基礎頂面與首層樓頂面之間的高度,所以本案例中的框架結構應當按照4層進行計算分析,基礎拉梁按照層1輸入,如果有載荷作用于拉梁,則應當在計算時考慮該載荷。這樣計算出的首層高度應當為3.15m,第二層高度應當為3.35m,第三層以及第四層的高度均為3.3m。按照《建筑抗震設計規范》中的相關規定,計算框架柱底層柱腳彎矩設計值時,必須與增大系數1.25相乘。在設拉梁層時,通常會由基礎拉梁頂面處的截面或者基礎頂面出的截面控制底層柱的配筋,所以必須明確究竟是哪種控制方式。
2 基礎拉梁層設計模型脫離實際,基礎拉梁設計不當的問題分析
采用SATWE或者TAT等程序對框架整體進行計算式,基礎拉梁層無樓板,則應當將樓板厚度取值為零,同時要定義彈性節點,在分析計算時要采用總剛分析的方法。但是在實際操作中,雖然已經定義彈性節點,樓板厚度取值為零,但是沒有采用總剛分析計算,程序則會默認按照剛性樓面進行計算,出現與實際不符合的情況。
所以在選擇設計模型時,必須注意這一問題。一般情況下,由于多層鋼筋混凝土框架結構的基礎埋深值較大,可以采用在±0.000以下合適位置增設基礎拉梁,進而減小底層的位移以及底層柱的計算長度,但是在設置基礎拉梁時,應當按照框架梁來設計,不能按照構造要求,同時還要設置箍筋加密區。
3 多層建筑結構設計中樓梯以及電梯的小井筒的設計
問題對于多層框架結構建筑而言,應當不設置鋼筋混凝土樓梯以及電梯小井筒,一方面是由于井筒下的基礎設計相對復雜,另一方面是由于鋼筋混凝土井筒會將框架結構所承擔的地震剪力吸收。
所以在設計井筒時,通常采用構造柱夾砌體材料作為填充墻,形成隔墻。如果建筑必須采用鋼筋混凝土作為井筒的材料時,則應當適當減小墻壁厚度,同時采取開結構洞、開豎縫等措施弱化剛度,為了減小井筒作用,配筋應當配置少量單排鋼筋。在進行設計計算時,除了要根據框架確定抗震等級計算之外,還必須依據帶井筒的框架進行復算。另外,還需要強調的是,框架結構出屋頂的水箱間以及樓電梯間等,不能采用砌體墻承重,應當采取框架承重的方法,同時考慮到鞭梢效應,還應該乘以增大系數。在設計雨棚等構件時,不得從填充墻上挑出,應當從承重梁上挑出。夾層梁以及樓梯梁不得在填充墻上承重,應當承重在柱上。
4 結構計算中部分重要參數的選取問題
(1)結構抗震等級的確定。在實際中,根據抗震級別,大部分多層建筑都屬于丙類建筑,比如辦公樓、民用住宅等,可以根據結構類型、房屋高度以及烈度,按照《建筑抗震設防分類標準》確定建筑的建筑的抗震等級。對于能源、交通、消防以及醫療類建筑等公共建筑而言,要參考《建筑抗震設防分類標準》判斷哪些建筑屬于乙類建筑(甲類建筑本文不討論)。對于乙類建筑,通常情況下,如果抗震設防烈度為6度到8度時,應當采取符合本地區抗震設防烈度提高一度要求的有關措施。
(2)要確定地震力的振型組合數。如果不考慮扭轉耦聯計算時,對于多層建筑而言,其地震力的振型組合數應當取3,如果振型數大于3,也應當取3的倍數,但是不能大于層數。如果建筑層數在三層之下時,可以用層數作為振型數。但是對于結構不規則的多層建筑,如果考慮扭轉耦聯時,振型數取值應當不小于9,如果結構剛度突變較大或者結構層數較多時,振型數應當多取。如果在建筑的頂部存在多塔以及小塔樓時,振型數則應當不小于12,但是不能大于房屋層數的3倍。
關鍵詞:高層建筑;給排水設計;問題
1.高層建筑排水設計中的問題
1.1 雨水管道連接問題
高層建筑的結構具有復雜性,較大的工程量,一般來說,高層建筑會有裙樓或者其他一些結構的多層建筑相連接的構造,在設置雨水管道過程中,經常會容易的把裙樓等多層建筑內部雨水管道與主體高層建筑的內部設置的雨水管道相連接,甚至將高層建筑空調的給排水系統排水道也與高層建筑與多層建筑的雨水管道相連接,這種結構復雜的雨水管道設計,在平常使用時可能不會遇到什么大問題,而且似乎也能減少一些的成本和投資,但是假如來了一場大暴雨,排水量就會超過平常的幾倍時,容易造成與高層建筑雨水管道相連接的多層建筑的空調系統的排水管道和雨水管道不但無法使用排水的作用,然而會減少空氣的質量。所以說,雨水管道相連接對于暴雨等惡劣天氣的排水是有不利的影響。
