高层建筑竖向井道的综合设计__墨水学术,论文发表,发表论文,职称

所属栏目：推荐论文发布时间：2011-02-25浏览量:174

副标题#e#       高层建筑竖向井道设置，是一个看似简单，实则复杂的问题。它受各方面因素的影响和制约，对建筑物的功能性、安全性、经济性、可信性（可用性、可靠性、维修性和维修保障性）以及可实施性等质量特性均有影响。处理不好，就会带来一些先天的不足，如：各种管道、风道交叉严重，管线走向极不合理，管路过长，坡降过大，在无法穿梁时严重影响建筑物的净空高度，甚至不得已而提高层高，而设计、施工难度增大，使用不便，难以维修；或负荷不均、能耗过大，造成设备和能源的浪费，甚至影响建筑物的使用功能和安全。
       竖向井道，特别是管道井的设置，各专业会根据功能要求和相关规范规定提出初步意见，但作为成熟的建筑师，特别是项目负责人，应有综合、协调各专业要求的能力，从而进行优化设计。这就要求其能够掌握各类井道（包括设备层，是扩大了的管道井）设置的基本原则、特点与要求。本文以最常见的水管道井为重点，对其优化设计的特点和各专业管道井的设置要求、竖井设计的注意事项择要予以叙述。

（一）各专业管道井的设置要求
一．给水排水管道井
1．给水排水管道井是高层建筑中最常见的管道竖井。其中设置的管道可以有：生活给水管、排水管、通气管；生活热水管及热水循环管；消火栓管道、自动喷淋管道；雨水内排管道等，有时还可能有直饮水管道、中水管道，生产或实验用水管道以及消防预作用系统或气体灭火系统的气体管道等，其数量还应考虑分区设置因素。
2．位置选择与使用特点
       一栋高层建筑，特别是高层宾馆、高层综合楼、商住楼，往往使用功能比较复杂，用水点和排水点多而分散，还要照顾到高层雨水内排问题；而多数高层的低区，特别是裙房部分，则往往需要保证大空间的使用功能。因此，根据笔者的经验，高层建筑水管道井设置的特点应是：高区适当分散，低区相对集中，搞好中间过渡，尽量靠边设置。
1）高区适当分散
       高层建筑的上部，其使用功能往往是写字楼、宾馆客房、高级公寓或住宅。分散设置管道井，这对方便使用，缩短消防、给排水横干管和支管的长度，减少管道交叉、减少坡降、保证建筑物的净空高度是有利的。同时，对顺利接纳高层雨水内排也是有利的。但要注意“适当”二字。因为管道井过多，就会占有过多的建筑面积和使用空间，造成不必要的浪费，况且，如果管道井设置过多，也会相应增加立管的数量，使多数立管不能充分发挥其负载能力，这不仅成本上不经济，还会人为造成设计上的复杂化和施工安装工作量增大的现象，于日后管理也不方便。
2）低区相对集中
       高层建筑的低区，特别是裙房部分，往往是商场、餐饮、娱乐场所、多功能厅等营业性质的用房，而且每层面积都比高层部分面积要大得多，但用水点相对集中且有所减少。这种使用功能上的变化决定了低区管道井的设置应相对集中。集中的相对性在于：要注意到与上部管道井的连接与转换合理，与下部设备管道连接顺利以及井户和外排的方便。有条件时，主管道井最好能上、下直通。
3）搞好中间过渡
高、低区由于使用功能的变化，往往中间设有技术设备层或技术夹层，有的高层甚至还设有避难层。这相当于一个扩大了的管道井。要充分利用好这一空间，搞好中间过渡。设备层的净空高度往往只有两米左右。而在这一狭小空间中往往有消防分区的上、下环管、给排水管路的分支与汇合、排水通气管、雨水管道的汇合；此外还涉及到与暖通、空调、电气等管线的交叉；有时还要躲避因结构需要而设置的上返梁。这就需要有一个综合考虑、合理设置的问题。笔者认为，冷、热水管、消防上、下#p#副标题#e#区的环管、排水通气管等应尽量靠上部空间布置，生活排水及雨水排水汇合管应尽量靠下部空间布置。这样才有利于排水的通畅（甚至包括高区底部的单排），同时也防止了事故时污染生活水。设备层应备有消防设施和足够的照明，以方便维修和防止火灾漫延，还应有事故排水措施——这在设计中有时是易于被忽略的。
4）尽量靠边墙设置
        低区管道井不仅应相对集中，在有条件时还应尽量靠边墙设置。这不仅是为了方便各类管道与室外的联系，同时也有利于减少高层建筑底层或地下室的管道交叉。这等于充分利用了设备层的空间而增加了底层或地下室的净空高度，既便于清通、维修，又避免了因堵塞、维修而影响底层或地下室的使用。
5）水管道井设置的其它值得注意问题
       水管道井应层层封闭。两层一封的做法是不可取的。因为管道井操作空间都很狭小，两层一封不方便检修。同时排水立管检查口离地面一米也无法予以保证。
主管道井内宜设照明，以方便维修；在管道井内设置水流指示器、报警阀、甚至阀门较多时，亦应考虑事故排水问题。限于条件而无法进入检修的管道井，应在排水管的检查口及给水管的阀门处留有能从外部检修的活动孔洞盖板，以便维修。此外，管道井内的管路应适当装有活接头，以便需要时拆卸。
二．暖通（热力）管井
1．暖通管井中的管道主要为采暖的供、回水管道，包括分区或直联系统设置时所需的空间，热媒供、回水管道、制冷及空调系统水管道等。
2．暖通管井的位置选择与使用特点与给排水管井相类似，因此，常常与给排水管井合并设置。其选择原则与优化设计的注意事项与给水排水管道井基本相同，不累述。
三．电气竖井
       电气竖井内布线适用于多层和高层建筑内强电及弱电垂直干线的敷设。往往采用金属管、金属线槽、电缆、电缆桥架及封闭式母线等布线方式。井内有时还要留有控制设备所需的空间。
竖井的位置和数量应根据建筑物规模、用电负荷性质、各支线供电半径及建筑物的变形缝设置和防火分区等因素确定，应保证系统的可靠性并减少电能损耗，并应符合下列要求：
1、靠近负荷中心，特别应注意与变电所或机房等部位的联系方便，以减少损耗、节省投资。
2、电气竖井不能与电梯井或其他管井共用，是为了保证竖井内电气线路及电气设备的运行安全。
3、电气竖井邻近烟道等热源或潮湿设施，会使竖井内温度升高，影响线路导体允许载流能力或因潮湿而使井内线路的绝缘强度降低、金属部件锈蚀等。
4、电气竖井与电梯井或楼梯间相邻，会使由竖井内引出的线路通道狭窄，影响出线。电气竖井与电梯井道为邻，竖井内墙面利用率减少且产生震动不利于线路运行。
另外，由于电梯是反复短时工作制负荷，在靠近其控制电器及线路部分，易带来对竖井内线路的干扰，这也是应注意的问题。
四．燃气管井
根据《城镇燃气设计规范》、《住宅建筑规范》等规范的规定，建、构筑物内的燃气管道应明设，当建筑或工艺有特殊要求时，可暗设，但必须便于安装和检修。
1．暗设的燃气立管可设在墙上管槽或管道井中。水平管可设在吊顶或管沟中。管槽应设通风门和检修孔，管沟应设活动盖板并填充干沙；管道应有和绝缘层。
2．“暗设的燃气管道可与空气、惰性气体、上水、热力管道等一起敷设在管道井、管沟或设备层中”。但应注意其设置要求：
1）此时燃气管道应采用焊接连接，并涂以黄色防腐识别漆；
2）敷设燃气管道的设备层和管道井应通风良好。每层的管道井应设与楼板耐火极限相同的防火隔断层，并应有进出方便的检修门；
3）地下室、半地下室、设备层敷设人工煤气和天然气管道时，还应符合下列要求：
（1）其净高不应小于2.2m；
（2）应有良好#p#副标题#e#通风设施。地下室或地下设备层内应有机械通风和事故排风设施；
（3）应有固定的照明设备；
（4）燃气管道与其他管道一起敷设时，应敷设在其他管道的外侧，并满足相邻净距的要求；
（5）应焊接或法兰连接。
4）液化石油气用气管道不应敷设在地下室、半地下室和设备层内。
5）住宅的地下室、半地下室严禁敷设液化石油气用气设备、管道和气瓶，十层和十层以上的住宅内不得使用瓶装液化石油气。这就需要考虑（其他）燃气管道、井道的设置问题。
6）燃气管道不得敷设在暖气沟、排烟道、垃圾道和电梯井内；也不得敷设在卧室、浴室或厕所中，须水平穿过时，应焊接并置于套管中；不得穿过易燃易爆品仓库、变配电间、电缆沟、烟道、进风道等地方。

