高层建筑设计1、(简答)高层建筑的五个发展时期:内容发展第一时期第二时期第三时期第四时期第五时期文化思潮芝加哥时期古典复兴时期“摩天楼”时期“现代主义”时期“后现代”时期时间1865年~1893年1893年~一次大战前一次大战后~1929年二次大战后~70年代70年代~现在特征结构主义古典复兴装饰艺术“方盒子”和玻璃楼“高技派”折衷、玩世不恭主要代表人物詹尼、鲁特、伯纳姆、沙里文等伯纳姆、罗奇等胡德密斯、格罗皮乌斯、贝聿铭等菲利普·约翰逊主要代表作家庭保险公司大楼信托大楼帝国州大厦普赖斯大厦拉迪阿德大厦、格雷堡大厦利华大厦西格拉姆大厦纽约AT&T公司大楼纽约哈顿公司总部地点芝加哥纽约纽约、芝加哥全球全球2、中国《高层建筑防火设计规范》中规定:超过10层的住宅建筑超过24米高的其他民用建筑为高层建筑高度超过100米的建筑为超高层3、按防火等级分类4、标准层空间布局模式就“核体”与“壳体”的相对布局和组合而言,反映在标准层平面中,可有:集中式、分散式、和综合式三种主要形式。
5、标准层平面的有效利用率由于影响因素复杂,使高层建筑的标准层平面规模相差很大。
通常用面积有效率(使用面积在建筑面积中所占比率)来进行合理性评价。
影响因素:1.核体的面积2.壳体的空间尺度6、设备层的竖向空间利用方式为:楼面以上2米内设置机器设备和用作工作人员活动空间,再以上0.7~1.0米高度为风道和各种管道区,它上面0.6~0.75米布置给排水管道、最上面空间则为电气配线区。
7、(作图)避难层做法?通向避难层的防烟楼梯应在避难层分隔、同层错位或上下断开,但人员必须经避难层方能上下。
图1不符合要求、图2.3推荐8、高层建筑结构体系特点比较基本体系组合体系纯框架体系框支剪力墙体系纯剪力墙体系框架—剪力墙体系筒体体系框架—筒体体系筒中筒体系束筒体系9、适宜高度与高宽比控制(H/B)B级比A级钢筋混凝土高层建筑的最大使用高度大。
抗震提高一个等级,造价提高50%,能改的尽量用A级。
钢结构和有混凝土剪力墙的钢结构高层建筑的适用高度更高。
(钢结构抗震能力强,钢结构自重轻。
)形体比例太细长时,刚度小,在风、地震侧应力作用下弯曲变形大。
几种结构类型相应适宜的高宽比值:框架、框架——剪力墙、单筒≤5,小于4为好剪力墙、筒中筒、束筒≤6,小于5为好10、变形缝设置——变形缝是高层建筑结构中应首先考虑的问题之一。
分为:温度缝(温度伸缩缝)、沉降缝、和防震缝三种。
温度缝:一般只需基础以上断开、设缝。
根据结构类型,建筑达到一定长度需设缝:剪力墙50m现浇框架55m装配式75m具体尚有其它相关规定(如室内、土中、露天等)沉降缝——下列情况需设:当地基土层变化大,压缩性有显著差异时设建筑物本身高度、荷载相差大时(如主体与裙房之间)基础底面标高相差大时沉降缝须从基础开始全部断开防震缝地震设防地区,当建筑外形复杂或各部分刚度、高度、重量相差悬殊时,设防震缝以将建筑划分为若干个简单形体部分。
缝宽应大于地震可能造成的顶点侧移之和,并留余地。
一般大于50~70mm,不得小于50mm。
注意三缝应统筹布设、尽可能合设,以免到处是缝缝的构造处理应解决防水和外观问题11、防火设计的基本方法与设计要点(一)基本方法①处方设计法——按规范条文要求十层及十层以上的居住建筑;建筑高度超过24m的公共建筑。
高度计算——室外(入口)地面至塔楼女儿墙顶或坡屋顶檐顶之高度。
层数计算——地下室、出地面高度≤1.5m的半地下室、层高<2.2m设备转换层、屋顶局部突出体不计入层数。