1.2 衛生間異味問題
高層建筑因為樓層多,高度大,一旦排水設計得很不合理,很容易造成衛生間出現異味。主要來源于下水管管道的氣味難聞。如果不能夠有效合理的利用衛生間的下水管道,與通氣管連接不科學,通氣管質量不能得到保證,都會導致異味的露出,從而引起衛生間出現一些異味。
1.3 水系統壓力問題
高層建筑給排水設計系統具有一定的復雜性,其系統需要通過縱向分區來區分可以分為兩個供水系統,分別是低區供水和高區供水。供水方法可以選擇前者采用的是帶氣罐的變頻供水方式;后者采用的最基本的屋頂水箱供水系統。高層建筑許多較高的樓層,很難使高區供水和低區供水達成平衡。通常來講,最不適合設置供水點的是整個高層建筑供水系統中的最頂點,在該處系統供水凈水的壓力相對于其他點來說比較低,但是,考慮到建筑的結構問題和建筑的造價的問題,通常對高區水箱的設置不能太高,否則導致高區的供水系統最不利供水點太低的壓力,供水點的靜水壓力都無法超過 0.1MPa,一旦使用延時自閉沖洗閥則容易導致無法開啟或無法關閉的問題出現。
1.4 高層建筑重力流雨水排水管材選用不當
高層建筑的給排水系統需要承擔的給排水工作比較大,如果給排水系統水管的選材不當很容易造成排水不暢,水管爆裂等問題。常見的高層建筑給排水系統重力流雨水排水管材問題主要表現在:沒有正確的認識到高層建筑重力流雨水排水管材的特殊性,仍舊選用非常普通的 UPVC 排水管,這種規格的排水管是不能夠滿足高層建筑重力流雨水管要求的。按照GB50015―2003 第4.9.26 條規定:“重力流排水系統高層建筑雨水排水管材宜采用承壓塑料管、金屬管?!逼胀ǖ?UPVC排水管承壓能力比較小,不適宜在高層建筑給排水系統中應用,而比較適合用于多層建筑中的給排水系統?!督ㄖo水排水及采暖工程施工質量驗收規范》第 5.3.1 條要求,“安裝在室內的雨水管道安裝后應做灌水試驗,灌水高度必須到每根立管上部的雨水斗?!比绻诟邔咏ㄖo排水系統中采用普通的 UPCV 排水管,則難以順利的完成灌水試驗,因為當施工過程中的灌水達到一定的高度,水就很容易從雨水管伸縮節處滲透出來,根本就不能夠達到工程驗收規范的要求。
1.5 高層建筑消防給水設計問題
集中設消防水池及消防泵房對于由幾棟或十幾棟高層所組成的高層住宅小區,如果逐棟逐棟設置消防水箱或消防水泵。其不僅給住戶增加了不少的經濟負擔,同時也給物業管理部門增添了管理上的工作度,且顯的累贅。
2.解決措施
(1)解決衛生間異味問題,首先檢查材料質量是否過關,即要采用優質的下水管道設備,建筑通風、通氣設備,嚴格控制下水管道、通風管道和通氣管道的質量。重要的是下水管道的設計要合理,科學合理的布局下水管道,處理下水管道的難題。只要每一個下水管道與衛生器具相互連接,假如一些衛生器具自身缺少存水灣的,也要合理設置存水灣,以便下水管道的安全施工。
(2)針對高層建筑雨水管道之間的密切關系,需要解決不利于暴雨時候排水量過大的問題,在高層建筑給排水系統設計中,需要根據實際情況分開高層建筑的雨水管道與裙樓等多層建筑的雨水管道,使其相互獨立,將高層建筑與空調系統的排水管道分離開來,使其不能設置連接。除此之外,在高層建筑具體的施工過程中,不能只為節省成本和只求便利,而要設置高層建筑雨水管道、裙樓等多層建筑雨水管道、空調系統排水管道相對獨立。
(3)解決高層建筑給排水系統壓力問題,主要有兩個解決辦法:第一,在高層建筑給排水系統設計的階段必須嚴格的根據高層建筑的高度功能,以及設計規范等來規范高層建筑給水系統設計,科學合理的區分高區供水和低區供水,避免盲目的、簡單的把高層建筑的供水系統劃分為二,如果建筑工程的高度比較高時可以適當的將給水設計系統劃分為三個供水區,以保證滿足給水系統的使用和安全問題。第二,在高層建筑給水使用階段水壓力問題方面,如果分區后由于使用原因壓力過高就會造成衛生器具出水流過高,便不利于給水系統的安全運行,因此可在原加壓設備及運行參數不變的情況下在各入戶配水橫管處增設可調壓式減壓閥來控制配水支管入口處達到衛生器具最佳使用壓力0.2~0.3MPa,來盡可能的防止高壓出流。
