超高层建筑防火设计审核要点

1、超高层建筑防火设计超高层建筑防火设计上海市消防局建审处上海市消防局建审处 胡胡 波波一、超高层建筑的发展和划分二、超高层建筑防火设计的挑战三、上海三大超级高层建筑防火设计超高层建筑的发展和划分超高层建筑的发展和划分 自从自从18851885年在美国芝加哥出现世界上第一栋年在美国芝加哥出现世界上第一栋1010层楼的高层楼的高层建筑以后，在世界上兴起了三次高层建筑的建设高潮：层建筑以后，在世界上兴起了三次高层建筑的建设高潮： 第一次第一次是在是在2020世纪世纪3030年代的美国纽约，其代表年代的美国纽约，其代表作为建于作为建于19311931年年的的102102层、高层、高381381m m的帝

2、国大厦，它保的帝国大厦，它保持了世界最高建筑纪录达持了世界最高建筑纪录达4040年之久。年之久。超高层建筑的发展和划分超高层建筑的发展和划分 自从自从18851885年在美国芝加哥出现世界上第一栋年在美国芝加哥出现世界上第一栋1010层楼的高层楼的高层建筑以后，在世界上兴起了三次高层建筑的建设高潮：层建筑以后，在世界上兴起了三次高层建筑的建设高潮： 第二次第二次是在是在2020世纪世纪6060年代后期至年代后期至7070年代的美国，年代的美国，其代表作有建于其代表作有建于19721972年的年的110110层、高层、高417417m m的纽约世界的纽约世界贸易中心和建于贸易中心和建于19741

3、974年的年的110110层、高层、高443443m m的芝加哥西的芝加哥西尔斯大厦，后者保持了世界最高建筑记录达尔斯大厦，后者保持了世界最高建筑记录达2323年；前年；前者在者在20012001年年9 9月月1111日遭受恐怖袭击后轰然倒塌。日遭受恐怖袭击后轰然倒塌。 超高层建筑的发展和划分超高层建筑的发展和划分 自从自从18851885年在美国芝加哥出现世界上第一栋年在美国芝加哥出现世界上第一栋1010层楼的高层楼的高层建筑以后，在世界上兴起了三次高层建筑的建设高潮：层建筑以后，在世界上兴起了三次高层建筑的建设高潮： 第三次第三次是在是在2020世纪世纪9090年代至现在年代至现在, ,高

4、层建筑的兴高层建筑的兴盛从美洲转移到了亚洲，其代表作是建于盛从美洲转移到了亚洲，其代表作是建于19961996年年的的9595层、高层、高452452m m的马来西亚吉隆坡石油双峰大厦，建于的马来西亚吉隆坡石油双峰大厦，建于20032003年年的的101101层、高层、高508508m m的中国台湾的中国台湾101101大楼。大楼。在这在这一时期，中国上海的高层建筑建设也进入高峰期。一时期，中国上海的高层建筑建设也进入高峰期。 超高层建筑的发展和划分超高层建筑的发展和划分中国的高层建筑标准中国的高层建筑标准l二类高层建筑（超过二类高层建筑（超过24m24m）l一类高层建筑（超过一类高层建筑（超

5、过50m50m）l超过超过100m100m的高层建筑（超高层建筑）的高层建筑（超高层建筑）l超过超过250m250m的高层建筑的高层建筑19721972年国际高层建筑会议年国际高层建筑会议l第一类：9-16层（最高50m）l第二类：17-25层（最高75m）l第三类：26-40层（最高100m）l第四类：40层以上（高于100m）摩天大楼摩天大楼美国权威建筑机构（美国权威建筑机构（CTBUHCTBUH）lTall(50m ) ；Super tall(300m)；Mega tall (600m)超高层建筑的发展和划分超高层建筑的发展和划分上海中心上海中心武武汉绿汉绿地地长长江中心江中心深深圳圳平

