超高層建筑防火設計審核要點

1、超高層建筑防火設計上海市消防局建審處 胡 波一、超高層建筑的發(fā)展和劃分二、超高層建筑防火設計的挑戰(zhàn)三、上海三大超級高層建筑防火設計超高層建筑的發(fā)展和劃分 自從1885年在美國芝加哥出現(xiàn)世界上第一棟10層樓的高層建筑以后，在世界上興起了三次高層建筑的建設高潮： 第一次是在20世紀30年代的美國紐約，其代表作為建于1931年的102層、高381m的帝國大廈，它保持了世界最高建筑紀錄達40年之久。超高層建筑的發(fā)展和劃分 自從1885年在美國芝加哥出現(xiàn)世界上第一棟10層樓的高層建筑以后，在世界上興起了三次高層建筑的建設高潮： 第二次是在20世紀60年代后期至70年代的美國，其代表作有建于1972年的1

2、10層、高417m的紐約世界貿易中心和建于1974年的110層、高443m的芝加哥西爾斯大廈，后者保持了世界最高建筑記錄達23年；前者在2001年9月11日遭受恐怖襲擊后轟然倒塌。 超高層建筑的發(fā)展和劃分 自從1885年在美國芝加哥出現(xiàn)世界上第一棟10層樓的高層建筑以后，在世界上興起了三次高層建筑的建設高潮： 第三次是在20世紀90年代至現(xiàn)在,高層建筑的興盛從美洲轉移到了亞洲，其代表作是建于1996年的95層、高452m的馬來西亞吉隆坡石油雙峰大廈，建于2003年的101層、高508m的中國臺灣101大樓。在這一時期，中國上海的高層建筑建設也進入高峰期。 超高層建筑的發(fā)展和劃分中國的高層建筑標

3、準二類高層建筑（超過24m）一類高層建筑（超過50m）超過100m的高層建筑（超高層建筑）超過250m的高層建筑1972年國際高層建筑會議第一類：9-16層（最高50m）第二類：17-25層（最高75m）第三類：26-40層（最高100m）第四類：40層以上（高于100m）摩天大樓美國權威建筑機構（CTBUH）Tall(50m ) ；Super tall(300m)；Mega tall (600m)超高層建筑的發(fā)展和劃分上海中心武漢綠地長江中心深圳平安大廈蘇州中南中心哈里發(fā)塔王國塔近年來中國超高層建筑蓬勃興起，已經在高度和規(guī)模方面處于世界的前列。高度方面：我國：上海中心（632米）、武漢綠地長

4、江中心（636米）、深圳平安大廈（646米）、蘇州中南中心（700米）國際：阿拉伯聯(lián)合酋長國迪拜哈里發(fā)塔（828米）、沙特阿拉伯吉達市王國塔（超過1000米）超高層建筑的發(fā)展和劃分階 規(guī)模方面 在建數(shù)量：截止2012年，中國超高層建筑（200米及以上）已建和在建總數(shù)約600座，區(qū)域分布：大多數(shù)集中在經濟發(fā)展的4大熱點區(qū)域，各區(qū)域數(shù)量占比為： 長三角區(qū)域約為三分之一；珠三角區(qū)域約為四分之一； 中西南區(qū)域約為五分之一；環(huán)渤海區(qū)域（包括東三?。┘s為六分之一。 建成數(shù)量：截止2012年，中國超高層建筑（250米以上）的共建成約100幢。 超高層建筑防火設計的挑戰(zhàn)現(xiàn)代超高層建筑已經成為中國經濟社會發(fā)展和

