超高层建筑消防设计规范范文

导语：如何才能写好一篇超高层建筑消防设计规范，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】灭火 高层 建筑

一、超高层建筑定义、建筑材料及结构体系

建筑高度超过100米的高层建筑通常称为超高层建筑。目前超高层建筑用于承受荷载的建筑材料主要有三种，分别为：钢结构、钢筋混凝土结构、钢混凝土组合结构。

二、超高层建筑在防火设计上的特殊要求

在我国《高层建筑防火设计规范》有关内容中规定超高层建筑除执行高层建筑防火设计的有关规定外，对超高层建筑提出了特殊的防火设计要求，如：

（一）建筑高度超过100m的高层建筑，其应在电缆井、管道井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；

（二）建筑高度超过100m的公共建筑，应设置避难层（间），并应符合有关规定；

（三）建筑高度超过100m，且标准层建筑面积超过1000m2的公共建筑，宜设置屋顶直升机停机坪或供直升机救助的设施，并应符合有关规定；

（四）当建筑高度超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施；

（五）建筑高度超过100m的高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。

通过对规范的研究，可以了解到超高层建筑从内部人员的逃生疏散、火灾范围的控制、排烟、供水、固定灭火设施上均提出了具体和更为严格的要求。

北京、上海等地相继发生高层建筑外墙火灾后，国家对高层建筑外墙保温材料的防火等级也提出了更高要求。

三、超高层建筑消防安全问题

超高层建筑在竖向的空间布置上得到了有效的延伸，从而使建筑业主对于建筑的内部空间进行合理的区域划分与功能的布置。正是超高层建筑的功能分区较为复杂，因此，消防监审部门不能够完全根据常规建筑的防火规范进行统一设计，需要针对不同功能分区采取必要的性能化设计。

四、超高层建筑火灾发生危险性

第一，可燃物较多，因此发生的火灾的负荷较大。超高层建筑的内部装修使用的材料主要是大量的可燃物，并且还敷设了很多的电缆电线。如果发生火灾，可燃物会产生毒害气体与大量的浓烟，并且沿着建筑的电梯井与垃圾井等竖向的.

第二，用电量大结构功能复杂。超高层建筑用途很多，其使用功能也相对复杂，提供办公、娱乐、餐饮、会议、商务、购物等功能为一体。并且，根据功能的需要，都会配置大量用电设备，因此其导致火灾发生的可能性因素很大。

第三，设备的日常维护和管理落实不到位，存在安全隐患。在超高层建筑的产权较为复杂、人员的流动性较大、使用功能复杂等。因此超高层建筑的消防设施长时间的使用后耗损程度较大，有些建筑内部甚至没有设计自动化的消防设施。

五. 超高层建筑消防设计

5.1消防设计的难点和目标

超高层建筑的高度一般超过100米，属于综合高层建筑，因此，消防设计难点主要体现在以下方面：

①消防扑救现场与扑救面难以确定。

②大型的地下停车库的疏散通道和疏散口与锅炉房的确定，以及柴油发电机房的位置。

③标准层的平面上的大空间的消防疏散设计。

④设计建筑避难层。

超高层建筑消防设计中，需要坚持：预防为主，防消结合“消防原则，并且完善超高层建筑消防自救能力，通过安全可靠消防防火措施，使建筑消防功能满足实用、安全、经济、技术先进要求。

5.2超高层建筑消防设计

①确定扑救现场与扑救面。根据超高层建筑的地理位置与周边环境，设计出合理的地形改造，最大限度的满足超高层建筑和城市道路之间的关系，从而实现项目建设合理性、经济型与可执行性。

②设计避难层。避难层提供给人员避难的安全场所，因此消防设计较为严格。根据《高规》：建筑高度如果超过了100米，其应该设置避难层。设置避难层，从超高层建筑的第一层到第一个避难层或者是在两个避难层间，但是不超过15层。其原因是火灾发生阶段聚集在建筑15层的避难人员是不允许经过楼梯进行疏散的，可以借助于室外登高云梯实现人员的疏散。所以，超高层建筑设计避难层，首先要考虑的是人员的安全疏散时间的控制，并且使室外消防登高车有效的施救高度，特别是第一个避难层需要充分的考虑消防装备水平，在设置消防登高车最大限度的伸展高度范围内。如果避难层每平米可以容纳5个人，并且适当的设计空余空间，因此好需要设计机械防排烟系统。