6、安大厦平安大厦苏苏州中南中心州中南中心哈里哈里发发塔塔王王国国塔塔近年来中国超高层建筑蓬勃兴起，已经在高度和规模方面处于世界的前列。近年来中国超高层建筑蓬勃兴起，已经在高度和规模方面处于世界的前列。高度方面高度方面：我我国国：上海中心上海中心（632632米）米）、武汉绿地长江中心武汉绿地长江中心（636636米）、米）、深圳平安大厦深圳平安大厦（646646米）、米）、苏州中南中心苏州中南中心（700700米米）国际国际：阿拉伯联合酋长国阿拉伯联合酋长国迪拜哈里发塔迪拜哈里发塔（828828米米）、）、沙特阿拉伯吉达市沙特阿拉伯吉达市王国塔王国塔（超过（超过10001000米米）超高层建筑的

7、发展和划分超高层建筑的发展和划分阶阶 规模方面规模方面 在建数量：在建数量：截止截止20122012年年，中国超高层建筑（中国超高层建筑（200200米及以上）已建和在建总数米及以上）已建和在建总数约约600600座座，区域分布：区域分布：大多数集中在经济发展的大多数集中在经济发展的4 4大热点区域，大热点区域，各区域数量占比为：各区域数量占比为： 长三角区域约为长三角区域约为三分之一三分之一；珠三角区域约为；珠三角区域约为四分之一四分之一； 中西南区域约为中西南区域约为五分之一五分之一；环渤海区域（包括东三省）约为；环渤海区域（包括东三省）约为六分之一六分之一。 建成数量：建成数量：截止截止

8、20122012年，年，中国中国超高层建筑超高层建筑（250250米以上米以上）的共建成的共建成约约100100幢幢。 超高层建筑防火设计的挑战超高层建筑防火设计的挑战现代超高层建筑已经成为中国经济社会发展和城市化进程的重要标志之一，同时也已经成为中国建筑行业现代超高层建筑已经成为中国经济社会发展和城市化进程的重要标志之一，同时也已经成为中国建筑行业和城市建设发展的前瞻性重大课题之一。和城市建设发展的前瞻性重大课题之一。我国我国超高层建筑超高层建筑“两大产业发展导向两大产业发展导向”和和“五项关键技术五项关键技术”。1 1、两大产业导向两大产业导向：绿色建筑技术产业发展导向、绿色建筑技术产业发

9、展导向、 基于全生命周期基于全生命周期BIMBIM参数化平台的建筑工业化产业发展导向。参数化平台的建筑工业化产业发展导向。2 2、五大关键技术五大关键技术：结构技术、设备技术、防灾技术、电梯技术、幕墙表皮技术。结构技术、设备技术、防灾技术、电梯技术、幕墙表皮技术。两大产业导向两大产业导向绿色建筑技术的产业绿色建筑技术的产业发展导向发展导向基于全生命周期基于全生命周期BIMBIM参数化技术平台的建参数化技术平台的建筑产品工业化的产业筑产品工业化的产业发展导向发展导向五大关键专项技术五大关键专项技术结构技术结构技术设备技术设备技术防灾技术防灾技术电梯技术电梯技术表皮技术表皮技术超高层建筑防火设计的

10、挑战超高层建筑防火设计的挑战绿色建筑绿色建筑 降低风压降低风压和减少表面积，节约结构材料和减少表面积，节约结构材料 表皮玻璃性能表皮玻璃性能 高大内庭设计高大内庭设计、自然通风自然通风、室内温感调节室内温感调节 自然采光与人工照明控制自然采光与人工照明控制上海中心上海中心旋转外立面造型旋转外立面造型上海环球金融中心上海环球金融中心单元式幕墙单元式幕墙金茂大厦金茂大厦5656层层至塔尖的共享中庭至塔尖的共享中庭室室内内手手动温动温控器控器调节调节金茂大厦金茂大厦统长采光窗与嵌装式照明统长采光窗与嵌装式照明、超高层建筑防火设计的挑战超高层建筑防火设计的挑战BIMBIM 建筑信息模型建筑信息模型 B

11、uilding Information Modeling 数字表达形式：数字表达形式：一个建设项目的物理和功能特性的描述；一个建设项目的物理和功能特性的描述； 共享信息资源：共享信息资源：分享项目的信息，从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；分享项目的信息，从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程； 协同作业载体：协同作业载体：在不同阶段，不同利益相关方，通过共享信息，支持和反映各自职责的协同作业。在不同阶段，不同利益相关方，通过共享信息，支持和反映各自职责的协同作业。超高层建筑防火设计的挑战超高层建筑防火设计的挑战BIMBIM全生命周期的大数据管理和私有云平台