5、城市化進程的重要標志之一，同時也已經成為中國建筑行業(yè)和城市建設發(fā)展的前瞻性重大課題之一。我國超高層建筑“兩大產業(yè)發(fā)展導向”和“五項關鍵技術”。1、兩大產業(yè)導向：綠色建筑技術產業(yè)發(fā)展導向、 基于全生命周期BIM參數(shù)化平臺的建筑工業(yè)化產業(yè)發(fā)展導向。2、五大關鍵技術：結構技術、設備技術、防災技術、電梯技術、幕墻表皮技術。兩大產業(yè)導向綠色建筑技術的產業(yè)發(fā)展導向基于全生命周期BIM參數(shù)化技術平臺的建筑產品工業(yè)化的產業(yè)發(fā)展導向五大關鍵專項技術結構技術設備技術防災技術電梯技術表皮技術超高層建筑防火設計的挑戰(zhàn)綠色建筑 降低風壓和減少表面積，節(jié)約結構材料 表皮玻璃性能 高大內庭設計、自然通風、室內溫感調節(jié) 自然

6、采光與人工照明控制上海中心旋轉外立面造型上海環(huán)球金融中心單元式幕墻金茂大廈56層至塔尖的共享中庭室內手動溫控器調節(jié)金茂大廈統(tǒng)長采光窗與嵌裝式照明、超高層建筑防火設計的挑戰(zhàn)BIM 建筑信息模型 Building Information Modeling 數(shù)字表達形式：一個建設項目的物理和功能特性的描述； 共享信息資源：分享項目的信息，從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過程； 協(xié)同作業(yè)載體：在不同階段，不同利益相關方，通過共享信息，支持和反映各自職責的協(xié)同作業(yè)。超高層建筑防火設計的挑戰(zhàn)BIM全生命周期的大數(shù)據(jù)管理和私有云平臺 大數(shù)據(jù)集成管理幫助業(yè)主對項目進行集約化管理與精細化統(tǒng)計分

7、析，增強業(yè)主對項目建設、運營等全生命周期的管控。 私有云平臺建立大數(shù)據(jù)存儲和管理的私有云計算系統(tǒng)，利用虛擬化技術將硬件資源整合，并提供給項目內部使用的平臺。相較于公共云平臺而言，私有云平臺能提供安全性更高、可靠性更高的服務。超高層建筑防火設計的挑戰(zhàn)BIM基于BIM的性能化分析室外風環(huán)境模擬人員疏散模擬聲學分析日照時間分析亮度模擬入眼環(huán)境模擬火災模擬可視度模擬采光分析日照陰影分析室內舒適度模擬氣候分析模型超高層建筑防火設計的挑戰(zhàn)BIM設計階段施工階段運維階段工程量統(tǒng)計施工進度模擬物料跟蹤數(shù)字化建造施工現(xiàn)場配合竣工模型交付施工監(jiān)造施工組織模擬誤差分析凈空分析場地分析方案論證BIM模型維護可視化設計

8、建筑策劃性能化分析管線綜合協(xié)同設計流線分析功能分析參數(shù)化找形與GIS結合效果展示碰撞檢測災害應急模擬空間管理資產管理設備維護招商租賃管理建筑能耗分析超高層建筑防火設計五大關鍵專項技術結構技術設備技術防災技術電梯技術表皮技術1、區(qū)域整體防災采用城市區(qū)域的防火隔離帶、防災避難場所以及特殊危險場所的防災緩沖綠地等規(guī)劃和措施，可以解決超高層建筑群所面臨的潛在的災害風險。超高層建筑防火設計五大關鍵專項技術結構技術設備技術防災技術電梯技術表皮技術2、建筑單體防災性能化模擬技術：人員疏散和煙霧模擬等參數(shù)化模擬技術和性能化設計理念推廣應用，設置自救、撲救技術設備。避難層：每隔10-15層設避難層，疏散樓梯直接

9、進入避難層，提供等待救援的安全區(qū)域。電梯疏散：有組織疏散電梯，在指定區(qū)域如避難層或空中大堂，由消防人員組織大量人員進行有組織疏散。自助式疏散電梯，超高層建筑配備自助救生電梯，由疏散人員自主操控，從較高樓層疏散到低處。上海三大超級高層建筑防火設計金茂大廈地上88層、地下3層,總高度420.5m上海環(huán)球金融中心地上101層、地下3層，總高度492m上海中心大廈地上124層、地下5層，總高度632m上海中心大廈SHANGHAI TOWER環(huán)球金融中心WFC金茂大廈JINMAO公園Park陸家嘴綠地Lujiazui Green Land上海三大超級高層建筑防火設計金茂大廈(1994年開工、1998年竣

