發(fā)布時間：2023-08-20 14:58:15
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的超高層住宅設計樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關鍵詞：超高層 ； 消防 ； 電氣設計
中圖分類號：TU97 文獻標識碼： A
隨著超高層住宅建筑的興起，目前新建商品住宅中高度超過100米的住宅數(shù)量日趨增多。超高層住宅建筑的設計成為電氣設計人員關注的熱點。超高層建筑一般建筑面積大，人員密度高，火災危險性大，萬一發(fā)生火災，火勢蔓延速度快，撲救難度大，人員疏散較為困難。與超高層公建相比，超高層住宅不屬于人員密集場所，居住人員對環(huán)境較為熟悉，規(guī)范中的規(guī)定相對公建來說寬松些，并沒有停機坪和避難層的設計規(guī)定，火災時以自救為主。正因如此，火災的早期報警及消防自動滅火更為重要，它可以將火災控制在初期，為人員疏散爭取時間，使人員能最大程度的得以疏散。
2011年5月并于2012年4月實施的《住宅建筑電氣設計規(guī)范》對于建筑高度為100m或35層及以上的住宅建筑進行了詳細的規(guī)定，從用電負荷等級、自備電源、導體及線纜選擇、應急照明、防雷、火災自動報警系統(tǒng)幾個方面進行了規(guī)定。下面就超高層住宅建筑設計中的一些設計要點進行探討研究：
1用電負荷等級的確定
規(guī)范明確規(guī)定消防用電負荷、應急照明、航空障礙照明、走道照明、值班照明、安防系統(tǒng)、電子信息設備機房、客梯、排污泵、生活水泵均應為一級負荷供電。其中消防用電負荷、應急照明、航空障礙照明、生活水泵宜設自備電源，即柴油發(fā)電機組供電。目前本地的工程項目中，設置柴油發(fā)電機組的情況較少，房地產(chǎn)商會首先考慮經(jīng)濟投資，對于“宜”的設置項會選擇不設置，但隨著人們對消防方面安全防范意識的增強，相信不久的將來，柴油發(fā)電機組會成為超高層住宅建筑設計的必要組成部分。
2導體及線纜的選擇要求
規(guī)范明確規(guī)定用于消防設施的供電干線應采用礦物絕緣電纜。礦物絕緣電纜是用退火銅作為導體、密實氧化鎂作為絕緣、退火銅管作為護套的一種電纜，由于它的全部材料都是采用無機材料，所以它本身不會引起火災，不可能燃燒或助燃，它可以在接近銅的熔點的火災情況下繼續(xù)保持供電，是一種真正意義上的防火電纜。近年來多起發(fā)生人員傷亡的火災實例顯示，人員出現(xiàn)死亡的一個重要原因是火焰煙霧中毒所致的窒息。火災煙霧中含有大量的一氧化碳及塑料化纖燃燒產(chǎn)生的含氯、苯等有害物質的氣體火焰又可造成呼吸道灼傷及喉頭水腫，這些因素足以使?jié)鉄熤械谋焕д咴?~5分鐘內中毒窒息身亡。此外在濃煙的狀態(tài)下人員無法辨別方向，進而無法逃生。因此在設計過程中，對于非消防電源的干線電纜、電線應選用阻燃低煙無鹵或無煙無鹵的交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜、電線。這類電纜的特性，使得當火災發(fā)生時，煙濃度低，可見度高，有害氣體釋放量小，便于人員撤離。
3防火系統(tǒng)的設計要求
超高層住宅遇見火情時的撲救和應急救援能力，是設計人員設計過程中的重點。對于和居民住宅相關的消防安全內容均應得到重視，建筑內應設消防控制室、火災自動報警系統(tǒng)為特級保護對象，除了衛(wèi)生間外，均應設置火災自動報警系統(tǒng)。報警系統(tǒng)主要由火災自動報警系統(tǒng)、消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、消防專用電話系統(tǒng)、火災應急廣播系統(tǒng)、火災漏電報警系統(tǒng)、電梯運行監(jiān)視控制系統(tǒng)、應急照明控制及消防系統(tǒng)接地構成。
設計中應明確消防安全警示標識、噴淋滅火系統(tǒng)、報警裝置、應急廣播裝置等設置標準。特別是在住宅戶內需安裝火災探測報警器。上海更提出進一步要求：100米以上的超高層住宅應設置避難層。
上海出臺的《住宅設計標準》是國內首個將避難層納入超高住宅的設計標準。新標準明確規(guī)定100米以上超高層住宅每15層或者45米設置一層避難層，避難層嚴禁常人居住，凈面積應按每平方米3人計算。新標準的實行為超高層住宅的居住安全提供了保障。
此外，《住宅建筑電氣設計規(guī)范》指出建筑高度為100m或35層及以上的住宅建筑、居住人口超過5000人的住宅建筑宜設應急聯(lián)動系統(tǒng)。應急聯(lián)動系統(tǒng)應以火災自動報警系統(tǒng)、安全技術防范系統(tǒng)為基礎。
應急聯(lián)動系統(tǒng)應具有下列功能： 1)對火災、非法入侵等事件進行準確探測和本地實時報警。2)采取多種通信手段，對自然災害、重大安全事故、公共衛(wèi)生事件和社會安全事件實現(xiàn)本地報警和異地報警。 3)指揮調度。4)緊急疏散與逃生導引。5)事故現(xiàn)場緊急處置。應急聯(lián)動系統(tǒng)宜具有下列功能： 1)接受上級的各類指令信息。2) 采集事故現(xiàn)場信息。3) 收集各子系統(tǒng)上傳的各類信息，接收上級指令和應急系統(tǒng)指令下達至各相關子系統(tǒng)。4) 多媒體信息的大屏幕顯示。5) 建立各類安全事故的應急處理預案。
應急聯(lián)動系統(tǒng)應配置下列系統(tǒng)： 1) 有線／無線通信、指揮、調度系統(tǒng)。2) 多路報警系統(tǒng)。3) 消防一建筑設備聯(lián)動系統(tǒng)。4) 消防一安防聯(lián)動系統(tǒng)。5) 應急廣播一信息一疏散導引聯(lián)動系統(tǒng)。應急聯(lián)動系統(tǒng)宜配置下列系統(tǒng)： 1) 大屏幕顯示系統(tǒng)。2) 基于地理信息系統(tǒng)的分析決策支持系統(tǒng)。3) 視頻會議系統(tǒng)。4) 信息系統(tǒng)。
應急聯(lián)動系統(tǒng)宜配置總控室、決策會議室、操作室、維護室和設備間等工作用房。 應急聯(lián)動系統(tǒng)建設應納入地區(qū)應急聯(lián)動體系并符合相關的管理規(guī)定。
與此同時，新規(guī)范中還規(guī)定了住宅設計中通用的以下幾點需要注意：
4低壓配電系統(tǒng)保護方面
規(guī)定了每套住宅應設置自恢復式過、欠電壓保護電器。
4.1導管布線方面
潮濕地區(qū)的住宅建筑及住宅建筑內的潮濕場所，配電線路布線宜采用管壁厚度不小于2.0mm的塑料導管或金屬導管。這是對以往設計要求的金屬導管1.5mm的進一步提高。
對于敷設在樓板內、墊層內的線纜保護導管做了相應規(guī)定，在住宅電氣設計過程中，戶內箱體預留，設備間選擇、樓板內管徑與樓板厚度要求是和土建專業(yè)密切配合的幾個方面，也是預留預埋時的設計要點。
4.2電氣豎井布線方面
規(guī)范對于電氣豎井的設置做了明確的規(guī)定。高層住宅建筑利用通道作為檢修面積時，電氣豎井的凈寬度不宜小于0.8m。電氣豎井內應急電源和非應急電源的電氣線路之間應保持不小于0.3m的距離或采取隔離措施。電氣豎井內應設電氣照明及至少一個單相三孔電源插座，電源插座距地宜為0.5m~1.0m。電氣豎井內的照明開關宜設在電氣豎井外，設在電氣豎井內時照明開關面板宜帶光顯示。
4.3公共照明方面
住宅建筑的門廳應設置便于殘疾人使用的照明開關，開關處宜有標識?？稍诰嗟?.0米和1.3米各設一只照明開關，既滿足了要求又節(jié)省了造價。
4.4家居配線箱方面
距家居配線箱水平0.15m~0.2m處應預留AC220V電源接線盒，是為了給箱內的有源設備供電，電源變壓器可安裝在電源接線盒內，接線盒內電源宜就近取自照明回路。
4.5安防技術防范系統(tǒng)方面
電子巡查系統(tǒng)為應設置項，可選擇離線式電子巡查系統(tǒng)和在線式電子巡查系統(tǒng)。
高層住宅建筑樓梯間應急照明可采用不同回路跨樓層豎向供電，每個回路的光源數(shù)不宜超過20個，而不是25個。