12、全生命周期的大数据管理和私有云平台 大数据集成管理大数据集成管理帮助业主对项目进行集约化管理与精细化统计分析，增强帮助业主对项目进行集约化管理与精细化统计分析，增强业主对项目建设、运营等全生命周期的管控。业主对项目建设、运营等全生命周期的管控。 私有云平台私有云平台建立建立大数据存储和管理的大数据存储和管理的私有私有云计算系统云计算系统，利用虚拟化技利用虚拟化技术将硬件资源整合术将硬件资源整合，并提供给并提供给项目项目内部使用的平台。内部使用的平台。相较于相较于公共公共云平台而言，私有云平台能提供安全性更高、云平台而言，私有云平台能提供安全性更高、可靠性更高的服务。可靠性更高的服务。超高层建筑

13、防火设计的挑战超高层建筑防火设计的挑战BIMBIM基于基于BIMBIM的性能化分析的性能化分析室外风环境模拟人员疏散模拟声学分析日照时间分析亮度模拟入眼环境模拟火灾模拟可视度模拟采光分析日照阴影分析室内舒适度模拟气候分析模型超高层建筑防火设计的挑战超高层建筑防火设计的挑战BIMBIM设计阶段施工阶段运维阶段工程量统计施工进度模拟物料跟踪数字化建造施工现场配合竣工模型交付施工监造施工组织模拟误差分析净空分析场地分析方案论证BIM模型维护可视化设计建筑策划性能化分析管线综合协同设计流线分析功能分析参数化找形与GIS结合效果展示碰撞检测灾害应急模拟空间管理资产管理设备维护招商租赁管理建筑能耗分析超高

14、层建筑防火设计超高层建筑防火设计五大关键专项五大关键专项技术技术结构技术结构技术设备技术设备技术防灾技术防灾技术电梯技术电梯技术表皮技术表皮技术1 1、区域整体防灾区域整体防灾采用城市区域的防火隔离带、采用城市区域的防火隔离带、防灾避难场所以及特殊危险场防灾避难场所以及特殊危险场所的防灾缓冲绿地等规划和措所的防灾缓冲绿地等规划和措施，可以解决超高层建筑群所施，可以解决超高层建筑群所面临的潜在的灾害风险。面临的潜在的灾害风险。超高层建筑防火设计超高层建筑防火设计五大关键专项五大关键专项技术技术结构技术结构技术设备技术设备技术防灾技术防灾技术电梯技术电梯技术表皮技术表皮技术2 2、建筑单体防灾建筑

15、单体防灾性能化模拟性能化模拟技术：技术：人员疏散和烟雾模拟等参数化模拟人员疏散和烟雾模拟等参数化模拟技术和性能化设计理念推广应用，技术和性能化设计理念推广应用，设置设置自救、扑救技自救、扑救技术设备。术设备。避难层避难层：每隔每隔10-1510-15层设避难层，疏散楼梯直接进入避层设避难层，疏散楼梯直接进入避难层，提供等待救援的安全区域。难层，提供等待救援的安全区域。电梯疏散电梯疏散：有组织疏散电梯，在指定区域如避难层有组织疏散电梯，在指定区域如避难层或空中大堂，由消防人员组织大量人员进行有组织疏或空中大堂，由消防人员组织大量人员进行有组织疏散。散。自助式疏散电梯，超高层建筑配备自助救生电梯，

16、自助式疏散电梯，超高层建筑配备自助救生电梯，由疏散人员自主操控，从较高楼层疏散到低处。由疏散人员自主操控，从较高楼层疏散到低处。上海三大超级高层建筑防火设计上海三大超级高层建筑防火设计l金茂大厦金茂大厦地上地上8888层、地下层、地下3 3层层, ,总高度总高度420.5m420.5m上海环球金融中心上海环球金融中心地上地上101101层、地下层、地下3 3层，总高度层，总高度492m492ml上海中心大厦上海中心大厦地上地上124124层、地下层、地下5 5层，总高度层，总高度632m632m上海中心大厦上海中心大厦SHANGHAI TOWER环球金融中心环球金融中心WFC金茂大厦金茂大厦J