(4)高層建筑重力流雨水排水管材選用不當,為了解決這個問題,就需要切實的根據建筑的高度、建筑的功能、結合相關的給排水設計規范選擇合適的高層建筑重力流雨水排水材料,保證材料的實用性和可靠性。由于普通的UPCV 排水管承受不了排水滿管時的水壓,因而,根據規范的推薦,在選擇高層建筑重力流雨水排水管時比較適宜采用承壓塑料管、鋼復合管以及金屬管等材料,這些管取代普通 UPVC 排水管能夠從根本上解決灌水試驗中出現的滲水問題。
(5)高層住宅小區內可采取設置集中的消防加壓泵站來保障消防用水壓力。因為在同一小區、同一時間內的火災次數仍為一次。即使發生火災,也僅是一棟建筑,幾棟建筑同時發生火災的可能性很少,幾乎是零。這種方案不僅可以保障消防供水安全,為住戶節約經濟費用,同時也給物業管理部門帶來管理維護上的方便,比較經濟、合理。
關鍵詞:給排水,強制性,設計,違規
近年來,全國各地先后開始實施建筑工程施工圖審查制度。在此之前,建設部出臺了《工程建設標準強制條文》(以下簡稱“強制性條文”)。它把浩如煙海的2700多項、15萬條之多的工程建設強制性標準中涉及“人民生命財產安全、人身健康、環境保護和其他公眾利益”的重要條款突出出來,把政府要管并且要管好的條款獨立出來,并賦予法律的效應。2000年1月30日,國務院的《建筑工程質量管理條例》(第279號令)規定“不執行強制性技術標準,就是違法、就要給以相應的處罰”。而此后,處罰的依據將不再是眾多的工程技術規范,而是這本“強制性條文”。因此,審圖工作的重點同樣也落在“強制性條文”上[1]。所以,能不能很好的貫徹和實施“強制性條文”,直接關系到人民生命財產安全、人身健康、環境保護和其他公眾利益,而且也關系到執業單位和從業人員的根本利益。本文試圖把自己在設計、審圖工作中所接觸到的建筑給排水設計中違犯“強制性條文”的多發病整理出來,并力求診斷出“病因”,開出“處方”。
1 建筑給排水設計方面
(1)生活飲水缺少必要的防止回流污染的措施。最常見的情況是當生活飲用水管道和消防管道、鍋爐、加熱設備等壓力容器連接時,沒有設必要的防止回流污染的措施,因而一旦生活給水管網壓力波動和各種原因造成管網失壓,就可能導致飲用水被非飲用水污染。在這種情況下,“最小空氣間隙”法是無法采用的;止回閥用于防止回流污染也是不可靠的;而近年開發的倒流防止器是迄今為止比較理想的防回流污染的設備。因此,一般情況下,在下述位置設置倒流防止器是必要的[2];①室外消防專用管的引入管上;②室外為消防生活合用管網時,室內消防的引入管上;③鍋爐給水管上;④加熱器給水管,等等。
還有一種病例,十分常見。用液壓控制閥來控制水池(箱)的水位,而且采用了如圖1所示的液下進水的方式。雖然液位控制閥具有止回閥的作用,但同樣不能可靠地防止回流污染。懈決的辦法是進水管從最高水位上部進入(見圖2)。而為降低水流的沖擊聲,可將管道下彎,形成淹沒出流,但必需品設置虹吸破壞孔,防止虹吸倒流。為了防止壓力水經虹吸破壞孔向池頂噴濺,可向下開孔(見圖2),但此時,必須保證虹吸破壞孔至少高出最高水面2.5 倍孔徑,以形成足夠的空氣隔斷。
圖1 液位控制閥的錯誤接法示意圖圖2 液位控制閥的正確接法示意圖
(2)生活水池(箱)或生活、消防合用水池(箱)利用本底結構,存在著水質污染的隱患。雖然1997年版《建筑給水排水設計規范》已明令禁止,但由于多年工作形成的習慣,這種病例仍不鮮見。
(3)普通不帶水封的地漏的排出管上缺存水彎。這里很少有理解上的問題,出現這種毛病往往是由于疏忽。然而這種小小的疏漏,卻可能導致相當嚴重的后果,有時甚至致命。同樣道理,蹲式大便器未設存水彎,也常有發現。當然有些蹲式便器產生本身已帶有存有彎,這就另當別論了。
(4)排水管在食堂、飲食業的主副食操作、烹調部位的上空布置。其危害性是不言而喻的。最好的辦法是建筑布置時預以避免;當受條件限制,不能避免時,應采取防護措施,如:設置技術夾層、全保護防水托盤等;