10、工)地上88層、地下3層,總高度420.5m，88層觀光層總建筑面積29萬上海環(huán)球金融中心(1997年開工、2003年復工、2008年竣工)地上101層、地下3層，總高度492m，94層、97、101層觀光層總建筑面積38萬上海中心大廈(2008年開工、預計竣工2015年)地上124層、地下5層，總高度632m總建筑面積58萬上海中心功能分布四區(qū) Zone 4 三區(qū) Zone 3 五區(qū) Zone 5 二區(qū) Zone 2 一區(qū) Zone 1 六區(qū) Zone 6 七區(qū) Zone 7九區(qū) Zone 9 八區(qū) Zone 8 4層觀光樓層5層精品辦公10層酒店15層酒店14層辦公14層辦公13層辦公13

11、層辦公12層辦公第5層 會議1-4層 商業(yè)+裙房B1-B2層 商業(yè)+設備B3-B4 停車B5層 停車+人防 B3： 停車場(人防區(qū)域)B2： 美食廣場、停車場B1： 美食廣場、觀光入口大廳、停車場1F： 各功能入口大廳2F-3F： 商場4F-5F： 會議設施、多功能廳6F-77F： 辦公（20.2萬，含避難層） 標準層58Mx58m，辦公區(qū)進深14m28F-29F: 文化傳媒中心52F-53F: 空中大廳78F: 避難層79F-84F： 酒店客房（2.8萬，含避難層） 客房數(shù)：174間，標準客房面積約為50，85F-87F: 酒店大堂、公共部位88F： 酒店套房89F-90F： 避難層、主動式

12、阻尼器設備間91F-93F: 酒店餐廳（中餐、西餐、酒吧）94F: 觀光大廳，設有多媒體97F: 觀光橋100F: 觀光天橋，地板為玻璃幕墻上海三大超級高層建筑防火設計雙層幕墻防火保護措施避難層設置穿梭電梯分區(qū)供水系統(tǒng)上海中心雙層幕墻防火保護措施具有雙幕墻特點：最窄的距離不足10米，類似雙幕墻的形式，但最寬闊的地方又達到幾十米，類似中庭具有中庭特點：傳統(tǒng)中庭區(qū)域為四周都有功能，一旦發(fā)生火災，受影響區(qū)域大，本項目中庭一面直接為外幕墻，發(fā)生火災受影響面相對較小上海中心雙層幕墻防火保護措施防火卷簾：考慮大面積使用防火卷簾的可靠性，火災時若有任意一面防火卷簾不下降，則防火卷簾形同虛設本項目內幕墻為曲面

13、形式，給防火卷簾的設置帶來進一步的實施困難防火玻璃：框架要求影響建筑整體和諧性對節(jié)能效果的影響窗玻璃噴頭保護玻璃的形式：已通過國際認證，可以達到2hr耐火等級建筑美觀性和幕墻的結合性上海中心雙層幕墻防火保護措施標準層火災對內幕墻的影響內幕墻中庭火災對內幕墻的影響內幕墻上海中心雙層幕墻防火保護措施內幕墻B1系統(tǒng)B1系統(tǒng)：設于火災環(huán)境下最高溫度不大于攝氏240度的區(qū)域，即中庭底部第3層至中庭頂部區(qū)域。B2系統(tǒng)：設于火災環(huán)境下最高溫度可能大于攝氏240度的區(qū)域，近中庭底部的2個層面。B1系統(tǒng)：采用鋁框單元式幕墻，玻璃為中空夾膠玻璃（中庭側）+C類防火玻璃（室內側），并在每層內側設置窗噴保護。B2系統(tǒng)