17、INMAO公园公园Park陆家嘴绿地陆家嘴绿地Lujiazui Green Land上海三大超级高层建筑防火设计上海三大超级高层建筑防火设计l金茂大厦金茂大厦(1994年开工、1998年竣工)地上地上8888层、地下层、地下3 3层层, ,总高度总高度420.5m420.5m，8888层观光层层观光层总建筑面积总建筑面积2929万万l上海环球金融中心上海环球金融中心(1997年开工、2003年复工、2008年竣工)地上地上101101层、地下层、地下3 3层，总高度层，总高度492m492m，9494层、层、9797、101101层观光层层观光层总建筑面积总建筑面积3838万万l上海中心大厦上

18、海中心大厦(2008年开工、预计竣工2015年)地上地上124124层、地下层、地下5 5层，总高度层，总高度632m632m总建筑面积总建筑面积5858万万上海中心功能分布上海中心功能分布四区四区 Zone 4 三区三区 Zone 3 五区五区 Zone 5 二区二区 Zone 2 一区一区 Zone 1 六区六区 Zone 6 七区七区 Zone 7九区九区 Zone 9 八区八区 Zone 8 4层观光楼层5层精品办公10层酒店15层酒店14层办公14层办公13层办公13层办公12层办公第5层 会议1-4层 商业+裙房B1-B2层 商业+设备B3-B4 停车B5层 停车+人防 B3： 停

19、车场(人防区域)B2： 美食广场、停车场B1： 美食广场、观光入口大厅、停车场1F： 各功能入口大厅2F-3F： 商场4F-5F： 会议设施、多功能厅6F-77F： 办公（20.2万，含避难层） 标准层58Mx58m，办公区进深14m28F-29F: 文化传媒中心52F-53F: 空中大厅78F: 避难层79F-84F： 酒店客房（2.8万，含避难层） 客房数：174间，标准客房面积约为50，85F-87F: 酒店大堂、公共部位88F： 酒店套房89F-90F： 避难层、主动式阻尼器设备间91F-93F: 酒店餐厅（中餐、西餐、酒吧）94F: 观光大厅，设有多媒体97F: 观光桥100F: 观

20、光天桥，地板为玻璃幕墙上海三大超级高层建筑防火设计上海三大超级高层建筑防火设计l双层幕墙防火保护措施l避难层设置l穿梭电梯l分区供水系统上海中心双层幕墙防火保护措施上海中心双层幕墙防火保护措施具有双幕墙特点：具有双幕墙特点：最窄的距离不足10米，类似双幕墙的形式，但最宽阔的地方又达到几十米，类似中庭具有中庭特点：具有中庭特点：传统中庭区域为四周都有功能，一旦发生火灾，受影响区域大，本项目中庭一面直接为外幕墙，发生火灾受影响面相对较小上海中心双层幕墙防火保护措施上海中心双层幕墙防火保护措施防火卷帘：防火卷帘：l考虑大面积使用防火卷帘的可靠性，火灾时若有任意一面防火卷帘不下降，则防火卷帘形同虚设l

21、本项目内幕墙为曲面形式，给防火卷帘的设置带来进一步的实施困难防火玻璃：防火玻璃：l框架要求影响建筑整体和谐性l对节能效果的影响窗玻璃喷头保护玻璃的形式：窗玻璃喷头保护玻璃的形式：l已通过国际认证，可以达到2hr耐火等级l建筑美观性和幕墙的结合性上海中心双层幕墙防火保护措施上海中心双层幕墙防火保护措施标准层火灾对内标准层火灾对内幕墙的影响幕墙的影响内内幕幕墙墙中庭火灾对内幕中庭火灾对内幕墙的影响墙的影响内内幕幕墙墙上海中心双层幕墙防火保护措施上海中心双层幕墙防火保护措施内内幕幕墙墙B1系系统统B1B1系统：系统：设于火灾环境下最高温度设于火灾环境下最高温度不大于摄氏不大于摄氏240240度的区域