(5)空調凝結水排水管直接排人下水道。有2種情形,其一是凝結水單設立管,其出口直接排人下水道。這種方式,下水道中的有害氣體將直接通過管道進入室內;其二是凝結水管經存水彎接入排水立管。經過一個漫長的非制冷季節,存水彎中的水將蒸發干涸,水封破壞,有害氣體同樣逸人室內。其對策就是,凡是凝結水一律間接排放,如排入明溝、水封窨井,避免接人污、廢立管。
2 單層及多層建筑的滅火系統設計方面
(1)滅火器的設計與配置缺項。尤其在小型工業或民用建筑設計中為多見。第一種原因是疏漏;第二種原因是對規范理解有誤,認為滅火器是在建筑竣工后由業主自行添置的,因而可以不設計;第三種原因是有的設計單位內部分工不明確;給排水專業和建筑專業相互推諉,最終沒有落實。按照現行規范,除9層及9層以下的普通住宅外,我們所能碰到的幾乎所有建筑都應配置滅火器,因此這項設計內容是不可缺的。
(2)室內消火栓的間距。對于多層建筑,簡單地取值50m;對于高層建筑,簡單地取值30m,不能滿足同時到達水槍數的要求。其原因是對《建筑消防設計規范》(以下簡稱“建規”)關于“單層和多層建筑室內消火栓的間距不應超過50m”、《高層建筑消防設計規范》(以下簡稱“高規”)關于“消火栓間距不應大于30m,裙房不應大于50m”的規定的理解上出現偏差。其實,兩本規范在規定消火栓最大間距的有關條文中,都首先強調了“消火栓間距應由計算確定”,并在其前款的條文里也都規定了同時到達室內任何部位的水槍充實水柱的支數。實際上,按照現行規范,只有設計高度小于或等于24m,體積小于或等于5000m3的庫房,其規定的同時使用水槍數為1支,因而只要求一支水槍的充實水柱到達室內任何部位,所以也只有這類建筑的消火栓才有可能(其實仍需計算確定)取50m這一最大間距外,其他建筑均應在滿足“兩股水柱同時到達”的設計條件下經過計算確定。這類問題的出現,還有一個原因是對“兩股水柱同時到達”的手段上有錯誤的理解。有人認為可以將兩根水龍帶連接,而達到50m的水龍帶計算長度;而有的人則以雙閥雙出口消火栓來滿足兩股水柱。對于前者筆者沒有找到任何規范依據;對于后者,規范對其有嚴格的適用場合的規定。即“18及18層以下,每層不超過8戶,建筑面積不超過650m2的塔式住宅”,且“當設兩根消防豎管有困難時”。可以看出,即使在這種特定的場合使用也是一種無奈的妥協,而不是理想的手段,因此在其他建筑中,更應力求避免。需要說明一下“高規”強調“同層相鄰的兩個消火栓的水槍的充實水柱同時到達⋯⋯”。而“建規”則不強調“同層”,這意味著相鄰層的消火栓也可以計人同時到達的水槍的充實水柱的支數。有時通過嚴格的計算和合理的設計,可以減少消防立管和消火栓的數量。在工程中不去理會這個原理,并不違犯法規,但是規范的含意是應該明白的。
(3)室內消防給水管道的閥門設置不當。這類問題頻頻在多層建筑設計中出現。因為多層建筑的消火栓系統,往往水平系統和豎向系統混雜,而不象高層建筑那樣多采用比較簡潔的豎向系統。表現之一是閥門設置過少,當某段管道損壞時,停止使用的消火栓數在一層中超過5個;表現之二是閥門設置過多,造成投資的浪費,管網的阻力增加,產生的原因是對規范條文中“停止使用的消火栓數一層中不超過5個”的“一層中”沒有預以注意。
通過上述病例的分析不難看出,疏忽大意和對新規范的不熟悉(甚至根本不了解)是造成違犯“強制性條文”的最普遍的主觀原因,本文所收入的病例只是違犯“強制性條文”的常見病、多發病,而非所有病例,更不是“強制性條文”的全部。另外“強制性條文”只是建筑工程設計的最低標準,只是一個使你免受處罰的標準;而一個真正優秀的設計,應該對所有強制性標準都有一個很細致周到的照顧。
參考文獻:
關鍵詞:房屋住宅;建筑結構;地基設計
中圖分類號:TU47 文獻標識碼:A 文章編號:
一、住宅結構設計存在的問題及其原因分析
1.1 防火設計問題比較突出
一些設計人員對防火規范、規定不熟悉,對建筑物分類有錯誤,導致在設計中對防火標準執行有誤,消防處理不當,存在許多安全隱患;一些重要場所的安全疏散出口、疏散門開啟方向不正確,影響安全疏散;有些設計中的防火分區面積過大,防火間距過長,設計存在隨意性;有些消防設施設計不合理、不配套,建筑物一旦失火,消防設施將不能有效發揮作用。