③标准层的平面空间上的消防疏散设计。根据超高层建筑的使用功能，进行规范设计，包括疏散宽度、疏散楼梯等。例如：如果属于综合办公区域，根据其使用功能，其内部的餐饮功能的消防难点是在第五层，如果按照消防疏散人员208个计算，疏散宽度应该设计为2.08米。如果会议层的消防难点是在第十一层，其疏散人员按照220计算，其疏散的宽度应该设计为2.2米。如果办公功能的消防难点层是标准层，面积按照929平方米计算，疏散人员按照156计算，其疏散宽度需要设计为1.56米。并且在疏散楼梯的设计上一般要求至少两部，每层都需要满足消防疏散要求。

④借用大型的停车库疏散口、锅炉房和柴油发电机房的位置的确定。如果超高层建筑的用地面积受到外界因素的限制，需要在一定面积内设计停车库，需要采用的是普通停车库和机械停车库相结合的设计方法。大型停车库的车辆出入口由于条件限制不能设计三个时，根据高度差关系，需要在建筑负2层或者是负3层分别设计通往到响铃的地下停车库的车行通道，并且借助于相邻的地下停车可地面出入口，从而实现了车库对外的出入口数量要求。但是，为了避免对主体超高层建筑的影响，需要在其周围场地设计景观造型和地面楼梯等外部造型。

结束语：

超高层建筑消防设计不但涉及以上几点，还包括建筑装饰材料的设计等。超高层建筑的设计基点都应该遵循我国的设计规范，根据超高层建筑特点，立足于防火自救，并且主动性的预防火灾发生，在装饰与保温材料上避免使用可燃性的建筑材料，严格把关施工。提高人民消防安全责任意识入手，保障人民群众的生命与财产安全。

参考文献：

[1] 曹胜开. 浅谈超高层建筑消防设计――以重庆银行大厦为例[J]. 重庆建筑. 2012（11-25）.

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关键词：超高层建筑，给排水，设计

Abstract: this article analyses the current water supply and drainage system design of several main aspects and existing problems in the design of high building and comprehensive utilization, launch concrete, this article has discussed for scientific and reasonable improve water supply and drainage system function, make the tall building water supply and drainage design, it has very important practical significance.

Keywords: tall building, water supply and drainage, design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1 引言

我国经济的快速发展带来了建筑业的兴起和建筑技术的提高，建筑正在朝着超高的方向发展。这不仅能够解决城市人口拥挤带来的居住工作环境问题，还缓解目前紧张的城市用地压力，因此，发展超高层建筑属顺应经济社会发展趋势。但是随着高度的增加，给建筑给水排水设计带来的诸多困难，而且，超高层建筑越来越多，造成相关的给排水方面的规范条文相对滞后，为了适应超高层建筑的给排水要求，加强对超高层建筑的给排水系统设计研究显得十分必要。本文就目前超高层建筑给排水系统设计的主要内容出发，重点讨论了超高层建筑在给排水系统设计中存在的主要问题，并提出了相应的解决方法，为提高超高层建筑给排水方面的功能提供帮助，确保办公、生活用水、消防用水的充足等，具有非常重要的意义。

2 超高层建筑给排水系统设计

高层建筑分类中指出超高层建筑在40层以上或者高度大于100m，这是1972年在美国召开的国际建筑会议上专门讨论并确定的分类和定义。1976年，广州白云宾馆的建成(33层、115m)标志着我国大陆自行设计的高层建筑突破100m，进入超高层建筑发展时期。经过近40年的发展，目前主要在供水方式选择、中间转输水箱的计算、消防给水及排水系统中存在主要的问题，以下进行详细分析说明。

