淺談超高層建筑屋頂建設直升機救助設施的設計
The discussion on the design of helicopter parking area or helicopter rescuing facility on the super high-rise building roof
孫 燕1,石 巍2
(1. 中國建筑科學研究院,北京,100013;2. 中國建筑技術集團有限公司,北京,100013)
摘要:建筑設計防火規(guī)范對超高層建筑屋頂設置直升飛機坪有要求,但無論是新版還是老板規(guī)范都沒有做強制的規(guī)定,所以在設計及消防審核方面各方掌握的尺度都不同,筆者總結所做項目的設計實踐過程,希望能給建筑設計工作者一些參考。
關鍵詞:超高層建筑 屋頂 直升機停機坪 直升機救助設施 設計
0 引 言
超高層建筑火災因素多,消防救援疏散難度大,在超高層建筑屋頂上設置直升機停機坪或懸停救助空間對消防救援起到非常重要的作用。
《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014第7.4.1條規(guī)定建筑高度大于l00m 且標準層建筑面積大于2000m2 的公共建筑(老版高層民用建筑設計防火規(guī)范規(guī)定是標準層建筑面積大于1000 m2),宜在屋頂設置直升機停機坪或供直升機救助的設施。新版規(guī)范對標準層建筑面積放寬了條件。
1 設置停機坪問題的提出
2012年下半年筆者所在項目組開始濱河商務中心的設計工作,其中濱河商務中心A樓建筑高度138.05米,為超高層建筑,標準層面積1800平方米左右。建筑面積7.67萬,其中地上部分5.84平方米,地下1.83萬平方米。地下3層,地上32層+1機房層。為框架剪力墻結構。12月份和當?shù)叵啦块T溝通相關消防設計問題。當?shù)叵啦块T要求在屋頂設置停機坪。
2 對停機坪設計評估
經(jīng)過查詢相關規(guī)范及資料,我們對消防咨詢圖紙的回復意見中對停機坪設置的評估如下:
根據(jù)《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GBJ 50045 - 95的規(guī)定, 高度大于100m、標準層面積 ≥1000m2的性質重要的超高層建筑宜考慮設置停機坪。此條文是建議性規(guī)定,鑒于本項目特點,建議不設置停機坪,理由如下:
2.1 此項目為普通公共建筑,A樓非特殊職能的國家公共建筑。一般超高層建筑設置停機坪是為了適應大都市對國防、消防、急救、特種勤務、旅游等的特殊需要,或是擔負城市防災抗災指揮調度中心的消防指揮大樓、交通指揮大樓、治安指揮中心、軍事國防單位辦公樓、新聞機構、重要的醫(yī)療救治中心、高級飯店等才考慮設置停機坪。
2.2 對屋面的面積占有較多,難滿足要求:
停機坪大小: 采用矩形時, 長寬應分別取可能接納的最大型直升飛機的總長、總寬的2.0倍和1.5倍; 圓形
起降區(qū), 直徑取可能接納的最大型直升機旋翼直徑的1.5倍以上,通常為直徑30多米的圓形。
2.3增加停機坪對已通過規(guī)劃審批的外立面影響較大。因屋面有較多的設備豎井及樓電梯機房,如設置停機坪需要用結構架空停機坪,在建筑造型處理上也必須要與建筑物頂部設計、檐部設計結合起來考慮, 同時還要統(tǒng)一到整座建筑的風格特點當中。有隱藏式的處理、暴露式等方式。但是不管怎么處理,都很難保持原方案的外形。對外立面影響較大;如果修改外立面,需要重新報規(guī)劃部門審批。
2.4停機坪需要業(yè)主另行委托專業(yè)的設計公司設計,需特殊的審批流程,將會影響本工程的設計及施工進度。
2.5根據(jù)停機坪要求,對屋面凸起物等有間距要求較嚴格,特別是屋面的造型影響較大。
直升機坪多設于寬闊的主要屋頂平臺, 其起飛著陸區(qū)四周應距各種突出物(如機房、樓梯間、煙囪、旗桿、金屬天線等) 5m以上, 以保證起降凈空要求。見圖1 。其次, 還應與樓梯間出口及臨時避難區(qū)保持一定間距, 以減少飛機起降與人群疏散的相互影響, 但交通聯(lián)系要便捷。
圖1 屋面停機坪位置示意圖。
圖1a 停機坪起降區(qū)布置示意圖 圖1b 著陸標志
2.6 結構要求:荷載較大,需增加投資。