14、：采用鋼框框架式幕墻，內外側均為C類防火玻璃。 B2系統(tǒng)上海中心雙層幕墻防火保護措施內幕墻B1系統(tǒng)幕墻結構防火保護措施：1、Z1區(qū)的底部3層的外環(huán)梁、外吊桿、底部2層的內環(huán)梁、內吊桿及對應高度范圍內的水平構件、東西桁架構件，頂層環(huán)梁均應采用防火保護措施。2、Z2-Z8區(qū)中庭底部3層環(huán)梁、吊桿及對應高度范圍內的水平支撐構件、頂層環(huán)梁均應采用防火保護措施。3、構件的耐火極限均不應低于1.5h，其采用的消防產品應采用國家標準、行業(yè)標準和有關管理規(guī)定。 B2系統(tǒng)上海中心雙層幕墻防火保護措施內幕墻空氣采樣系統(tǒng)每個功能分區(qū)的中庭區(qū)域分三層設置空氣采樣報警系統(tǒng)。 上海中心雙層幕墻防火保護措施內幕墻自動滅火系

15、統(tǒng)中庭區(qū)域采用大空間灑水滅火系統(tǒng)進行全保護。 大空間灑水滅火系統(tǒng)Intelligent Sprinkler System空氣采樣探測系統(tǒng) Air Sampling S.D 環(huán)球金融中心的避難層 主樓部分的避難層考慮建筑的高度和各種用途的疏散人數(shù)，在主樓的6層、18層、30層、42層、54層、66層、78層、89層，總計8處設置了避難層。盡量規(guī)范規(guī)定兩個避難層之間不宜超過15層，但是為了確保安全性，每隔12層設置避難層。此外，避難區(qū)的面積以中國規(guī)范的1.0平米/5人為基礎，并在此基礎上有所提高，平均都控制在1.0平米/3.8人左右。上海中心的避難層通向避難層的防煙樓梯間可不在避難層分隔、同層錯位

16、或上下層斷開。樓梯間應開設直接進入避難層（間）的門； 避難層（間）的門應為自行關閉的乙級防火門且朝避難層（間）方向開啟;樓梯間內應設火災事故應急照明，避難層樓層顯示等燈光疏散指示標志。樓梯間內應設置應急廣播，在火災發(fā)生時播報避難層（間）所處的樓層位置。四區(qū)避難區(qū) Zone 4 Refuge1074sm三區(qū)避難區(qū) Zone 3 Refuge1218sm五區(qū)避難區(qū) Zone 5 Refuge952sm二區(qū)避難區(qū) Zone 2 Refuge1260sm六區(qū)避難區(qū) Zone 6 Refuge805sm七區(qū)避難區(qū) Zone 7 Refuge494sm九區(qū)避難區(qū) Zone 9 Refuge403sm八區(qū)避

17、難區(qū) Zone 8 Refuge734sm環(huán)球金融中心的安全疏散 樓梯疏散策略1. 疏散線路概要說明 觀光設施在97至92層設置兩部樓梯，92至89層避難層設置6部疏散樓梯，酒店在89至78層避難層設置四部疏散樓梯，辦公標準層在78層至6層避難層設置三部疏散樓梯，在6層避難層至首層增加兩部,共5部疏散樓梯。 主樓、裙房以及地下部分的疏散路線各自分離，互不干擾。 2. 疏散分析以及疏散時間 根據(jù)中國規(guī)范計算觀光設施、酒店、辦公、宴會廳以及商場等各種用途的避難人數(shù)。在整體通過疏散樓梯進行疏散的情況下，共需疏散時間約128min。環(huán)球金融中心的安全疏散亞安全區(qū)的概念 在平面的安全疏散上采用了將塔樓核

18、心筒作為一個亞安全區(qū)來考慮的方法。 采用該方法的前提條件和措施是：核心筒在平面的四個方向分別開設有通往核心筒的安全出口，安全出口設有常開甲級防火門。核心筒內部設有疏散走道，該疏散走道連接芯筒內的3部疏散樓梯核芯筒內疏散走道采用正壓送風，防止煙氣進入。穿梭電梯的安全疏散上海中心：除地上設有的3部消防電梯外，還設有14部穿梭電梯作為日常使用和輔助疏散使用，穿梭電梯只在起始層（或首層）、末端層、避難層停留 Z3-Z6區(qū)各有2部，Z7、Z9區(qū)設有1部，Z8區(qū)設有4部。穿梭電梯應具有防火、防水、供電保障等安全技術措施。穿梭電梯的安全疏散該項目在辦公樓層內采用了至今國內大部分項目都很少采用的雙層轎箱式穿梭