2.1 供水方式的选择问题

单在供水方式选择上，超高层建筑由于其自身原因，宜采用变频供水和重力供水相结合的方式供水。超高层建筑都是每个15层设置一个避难层，此层兼备设备层的作用，可以利用此层来设置中间转输水箱，同时，每30层可以设置一个大区，然后在每个大区分区设置，有两种设置方法：第一种，每个大区分成四个小区，每个小区都设置一台变频泵，往上供水；第二种方法就是在每个大区分两个小区设置两套变频泵，往上15层供水的同时，采用重力流往下供水15层。第一个大区都是在地下室，所以第一个大区内没有往下供水的情况出现。中间转输水箱兼职高位重力水箱，可以满足每个用水的水压在一定的压力范围。变频泵采用压力自动控制功能，而转输水箱是通过水位控制来实现供水。每15层设置一个避难层，而每30层设置一个大区，中间转输水箱设置在每个大区，不用每隔15层都设置，有效的减少了占用机房的面积。办公楼的避难层设置较多，而住宅的避难层设置较少，一般情况可以进行上述设计。在管材设备承压方面，30层高度的建筑，系统承压在1.5~2.0MPa，目前的技术和设备都能承受此范围的压力，能够满足承压要求。对于一些高层的酒店，供水压力要求稳定性高，为避免供水出现忽冷忽热的情况，酒店采用屋顶水箱重力供水比较合理，二次污染问题可以通过物业管理来解决。酒店用水变化大，无法高效发挥变频供水的优势，造成能源无法充分利用，因此，超高层的酒店建筑可以采用屋顶水箱重力供水。

2.2 中间转输水箱的计算

超高层建筑中，中间转输水箱的作用非常明显，基本上都是采用此方式来供水，它包括消防转输和生活转输水箱两部分。

消防中间转输水箱容积计算根据国家标准《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》(2003)中规定的：采用水泵转输串联时，中间转输水箱同时起着上区输水泵的吸水池和本区消防给水屋顶水箱的作用，其储水容积按15-30min的消防设计水量经计算确定，并且不宜小于60m³。假如超高层建筑消火栓用水量为50L/s，自动喷水用水量为40L/s，那么中间转输水箱的容积=（50+40）×10×60+（50+40）×5×60=81000L，其中10min的水量为屋顶水箱水量，5min为上区输水泵的吸水池水量，如有其它水消防系统则把有可能在火灾时启动的消防系统的水量叠加，结果作为中间转输水箱的容积。

生活给水系统中，《建筑给水排水设计规范》（2009年版）中对于水量的规定：生活用水中途转输水箱的转输调节容积宜取5-10min转输水泵的流量。生活给水系统中的转输水箱有两个作用：第一，作为上区加压水泵的吸水井，为上区水泵用水提供3-5min的用量，第二，为下区转输泵调节容积。第二个作用即为保证初级水泵启动次数不大于六次每小时调节水量的要求。例如，当上区水泵流量为6L/ s，转输水泵的流量为6L/s时，采用变频供水系统时，计算的转输水箱的容积为6×5×60+6×10×60=5400L。当采用重力供水系统时，中间转输水箱一是作为上区水泵的吸水井，二要具有一定的调节容积来储存本区用水，此部分的容积计算按照重力供水区最大用水量的50％计。通过吸水井的容量叠加调节容积量来得到重力供水系统的中间转输水箱的容积。

2.3 消防给水系统设计

超高层建筑消防给水设计中水泵接合器的设置与否存在疑问，《高层民用建筑设计防火规范》中规定消防给水在一定条件下设置水泵接合器，在消防水车供水压力范围内的分区中设置，且是在采用串联给水方式下，上区用水由下区水箱抽水供给，可仅在下区设水泵接合器，供全楼使用。《自动喷水灭火系统设计规范》中规定，当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时，应采用增压措施；且根据消防局的消防经验，规定在当地消防车供水能力接近极限的部位，设置接力设施。两种规范的规定存在一定的矛盾，高规中在消防车供水范围外，不设置接合器，而喷规中规定在范围之外需要设置接力装置。从消防安全的角度考虑，消火栓系统和喷淋系统都应设置水泵接合器，一种方法是根据喷规中的进行设计，另一种就是从用途考虑，水泵接合器是在室内水泵遇到问题或者室内消防用水不足的情况下，从室外取水，通过接合器将水送到给水系统中。