高层建筑的建筑高度超过250m,建筑设计采取的特殊防火措施,应提交国家消防主管部门组织专题研究论证。
高层建筑起始高度的划分,主要考虑了以下因素:登高消防器材。
消防车供水能力。
②性能化设计法——根据具体建筑特点与要求进行建筑防火性能评估与设计14、①两座高层建筑相邻较高一面外墙为防火墙或比相邻较低一座建筑屋面高15m及以下范围内的墙为不开设门、窗洞口的防火墙时,其防火间距可不限。
②相邻的两座高层建筑,较低一座的屋顶不设天窗、屋顶承重构件的耐火极限不低于1.00h,且相邻较低一面外墙为防火墙时,其防火间距可适当减小,但不宜小于4.00m。
③相邻的两座高层建筑,当相邻较高一面外墙耐火极限不低于2.00h,墙上开口部位设有甲级防火门、窗或防火卷帘时,其防火间距可适当减小,但不宜小于4.00m。
④高层建筑与可燃液体、气体储罐、化学易燃物品库房、厂(库)房、煤气调压站等的防火间距见规范12、高层民用建筑分类——根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为两类。
一类高层二类高层13、防火间距——高层建筑之间及高层建筑与其它民用建筑之间的防火间距,不应小于下表的规定15、高层建筑的负荷等级与供电要求(一)一级负荷——两个电源供电,且两个电源相互独立。
(两个不同电厂;两个不同区域变电站(35kv及以上);一个区域变电站+自备发电设备),特别重要的负荷还应增设应急电源(柴油发电机),并严禁其它负荷接入应急供电系统一类高层的消防中断供电会造成人员伤亡的场所中断供电会造成重大政治影响的场所中断供电会造成重大经济损失的场所(二)二级负荷——采用两回路供电。
一路高压分为两路低压供电;一路高压与一路低压同时供电。
二类高层的消防中断供电会造成较大政治影响与经济损失的场所(三)三级负荷——对供电无特殊要求16、变配电房位置原则——应安全运行、技术经济性能好;接近负荷中心;进出线方便、方便吊装;避开剧烈振动高温高湿;有爆炸危险的正上、下方;不宜位于地下室的最底层;变压器室不宜与有防电磁干扰要求的设备及机房紧邻。
位置——20~30层建筑,地下室或附属建筑内;大于100m建筑,分别设在地下室、中间设备层、顶层17、(作图)冷热源设备位置、优缺点A.热冷热源集中在地下层,使用路径长,能耗大,结构负担小B.冷热源集中布置在最高层C.热源在地下层,冷却机在顶层D.部分冷却机设在中间层E.冷热源集中在中间层F.部分冷冻机、冷却塔放在地面上G.设置独立机房18、锅炉房设计锅炉房位置——靠近热负荷集中的地方,最好单独布置,与周边建筑满足防火间距要求。
也可设在高层建筑内,但必须避免与人员密集场所相邻。
锅炉房布置——锅炉间、水泵间、水处理间、控制室、化验室、浴厕等。
出口不少于2个。
窗户应满足通风与泄爆要求,泄压面积不小于锅炉间面积的10%。
炉前净距1.5~3m,炉后、炉侧0.8~1.8m,其它设备间距不小于0.7m19、(简答)建筑立面构图的基本规律统一与变化均衡与稳定对比与微差韵律与节奏比例与尺度补充:避难层避难层是火灾事故时为人员疏散安全而设置的避难场所,一般建筑高度超过100米综合楼应设置一定数量的避难层,以缩短避难人员的垂直疏散距离,到达安全区域避难。
楼层一部分或一个房间(面积较大房间)用于火灾时避难,称为避难区。
凡占用一个楼层的,称为避难层;不论避难层或避难间,均属火灾时避难的场所。
一般情况下,建筑层数在25层以上或建筑高度在100米以上的高层综合建筑应设置避难层。
避难层设置自高层建筑首层至第一个避难层或两个避难层之间,通常为10一15层。