關鍵詞：超高層；給排水系統(tǒng)設計；消火栓給水系統(tǒng)；濕式自動噴水滅火系統(tǒng)
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
前言 ：超高層建筑的給排水和消防設計并非是簡單的文字就能描述的。隨著我國經(jīng)濟的不斷繁榮，超高層建筑不斷涌現(xiàn)，各種技術也在不斷的應用到這些建筑中來，因此從設計角度講，沒有一成不變的模式，都是在實踐中不斷地摸索，吸收新技術、新方法來完善設計，并更加合理，以人為本，服務社會。以下根據(jù)筆者的工作實踐對一棟43層超高層給排水及消防給水系統(tǒng)的設計，分享設計心得。
一、給水系統(tǒng)設計
水源為某市政道路一條DN600mm市政給水管，市政水壓為0．25 MPa。生活給水系統(tǒng)豎向分區(qū)的供水方式如下：根據(jù)規(guī)范要求進入每戶的用水點的靜水壓力不能超過0．35 MPa，加上該棟樓為超過100 m的超高層住宅，考慮到高區(qū)部分用水點的平衡性及安全性，故將整棟樓分為兩個大的區(qū)域進行供水，21層及21層以下采用生活變頻泵供水，22層及其上面部分采用屋頂生活水箱供水的方式。有些設計人員在給超高層住宅進行給水分區(qū)時，往往喜歡考慮將100 m以下的住宅全部采用變頻泵供水，這往往增加了高區(qū)部分供水的不穩(wěn)定性，同時由于超高層住宅都會考慮設置屋頂生活水箱，何不利用屋頂生活水箱的供水安全性及穩(wěn)定性，將整棟樓進行合理分區(qū)，以確保整棟大樓供水的安全性及合理性。同時，在每個分區(qū)內由于要滿足該區(qū)最高樓層部分用水點的供水壓力，往往導致該區(qū)部分樓層用戶的供水壓力超標，這時往往需要在超壓的樓層考慮設置減壓閥以減去多余的壓力，這時需注意減壓閥前后的壓力差是否太大，如果太大，就需要增設兩組減壓閥以平穩(wěn)的減去多余的壓力，既避免了對減壓閥的損壞，同時也減少了噪聲的污染。
二、給水設計
從目前高層建筑給水方式來看，主要有如下三種：第一，市政管網(wǎng)供給；第二，水池水泵房屋面水箱用水點供給；第三，水池變頻供水設備用水點供給。
第一種市政管網(wǎng)供給方式，在投資、安裝、維護、節(jié)能方面具有很大的優(yōu)點，但其可靠性、持續(xù)性比較差，由于在建筑內部供水貯備設施，一旦市政管網(wǎng)出現(xiàn)停水現(xiàn)象，則建筑內部也會隨之出現(xiàn)斷水，但由于內部無貯備水量，當外網(wǎng)停水時，將使內部斷水。第二種供水方式具有水量貯備環(huán)節(jié)，因此彌補了第一種供水方式供水可靠性缺點，保證供水的持續(xù)性和穩(wěn)定性，但在其它方面與第一種方式相比，明顯處于劣勢狀態(tài)，如安裝麻煩、維護不便、投資較大、節(jié)能不足等，而且該方式中的水泵在工作時，會產(chǎn)生振動和噪音，對居住者的生活有可能產(chǎn)生一定的影響，同時也有可能帶來給水的二次污染，相關設施的增加，造成了整個建筑物荷載的增加，對建筑物本身的安全性、穩(wěn)定性或多或少會帶來一定的影響。第三種給水方式雖說在一定程度上考慮到了第一種方式和第二種方式存在著的明顯不足，如供水可靠、維護方便、消耗較少，但由于該方式的應用所需要水泵型號較多，技術要求較高，因此，在投資成本方面會有所偏高。
通過以上分析，可以明顯看出，各種供水方式各有有缺點和適用范圍，需要結合高層建筑實際情況，選擇經(jīng)濟、科學、合理的給水方式。
三、濕式自動噴水滅火系統(tǒng)
1該棟樓的噴淋系統(tǒng)按中危險一級設計，用水量為21 L／s，系統(tǒng)作用面積260 m2。每個噴頭保護面積12．5 m2，噴頭公稱動作溫度為68℃。
2 本工程屬于超高層住宅，自動噴淋設置于各前室及走道內。
3 系統(tǒng)分為高，中，低三個區(qū)。低區(qū)：1層一12層，中區(qū)：13層～27層，高區(qū)：28層～43層，分別由地下室噴淋加壓水泵加壓供水。室外按高、中、低分別設有噴淋水泵接合器，整個噴淋系統(tǒng)組成環(huán)狀管網(wǎng)。分別與消防泵房的噴淋加壓管進行連接。
四、排水
1 由于本大樓屬于住宅樓，生活污水量很小，排水不分流，糞便污水與生活污水經(jīng)化糞池處理后排入市政排水管網(wǎng)。2)本工程設置獨立的雨水系統(tǒng)，排入市政雨水管網(wǎng)。
五、給排水設計建議
1 室外消火栓設置問題根據(jù)《高規(guī)》7．3．6“室外消火栓的數(shù)量應按本規(guī)范第7．2．2條規(guī)定的室外消火栓用水量經(jīng)計算確定，每個消火栓的用水量均為10～15 L／s”，以及其條文說明，本工程的室外消火栓個數(shù)應為8個，但由于該小區(qū)周圍全部是市政道路，同時該部分市政道路由甲方代建，應可以與當?shù)刈詠硭緟f(xié)調，如果建筑物40 m內有足夠的消火栓，可以不用設室外消火栓，既符合《高規(guī)》要求，也不會造成浪費，以免造成重復投資。
2 水泵房內吸水管，當消防水池合用時，超過500m3必須分成兩格，這就給水泵吸水帶來一定的困難。根據(jù)《高規(guī)》7.5.4“一組消防水泵，吸水管不應少于兩條，當其中一條損壞或檢修時，其余吸水管應仍能通過全部水量”，設計中采用水池連通管吸水，每個消防水池設一條吸水管，則符合規(guī)范要求。
3 地下車庫消火栓、噴淋的設計。地下車庫體積較大，消火栓一般掛在柱子上或邊墻上，而汽車位一般較密，如果不考慮汽車位的位置而設消火栓，就會出現(xiàn)消火栓在汽車位的后面，導致出現(xiàn)看不見或即使看得見也取不到消防水帶和水槍滅火的現(xiàn)象。因此地下車庫設消火栓時，應考慮汽車位的位置。同時，因為地下車庫不安裝吊頂，設計噴頭時不應只按3.6m間距布置噴頭，而應考慮梁的位置，結合結構專業(yè)使噴頭布置符合規(guī)范要求。
4 屋頂生活水箱的設置高度有時不能滿足最上面兩層最不利點的出水水頭的壓力，需在屋面增設加壓泵以滿足最上面兩層最不利點的出水水頭的壓力，由于垂直高差較大，管路開停頻繁，容易產(chǎn)生水錘現(xiàn)象，管道將發(fā)生劇烈振動和較大的聲響。該工程不僅在水泵出口設置了水錘消除器，還在屋頂水箱進水管上設置了兩個水錘消除器。
5 排水管通氣管設置。本工程每根排水管均獨立設置專用通氣立管，通氣立管管徑與污水立管管徑相同，每層設置結合通氣管。
6 雨水系統(tǒng)設置。本工程雨水排除采用雨水斗進行有組織地收集，并考慮到高層建筑的立面雨水按1／2立面面積折算為集雨面積計算雨水量進行雨水排除。本工程地下室的頂板是首層室外地面，且面積較大，該處的雨水排除經(jīng)與建筑、結構專業(yè)進行協(xié)調，主要考慮到車庫的凈空較低，幾個方案綜合比較，最后采用地下室頂板結構找坡的形式進行雨水排除，排入市政雨水井。這樣不在地下室吊裝雨水管，既保證了車庫的凈空，又不會因為雨水斗的滲漏而影響車庫的使用。
7 集水井、潛污泵的設置。地下停車庫低于室外地面，其污水不能自流排人市政排水管網(wǎng)，在地下室設置集水井，通過潛污泵提升至室外。潛污泵流量的選用考慮到：①地下停車庫洗地排水量Q1；②車道出入口處的雨水量Q2；③火災消防用水的排水量Q3。對于與車道出人口集水溝相連的集水井，其排水量取Q2與Q3中的大者，泵房集水井考慮消防試泵時的排水量，其潛污泵的流量應滿足消防試泵的要求，其余集水井取Q3，而Q1不與Q2及 Q3同時發(fā)生，且其值較小，可略去不計。每個集水井均設置兩臺潛污泵，電氣均考慮兩臺同時工作，平時一臺工作。如果最高水位持續(xù)5 min，則兩臺泵同時工作，以便及時排除地下室積水。
8 管材。給水管材：由于鍍鋅鋼管腐蝕較嚴重，現(xiàn)采用鋼塑復合管，既保證水質又能延長給水管壽命。供水主管承受很大壓力，采用無縫鋼管，法蘭連接。排水管材：普通高層建筑一般采用UPVC管或卡箍式排水鑄鐵管，超高層建筑因較高故排水鑄鐵管接口不實，容易造成底層水壓過大而漏水等現(xiàn)象。本工程污水、雨水管材均采用給水鑄鐵管。
六、結束語
作為建筑給排水的設計人員，應本著技術、安全、經(jīng)濟性原則，在實踐中努力創(chuàng)新，尋找最佳的給排水設計方案，以適應建筑設計發(fā)展的新要求，滿足人民群眾不斷提高的物質文化要求，是走上可持續(xù)發(fā)展之路的基礎和保障。