2.4 排水系统设计

排水系统的问题是水气混合的问题，超高楼层排水对管材的损害和水气混合对卫生器具水封稳定的破坏。设计中要根据以下三点进行设计：第一，严格的水力计算，最大流量值的限定；第二，每隔一段距离设置耗能装置，减少水流对管材的冲击损害；第三，设置专用通气管，调节排水管路里面的压力与外界一致，保证空气流通。

3 结束语

超高层建筑的复杂性和特殊性，使得在给排水系统设计中的考虑因素增多，设计难度加大，因此一定要做好超高层建筑的给排水系统设计。本文从给水系统的选择、转输水箱的计算、消防给水和排水系统设计四个方面对存在的问题进行了分析解决，从一定程度上为超高层建筑的给排水系统设计提供了帮助。

参考文献：

[1] 邓宏毅.建筑设施给排水设计施工的探讨[J].科技创新导报,2008,31(21)

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关键词：高层建筑；消防给水选择；注意事项

前言：消防给水方式的选择是超高层建筑消防系统设计中一个非常重要的环节。我国现在还没有针对超高层建筑的消防设计规范，设计人员在设计时往往套用高层建筑的消防设计规范和经验，存在较大弊端。本研究提出了超高层建筑消防给水系统综合评价的各项指标并进行了论证，根据递阶层次结构原理，建立了超高层建筑消防给水系统综合评价法模型。

1. 高层建筑消防给水系统的应用背景

高层建筑由于其功能复杂，人员众多，流动性大，烟蒂等各类火种多；高层建筑物内均设置有大量的电气设备，一旦漏电走火，或者检修焊接，均极易引起火灾；更由于高层建筑室内装饰要求高，装饰材料中有大量的可燃物质，均是火灾的隐患。加上高层建筑内竖井多，一旦发生火灾，均是火灾迅速蔓延的通路。高层建筑本身楼高风大，自然形成的烟囱，拔风助火，使火焰蔓延迅速，火势更加凶猛。高层建筑的建筑高度都在24 m以上，甚至高达数百米，当消防人员身负消防设备，快步登高到24 m以上时，呼吸和心跳都已超过限度，难以发挥正常的战斗力，更由于竖井的拔风作用，火势烟雾的漫延极快，火灾热幅射很强，烟浓雾厚，都给消防灭火带来极大困难。高层建筑火灾时，由于火大烟浓，人多拥挤，疏散非常困难。因此，高层建筑一旦着火，如不能及时扑灭，将造成人员大量伤亡、经济损失极为严重的可怕后果。由于建筑高度大，发生火灾时国产消防车已不能发挥作用，高层建筑的消防只能立足于/自救0，因此必须认真做好高层建筑的消防设计。高层建筑消防给水系统必须切实按照/高规0要求，根据高层建筑的类别和功能以及实际情况进行选择。高层建筑消防给水系统可按灭火设施系统压力、消防水箱和消防水池是否设置以及消防水供给方式，自动控制方式进行分类，设计时应正确选取。

2. 基于层次分析法的超高层建筑消防给水系统的优化

层次分析法是美国运筹学家于20世纪70年代提出的，它是对多个方案多个指标系统进行分析的一种层次化、结构化决策方法，它采用数学方法将哲学上的分解与综合思维过程进行了描述，从而建立决策过程优化的数学模型。具有原理简单、复杂问题结构化和层次化、理论基础扎实、定性与定量相结合等较突出的特点。按照层次分析的评价方法与标准，综合反映各种消防给水方式的优劣，从中优选最适合的消防系统给水方式。根据我国现有的水泵生产状况，一般的离心式水泵系统最高工作压力为1.6 MPa。当压力大于此值时，对设备的抗压能力要求将大大提高，受水泵扬程、消火栓出口压力和减压阀关于减压量的影响，一般水泵一级加压可供至约150 m的高度。因此，在运行可靠性C6的指标判断里，建筑高度以150 m为界，高于和低于此范围时，减压阀和并联系统的运行可靠性有极大的区别，故建立判断矩阵时以建筑高度150 m为界。低于150 m的超高层建筑，其判断矩阵为C6a，高于150 m则为C6b。