直升飛機起落架的集中荷載較大, 在起降時還有一定的沖擊荷載,這對起降區(qū)屋面強度提出了較高要求,通常要增加5噸的1.5倍。特別是“沖擊荷載”,對結構影響較大,需特殊處理,不經(jīng)濟。將大大提高建筑物的造價。
2.7 有較復雜的專業(yè)建筑構造及細部處理:
屋頂直升機坪既要滿足隔熱、抗?jié)B、防護、防雷等上人屋面的使用功能要求, 還要保證直升飛機的起飛、降落和停留, 同時也要符合消防要求,
1)滿足正常使用要求的構造處理首先是停機坪地面的構造處理。
2)防護構造, 起降區(qū)四周邊緣應設有欄桿、欄板或護墻等構造措施。防護構造應高出停機坪地面1.0~1.2m (不應過高) 。
3)交通聯(lián)系樓梯:樓梯或室外踏步嚴禁設在起降區(qū)區(qū)域內(nèi), 梯段寬度宜不小于1.1m , 坡宜控制在40°以內(nèi)。最好有兩個出口通達停機坪。對于室外的專設樓梯, 應做好防護構造和防滑處理。
4)滿足航空需要的構造處理: A、著陸標志、邊界線等。B、航標燈等
5)滿足消防需要的構造處理: a、防火構造。消防設備和器材。屋頂機坪應配備消火栓、泡沫滅火設備和滅火搶險器材, 以利消防撲救及防止意外。
2.8 除了以上問題之外,直升機還具有一定的風險,
對本建筑和周圍城市公眾也是也是潛在的危險。因此現(xiàn)有的高層屋頂直升機停機坪幾乎都是擺設。
2.9 另外,長期的備而不用,設備的檢修維護費用是個極大的浪費。
2.10 當然,建設屋頂停機坪也有很多優(yōu)點的:
1)屋頂直升飛機場是一種有效的輔助設施, 特別是對于超高層建筑, 結合屋頂?shù)拈_敞或半開敞避難區(qū)設置, 更有利于迅速營救避難者脫離險境。同時, 也可供空運消防員從屋頂進入建筑開展滅火救援之用。由于樓層太高,電梯停電,消防員從樓下爬上來滅火,體力消耗太大,是無力積極投入戰(zhàn)斗的,用直升機將消防人員送到屋頂,由上而下搜尋并到著火點進行救火,是大為有力的,既節(jié)省了時間,又提高了戰(zhàn)斗了。
2)屋頂機坪還是直升機的?科脚_, 可以為直升機空中指揮、通訊、巡邏、搜捕、運輸、航拍、游覽等提供服務?梢韵嘈, 隨著社會、經(jīng)濟和科技的發(fā)展, 屋頂直升機場的設置會日益增多。
綜上所述,建“屋頂直升機停機坪”雖然有不可替代的優(yōu)點,但是代價也是很大的,并且在當前和以后相當一段時間,也無法正常使用,所以在濱河商務中心建“屋頂直升機停機坪”,投入這么大的代價,是“弊大于利”的,也是不現(xiàn)實的。
此后就此問題又和甲方及消防部門進行多次溝通交流。
3 停機坪設計問題的解決-設置直升機救助設施
2014年5月份,當?shù)卣块T對此項目進行施工圖聯(lián)審,再次提出:A棟辦公樓宜設置屋頂直升機停機坪或供直升機救助的設施。依據(jù)《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(GB50045-95,2005年版)第6.1.14條。
當時新版消防規(guī)范還未正式發(fā)行,但網(wǎng)上已經(jīng)有討論稿,結合討論稿的內(nèi)容,我院對施工圖聯(lián)審各部門意見最終回復:
因A棟辦公樓樓頂平面空間有限,且該樓為結構超限設計,特在32層增設避難間以供高層人員避難,人員可通過兩個疏散樓梯經(jīng)避難層到達屋頂,在32層屋面南北兩側增設鋼樓梯到達設備層屋頂上的直升機救援安全區(qū),安全區(qū)面積大于200平米(本設計約210平米),周圍五米范圍內(nèi)無突出構筑物(原出屋面風井在核心筒側面開設百葉),周圍設有安全護欄和消火栓,屋頂供直升機救援使用的區(qū)域四周設有航空障礙燈及應急照明,為直升機臨空救助提供便利。詳見圖2a.
圖2a:A樓第32層平面圖,陰影部分為避難區(qū)
4 結束語:
最后A樓施工圖消防審批順利通過,目前已經(jīng)建成。通過A樓的設計實踐,筆者希望以后新版消防規(guī)范修訂補充時能明確列出必須設置屋頂停機坪的建筑類型,并對建筑的高度進一步細化要求,以免設計部門,消防部門對此引起爭議。當然隨著新版消防規(guī)范的實施,超高層建筑的標準層面積增加到3000平米,屋頂設置停機坪的條件也比較可行。
參考文獻:
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