1.2 部分結構設計不合理, 安全隱患比較多
如《建筑抗震設計規范》第7.1.8 條(強制性條文)規定“底部框架-抗震墻結構,上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應對齊或基本對齊”。有些設計把底層設計成大空間,抗震墻很少,上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對齊,造成結構體系不合理,傳力不明確;有些設計中抗震分類、場地類別選用錯誤,導致整個結構設計錯誤。一些混凝土構件,特別是懸挑構件的最小配筋率達不到要求,有的相差一半,有的甚至一半都達不到;有些設計中荷載取值沒有按規范要求來確定,存在漏算錯算現象;有些結構設計與提供的計算書不一致,結構強度遠遠低于計算結果,設計存在嚴重安全隱患。
1.3 設計深度達不到規定要求
一些設計人員制作圖紙“偷工減料”,設計粗糙,過于簡單,施工圖中應有的系統圖、大樣圖、相關剖視圖漏缺;一些重要的、應該用圖紙反映的內容只標注“見圖集”、“由設備廠家確定”等,施工圖設計表述不全,細部大樣不詳,不能反映工程的全貌;一些重要的設計依據、設計參數、工程類別、安全等級、耐火等級、防火消防處理等在設計總說明中沒有標明或交待不全。這些問題的產生,有的是由于設計人員沒有對一般住宅尤其是多層住宅設計引起高度重視,盲目參照或套用其他的設計的結果;有的則是由于設計過程中對設計規范和設計方法缺乏理解;還有的是由于設計者的力學概念模糊,不能建立正確的計算模式,對結構電算結果也缺乏判斷正確與否的經驗。
二、住宅結構設計的規范要求
為避免出現上述結構設計問題,在住宅結構設計時首先必須從結構計算和構造上滿足規范的相關要求。
2.1 結構計算應注意的問題
(1)免荷載計算的錯誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當、建筑物用料與實際計算不符,基礎底板上多算或少算土重。
(2)底框砌體結構驗算。底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結構,對具有薄弱層的底層框架混合結構,應考慮塑性變形集中的影響,通常對底層地震剪力乘以1.2~1.5 的增大系數;底層框架混合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。因為底層框架結構中只有底層框架抗震墻,應采用雙保險的方法,抗震墻承擔全部剪力,框架按剛度比例承擔剪力。剛度計算時,框架不折減,抗震墻折減到彈性剛度的20%~30%;應考慮底層框架柱中地震作用產生傾覆力矩所引起的附加軸力。
(3)避免樓板計算中方法不正確。連續板計算不能簡單地用單向板計算方法代替;雙向板查表計算時,不能忽略材料泊松比的影響,否則由于跨中彎矩未進行調整,將使計算值偏小。
(4)對電算結果的正確性作出有效評價。目前結構計算大多采用結構設計計算程序進行計算,如何對計算結果進行分析、評價,是一個非常重要的方面。因此必須根據工程設計的經驗對計算結果進行分析、判斷,根據其正確與否,決定能否作為施工圖設計的依據。
2.2 構造設計應注意的問題
(1)注意構件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設計中既要保證建筑結構在地震發生時具有一定的延性,又必須滿足最小配筋的要求。
(2)嚴格按照規范要求,保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度,材料選用也必須滿足強度要求。
(3)為了防止屋面溫度應力引起的墻體開裂,必須采取有效的通風融熱措施。
(4)按抗震構造要求設置的構造柱,應在整個建筑物高度內上下對準貫通,上至女兒墻壓頂,下至淺于500mm 基礎圈梁,或伸入室外地面以下500mm 的構造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規范要求。