3. 高层民用建筑消防给水的注意事项

随着城市建设的不断发展，相继出现了高层民用建筑。有安全消防的供水系统是大楼启用最基本的条件之一。自来水厂通过城市输、配水管道供水.水压一般在Zkg/cmZ左右.夜间可达2.5一2.7kg/cm，所以六、七层以下的住宅楼通过设置屋顶水箱夜间市政管网水压高时屋顶水箱进水供四层以上住户正常用水是没有问题的。而目前城市用地越来紧，不得不建造较高的楼房.高层建筑的投资规模大.建筑使用功能复杂.使得对设计的要求越来越高.特别是防火安全的设计。一般来说楼房常见的几种供水方式是：1、水池一水泵（恒压变频或气压罐）一管网系统一用水点。此方式是集中供水对于一、二层是商业群房、群房上建有多幢住宅的建筑目前较多采用此种供水方案。一般设计有地下生活水池一座集中恒压变频供水不设屋顶水箱，最不利的用水点是顶层住宅主水泵一般有三台，二开一备自动切换.付泵为一小流量泵夜间用水量小时主泵自动切换到副泵以维持系统压力基本不变（气压罐一般不用于生活用水）。2、水池一水泵一高位水箱一用水点此方式也下面就我在高层民用建筑消防给水中的几点体会，愿与大家交流：对于防火安全的设计首先要考虑到室外消火栓数量的确定。《高规》第7.3.6规定：‘’室外消火栓的数量应按本规范第7.2.2条规定的室外消火栓用水量经计算确定.每个消火栓的用水量应为10-151/s”.但是（（高规）}的（（条文说明》是这样解释：“室外消火栓的数量应保证供应建筑物需要的灭火用水量其中包括室内、室外两部分‘’。我认为《条文说明》的解释超越了《高规》的规定。室外消火栓是室外消防用水取水口.理应按室外管网来考虑。但是《高规》第7.4.5.3规定“水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点，距室外消火栓或消防水池的距离宜为15-40m“。从这个规定可以看出水泵接合器的15-40m范围内在一般情况下要设置室外消火栓。因此在工程设计中在布置水泵接合器时要考虑其相对集中以利于与经计算的室外消火栓数量对应.一旦设计中有较多的室内消防系统需要较多水尖接合器且分散布置时.则需要适当增设“额外“的室外消火栓。最后要考虑到消防给水系统的形式。对高层建筑消火栓给水系统形式的选择首先我们应保证系统的安全可靠性其次我们应尽量选用经济合理的供水形式。按服务范围分：独立的消防给水系统和区域集中的消防给水系统笔者建议尽量采用区域集中的消防给水系统就如上述所讲。邻近高层建筑共用消防水池但这往往得不到推广。

结语：综上以上几点的分析我们可以知道，高层建筑内竖井多，一旦发生火灾，均是火灾迅速蔓延的通路。因此，高层建筑的消防给水安全可靠是最重要的但要在保证安全的同时达到经济合理，尽量节省投资，使得维修管理方便.我们还要在设计当中认真考虑，细心比较.这样才能把工程做的更好。■

参考文献

[1] 袁杰.浅析影响自动喷水灭火系统整体效能的关键设计点[J].宜春学院学报.2008（04）

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【关键词】超高层建筑；燃气管道；设计；安全

中图分类号：TU208文献标识码： A

一、前言

我国《民用建筑设计通则》GB50352―2005规定：建筑高度超过100m时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。超高层建筑燃气管道设计工作比较复杂，由于超高层建筑设计存在一定的难度，具有一定的危险性，所以，必须要进一步的探讨超高层建筑燃气管道的设计和安全问题。