[1] 李兆宗. 淺談住宅給排水設計中的問題與改進辦法[J]. 中國科技信息. 2011(16)
【關鍵詞】高烈度；抗傾覆；應力控制；高寬比超限；抗震加強措施
1 工程概況
本工程為蘭州蘭石集團有限公司3#住宅樓，建設用地位于蘭州市七里河區(qū)。3#樓地下為2層(地下一層為管道夾層，層高1.50m，地下二層為甲類核六級人防兼自行車庫，層高3.60m)，地上30層為住宅，結構主體高度87.30米，慣性矩等效寬度13.75米，高寬比6.35，全現(xiàn)澆抗震墻體系，抗震墻抗震等級一級。嵌固端位置取在一層樓面(標高±0.000)處。
2 超限類型
根據(jù)建設部《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》，本工程不屬于建設部規(guī)定的超限高層建筑。根據(jù)《甘肅省建筑工程施工圖設計文件審查要點》結-C50201的規(guī)定，3#住宅樓高寬比超過規(guī)定，為省定超限高層建筑。
3 建筑結構設計等級及設計參數(shù)
4 地基與基礎
4.1 地基概況
擬建場地位于建設用地位于蘭州市七里河區(qū)?？辈靾龅刂饕貙犹卣饕娤卤怼?/p>
4.2 基礎設計
根據(jù)場地的地層結構及物理力學性質，并結合上部結構的特點，基礎采用樁-筏基礎，樁以卵石為持力層?；A埋深6.0米（5.1+1.2- 0.3=6.0），埋置深度為建筑物高的1/14.55。
5 上部結構選型
由于高寬比超限，且建筑物主要使用功能為住宅，故結構體系選擇抗側力性能較好的剪力墻結構，并通過合理的布置剪力墻以達到抗傾覆、結構整體穩(wěn)定的要求。樓（屋）蓋采用現(xiàn)澆混凝土樓（屋）蓋，并適當加厚嵌固樓板及屋面板的厚度，以提高建筑物的整體性能。
6 結構分析
6.1 本工程使用中國建筑科學研究院PKPMCAD工程部編制的結構分析程序《多層及高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件SATWE》（2010年版）進行結構分析，由于高寬比超過《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ3-2002限值，采用PMSAP軟件進行補充整體分析，并用SATWE選用兩條天然波TH1TG040、TH3TG040，一條人工波RH1TG040進行結構彈性動力時程分析，并對三種計算結果列表對比。
6.2 主要電算結果
4.3 結果分析
對SATWE與PMSAP兩套不同振型分解反應譜法進行計算比較，SATWE程序的振型分解反應譜法與結構彈性動力時程分析法進行計算比較，主樓彈性動力時程分析、PMSAP分析結果與SATWE計算結果基本一致，第三周期為扭轉周期，結構設計采用SATWE計算結果。
彈性動力時程分析每條時程曲線主要結果：
TH1TG040 X: 6348.8KN Y:6592.2 KN
TH3TG040 X: 4976.6KN Y:9691.9 KN
RH1TG040 X:5979.7KN Y:5761.8 KN
振型分解法的底部剪力：X: 6495.72KN Y: 7343.00KN
4.3.1 X：{6348.8，4976.6，5979.7}＞6495.72*65%=4222.22，
Y：{6592.2，9691.9，5761.8}＞7343.00 *65%=4772.95KN，
計算結果滿足每條時程曲線所得的結構底部剪力不小于振型分解法的底部剪力的65%。
4.3.2 （6348.8+4976.6+5979.7/3=5768.37＞6495.72*80%=5196.58
（6592.2+9691.9+5761.8）/3=7348.6＞7343.00*80%=5874.40
計算結果滿足多條時程曲線所得的結構底部剪力的平均值不小于振型分解法的底部剪力的80%。
彈性動力時程分析每條時程曲線計算所得結構底部剪力大于振形分解反應譜法計算結構的65%，三條時程分析曲線計算所得結構底部剪力的平均值大于振形分解反應譜法計算結果的80%，且振型分解反應譜法計算結果曲線均能包絡時程分析曲線的平均反應曲線。
結構的剛重比最小為6.65大于2.7，結構計算可不考慮重力二階效應的不利影響，也滿足高層建筑結構穩(wěn)定對結構剛度的要求。底部加強區(qū)各樓層與其上一樓層的剛度比、承載力比均大于0.8、0.9。結構計算的有效質量系數(shù)均大于95%；考慮5%偶然偏心的地震作用下，樓層或層間位移比均不超過1.2，平面扭轉規(guī)則。多遇地震作用下基礎底面未出現(xiàn)零應力區(qū)。中震作用下，結構底部抗傾覆彎矩與傾覆彎矩之比均大于2.0，基底出現(xiàn)零應力的范圍占基礎底面積的最大值為23.4%，小于25%。中震下結構不發(fā)生整體傾覆?；A埋深滿足抗傾覆的要求。
在罕遇地震作用下，層間彈塑性位移角最大為1/174,小于1/150。
外縱墻最大軸壓比0.30
主要受力構件配筋適中，除極少量剪力墻連梁截面抗剪強度不夠外，其它構件基本無超筋超限，豎向抗側力構件未出現(xiàn)塑性鉸，未出現(xiàn)薄弱部位。說明結構布置合理，各控制指標均滿足規(guī)范限值要求，計算結果有效、可靠。
5 結構加強措施
結構設計采取以下加強措施：
5.1 控制樓層層間最大位移與層高之比≤1/1100。
5.2 加大基礎有效埋深，基礎埋深6.0米，埋置深度為建筑物高的1/14.55，不小于房屋高度的1/16。
5.3 嚴格控制外縱墻軸壓比，其限值按《高規(guī)》表7.2.14所對應的數(shù)值降低0.1（即0.5-0.1=0.4）。
5.4 剪力墻底部加強區(qū)墻體水平及豎向分布鋼筋配筋率控制不小于0.30%,對底部加強剪力墻約束邊緣構件從基礎底板以上設置，設置高度在《高規(guī)》7.2.15條基礎上再向上延伸一層，縱向邊墻約束邊緣構件配筋率不小于1.35%并不小于6 18。
5.5 底部加強區(qū)剪力墻連梁加強密箍，一般控制其跨高比不大于2.5，當跨高比小于2.5 時，設置水平縫形成雙連梁或增設斜向交叉暗撐或鋼筋。
6 預期性能目標
當遭受低于本地區(qū)抗震設防烈度的多遇地震影響時，一般不損壞或不需修理可繼續(xù)使用，當遭受相當于本地區(qū)地震設防烈度的地震影響時，可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理可繼續(xù)使用，當遭受高于本地區(qū)抗震設防烈度預估的罕遇地震影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。
7 可行性評價
關鍵詞 并聯(lián)供水串聯(lián)供水 水泵-水箱-減壓閥聯(lián)合供水
中圖分類號：S276文獻標識碼： A
引言
隨著現(xiàn)代城市的不斷發(fā)展，各種造型別致的高層住宅正在各個城市不斷涌現(xiàn)。安徽蕪湖長江之歌1018地塊是首個被定位為第五代現(xiàn)代住宅社區(qū)的代表作的項目，并將被打造成為整個蕪湖乃至整個長江流域沿岸的標志性住宅建筑。本文通過對多種適合高層及超高層住宅給水分區(qū)系統(tǒng)進行逐一分析和比較，從而確定出較為經(jīng)濟、合理、節(jié)能的給水分區(qū)系統(tǒng)，。
1 項目概況
安徽蕪湖市戈江區(qū)長江之畔1018地塊項目位于長江以南，項目西至長江南路，東至中山南路，南至大工山路，北至馬仁山路。一期為其中的A地塊用地，總建筑面積為152854m2，位于馬仁山路南，紅花山路北，項目由多棟高層、超高層住宅、物業(yè)管理、商業(yè)及地下室組成。其中地上住宅部分主要有3種建筑高度：
1#、2#、5#、11#樓為建筑總高98.300m的高層住宅，共有33層；
3#、6#~10#、12#、13#、16#~18#樓為建筑總高118.600m的超高層住宅，共有40層；
19#樓為建筑總高134.600m的超高層住宅，共有44層，為一期中最高的一幢超高層住宅樓。
另有多層公建（含多層商業(yè)樓,農(nóng)貿市場,鄰里中心等）。
2 給水系統(tǒng)壓力規(guī)定