19、電梯。辦公層根據(jù)電梯組和避難層的位置分成6分區(qū)，在28層、29層和52層、53層設有2個空中門廳，前往塔樓上部的人員可首先在1層或2層乘雙層轎箱式穿梭電梯到達空中門廳，然后在空中門廳處轉乘區(qū)間電梯。采用該種形式的轎箱可以在最大限度內利用了電梯井道空間，并將人員盡可能快的輸送至目的地。穿梭電梯的安全疏散本項目采用的雙轎廂電梯屬于第二代產品。第一代的雙轎廂電梯的2個轎廂之間為固定連接，這就導致了建筑設計層高必須為統(tǒng)一高度。而第二代雙轎廂電梯的2個轎廂之間采用了可調節(jié)的連接，這樣就解決了建筑不同層高的停層問題。目前本項目的辦公樓層設計有2種層高，即4.2米和4.5米。而本項目的雙轎廂電梯都可以同時停

20、靠。雙轎廂電梯的轎廂內都配有語音和LED屏幕顯示系統(tǒng)，當某一轎廂?？慷硪晦I廂不停時，或上下層轎廂同時?？康P門時間不同時，語音和顯示系統(tǒng)會及時告知該情況，以免引起乘客的疑惑和不安。根據(jù)實用下來的經驗測算，目前雙轎廂電梯比普通單轎廂電梯，能提高運能60%，同時，其投資費用約增加30%50%。電梯疏散策略1. 疏散線路概要說明作為疏散樓梯的輔助手段，利用一部分的電梯進行疏散，特別是有可能縮短主樓上部人員的疏散時間。除消防電梯（消防隊員用于撲救火災以及搭救老弱病殘）之外，設計將比較容易引導避難人員的觀光穿梭電梯、酒店穿梭電梯以及辦公穿梭電梯，合計13臺穿梭電梯作疏散電梯使用。在緊急情況下，這些穿梭

21、疏散電梯分別分別服務于4個不同的避難層，即：30F/54F/78F/89F。2. 疏散分析以及疏散時間通過計算機模擬，在整體疏散情況下，若采用疏散樓梯疏散并同時考慮采用電梯輔助疏散，則整個大樓的疏散時間為101min。電梯疏散的配置條件采用穿梭電梯進行輔助疏散，在設計時考慮了以下一些措施：1）穿梭電梯疏散全部在避難層進行。2）疏散用穿梭電梯具有消防電梯同樣的性能。3）除主電源之外，設置應急電源，在主電源停電后起動，確保必要的供電時間。4）避難層的穿梭電梯設置前室，電梯井通過加壓送風防止煙氣侵入。5）確保電梯井防水。6）火災時確保電梯井以及電梯機房防火隔熱。7）專職消防管理人員常駐防災中心和消防

22、分控室，指揮避難用電梯內的專職駕駛人員。消防給水設計Fire Water Supply Design消防系統(tǒng)Fire Suppression Systems火災自動報警系統(tǒng)Automatic Fire Alarm Systems應急用電設計Emergency Power Design防排煙系統(tǒng)Smoke Control Design消防設施的設計水源 Water Source花園石橋路東泰路環(huán)管網 Ring DN300五區(qū) Section 5臨時高壓 Temp Hi Pressure高度 Height (51.2m)四區(qū) Section 4常高壓 Normal Gravity Pressure高度 Height (154.2m)三區(qū) Section 3常高壓 Normal Gravity Pressure高度 Height (149.4m)二區(qū) Section 2常高壓 Normal Gravity Pressure高度 Height (140.4m)一區(qū) Section 1常高壓 Normal Gravity Pressure高度 Height (90.2m)L110L76L44L14五區(qū) Section 5L121B5四區(qū) Section 4二區(qū) Section 2一區(qū) Sect