二、影响超高层建筑燃气设计的因素

1.超高层建筑因体积和自重等因素，会远远大于普通建筑，其地基下沉对燃气引入管的影响较大。超高层建筑由于建筑以及设计的复杂性和特殊性，自然用到的材料就要多一些，这样就导致了其体积和建筑重量的增加，使得地基承受的压力自然加大，甚至会引起地基下沉，可能会使燃气管线受到一定程度的影响，造成弯曲现象，甚至会发生泄漏，这对于城市建筑物的影响是非常大的。

2.由于超高层建筑的高度较高，可能会造成燃气比重与空气比重的差异所产生的附加压头不足，这样就会使燃气难以得到有效的供给，影响燃气具的使用，影响城市人们的生产生活，因此，必须要进行合理设计和规划，克服高度障碍，保障燃气能够有效供应，提高人们生活质量。

3.由于超高层建筑燃气立管的自重所引起的压缩应力，这会减少管道的供给能力。同时由于内外环境的变化也会使管道伸缩，影响供给能力。

4、燃气管道管材选用。经过对各个地区的燃气公司的调查，高层燃气管材宜采用无缝钢管，连接方式焊接连接。高层建筑非常重视防火，镀锌钢管接性能不佳，螺纹连接易腐蚀，不宜作为高层建筑燃气管道管材。仅当楼层在15层以下时，可考虑用镀锌钢管螺纹连接。根据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006第10.2.4条，“在屋面上的燃气管道和高层建筑沿外墙架设的燃气管道，在避雷范围以外时，采用焊接钢管或无缝钢管时其管道壁厚均不得小于4mm。”因此在设计人员设计时，首先确认燃气管道是否在避雷范围内。

三、超高层建筑燃气管道设计

1、超高层建筑的附加压力

民用燃气管线系统多采用楼栋调压箱后低压入户，在计算低压燃气管道阻力时，对超高层建筑立管应考虑因高程差而引起的燃气附加压力燃气的附加压力按下式计算：

H=9.8×（Pk-Pm）×h

式中：H――燃气的附加压力（Pa）；

Pk；Pm――分别为空气燃气密度（kg/m3）；

H――燃气管道起点至终点高程差（m）。

通过上式取Pk；Pm分别为1.205和0.7134可计算出H=4.818h，即高度上升一米，管道附加压力增加4.818Pa。我国一般民用燃灶具额定压力Pn为2000Pa，按GB50028-2006《城镇燃气设计规范》要求，燃气设备前的燃气压力应在0.75-1.5Pn范围内，即1500Pa-3000Pa范围内波动，仍能达到灶具燃烧的要求若超出此范围，则会出现燃烧不稳定，出现脱火、回火或不完全燃料产生CO气体，导致发生安全事故。按广东地区一般调压箱后压力为2200-2500Pa，取最不利因素，沿途管线无用气单位，管阻接近于0，压力表取100Pa计算，则最高用气点高程差在124米范围内灶具前压力仍小于3000Pa，故在超高层建筑（高>100米）中，不计燃气附加压力作用仍能满足供气要求，但为减少用户灶前压力波动范围，平稳供气，仍需采用分层变径，增加管道阻力来减少附加压力的影响。

2、超高层建筑地基沉降的影响

对于高层住宅的燃气引入管除了按《城镇燃气设计规范》进行设计外，还应该结合当地地质情况重点考虑超高层建筑沉降所引起的燃气引入管补偿问题，以防止燃气引人管由于建筑物的沉降而被挤压变形、断裂从而产生安全事故燃气引入管一般和建筑物成垂直布置并穿越建筑物的墙体，受力情况主要是由于建筑物沉降对管道所产生的横向剪切力。对于普通的民用建筑（10层以下、沉降量在50mm以下），一般采用大直径套管来抵消建筑物沉降对燃气引入管所产生的影响。而随着建筑物高度的增加，显然，一味地用增大套管直径的方法来消除建筑物沉降对燃气引入管的影响是不现实的。

3、超高层建筑燃气立管的温差影响

超高层建筑立管的自重和热胀冷缩产生有推力，在管道的固定支架和活动支架管道补偿等设计上是必须考虑的，否则燃气管道可能出现变形或拆断等安全问题。同时因为超高层建筑的燃气立管长，其伸缩量绝对值受温差影响也较大。管道的伸缩量按下式计算：