《建筑給水排水設計規(guī)范》中在系統(tǒng)選擇上對高層建筑生活給水系統(tǒng)分區(qū)作出了以下明確的規(guī)定：
(1) 衛(wèi)生器具給水配件承受的最大工作壓力，不得大于0.6MPa。
(2) 高層建筑生活給水系統(tǒng)應豎向分區(qū)，為防止損壞給水配件，給水壓力應符合下列要求：
1 各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點處的靜水壓不宜大于0.45MPa；
2 靜水壓大于0.35MPa的入戶管（或配水橫管），宜設減壓或調壓設施；
3 各分區(qū)最不利配水點的水壓，應滿足用水水壓要求。
(3) 居住建筑入戶管給水壓力不應大于0.35MPa。
為了不損壞給水配件，這幾條規(guī)定都明確地規(guī)定了給水系統(tǒng)分區(qū)的要求及各個分區(qū)內的給水壓力范圍，即在不設減壓措施的前提下，保證每個分區(qū)給水壓力不大于0.35MPa，并應保證最不利配水點的水壓滿足用水要求。本文所述的項目設計中均是以此為標準來控制給水分區(qū)劃分的。
3 給水系統(tǒng)比較
建筑物內的給水系統(tǒng)的豎向分區(qū)應根據(jù)建筑物用途、層數(shù)、使用要求、材料設備性能、維護管理、節(jié)約供水、能耗等因素綜合確定。分區(qū)供水不僅可以防止損壞給水配件，同時也可避免因過高的供水壓力而造成用水不必要的浪費。
鑒于此地塊中既有高層住宅，又有超高層住宅，且住宅的總建筑高度不一，部分建筑高度在100m以下，而另外一部分建筑高度卻超過了100m。針對建筑高度小于于100m和大于100m的兩類建筑，一般的采用的給水分區(qū)主要有如下幾種：
1.對于高度不超過100m的高層建筑，一般采用無水箱的分區(qū)并聯(lián)供水方式和水泵水箱聯(lián)合的分區(qū)、并聯(lián)多管供水方式。無水箱的分區(qū)并聯(lián)供水方式是在各分區(qū)單設水泵，直接通過地下生活調節(jié)水池抽水，后升壓供給各給水分區(qū)。這種給水方式的高區(qū)泵的揚程高，輸水管的材質及接口要求比較高，但是事故只涉及到一個區(qū)，不會造成全樓停水；水泵水箱聯(lián)合的分區(qū)、并聯(lián)多管供水方式則是在各分區(qū)單設水箱和升壓泵，各分區(qū)單設水泵直接通過地下生活調節(jié)水池抽水，后升壓至各分區(qū)的高位水箱，再由各高位水箱供給各給水分區(qū)。這種分區(qū)方式雖然增加了供水的可靠性，防止一旦停電，全樓立即停水的現(xiàn)象發(fā)生，但是增加了結構負荷，且占用了較多的建筑空間，而且由于在各個分區(qū)分別設置了水箱，也使得供水水質較差。
2.對于高度超過100m的超高層建筑，一般主要采用的是無水箱的分區(qū)串聯(lián)供水方式和水泵水箱聯(lián)合的分區(qū)串聯(lián)供水方式這兩種。無水箱的分區(qū)串聯(lián)供水方式是用泵通過生活水池抽水，并設置多級提升泵，每一區(qū)的泵需匹配并聯(lián)鎖，事故雖然只涉及到一個區(qū)，不會造成全樓停水，且對結構負荷要求低，管材及接口無需耐高壓，但是供水可靠性低，泵的數(shù)量多，中間層需設泵房，對防震和自動控制的要求較高；水泵水箱聯(lián)合的分區(qū)串聯(lián)供水方式是在各分區(qū)設置高位水箱，各區(qū)下部設置滿足本區(qū)需要的提升泵，及與上區(qū)提升泵相匹配的轉輸泵并聯(lián)鎖，各分區(qū)水箱除滿足本區(qū)用水需要，還應貯存供上區(qū)泵的啟泵水量，各分區(qū)由水箱供水。由于各分區(qū)貯存了上區(qū)泵的啟泵水量，以致于水箱體積較大，對結構負荷及建筑空間都有影響，且對用水水質也有較大的影響。
而在《建筑給水排水設計規(guī)范》中有明確規(guī)定“建筑高度不超過100m的建筑的生活給水系統(tǒng)，宜采用垂直分區(qū)并聯(lián)供水或分區(qū)減壓的供水方式；建筑高度超過100m的建筑，宜采用垂直串聯(lián)供水方式。”。按此規(guī)定，則對建筑高度不超過100m建筑的生活給水系統(tǒng)，一般低區(qū)采用市政水壓直接供水，中區(qū)和高區(qū)優(yōu)先采用加壓至屋頂水箱，再自流分區(qū)減壓供水方式，也可以采用一組變頻泵供水，分區(qū)內再用減壓閥局部調壓。對建筑高度超過100m的高層建筑，則多采用串聯(lián)供水的供水方式。
對于住宅，必須保證用水的可靠性及良好的用水水質，針對蕪湖長江之歌這類住宅無設置中間水箱及泵房的條件，且目前垂直分區(qū)并聯(lián)供水方式已在很多項目廣泛使用，并已經(jīng)過多年的實踐，日益成熟完善。變頻泵可保證用水不間斷，且能更好地保證用戶用水的水質要求。由于本項目的建筑單體數(shù)目過多，建筑層高統(tǒng)一，故對于100m以下的樓層綜合考慮分區(qū)系統(tǒng)劃分，采用垂直分區(qū)并聯(lián)供水方式。而對于100m以上的樓層則可采用水泵-水箱-減壓閥聯(lián)合供水方式進行單獨分區(qū)，從而既充分利用了每個分區(qū)的生活水泵，也同時保證了超高層住宅的最上部分區(qū)用水的可靠性，從而達到經(jīng)濟、合理、節(jié)能的目的。
4 給水系統(tǒng)設計
每棟樓內的給水系統(tǒng)設計，最小給水壓力值按滿足每分區(qū)最不利給水點衛(wèi)生潔具出水水頭計算，一般最不利的給水點為為淋浴頭，最不利的出水水頭按6m來計算；最大的壓力值按《建筑給水排水設計規(guī)范》中規(guī)定需滿足每層入戶不超過0.35MPa的要求，則對于標準層層高為2.9m的住宅，可按每6~7層劃分為一個給水分區(qū)。
對于低區(qū)給水系統(tǒng)，應優(yōu)先利用外網(wǎng)市政壓力供水，據(jù)當?shù)靥峁┑氖姓Y料，市政水壓可供至住宅6層，故1~5層為第一給水分區(qū)，由城市給水直供；自地上6層起開始設給水加壓設施，第6~12層、13~19層、20~26層、27~33層分設為4個給水分區(qū)，由變頻泵采用并聯(lián)供水方式直接供水；33層以上的分區(qū)則采用水泵-水箱-減壓閥聯(lián)合供水方式供水，并在入戶管壓力超過0.35MPa的樓層設置減壓閥組以保證分區(qū)每層入戶壓力滿足規(guī)范要求。各單體的系統(tǒng)圖示如下：
各分區(qū)水泵均集中設置在地下二層的生活水泵房內，各給水分區(qū)加壓泵參數(shù)如下：
由以上的給水系統(tǒng)分區(qū)設計可以看出，系統(tǒng)的各個給水豎向分區(qū)不但整齊統(tǒng)一，清晰明了，而且還充分地利用了各個給水分區(qū)的各組水泵，達到了節(jié)能的目的。由于設置的生活水箱較少，也同時保證了良好供水水質。
關鍵詞：超高層建筑；暖通；設計；節(jié)能
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
一、前言
隨著時代的進步，城市的發(fā)展，超高層建筑的建設步伐也在加快，超高層建筑建設計的過程中，暖通空調的合理設計也是一個非常重要的部分，所以，做好超高層建筑建設計中的暖通設計的節(jié)能工作非常有必要。
二、超高層建筑中存在的問題
在建筑學領域，高度超過100m的建筑稱為超高層建筑。由于超高層建筑高度較高且具有高容積率的特點，超高層建筑的特點同時也是它存在的問題。
1、室內風環(huán)境差
由于超高層建筑具有較大的高度，風速隨著高度增加逐漸變大,風大的室內居住環(huán)境并不舒適,同時風聲也是室內噪聲的主要來源?！冻邔幼≌木幼∧Ｊ窖芯俊芬晃闹袑Τ邔幼≌覂仁孢m度的調研結果也表明，15-25層的住戶室內聲環(huán)境和舒適度較差，建議對10-30層重點做噪聲模擬，并通過設計來提高室內舒適度。
2、公共交流空間小
一座超高層住宅能夠容納200戶以上的住宅，居住者的公共活動空間很小，內部居住環(huán)境相對封閉，鄰里相互認識和交流的幾率由于高密度的居住模式而降低。
3、火災隱患大
超高層建筑功能復雜，設備繁多，人員相對集中，存在大量的引火源。超高層建筑一旦起火，建筑的管井、風道、樓梯間和電纜井等各種豎井的煙囪效應十分顯著。加上建筑物越高，風速越大，火災蔓延越迅速。容易造成嚴重的人員傷亡和經(jīng)濟損失。