（二）电梯井、其它竖井及竖井设计的其他问题
电梯井应独立设置，井内严禁敷设可燃气体和甲、乙、丙类液体管道，并不应敷设与电梯无关的电缆、电线等。电梯井井壁除开设电梯门洞和通气孔洞外，不应开设其它洞口。电梯门不应采用栅栏门。
电缆井、管道井、排烟道、排气道、垃圾道等竖向管道井，应分别独立设置；其井壁应为耐火极限不低于1.00h的不燃烧体；井壁上的检查门应采用丙级防火门。
电缆井、管道井与房间、走道等相连通的孔洞，其空隙应采用不燃烧材料填塞密实。
        建筑高度不超过100m的高层建筑，其电缆井、管道井应每隔2~3层在楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔；建筑高度超过100m的高层建筑，应在每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔。
垃圾道宜靠外墙设置，不应设在楼梯间内。垃圾道的排气口应直接开向室外。垃圾斗宜设在垃圾道前室内，该前室应采用丙级防火门。垃圾斗应采用不燃烧材料制作，并能自行关闭。
       住宅内各类用气设备排出的烟气必须排至室外。多台设备合用一个烟道时不得相互干扰。厨房燃具排气罩排出的油烟不得与热水器或采暖炉排烟合用一个烟道。
       民用建筑的厨房、卫生间宜设置竖向排风道。竖向排风道应具有防火、防倒灌、防串味及均匀排气的功能。住宅建筑无外窗的卫生间，应设置机械排风排入有防回流设施的竖向排风道，且应留有必要的进风面积。
空调、通风与防排烟的土建竖井除其截面尺寸应满足流量、流速要求外，还应保证其内壁光滑，以减少气流阻力。
竖向井道的设置是个综合性问题，它涉及到各个专业。各专业管道井的设置不仅要考虑到其自身的方便，还应服从于整个建筑风格与功能使用的要求；既要方便管线的进出，又要解决与结构形式的矛盾（如：在可能时，尽量避免以剪力墙做管道出线的井壁）同时还要考虑到避免互相干扰与排他性。互相共用的管道井，也有如何统筹安排使用和保证检修距离的问题。需要各专业间的协调与配合。