三、住宅結構設計的概念設計與地基設計
3.1 必須及早介入建筑結構的概念設計
住宅設計無論是多層磚混或框架剪力墻結構,都不同于以往的靜力設計,必須從抗震的角度,采用兩個階段設計來實現3個水準的設防要求。為此,結構設計人員必須及早介入建筑結構的概念設計,否則將會導致建筑結構設計的不合理,給以后的結構設計帶來難度。
(1)對一般多層砌體住宅結構,應按《建筑抗震設計規范》要求做到優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系: 縱橫墻的布置宜均勻對稱,沿平面內宜對齊,沿豎向應上下連續;樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處;不宜采用無錨固的鋼筋混凝土預制挑檐。
(2)對鋼筋混凝土多、高層結構住宅,力求做到結構布置盡量采用規則結構。對復雜結構,可以設置防震縫,把它分割成各自規則的結構單元。結構布置以少設縫為宜,一旦設縫,則應使防震縫的設置與伸縮縫、沉降縫相統一;框架與抗震墻等抗側力結構應雙向布置,以便各自承擔來自平行于該抗側力結構平面方向的地震力;框剪體系的各抗側力結構要形成空間共同工作狀態,除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外,還需采取措施,保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。
3.2 加強住宅地基結構設計
為防止或減少由于地基沉降或不均勻沉降引起的構件開裂或破壞,可以從建筑措施、結構措施、地基和基礎措施方面加以控制。諸如:避免采用建筑平面形狀復雜、陰角多的平面布置;避免立面體形變化過大;將體形復雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元;加強上部結構和基礎的剛度;同一建筑物盡量采用同一類型基礎并埋置于同一土層中等一系列措施。地基的結構設計應分別就高層建筑與多層建筑考慮不同的設計。
(1)對高層建筑來說,由于需要一定的埋置深度,從經濟的角度考慮,基礎一般采用樁箱或樁筏結合的形式。此時應保證箱體的整體剛度,群樁布置的形心應與上部結構重心相吻合;當土層有較大起伏時,應使用同一建筑結構下的樁端位于同一土層中,并應考慮可能產生的液化影響。
(2)對多層建筑而言,從經濟的角度考慮,一般不愿意采用長樁的方案。但對軟土層覆蓋層厚度較大的地區,一般都需要經過地基處理的方式來達到控制建筑物沉降的目的。常用的軟土地基處理方式類型較多,但在選擇地基處理方案前,必須認真研究上部結構和地基兩方面的特點及環境情況,并根據工程設計要求,確定地基處理范圍和處理后要求達到的技術指標,以及各種處理方面的適用性。同時綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經驗,進行多方案比較,最終選定安全實用、經濟合理的處理方案。地基經處理后,還必須滿足規范所規定的強度和變形要求。
【關鍵詞】鍋爐房;安全;防火設計
引言
近幾年來,隨著社會經濟的不斷發展,民用鍋爐的類型日益增多,廣泛地應用于人們生活之中。但由于我國現行民用鍋爐房防火設計標準和規范不統一,相互之間存在著很大差異,給鍋爐房防火設計和消防審核帶來諸多不便。筆者通過對比分析相關條文,對鍋爐房防火設計規范中存在的問題及其對策作一探討。
1、關于防火間距的確定
鍋爐房屬于丁類明火生產廠房,一般應是獨立的建筑,當鍋爐房單獨建造時,單臺蒸汽鍋爐的蒸發量小于等于4t/h 或單臺熱水鍋爐的額定熱功率小于等于2.8MW 的燃煤鍋爐房與其他民用建筑的防火間距,可按照《建規》第5.2.1條規定執行,即按照一般民用建筑之間的防火間距確定,最低為6m;燃油或燃氣鍋爐房及蒸發量或額定熱功率大于上述規定的燃煤鍋爐房,其防火間距應按照《建規》第3.4.1條規定執行,即按照廠房之間的防火間距確定,最低為10m;則與一類高層主體建筑的防火間距應為15m,與一類高層建筑裙房的間距為10m;與二類高層主體建筑的防火間距為13m,與二類高層建筑裙房的間距為10m。