三、超高層建筑暖通設計的改進措施
1、設計必須具有可靠性和可行性
設計方案是否可行最重要的考慮因素就是必須滿足用戶的使用需求，設計方案不但要滿足供水和供電方面的要求，同時也要滿足包括環(huán)境保護工作在內的國家以及各地政府相關規(guī)范和相關法規(guī)的要求。在設計中，如果遇到了一些無法使用標準設備的特殊情況，對于非標準的設備必須提出詳細并且準確的參數(shù)要求，并且這些參數(shù)要求都應是合理的。另外在建筑設計已經(jīng)確定了圍護結構的情況下，自動化的控制程度、選用設備的型號以及空調相關專業(yè)的系統(tǒng)布置與系統(tǒng)的節(jié)能都是有重大的關系的，因此對于設備選型不應太過保守，分區(qū)時應根據(jù)不同的實用功能進行操作，為最大限度的減少熱損失，建議設計熱回收機，針對冷卻塔風機以及水泵等還應采取變頻調節(jié)。
2、設計要具有可操作性和調節(jié)性
為適應全年符合的不斷變化，暖通空調系統(tǒng)應有良好的調節(jié)性能，我們常見的調節(jié)性能好的方案有VRV變頻空調系統(tǒng)和VAV空調系統(tǒng)兩種方案，這兩種方案的耗能都很小，但是一次性的投資費用都是很高的。有些辦公建筑并不是全天使用的，因此在選擇設計方案時就應考慮其能適應夜間不工作的要求。由于空調系統(tǒng)自動化水平的不斷提高，因此可以適當?shù)臏p少管理人員的勞動強度和數(shù)量，但是可能會造成投資費用的上升，這就要求了應進行技術經(jīng)濟性的比較，同時還要不斷提高管理人員的綜合素質。只有季節(jié)轉換時才操作的閥門應采用手動控制的方式，對于需經(jīng)常調節(jié)控制的并且設備數(shù)量較多的工程以及大型的系統(tǒng)工程應采用自動控制，從而有效減少管理人員的工作量，同時為了保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，自動控制系統(tǒng)應盡量的簡化。
四、合理的高層建筑設計是節(jié)能型暖通空調設計的基礎
對于房間的空調冷熱負荷，高層建筑本身圍護結構的性能表現(xiàn)是影響其大小的直接原因。從相關的統(tǒng)計資料中可以看出，空調計算負荷隨著圍護結構傳熱系數(shù)的增加而增加，可以說，暖通空調設備的能耗同高層建筑的圍護結構的設計是否合理息息相關。因此，在進行高層建筑的設計階段，就應該做好前期的圍護結構保溫性能設計工作，對此，我國在政策管理上也對高層建筑的圍護結構的傳熱系數(shù)的最大值作以相應的規(guī)范限制。
在建筑的圍護結構設計和施工方面主要注意以下幾點：
1、嚴格控制窗墻比。對于窗戶的面積進行適當?shù)目s小，尤其在我國北方東西朝向的建筑上，窗和墻的比例控制在0.35 之內，南北朝向的可以將比例控制在0.45 之內；其它地區(qū)窗墻比例控制在0.45 之內。
2、窗戶玻璃的選擇。優(yōu)先采用保溫性能良好的吸熱玻璃、雙層玻璃，嚴禁單層白玻璃的使用。
3、窗戶增加遮陽設計。采用內、外遮陽的設計可以對冬寒夏熱的建筑節(jié)能起到一定的輔助作用。
4、加強外墻保溫性能。對于建筑的外墻保溫，使用性能良好的隔熱保溫材料。另外可以對于屋頂設置遮陰棚、通風屋面等進行建設空調系統(tǒng)的負荷。
五、超高層建筑空調設計節(jié)能措施及注意問題
超高層樓宇節(jié)能重點在于建筑物自身節(jié)能和各種機電設備的節(jié)能: 建筑物自身的節(jié)能主要是從建筑設計規(guī)劃、圍護結構、遮陽設施等方面考慮; 各種機電設備節(jié)能要充分合理地利用設備進行節(jié)能。超高層建筑空調能耗較大, 因此, 在設計中應認真仔細進行負荷計算, 避免盲目套用空調負荷指標替代負荷計算而引起較大的能耗損失, 設備選擇時應考慮同時使用系數(shù), 避免設備裝機容量過大, 造成初投資及運行成本增大?？照{系統(tǒng)設計中應通盤考慮空調系統(tǒng)方案, 合理配置空調設備, 選擇先進的調節(jié)方法 , 利用全年動態(tài)負荷分析提出節(jié)能策略, 優(yōu)化冷源設備的組合,提高部分負荷下制冷系統(tǒng)的運行效率。
在超高層建筑空調設計中應注意以下問題:
1、超高層建筑空調冷、熱源系統(tǒng)設計應盡量采用熱、電、冷三聯(lián)供方式, 以便能源互補, 達到節(jié)能的目的; 空調水系統(tǒng)設計采用大溫差比例控制閥, 可減小水系統(tǒng)運行流量, 達到降低水泵能耗的目的; 空調風系統(tǒng)設計應盡量采用變風量系統(tǒng), 以達到節(jié)省風機耗電量, 節(jié)約制冷冷量的目的。在高層建筑中采用變風量空調系統(tǒng)可減小能耗、降低噪聲, 提高空調房間的舒適性。
2、超高層建筑面積大、層數(shù)多、空調負荷大,為了實現(xiàn)節(jié)能運行, 在空調系統(tǒng)設計中應考慮系統(tǒng)分區(qū)問題, 各系統(tǒng)分區(qū)應滿足負荷變化及調節(jié)的需要, 如在各層進行內、外分區(qū): 內區(qū)采用空調機組及新風系統(tǒng), 以滿足人員及設備冷、熱負荷的需求; 外區(qū)采用風機盤管系統(tǒng), 以滿足建筑護結構冷、熱負荷需要, 各分區(qū)系統(tǒng)可靈活調節(jié)適應空調全年負荷變化的需要, 這樣, 可以減少能耗,節(jié)省空調運行費用。
3、超高層建筑空調系統(tǒng)通常較復雜, 系統(tǒng)內工作人員較多, 因此, 空調系統(tǒng)空氣質量品質控制至關重要, 空調新風系統(tǒng)及空調機組回風系統(tǒng)應設置高效空氣過濾器。
4、超高層建筑送、排風系統(tǒng)較多, 占用建筑面積及空間較大, 為節(jié)約空間和成本, 應根據(jù)各系統(tǒng)使用頻率和條件, 將各系統(tǒng)相互交融, 采用兼用或合用系統(tǒng), 如采用排風和排煙共用系統(tǒng), 平時排風, 火災時排煙, 并采取必要的安全措施, 保證系統(tǒng)運行安全可靠。
5、超高層建筑由于高度較高, 熱壓差較大, 容易在公用垂直通道( 電梯井) 內產(chǎn)生煙囪效應, 容易造成樓梯間負壓過大, 樓梯間門不易打開, 因此, 在平常應設防止煙囪效應的正壓送風系統(tǒng)。提高空調系統(tǒng)的自動化控制水平, 是超高層建筑空調節(jié)能的關鍵。對風機盤管、冷熱水系統(tǒng)、制冷裝置及新風系統(tǒng)等的自動控制, 是當前設計人員與建設單位應該考慮的重要內容。據(jù)國外資料介紹, 在一個典型房間, 對風機盤管裝自控和不裝自控進行比較, 比較結果安裝自控可節(jié)能38%。而增設自控系統(tǒng)的投資只要2 年左右時間就可以收回。
六、結束語
總而言之，超高層建筑暖通空調設計的過程中，一定要更加重視暖通的節(jié)能問題，只有提高了超高層建筑的暖通節(jié)能效果，才能夠更好的推動超高層建筑暖通空調朝更加科學的方向發(fā)展。
【參考文獻】
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[2]吳春雨,蔡凱.暖通空調方案設計應注意的問題探討[J].黑龍江科技信息.2010(12)
關鍵詞：超高層建筑
自1968年日本外交部大廈（地上36層，高度147m）建成以來，日本的超高層建筑的發(fā)展已有30年的歷史了。隨著強震記錄的收集技術和計算機技術不斷發(fā)展，動力設計方法的不斷完善以及建筑用鋼材的發(fā)展，日本正迎接鋼結構超高層建筑時代的到來。
1超高層建筑的現(xiàn)狀
高度超過60m的建筑物，需受到日本建筑高層評委的評審，并通過建設大臣的認定后，方可允許建造。從日本《建筑通訊》上刊載的這些建筑物的有關數(shù)據(jù)資料，可以看出，除塔狀構筑物及煙囪等以外，高度超過60m的建筑物，日本現(xiàn)在(1998年1月）有1000棟以上，其結構類型：純鋼結構（S結構）為60.6％；下部為鋼－鋼筋混凝土結構（SRC結構）、上部為S結構（S＋SRC結構）為3.8％；SRC結構為21.3％（如圖1），以RC（鋼筋混凝土結構)高層住宅為主的建筑數(shù)量不斷增加，且比率達13.9％。高度超過150m以上的建筑物，已有65棟，其中S結構占84.6％；下部為SRC結構、上部為S結構占6.2％；SRC結構占7.7％，從而可以看出超高層建筑以S結構為主的變化狀況（如圖2）。