避难层的形式专用避难层——专用避难层核心体部位的设备和垂直交通设施,用耐火极限不低于1小时的墙围护起来,避难层与设备层相结合——管道应集中布置,并用耐火极限不低于ht的墙围护起来,同时,避难区也必须采用耐火极限不低于2h的防火墙与其他部分隔开,防火墙上的门应采用甲级防火门避难间人均停留面积5人/平方米避难层消防设施必须安全可靠,应设有消火栓和消防卷盘,并装自动喷淋灭火系统等保护安全设施。
避难层应设消防专线电话避难层应设有应急广播和应急照明,其供电时间不应小于1.00h,照度不应低于1.00lx避难层还应设通往消防电梯的出口,方便消防队员进入避难层指挥疏散和灭火工作。
封闭式避难层四周有墙,设固定玻璃窗,应设独立的防烟设施;敞开式避难层四周有围护墙,外墙上设可开启窗扇成固定金属百页窗,通风条件好,可进行自然排烟。
为确保避难人员安全,对于封闭式或敞开式避难层,均应考虑阻止烟气串入避难室的有效措施。
布置方式:敞开式(外墙为柱廊式)——装有可开启的百叶窗,烟雾可直接排出室外,不需设机械排烟设施,造价低;封闭式——不具备自然排烟条件或使用功能,或立面要求不能作敞开或只能选用有排烟装置的情况综合题:《火烧摩天楼》观后感虚构的世界第一大楼落成,该大楼共有135层,其中80层以下为商业办公区,81层至120层为公寓,而宴会餐厅则设置在顶层。
(《高层建筑民用设计防火规范》规定娱乐场所等人员密集场所,应设置在首层或者二三层,当必须设在其他楼层时,应符合规定)。
电路的物理保护1.用耐火结构保护控制盘。
2.对危险性大的电缆采取耐火结构保护。
3.个别电路采用耐火电缆。
4.用套管保护电缆防止机械损伤。
对于超高层建筑来说,所有材料都必须大大高于标准。
火灾发生,消防队赶到,消防队长询问了各个系统的情况,同时将电梯的紧急状态设为2层,并将79层(设计师的办公层)作为临时指挥部。
而此时81层的火通过空调管道横向蔓延,同时,也通过电梯井、楼梯间、竖向管道井、窗户等向上蔓延。
(法规规定,100m以上的超高层建筑,考虑到火灾扑救难度更大,垂直蔓延速度更快等不利情况,因此要求每层进行防火分隔。
同时法规也规定各种竖向管道井壁采用不燃烧材料制作,其耐火极限为1.00h。
可事实上都没有这么做。
)很多人被大火的热浪抛出窗外。
(当玻璃幕墙受到火场,受热时,易破碎,甚至造成大面积的破碎事故,造成火势的蔓延,出现所谓的“引火通道”。
所以规范规定玻璃幕墙的窗间墙、窗槛墙的填充材料采用岩棉、矿棉、玻璃棉、硅酸铝棉等不燃烧材料。
)同时,消防对长下令,停止用高速电梯转移人群,而转向用观光电梯,结果由于某层楼爆炸,使的观光电梯脱离轨道,悬在半空,幸得直升机获救。
(该大楼有两部高速电梯,一部观光电梯,两部楼梯间。
《高层民用建筑设计防火规范》规定,观光电梯不可作为消防电梯,像该大楼一样的一类建筑,应设消防电梯,消防电梯应设前室,其面积公共建筑不应小于6m2,居住不应小于4.5m2,若与消防电梯合用前室则不应小于10m2(公建)和6m2(居住建筑)。
)同时,他们本想通过楼梯间逃生,结果发现楼梯间里灌满了浓烟,根本无法逃生。
(《高层民用建筑设计防火规范》规定,像该大楼一样的一类建筑,应设防烟楼梯间,并符合下列要求:1.·楼梯间入口处应设前室或阳台、凹廊等2·前室面积公共建筑不应小于6m2,居住不应小于4.5m2,若与消防电梯合用前室则不应小于10m2(公建)和6m2(居住建筑)3·楼梯间的前室应设防烟、排烟设施4·通向前室和楼梯间的门均应设乙级防火门,并应向疏散方向开)。