2、關于鍋爐房位置的選擇
《鍋規》第5.1.4條規定了選定鍋爐房位置的一般原則:宜為獨立的建筑物,當需要和其他建筑物相連或設置在其內部時,嚴禁設在人員密集場所和重要部門的上面、下面、貼鄰和主要通道的兩旁。
《建規》第5.4.1條規定,燃油或燃氣鍋爐房宜獨立建造。當卻有困難可貼鄰民用建筑布置,但應采用防火墻隔開,且不應貼鄰人員密集場所。
《高規》第4.1.2條規定,燃油或燃氣鍋爐宜設置在高層建筑外的專用房間內。當受條件限制需布置在高層建筑貼鄰布置時,應設置在耐火等級不低于二級的建筑內,并應采用防火墻與高層建筑隔開,且不應貼鄰人員密集場所。
2.1 設置在多層或高層建筑的半地下室或第一層
當受條件限制需布置在高層建筑中時,不應布置在人員密集場所的上一層、下一層或貼,并應符合下列規定:燃油和燃氣鍋爐房應布置在建筑物的首層或地下一層靠外墻部位,但常(負)壓燃油、燃氣鍋爐可設置在地下二層;當常(負)壓燃氣鍋爐房距安全出口的距離大于6.00m時,可設置在屋頂上。采用相對密度(與空氣密度比值)大于等于0.75的可燃氣體作燃料的鍋爐,不得設置在建筑物的地下室或半地下室;
鍋爐房的門應直通室外或直通安全出口;外墻上的門、窗等開口部位的上方應設置寬度不小于1.Om的不燃燒體防火挑檐或高度不小于1.20m的窗檻墻;鍋爐房與其他部位之間應采用耐火極限不低于2.00h的不燃燒體隔墻和1.50h的樓板隔開。在隔墻和樓板上不應開設洞口;當必須在隔墻上開門窗時,應設置耐火極限不低于1.20h的防火門窗。這樣可以布置在建筑物內。但以上規范對熱水鍋爐能否布置在建筑物內均沒作相應規定?!墩粢帯返?84條和《水規》第10章第1條分別規定,單臺鍋爐額定蒸發量不超過10t/h、額定蒸汽壓力不超過1.6MPa的蒸汽鍋爐和單臺鍋爐額定熱功率不超過7MW、額定出水溫度120℃的熱水鍋爐,且每臺鍋爐有可靠的超壓連鎖保護裝置以及低水位聯鎖裝置;鍋爐間的建筑結構有相應的抗爆措施,并設有安全疏散通道時,可以設置在多層或高層建筑的半地下室或第一層。筆者認為,行業標準的規定更加詳細,更具有針對性和可執行性,當鍋爐房布置在多層或高層建筑的半地下室或首層時,可按照《蒸規》和《水規》的規定執行。
2.2 設置在高層或多層建筑的地下室、樓層中間或頂層
《蒸規》第185條和《水規》第10章第2條規定,每臺鍋爐額定蒸發量不超過4t/h,額定蒸汽壓為1.6MPa的蒸汽鍋爐和每臺鍋爐額定熱功率不超過2.8MW且額定出水溫度不超過120℃的熱水鍋爐,可布置在建筑物的地下室、樓層中間或頂層。
3、鍋爐房的滅火設施設計
3.1 室內消防給水設計
根據《鍋規》第13.4.2條規定, 鍋爐間建筑為一、二級耐火等級時,可不設置室內消防給水。而鍋爐房內燃油及燃氣的丙類及甲類生產廠房、儲灌,宜設置室內消防給水,并應設置泡沫、蒸汽等滅火裝置;鍋爐房的運煤層、輸煤棧橋宜設置室內消防給水。因此,考慮鍋爐房的火災危險性對鍋爐房室內消防給水設計做更嚴格規定是很有必要的,建議當單臺蒸發量超過4t/h或總蒸發量超過12t/h時應設置室內消防給水,對于多層建筑內部設置的鍋爐房,宜設置室內消防給水。
3.2 水噴霧滅火系統設計
鑒于燃油、燃氣鍋爐房的火災和爆炸危險性,《高規》規定高層建筑內的燃油、燃氣鍋爐房可以采用水噴霧滅火系統。《水噴霧滅火系統設計規范》(GB50219―95)(以下簡稱《水霧規》)的頒布早于《高規》2005年版,沒有規定燃油、燃氣鍋爐的設計噴水強度、持續噴霧時間等,而該設計參數是系統設計的主要依據,這給設計帶來了難度。燃油、燃氣鍋爐房與《水霧規》第3.1.2條所列舉的保護對象相比,火災特點差異較大,也難以比照執行,在《水霧規》中進一步明確燃油、燃氣鍋爐房設計噴霧強度、持續噴霧時間是非常必要的。由于水噴霧滅火系統是局部應用系統,作用面積應取被保護對象的外表面尺寸,設計中可按鍋爐產品樣本提供的外形尺寸取值。水噴霧滅火系統應設置自動控制、手動控制和應急操作三種控制方式。對于燃氣鍋爐房的水噴霧滅火系統有三種自控方式可以選擇,可燃氣體濃度探測器聯動啟動,火災探測器聯動啟動,濕式先導管傳動水力啟動。根據燃氣鍋爐房的火災特點,水噴霧滅火系統的自動啟動方式宜同時設兩種,其中可燃氣體濃度探測器聯動啟動必須設置。