圖1受高層評委評審的全部建筑物
（1072棟）的結構類型
圖2高度為150m以上的建筑
（65棟）的結構類型
把日本的超高層建筑按高度順序由大到小進行20位的排列（排列表略），第20位的建筑最高高度為200m。如果看一下這些建筑物的結構特性，其主要的結構材料，全部是S結構。并在S結構中，配置了支撐系統(tǒng)及鋼板抗震墻、帶縫墻等，以減小強震或強風時的側移變形。此外還增設了抗震裝置。
2新材料的利用
在抗震設計中，一直以保證骨架結構的強度為重點。通過分析強震記錄，發(fā)現(xiàn)強震時，僅是強度抵抗，并沒有給予建筑物以充分的塑性變形能力。而塑性變形卻可以吸收能量，減輕震害，這在抗震設計中，顯得十分重要。因此，對鋼材性能的要求也發(fā)生了變化，研制和開發(fā)出了適用于超高層建筑的高性能鋼材，同時，還開發(fā)出了新的高層結構體系。
2.1高性能鋼
80年代后期，超高層建筑，大跨結構迅速發(fā)展，對鋼材性能的要求也越多。主要包括有高強度，低屈強比，窄屈服幅等的耐震性能；可焊性，形狀尺寸加工精度的施工方面的性能以及耐久性等。
2.1.1高張力鋼
建筑用鋼材的應力－應變曲線如圖3所示。其屈服點在100～780N／mm2的范圍，其中屈服點為400N／mm2的鋼材，占一半以上。
圖3鋼材應力－應變曲線
1－780N鋼；2－建筑結構用780N鋼；
3－建筑結構用高性能590N鋼；4－SN490；
5－SS400；6－極低屈服點鋼
鋼材屈服點的提高，在設計方面就需要保證結構的剛度要求，防止局部屈曲；在施工方面就要保證結構的可焊性。另一方面，在多震國，地震時確保結構建筑物的安全性是一個最大的課題。因此，高張力鋼不僅要有很高的屈服點及抗拉強度，還要具備充分的塑性變形能力。從這些觀點出發(fā)，1988～1992年間，日本開發(fā)研制了屈服點為590N／mm2的高張力鋼，廣泛用于超高層建筑中。近些年來，又開發(fā)研制了屈服點為780N／mm2的高張力鋼，已開始部分應用于超高層建筑中。
2.1.2低屈服點鋼
另一方面，還開發(fā)研制了利用鋼材的低屈服點和屈服特性的技術，耐震設計中的隔震和抗震構造技術得到了迅速發(fā)展，地震對建筑物輸入的能量，通過建筑物特殊的部位吸收，從而確保整個結構的安全，防止結構構件（梁，柱）的破壞和損傷，低屈服點鋼主要用于這些特殊部位，作為吸收地震能的材料。低屈服點鋼，其化學成分主要是純鐵。如屈服點為100N／mm2的鋼材（為普通鋼材屈服點的一半左右），具有很大的塑性變形能力。
2.1.3TMCP鋼
建筑物的高層化、大跨化等，要求使用的鋼材高強度化，大斷面化，極厚化。以往的冶煉方法，若保證鋼材的高強度，就需加入相應的碳元素，鋼材含碳量的增加會導致可焊性的降低。為了解決這個問題，開發(fā)研制了490N／mm2級的建筑結構用TMCP鋼。建筑結構用TMCP鋼，是通過TMCP（熱處理）處理后得到的。已廣泛用于超高層建筑中，如東京都新（廳）舍大廈（地上48層，檐口高241.9m）中的柱子全部采用此種鋼。TMCP鋼的特點是：①改善了可焊性，②保證了極厚部位的強度，③降低了屈強比。
2.1.4SN鋼
根據(jù)超高層建筑的抗震要求，鋼材應具有足夠的彈塑性性能和較好的機械性能，可焊性能，具有吸收地震能的能力，日本JIS制定了“建筑結構用鋼材”（SN鋼）標準。廣泛用于超高層建筑。SN鋼要求：①保證可焊性，②保證塑性變形能力，③保證板厚方向的性能，④保證經(jīng)濟性和加工方便，⑤保證與國際規(guī)格接軌。SN鋼的規(guī)格有A、B、C三種，其板厚都是在6～100mm，分400N／mm2和490N／mm2兩個等級。
2.2新RC結構（鋼筋混凝土）
在鋼結構鋼材的強度不斷提高的同時，鋼筋混凝土結構中的鋼筋和混凝土強度也在迅速地提高。1988年以來，進行了強度為58.8～117.6MPa的混凝土及強度為686～1176.7MPa的鋼筋的開發(fā)，并已用于超高層住宅中，如禮新城北高層住宅（地上45層，高度160m），所用混凝土強度為58.8MPa，主筋強度為686MPa，斷面加強筋強度為784MPa，是以前高層RC結構所用材料強度的兩倍。現(xiàn)在超高層建筑已開始使用78.4MPa，98MPa的混凝土。
2.3CFT結構（鋼管混凝土）
由于高強度鋼的使用，可以使構件截面做得小而薄，然而這必帶來局部屈曲和剛度降低的問題，解決這個問題的途徑之一就是采用CFT柱。
繼S結構、SRC結構、RC結構之后，它形成了第四種結構體系。CFT結構體系，就是用圓形或多邊形鋼管內填充混凝土的柱子和S結構，鋼－混凝土結構的梁連接起來而形成的結構體系，具有剛度大，耐久力大，變形能力強，防火性好等方面的優(yōu)良結構性能。因此，超高層建筑，大跨結構等開始廣泛采用此種結構體系。
CFT柱的優(yōu)點是，混凝土填充在鋼管中，在受壓和受彎共同作用下（如圖4所示），混凝土向橫向擴散，然而卻受到鋼管的橫向約束（稱為鋼箍效應）。所以，混凝土的強度和變形能力提高。另一方面，由于混凝土的填充，鋼管的局部屈曲受到了有效的抑制，如圖5。這樣，CFT柱可以最充分利用高張力鋼的強度。隨著高強混凝土及其組合的研究不斷發(fā)展，將來高度為1000m級的超高層建筑的構想實現(xiàn)，期待著CFT柱將起主要作用。
圖4CFT柱鋼箍效應
1－軸力；2－形成面內力；3－面向外凸曲
圖5鋼管的局部屈曲抑制
1－地震力；2－屈曲；3－鋼管柱；4－CFT柱
3隔震，抗震結構構造
1995年1月的阪神大地震以來，隔震結構急劇增加。從地震加速度反應譜曲線上可知，為了減小建筑物上的地震力，需要延長建筑物的固有周期，使其獲得大的衰減。隔震結構是指，在建筑物基礎上，安裝夾層橡膠等水平方向柔軟的減震支承，使水平變形集中在減震層上，把整體結構的固有周期延長2～3S的同時，再利用某種衰減裝置（阻尼器），使作用在建筑物上部的反應加速度、位移得到大幅度衰減的結構體系。有許多種實用的減震支承和衰減裝置，現(xiàn)將有代表性的列于表1中。新晨
表1減震裝置的性能和種類
裝置
分類
性能種類
支承*支承荷載
*延長固有周期
*降低反應加速度
*降低上下水平振動夾層橡膠
高衰減夾層橡膠
鉛芯夾層橡膠
滾動支承
水平
衰減
裝置*限制水平地震反應位移
*降低水平地震加速度
*限制共振反應彈塑性阻尼器，高粘
性阻尼器，油性阻尼
器，摩擦阻尼器，高
衰減夾層橡膠，鉛
芯夾層橡膠，滑動支
承
這種隔震結構的上部結構常是較剛性的。超高層建筑的固有周期都比較長，所以它自身已包含了減震效應。但是如果把衰減裝置安裝其上，則對于抗震更是一個有效的方法。
圖6蜂窩式阻尼器的循環(huán)過程
用于超高層建筑（高層建筑）上的衰減裝置，有對應于建筑物上下層的水平位移差（層間位移）而運動的鋼制彈塑性阻尼器；高衰減的油性阻尼器；粘性抗震墻；粘彈性阻尼器等。其中，鋼制彈塑性阻尼器，是利用鋼材塑性荷載－變形關系曲線描述大的循環(huán)過程，并把振動能用循環(huán)面積消耗掉的一種裝置。蜂窩式阻尼器就是一例。它是利用200N／mm2級的低屈服鋼，利用它有限的塑性變形特性，提高吸收地震能的能力的裝置。圖6表示蜂窩式阻尼器的循環(huán)過程。
把這些衰減裝置設置在超高層建筑上，多數(shù)情況下，可使設計地震力減小約30％左右。
4.結論
超高層建筑不僅在日本、美國等發(fā)達國家較為普遍，就是在發(fā)展中的中國，它仍然是今后我國建筑事業(yè)發(fā)展的方向。為此，隨著我國國力的不斷增強，不斷借鑒外國先進的建筑技術，并結合我國的具體實際，必將能走出一條具有中國特色的超高層建筑之路。
參考文獻
關鍵詞：太陽能熱水系統(tǒng)；高層住宅；應用
1、太陽能熱水系統(tǒng)的常用分類
1.1分戶集熱-分戶儲熱太陽能熱水系統(tǒng)
該系統(tǒng)也稱為戶式太陽能熱水系統(tǒng)，是一種以住戶為單位安裝的太陽能熱水系統(tǒng)，設置的太陽能集熱器所產(chǎn)生的熱水，單獨供給一戶使用。集熱器一般放置在屋面或陽臺，其中根據(jù)熱水系統(tǒng)結構不同，應用得較多的是適用于多層住宅放置在屋面的非承壓整體式太陽能熱水系統(tǒng)和適用于高層住宅放置在陽臺外側的陽臺壁掛式太陽能熱水系統(tǒng)。