22、，即中庭度的区域，即中庭底部第底部第3 3层至中庭顶部区域。层至中庭顶部区域。B2B2系统：系统：设于火灾环境下最高温度设于火灾环境下最高温度可能大于摄氏可能大于摄氏240240度的区域，近中度的区域，近中庭底部的庭底部的2 2个层面。个层面。B1B1系统：系统：采用铝框单元式幕墙，玻采用铝框单元式幕墙，玻璃为中空夹胶玻璃（中庭侧）璃为中空夹胶玻璃（中庭侧）+C+C类类防火玻璃（室内侧），并在每层内防火玻璃（室内侧），并在每层内侧设置窗喷保护。侧设置窗喷保护。B2B2系统：系统：采用钢框框架式幕墙，内采用钢框框架式幕墙，内外侧均为外侧均为C C类防火玻璃。类防火玻璃。 B2系系统统上海中心双层

23、幕墙防火保护措施上海中心双层幕墙防火保护措施内内幕幕墙墙B1系系统统幕墙结构防火保护措施：幕墙结构防火保护措施：1 1、Z1Z1区的底部区的底部3 3层的外环梁、层的外环梁、外吊杆、底部外吊杆、底部2 2层的内环梁、内吊杆层的内环梁、内吊杆及对应高度范围内的水平构件、东及对应高度范围内的水平构件、东西桁架构件，顶层环梁均应采用防西桁架构件，顶层环梁均应采用防火保护措施。火保护措施。2 2、Z2-Z8Z2-Z8区中庭底部区中庭底部3 3层环梁层环梁、吊杆及对应高度范围内的水平支、吊杆及对应高度范围内的水平支撑构件、顶层环梁均应采用防火保撑构件、顶层环梁均应采用防火保护措施。护措施。3 3、构件的

24、耐火极限均不应低于、构件的耐火极限均不应低于1.5h1.5h，其采用的消防产品应采用国，其采用的消防产品应采用国家标准、行业标准和有关管理规定家标准、行业标准和有关管理规定。 B2系系统统上海中心双层幕墙防火保护措施上海中心双层幕墙防火保护措施内内幕幕墙墙空气采样系统空气采样系统每个功能分区的中庭区域分三每个功能分区的中庭区域分三层设置空气采样报警系统。层设置空气采样报警系统。 上海中心双层幕墙防火保护措施上海中心双层幕墙防火保护措施内内幕幕墙墙自动灭火系统自动灭火系统中庭区域采用大空间洒水灭火中庭区域采用大空间洒水灭火系统进行全保护。系统进行全保护。 大空间洒水灭火系统大空间洒水灭火系统In

25、telligent Sprinkler System空气采样探测系统空气采样探测系统 Air Sampling S.D 环球金融中心的避难层 主楼部分的避难层考虑建筑的高度和各种用途的疏散人数，在主楼的6层、18层、30层、42层、54层、66层、78层、89层，总计8处设置了避难层。尽量规范规定两个避难层之间不宜超过15层，但是为了确保安全性，每隔12层设置避难层。此外，避难区的面积以中国规范的1.0平米/5人为基础，并在此基础上有所提高，平均都控制在1.0平米/3.8人左右。上海中心的避难层上海中心的避难层l通向避难层的防烟楼梯间可不在避难层分隔、同层错位或上下层断开。l楼梯间应开设直接进

26、入避难层（间）的门；l 避难层（间）的门应为自行关闭的乙级防火门且朝避难层（间）方向开启;l楼梯间内应设火灾事故应急照明，避难层楼层显示等灯光疏散指示标志。l楼梯间内应设置应急广播，在火灾发生时播报避难层（间）所处的楼层位置。四区避难区 Zone 4 Refuge1074sm三区避难区 Zone 3 Refuge1218sm五区避难区 Zone 5 Refuge952sm二区避难区 Zone 2 Refuge1260sm六区避难区 Zone 6 Refuge805sm七区避难区 Zone 7 Refuge494sm九区避难区 Zone 9 Refuge403sm八区避难区 Zone 8 Ref

27、uge734sm环球金融中心的安全疏散环球金融中心的安全疏散 楼梯疏散策略1. 疏散线路概要说明 观光设施在97至92层设置两部楼梯，92至89层避难层设置6部疏散楼梯，酒店在89至78层避难层设置四部疏散楼梯，办公标准层在78层至6层避难层设置三部疏散楼梯，在6层避难层至首层增加两部,共5部疏散楼梯。 主楼、裙房以及地下部分的疏散路线各自分离，互不干扰。 2. 疏散分析以及疏散时间 根据中国规范计算观光设施、酒店、办公、宴会厅以及商场等各种用途的避难人数。在整体通过疏散楼梯进行疏散的情况下，共需疏散时间约128min。环球金融中心的安全疏散环球金融中心的安全疏散亚安全区的概念 在平面的安全疏