4、小結
(1)現行的《建筑設計防火規范》、《高層民用建筑設計防火規范》中鍋爐房等相關內容的條款應結合實際工程情況作細化和必要的調整,使之更具體化,更具有可操作性。
(2)現行的《熱水鍋爐安全技術監察規程》應結合大量民用建筑實際情況,對熱水鍋爐出水溫度、壓力劃分再細化,有可能將更低溫度,更低出水壓力的熱水鍋爐的容量等限制條件相應適當放寬以利于實際應用與操作。
(3)規范制訂部門應加強多部門、多專業協調,盡可能保證不同國家規范相關條款的一致性,以體現規范的嚴肅性,也利于設計人員具體引用。
(4)設計人員應提高“規范”的法律意識,自覺嚴格遵守現有有關設計“規范”、“規程”等法律性技術文件。有具體困難時,應事先申報相應級別政府主管部門,通過專家論證等方式確定比較合理安全的設計方案。
參考文獻:
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(1)二類高層建筑若其地下車庫為Ⅰ類,雖規范規定排污泵為二級負荷,一旦地下車庫被水淹,將造成大的經濟損失,因此建議排污泵為一級負荷。
(2)多層住宅大底盤地下車庫排污泵建議為Ⅰ類汽車庫為一級負荷,Ⅱ類汽車庫為二級負荷,Ⅲ類Ⅳ類汽車庫為三級負荷。
(3)省級、國家級會堂,特、甲等劇場,特級或甲級體育館等重要多層建筑,其地下室有冷水機組,變電所等為上部建筑功能服務的重要設備用房,一旦遭受水淹,不僅經濟上造成重大損失,而且有可能造成秩序混亂發生人員傷亡,因此排污泵應定為一級負荷。
(4)排污泵用于抽取地下水,降低地下水位,防止建筑拱起造成損壞,其負荷等級可根據建筑物的重要性確定,一般宜定為一級或二級負荷,該建筑物一般是一期建設為一、二層,二期為在原有的層數上再增加幾層,為了減少基礎造價,一般會減少抗拔樁,增加地下排水,因此這種用途的排污泵是非常重要的。綜上所述排污泵應根據使用用途及其重要性來確定其負荷等級。
2排污泵的供電
排污泵的作用非常重要,因此必須確保其供電的可靠性,一級負荷的排污泵應按一級負荷的要求供電,二級負荷的排污泵應按二級負荷的要求供電,三級負荷的排污泵對供電沒有要求,下面對各種功能的排污泵供電方案作一些探討。
(1)消防排污泵的供電
①方案一:采用兩路消防電源末端互投供電,此種方案供電可靠性高,但造價也相應較高
②方案二:根據《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008第13.9.9條規定,除消防水泵、消防電梯、防煙及排煙風機等消防設備外,各防火分區的消防用電設備可由位于防火分區內的消防雙電源互投箱放射式供電,也就是說同一防火分區內的應急照明,防火卷簾、消防排污泵可共用一個消防雙電源互投配此箱,雖然可靠性有所降低,但節省了造價。
(2)一、二級負荷的排污泵供電
①方案一:同一防火分區內設置一個常用電源和備用電源互投配電箱放射式供電給排污泵控制箱,當然為了提高供電可靠性也可以采用排污泵就地設置雙電源,末端互投箱進行供電,但因造價太高,因此很少采用。
③方案二:多個防火分區共用一個常用電源和備用電源互投總配電箱,然后放射式供電給單個防火分區排污泵專用配電箱,再放射式供電給排污泵控制箱,雖降低了供電的可靠性,但節省了很多造價。
(3)人防單元內的排污泵的供電
①方案一:目前較常用的做法是照明、插座、排污泵共用一個人防配電箱,其缺點是一、二、三級負荷共用配電箱,加大了備用電源的容量,而且若有設計建筑能耗監測系統,照明和動力用電應分項計量,其用同一配電箱將造成分項計量困難,另外不符合《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008第7.2.1、7.2.2條的規定:低壓配電系統照明、電力、消防及其他防災用電負荷應分別自成配電系統