非承壓整體式太陽能熱水系統(tǒng)采用家用太陽能熱水器集中安裝在屋面，集熱器吸收太陽光的能量使水溫升高，集熱器和儲熱水箱中水的溫差產(chǎn)生循環(huán)動力，促使熱水在集熱器和儲熱水箱間自然循環(huán)流動，最終加熱儲熱水箱中的水。
陽臺壁掛式太陽能熱水系統(tǒng)采用承壓分體式太陽能熱水器，集熱器安裝在建筑陽臺外側，儲熱水箱內置換熱裝置和電輔助加熱裝置。太陽能集熱系統(tǒng)采用自然循環(huán)非承壓運行，集熱器吸收太陽光使集熱器內熱媒介質溫度升高，熱媒通過換熱裝置與儲熱水箱中的水進行熱交換，加熱水箱中的水。水箱一般安裝在比集熱器位置高的陽臺的角落，熱水供應采用頂水式供水，輔助熱源一般采用電加熱，太陽能系統(tǒng)與電加熱結合可實現(xiàn)全天候熱水供應。
1.2集中集熱-集中供熱太陽能熱水系統(tǒng)
該系統(tǒng)也稱集中集熱、分戶計量、集中輔助加熱系統(tǒng)，系統(tǒng)采用模塊式太陽能熱水系統(tǒng)，集熱器集中放置，設置滿足用戶需求量的集中儲熱水箱，控制系統(tǒng)、循環(huán)裝置與其他輔助設備放置在設備間或屋面。集熱器接受太陽照射溫度升高，智能控制系統(tǒng)循環(huán)泵啟動或停止，將儲熱水箱底部的低溫水頂入集熱器，將集熱器中高溫的熱水頂入儲熱水箱，通過往復循環(huán)，加熱儲熱水箱中的水，供給一幢或數(shù)幢建筑物所需熱水。熱水供應采用強制式，供水系統(tǒng)主管道定溫循環(huán)。熱水分戶計量，存在熱水收費問題。太陽能系統(tǒng)與常規(guī)能源或空氣源熱泵結合可實現(xiàn)全天候熱水供應。
1.3集中集熱-分戶儲熱太陽能熱水系統(tǒng)
該系統(tǒng)的太陽能集熱器集中放置在屋面，系統(tǒng)不設集中儲熱水箱，每戶設置一個儲熱水箱，水箱內置換熱盤管和電輔助加熱裝置，控制系統(tǒng)、循環(huán)裝置及其他輔助設備放置在樓梯間或屋面。集中放置的集熱器接受太陽照射溫度升高，智能控制系統(tǒng)控制循環(huán)泵啟動或停止，熱媒在集熱器與多個儲熱水箱之間換熱循環(huán)，熱媒通過換熱裝置與儲熱水箱中的水進行熱量交換，加熱儲熱水箱中的水。熱水采用頂水式供水，保證了冷熱水供水同源等壓，使用方便舒適。用戶的用水系統(tǒng)與太陽能熱循環(huán)系統(tǒng)分開，太陽能熱水系統(tǒng)向用戶提供的是熱量而不是熱水，故不向用戶收取熱水費用。每戶的輔助熱源一般采用電加熱，太陽能系統(tǒng)與電加熱結合可實現(xiàn)全天候熱水供應。
2、高層住宅太陽能熱水系統(tǒng)的選擇
2.1陽臺壁掛式太陽能熱水系統(tǒng)
系統(tǒng)優(yōu)點：集熱器與儲熱水箱分離，集熱器安裝在陽臺外側，解決了高層建筑屋面安裝面積不足的問題。集熱器單獨安裝，能更好與建筑融合，保證建筑的美觀。日照資源豐富時，向用戶供應的熱量能單獨將分戶水箱中的水加熱到設定溫度，用戶無需二次加熱就能直接使用太陽能熱水系統(tǒng)制備的熱水；日照資源缺乏時，用戶需要二次加熱進行補償。每戶獨立使用，便于后期管理維護。儲熱水箱承壓供水，使用舒適。
適用范圍：比較適合南方地區(qū)，如在北方地區(qū)使用熱媒應選用防凍液；戶型較小、屋面可放置集熱板面積較小、南立面日照好的中高層住宅；南立面日照好的高層、超高層住宅。
2.2集中集熱-分戶儲熱太陽能熱水系統(tǒng)
系統(tǒng)優(yōu)點：集熱模塊統(tǒng)一安裝在屋面位置，利于建筑一體化設計。系統(tǒng)共用，實現(xiàn)資源共享。集熱和儲熱循環(huán)是兩個獨立的循環(huán)系統(tǒng)，通過熱媒循環(huán)，將兩個系統(tǒng)聯(lián)系起來，達到自動控制間接換熱的目的。日照資源豐富時，向用戶供應的熱量能單獨將分戶水箱中的水加熱到設定的溫度，用戶無需二次加熱就能直接使用太陽能熱水系統(tǒng)制備的熱水；日照資源缺乏時，用戶需要二次加熱進行補償。各用戶用水時，檢查戶內儲水箱的溫度，當溫度達到用水要求時，可直接使用；當溫度無法達到用水要求時，采用電進行輔助加熱。輔助加熱通過手動啟動，當達到一定溫度時，輔助加熱自動停止，保證了太陽能系統(tǒng)效率的最大化。
適用范圍：小高層住宅；屋面可放置集熱板面積較大的中高層住宅。
2.3組合式太陽能熱水系統(tǒng)
系統(tǒng)原理：該系統(tǒng)是將陽臺壁掛式和集中集熱-分戶儲熱太陽能熱水系統(tǒng)組合在一起應用在同一幢住宅上：在日照充足的高層住宅上部，采用陽臺壁掛式太陽能熱水系統(tǒng)（設在南陽臺外墻隔板上或南面外墻隔板上）；在日照時數(shù)
系統(tǒng)優(yōu)點：較好解決了高層住宅下層住戶利用太陽能熱水的問題，做到每戶都能享受到太陽能。熱水供應全部是頂水式，使用舒適。
適用范圍：高層、超高層住宅。
3、高層住宅太陽能熱水系統(tǒng)設計要注意
3.1陽臺壁掛式太陽能熱水系統(tǒng)
1復核底部樓層用戶集熱板的日照時數(shù)是否
3.2集中集熱-分戶儲熱太陽能熱水系統(tǒng)
1集熱器與戶內儲熱水箱熱交換的循環(huán)管道應采用同程布置。2集熱循環(huán)系統(tǒng)需補充管內介質（水或防凍液），如補充自來水，補水管上應設倒流防止器。應有解決集熱系統(tǒng)熱膨脹的措施，一般設安全閥、泄壓閥或小型膨脹罐（集熱循環(huán)介質為防凍液時宜采用膨脹罐）。3集熱循環(huán)管道的最高部位應設自動排氣閥。4屋面布置集熱器時應不影響消防通道。5循環(huán)水泵的用電單獨計量，循環(huán)水泵的運行費用較小，可并入住宅電梯運行費用等公共費用內，太陽能熱水系統(tǒng)不另行向用戶收費。6分戶管井可以用預制板制作，吊頂以內部分可以只做保溫不做管井，以便于維修。立管最佳選擇就是布置在靠近衛(wèi)生間的管井里。7在樓內循環(huán)管道和屋面集熱器之間設計緩沖水箱，緩沖水箱放置在樓頂設備間，設備間盡量設置靠近管井。8分戶儲熱水箱布置在衛(wèi)生間內，靠近管井預留接口，安裝儲熱水箱時管道的布置要合理，做到盡量最短最經(jīng)濟，避免反彎過多，注意小管讓大管、有壓讓無壓。施工時，穿墻要加套管，頂部設排空。
4、結語
太陽能熱水系統(tǒng)應納入建筑工程設計，統(tǒng)一規(guī)劃、同步設計、同步施工、與建筑工程同時投入使用。在系統(tǒng)設計上需對場地面積可行性、建筑結構安全性、建筑外觀整體性等進行綜合分析，真正做到太陽能與建筑一體化。
參考文獻：
關鍵詞：超高層；設計；方法
高層建筑英語稱摩天樓（skyscraper），德語稱凌云廈（wolkenkra-tzer），她們以不同的意味來描述高樓大廈的含義。古今中外都有憧憬高處的想法。從高處向下看，精神爽快，視界開闊。就建筑發(fā)展而言，摩天樓是時代的里程碑，是打破傳統(tǒng)高度限界實現(xiàn)人類往高處發(fā)展的宏愿的途徑，她成為本世紀中最令人眼花繚亂的建筑特有現(xiàn)象。
本文結合公司做的兩個高層實際項目，從幾個方面論述超高層設計的要點和總結實踐中的一些經(jīng)驗。
廣州天河城廣場 深圳萬象城
廣晟國際：360米（在建寫字樓項目） 東山領匯廣場：128.7米（在建商住樓項目）
項目簡介
廣晟國際大廈：位于廣州珠江大道西和金穗路交界處的珠江新城B1-6地塊，位于廣州新中軸線兩側，占地面積7907平方米，總建筑面積近16萬平方米，是一座仍然在建的寫字樓項目。該項目總投資約20億元人民幣，于2007年12月28日奠基動工，并計劃于2010年年中完成結構封頂，2011年3月正式交付使用。建成后其高度將達到360米，其中地下6層、地上59層，為廣州第三高樓。
東山領匯廣場：地鐵1號線與5號線的交匯點“楊箕站”上蓋，樓高128.7米，為一綜合性超高層商住項目。項目占地1萬多平方米，總建筑面積約5.6萬平方米，將分別建有280多套精品住宅和約2萬平方米的商業(yè)。今年年中正式推出市場，商業(yè)也將于年內啟動招商工作。