28、散上采用了将塔楼核心筒作为一个亚安全区来考虑的方法。 采用该方法的前提条件和措施是：1.核心筒在平面的四个方向分别开设有通往核心筒的安全出口，安全出口设有常开甲级防火门。2.核心筒内部设有疏散走道，该疏散走道连接芯筒内的3部疏散楼梯3.核芯筒内疏散走道采用正压送风，防止烟气进入。穿梭电梯的安全疏散穿梭电梯的安全疏散l上海中心：l除地上设有的3部消防电梯外，还设有14部穿梭电梯作为日常使用和辅助疏散使用，穿梭电梯只在起始层（或首层）、末端层、避难层停留 lZ3-Z6区各有2部，Z7、Z9区设有1部，Z8区设有4部。l穿梭电梯应具有防火、防水、供电保障等安全技术措施。穿梭电梯的安全疏散穿梭电梯的安

29、全疏散该项目在办公楼层内采用了至今国内大部分项目都很少采用的双层轿箱式穿梭电梯。办公层根据电梯组和避难层的位置分成6分区，在28层、29层和52层、53层设有2个空中门厅，前往塔楼上部的人员可首先在1层或2层乘双层轿箱式穿梭电梯到达空中门厅，然后在空中门厅处转乘区间电梯。采用该种形式的轿箱可以在最大限度内利用了电梯井道空间，并将人员尽可能快的输送至目的地。穿梭电梯的安全疏散穿梭电梯的安全疏散本项目采用的双轿厢电梯属于第二代产品。第一代的双轿厢电梯的2个轿厢之间为固定连接，这就导致了建筑设计层高必须为统一高度。而第二代双轿厢电梯的2个轿厢之间采用了可调节的连接，这样就解决了建筑不同层高的停层问题

30、。目前本项目的办公楼层设计有2种层高，即4.2米和4.5米。而本项目的双轿厢电梯都可以同时停靠。双轿厢电梯的轿厢内都配有语音和LED屏幕显示系统，当某一轿厢停靠而另一轿厢不停时，或上下层轿厢同时停靠但关门时间不同时，语音和显示系统会及时告知该情况，以免引起乘客的疑惑和不安。根据实用下来的经验测算，目前双轿厢电梯比普通单轿厢电梯，能提高运能60%，同时，其投资费用约增加30%50%。 电梯疏散策略1. 疏散线路概要说明作为疏散楼梯的辅助手段，利用一部分的电梯进行疏散，特别是有可能缩短主楼上部人员的疏散时间。除消防电梯（消防队员用于扑救火灾以及搭救老弱病残）之外，设计将比较容易引导避难人员的观光穿

31、梭电梯、酒店穿梭电梯以及办公穿梭电梯，合计13台穿梭电梯作疏散电梯使用。在紧急情况下，这些穿梭疏散电梯分别分别服务于4个不同的避难层，即：30F/54F/78F/89F。2. 疏散分析以及疏散时间通过计算机模拟，在整体疏散情况下，若采用疏散楼梯疏散并同时考虑采用电梯辅助疏散，则整个大楼的疏散时间为101min。 电梯疏散的配置条件采用穿梭电梯进行辅助疏散，在设计时考虑了以下一些措施：1）穿梭电梯疏散全部在避难层进行。2）疏散用穿梭电梯具有消防电梯同样的性能。3）除主电源之外，设置应急电源，在主电源停电后起动，确保必要的供电时间。4）避难层的穿梭电梯设置前室，电梯井通过加压送风防止烟气侵入。5）

32、确保电梯井防水。6）火灾时确保电梯井以及电梯机房防火隔热。7）专职消防管理人员常驻防灾中心和消防分控室，指挥避难用电梯内的专职驾驶人员。 消防给水设计Fire Water Supply Design 消防系统Fire Suppression Systems 火灾自动报警系统Automatic Fire Alarm Systems 应急用电设计Emergency Power Design 防排烟系统 Smoke Control Design消防设施的设计消防设施的设计水源 Water Source 花园石桥路 东泰路环管网 Ring DN300五区 Section 5临时高压 Temp Hi Pressure高度 Height (5