超高层建筑防火设计审核要点.ppt

超高层建筑防火设计 上海市消防局建审处胡波 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 自从1885年在美国芝加哥出现世界上第一栋10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 第一次是在20世纪30年代的美国纽约 其代表作为建于1931年的102层 高381m的帝国大厦 它保持了世界最高建筑纪录达40年之久 超高层建筑的发展和划分 自从1885年在美国芝加哥出现世界上第一栋10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 第二次是在20世纪60年代后期至70年代的美国 其代表作有建于1972年的110层 高417m的纽约世界贸易中心和建于1974年的110层 高443m的芝加哥西尔斯大厦 后者保持了世界最高建筑记录达23年 前者在2001年9月11日遭受恐怖袭击后轰然倒塌 超高层建筑的发展和划分 自从1885年在美国芝加哥出现世界上第一栋10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 第三次是在20世纪90年代至现在 高层建筑的兴盛从美洲转移到了亚洲 其代表作是建于1996年的95层 高452m的马来西亚吉隆坡石油双峰大厦 建于2003年的101层 高508m的中国台湾101大楼 在这一时期 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 中国的高层建筑标准二类高层建筑 超过24m 一类高层建筑 超过50m 超过100m的高层建筑 超高层建筑 超过250m的高层建筑1972年国际高层建筑会议第一类 9 16层 最高50m 第二类 17 25层 最高75m 第三类 26 40层 最高100m 第四类 40层以上 高于100m 摩天大楼美国权威建筑机构 CTBUH Tall 50m Supertall 300m Megatall 600m 超高层建筑的发展和划分 上海中心 武汉绿地长江中心 深圳平安大厦 苏州中南中心 哈里发塔 王国塔 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 高度方面 我国 上海中心 632米 武汉绿地长江中心 636米 深圳平安大厦 646米 苏州中南中心 700米 国际 阿拉伯联合酋长国迪拜哈里发塔 828米 沙特阿拉伯吉达市王国塔 超过1000米 超高层建筑的发展和划分 阶规模方面在建数量 截止2012年 中国超高层建筑 200米及以上 已建和在建总数约600座 区域分布 大多数集中在经济发展的4大热点区域 各区域数量占比为 长三角区域约为三分之一 珠三角区域约为四分之一 中西南区域约为五分之一 环渤海区域 包括东三省 约为六分之一 建成数量 截止2012年 中国超高层建筑 250米以上 的共建成约100幢 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和城市建设发展的前瞻性重大课题之一 我国超高层建筑 两大产业发展导向 和 五项关键技术 1 两大产业导向 绿色建筑技术产业发展导向 基于全生命周期BIM参数化平台的建筑工业化产业发展导向 2 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 超高层建筑防火设计的挑战 绿色建筑 降低风压和减少表面积 节约结构材料 表皮玻璃性能 高大内庭设计 自然通风 室内温感调节 自然采光与人工照明控制 上海中心旋转外立面造型 上海环球金融中心单元式幕墙 金茂大厦56层至塔尖的共享中庭室内手动温控器调节 金茂大厦统长采光窗与嵌装式照明 超高层建筑防火设计的挑战 BIM 建筑信息模型BuildingInformationModeling 数字表达形式 一个建设项目的物理和功能特性的描述 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 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 超高层建筑防火设计的挑战 BIM 全生命周期的大数据管理和私有云平台 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 增强业主对项目建设 运营等全生命周期的管控 私有云平台建立大数据存储和管理的私有云计算系统 利用虚拟化技术将硬件资源整合 并提供给项目内部使用的平台 相较于公共云平台而言 私有云平台能提供安全性更高 可靠性更高的服务 超高层建筑防火设计的挑战 BIM 基于BIM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 BIM 设计阶段 施工阶段 运维阶段 超高层建筑防火设计 1 区域整体防灾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面临的潜在的灾害风险 超高层建筑防火设计 2 建筑单体防灾性能化模拟技术 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 设置自救 扑救技术设备 避难层 每隔10 15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 电梯疏散 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散 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 上海三大超级高层建筑防火设计 金茂大厦地上88层 地下3层 总高度420 5m上海环球金融中心地上101层 地下3层 总高度492m上海中心大厦地上124层 地下5层 总高度632m 上海中心大厦SHANGHAITOWER 环球金融中心WFC 金茂大厦JINMAO 公园Park 陆家嘴绿地LujiazuiGreenLand 上海三大超级高层建筑防火设计 金茂大厦 1994年开工 1998年竣工 地上88层 地下3层 总高度420 5m 88层观光层总建筑面积29万 上海环球金融中心 1997年开工 2003年复工 2008年竣工 地上101层 地下3层 总高度492m 94层 97 101层观光层总建筑面积38万 上海中心大厦 2008年开工 预计竣工2015年 地上124层 地下5层 总高度632m总建筑面积58万 上海中心功能分布 B3 停车场 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 观光天桥 地板为玻璃幕墙 上海三大超级高层建筑防火设计 双层幕墙防火保护措施避难层设置穿梭电梯分区供水系统 上海中心双层幕墙防火保护措施 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 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 防火卷帘 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 框架要求影响建筑整体和谐性对节能效果的影响窗玻璃喷头保护玻璃的形式 已通过国际认证 可以达到2hr耐火等级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 标准层火灾对内幕墙的影响 内幕墙 中庭火灾对内幕墙的影响 内幕墙 上海中心双层幕墙防火保护措施 内幕墙 B1系统 B1系统 设于火灾环境下最高温度不大于摄氏240度的区域 即中庭底部第3层至中庭顶部区域 B2系统 设于火灾环境下最高温度可能大于摄氏240度的区域 近中庭底部的2个层面 B1系统 采用铝框单元式幕墙 玻璃为中空夹胶玻璃 中庭侧 C类防火玻璃 室内侧 并在每层内侧设置窗喷保护 B2系统 采用钢框框架式幕墙 内外侧均为C类防火玻璃 B2系统 上海中心双层幕墙防火保护措施 内幕墙 B1系统 幕墙结构防火保护措施 1 Z1区的底部3层的外环梁 外吊杆 底部2层的内环梁 内吊杆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火保护措施 2 Z2 Z8区中庭底部3层环梁 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护措施 3 构件的耐火极限均不应低于1 5h 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 B2系统 上海中心双层幕墙防火保护措施 内幕墙 空气采样系统 每个功能分区的中庭区域分三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 内幕墙 自动灭火系统 中庭区域采用大空间洒水灭火系统进行全保护 大空间洒水灭火系统IntelligentSprinklerSystem 空气采样探测系统AirSamplingS 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 楼梯间应开设直接进入避难层 间 的门 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 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 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 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 亚安全区的概念在平面的安全疏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 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 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 上海中心 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Z3 Z6区各有2部 Z7 Z9区设有1部 Z8区设有4部 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 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 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 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 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FireWaterSupplyDesign消防系统FireSuppressionSystems火灾自动报警系统AutomaticFireAlarmSystems应急用电设计EmergencyPowerDesign防排烟系统SmokeControlDesign 消防设施的设计 水源WaterSource花园石桥路东泰路 环管网RingDN300 五区Section5临时高压TempHiPressure高度Height 51 2m 四区Section4常高压NormalGravityPressure高度Height 154 2m 三区Section3常高压NormalGravityPressure高度Height 149 4m 二区Section2常高压NormalGravityPressure高度Height 140 4m 一区Section1常高压NormalGravityPressure高度Height 90 2m L110 L76 L44 L14 一百二十一层消防水箱FSWaterTankon121 F一百十六层