城市環(huán)境與超高層建筑的規(guī)劃布局
廣晟國際位于廣州新中軸線旁，可能是由于此區(qū)域位置比較重要，造成了地價高昂。發(fā)展商購入的地塊面積相當有限?？偲矫嬷蓄悎A形的建筑基底也許是一個最好的解決方案。圓形基底的兩側留有兩條地下車庫出入口車道，再加一定的綠化廣場。整個平面的布局十分緊湊。360米的建筑高度，在此區(qū)域中其實是和諧的構成部分。因為廣州新中軸線中的末端廣州電視塔高度達到600米，在同區(qū)域的廣州西塔高度有432米，本案后面的廣州煙草大廈（見實拍圖片）也有309米的高度。所以整個中軸線兩旁的超高層建筑，是廣州市規(guī)劃局的精心安排，為的是營造中軸線的雄偉氣勢。只是美中不足的是本案與廣州煙草大廈似乎挨得太近了點。下次做規(guī)劃方案的時候其實可以把問題處理得更好。
東山領匯廣場位于廣州市中山一路，整個地塊分為東西兩個區(qū)。超高層的塔樓和裙樓以及地下車庫主要集中在右手邊的東區(qū)。西區(qū)布置了一些配套用房和地鐵出入口以及西區(qū)的地下車庫。中間部分到時會建設一條規(guī)劃路。東區(qū)的布置還是相當合理的，北面預留一定的集散廣場空間。西面的密度相對較低，規(guī)劃路開通以后西面將作為日后的主要入口和集散、景觀空間。這種布局方式對于人流動線組織、城市空間的過渡還是相對協(xié)調的。
整體造型設計
廣晟國際大廈造型主要以新古典風格為主，造型簡潔大氣。三段式，樓頂層層退臺的慣用造型手法用得恰到好處。超高層外形設計一般在垂直高度上不會有太多的變化，中端保持平直，這樣可以增加建筑物的高度感。從片區(qū)整體景觀分析，在本案的對面也有一農(nóng)業(yè)銀行大廈和中國海關大樓為新古典設計風格。雖然周邊還有其他相鄰的建筑是現(xiàn)代主義的玻璃幕墻、鋼結構建筑，但這并不影響整體的和諧感覺。就好像著名帝國大廈和她周邊建筑的和諧共存一樣。
東山領匯廣場立面造型可以分為兩部分，上部的住宅造型還是比較規(guī)整的，下部商業(yè)部分主要以構成的變化手法烘托出商業(yè)氣氛。上部的住宅造型雖說比較規(guī)整，但是細部變化還是有的，只是沒有整體大體量的外形變化。以筆者幾年來淺薄的住宅工程經(jīng)驗來說，其實住宅部分的變化真的不需要太多。很多時候住宅樓的腳手架還沒拆，樓已經(jīng)賣完了。住宅買家關心的是住宅的戶型，實用率，地段以及周邊的配套為主。建筑的造型只是看一個大的感覺。豐富的造型，有時候可能是建筑師或業(yè)主的一種美學的追求。但是如果要犧牲買家的使用效果來完成這種追求，筆者認為是不太可取的。畢竟買家才是真正的長期使用者。而商業(yè)的造型豐富一點，渲染氣氛，吸引途人入內購物，是正確的。
平面設計
廣晟國際大廈采用了圓形的平面布局方式，這種布局方式有以下的優(yōu)點：她以最少的外墻長度得到較大的面積，比同面積方形平面外墻長度減少10%；在體積相等時，圓柱體體積比正方體體形建筑外墻面積減少8%左右。她是一種節(jié)能型平面。圓形平面空間構成時，其走廊面積可減至最短，平面使用效率高，較為經(jīng)濟；圓形平面及圓柱體的受力性能比其他平面形式好，所受風力比類似矩形或方形平面約少30%，此外，圓筒形建筑形體簡潔而優(yōu)美，具有強烈的標志感和誘目性。
東山領匯廣場住宅標準層平面以南塔、北塔兩個塔樓組成，兩塔平面形式基本相同。但關鍵點是北塔末端戶型比南塔要小，這個主要原因是因為北面臨近中山一路主干道和內環(huán)路，景觀和環(huán)境條件不太理想，所以在容積率固定的情況下，將主要的戶型安排在了南面。還有一點是中間有四個戶型采用旋轉45度的擺法，這樣就可以爭取到三個戶型有西南的朝向。畢竟在住宅設計中，朝向和景觀是十分重要的，這個直接會影響到住宅的銷售情況。
交通運輸設計
由于地塊大小非常有限，而且超高層辦公樓的車輛停放需求又非常的大，廣晟國際大廈地下車庫共有地下六層。這個深度的地下車庫在國內還是比較少見的。但其實從結構設計的角度來說，地下室深入地面，還是比較有利的。坡道形式采用螺旋式坡道。布局簡潔，交通路線明確。在本案中是一個合理的選擇。
在東山領匯的建筑設計中，東西兩個區(qū)都是有地下室的。其中大部分的車輛停放都分布在西區(qū)地下室，而東區(qū)由于地下一層和二層都和地鐵連接，商業(yè)價值比較大。業(yè)主將負一二層開發(fā)為地下商業(yè)空間，只在負三層停放車輛。值得一提的是，東區(qū)負三層的車庫由于面積的限制，是沒有汽車坡道的。車輛進出只靠中部的兩部車載電梯。在規(guī)范中，不超過50輛車的地下車庫，是允許這樣操作的。但是這種情況，筆者還是第一次碰到。
由于樓層較高，廣晟國際大廈采用多區(qū)電梯系統(tǒng)，樓內豎向交通分成幾區(qū)，各區(qū)由不同容量與速度的電梯服務。每十層或十幾層左右分作一區(qū)。首層至六層共有30臺電梯，七層到十七層共有26臺電梯，十八層到二十六層共有22臺電梯，二十七層到三十六層共有18臺電梯，三十七層到四十四層共有14臺電梯，四十五層到六十層共有10臺電梯，與標準層的面積一樣，層層遞減。這樣可符合底層人多面積大，電梯多，高層人少面積小，電梯相對少的運輸優(yōu)化配置。而且高層區(qū)電梯速度比中低區(qū)的為快。
按照規(guī)范規(guī)定，以電梯為主要垂直交通的高層公共建筑和12層及12層以上的高層住宅，每棟樓設置電梯的臺數(shù)不應少于2臺；由之前東山領匯廣場的標準層平面圖可看出，兩棟塔樓按了規(guī)范最經(jīng)濟的標準做了2臺電梯。因為住宅的人數(shù)遠沒有寫字樓那么多，所以電梯也就沒有分區(qū)了。其實住宅電梯的數(shù)量滿足規(guī)范最低標準以后，就沒有其他的硬性規(guī)定了。最要是看樓盤的檔次要求和業(yè)主的意愿了。
避難層設計
廣晟國際大廈避難層結合了設備層設計，在10層留出了1250.7平方米作為避難區(qū)，其余作為消防水箱設備間，在27層留出了1488.3平方米作為避難區(qū)，其余作為設備間，在44層留出了1251.8平方米作為避難區(qū)，其余作為設備間，而28層則單獨作為設備間，在避難區(qū)不放置任何東西，在以上各層設一排通風百葉，以實現(xiàn)自然通風。
東山領匯廣場的避難間分別設置在六層和二十一層，其中六層是裙樓頂層的綠化架空層，作為避難間問題不大，難點是在二十一層住宅層。這個區(qū)域的估計售價在3萬元/平米左右。業(yè)主只想在每一塔中只抽調一個戶型作為避難間，因為兩塔都多一間避難間的話。他們會大概少賺800萬。但對于設計而言，在這么小的空間內，要完成避難的功能，還要與上下的樓梯錯開或斷開，還是有點難度的。但是最后還是克服了，業(yè)主還是比較滿意的。
結構設計
廣晟國際大廈采用的是框筒――框架+筒體結構體系。而且是內筒外框架結構。這種結構不布置體系的優(yōu)點是：在超高層寫字樓的設計中，電梯和管井必不可少，電梯井和管井本身往往就是一個很好的筒體。她通過樓面梁板與四周柱子相連，即形成了內筒外框架結構。其建筑平面利用系數(shù)較高，建筑平面分隔比較靈活，景觀視野開闊，中央核心筒結合電梯、廁所、設備管井布置。且隨著電梯數(shù)量減少，上部樓層適當減小核心筒，進一步擴大有效建筑使用面積。
而東山領匯廣場則采用框剪+轉換層結構。在同一豎直線上。塔樓為住宅空間，下部作為商業(yè)廣場。上部開間較小，采用框架――剪力墻結構。下部商業(yè)需要大空間要用大跨度框架結構。所以在六層設置了轉換層，在上部樓層剪力墻結構通過轉換層改變?yōu)榭蚣艿耐瑫r，其下部樓層柱網(wǎng)軸線與上部樓層柱網(wǎng)軸線錯開，形成上下結構不對齊的結構方式，在此過程中，還出現(xiàn)了斜梁轉換等復雜情況，由于建筑形體比較復雜，還要做超限審查，但最后還是通過了。
結語
隨著中心城區(qū)的不斷開發(fā)，和土地稀缺資源的不可再生性。在中國未來的發(fā)展中，超高層建筑將擔任越來越重要的角色。對于建筑設計師來說，這是機遇同時又是挑戰(zhàn)，掌握超高層建筑設計方法的要領，在日后的設計生涯中大有裨益。希望讀者可以閱讀本文淺薄的經(jīng)驗總結后，對超高層建筑設計有所收獲。
參考文獻：
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