L=103×aL（t2-t1）

式中：L――为管道伸缩量（mm）；

a――为管材结膨胀系数；

L――为管道长度（M）；

（t2-t1）――为安装时与最冷或最热时温差。

四、超高层建筑的沉降安全问题的措施

超高层建筑一般整体较大，建筑基础所承受的静动载荷十分大，由此超高层建筑在某个层面上而言容易导致整体的沉降，超高层建筑的竣工后三年，建筑的沉降速度较大，大约可达到5~10cm。超高层建筑的沉降将导致燃气管道遭到破坏，最主要的由于建筑物内的燃气管道随着建筑物整体沉降，然而建筑物外部埋地或者架空管道则静止不动，由此在管道的引入处产生了阻止建筑物下沉的力。随着建筑物沉降的增加，燃气引入管受到的抗力增加，沉降达到一定的数值后，燃气管道将产生形变和断裂，最终导致燃气泄露，导致燃气供应中的事故。

超高层建筑沉降所带来的对燃气管道的不良影响，在超高层建筑的燃气管道设计中应综合考虑，并根据超高层建筑状况调整燃气管道工艺设计，从而实现更为优化的设计。也可在燃气引入管位置安装伸缩补偿管或者金属软管抵消超高层建筑沉降所带来的不良影响，由此超高层建筑的沉降过程中由于伸缩补偿管吸收相应的抗力，有效防止了燃气管道的断裂等破坏。同时对金属软管的引入，利用波纹管随着外力变化而挠变的特点，减少了燃气引入管位置所遭受的应力，由此实现了超高层建筑沉降力度的补偿，由此保护了燃气管道。金属波纹管补偿量较大、耐腐蚀、抗震、抗疲劳，具有良好的密封性、耐温性，同时使用时间较长等特点，由此在各行各业中实现了广泛的应用。

五、超高层建筑燃气管道设计的消防安全措施

1、防雷、防静电及防腐

超高层建筑燃气管道防雷设计必须针对直接雷击、雷电感应和雷电波侵入采取防护措施。设计中一般要求楼顶（包括转换层）燃气管道及阀门箱应与楼顶避雷带连接，其中楼顶管道与避雷带连接不得小于两处。避雷连接须采用不小于DN8mm的圆钢双面焊接，焊接长度大于圆钢直径的六倍以上，凡焊接处均须防腐。防雷接地装置的冲击接地电阻应小于10Ω燃气管道静电接地电阻应小于100Ω，管道及设备法兰连接一般采用铜片跨接，螺纹连接采用不小于DN8mm的圆钢作跨接，其间电阻值不应小于0.03Ω。

目前室外中压无缝钢管一般采用如下防腐程序：先进行彻底除锈，要求管表面呈金属光泽。先刷一道P207防腐底漆，再刷一道P205防腐底漆，再刷两道银粉漆，并刷黄色标志以示区别（5～8m）。室外低压镀锌钢管刷两遍银粉漆；室内低压镀锌钢管刷一遍银粉，低压也可以按具体情况选用无缝管。

2、燃气设计中安全设施的配备

燃气是一种易燃易爆的气体，燃气管道一旦发生泄漏、出现事故，尤其是超高层建筑人员密集，其伤亡和损失都很大，社会影响很深。因此在高层燃气设计中，对安全防火问题国家有着明确严格的规定。故在设计中应严格执行《城镇燃气设计规范》GB50028-2006和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2008）的有关规定。采取安全措施如下：在引入管室外设置燃气快速切断阀门。在室内管道上设置快速切断阀门及自动切断阀；在各用气点及管道经过的房间设置燃气泄漏安全报警装置，且自动报警系统与自动切断系统联动，并集中监控。其工作原理为：当空气中可燃气体达到一定浓度时，探测器即发出与可燃性气体在空气中浓度成比例的电信号，该电信号传送给报警控制器，报警控制器即显示该可燃气体浓度，当被测可燃气体浓度达到或超过设定的报警浓度时，报警控制器即发出报警并启动有关开关控制信号，提示监控人员采取安全措施或启动自动控制装置，切断气源，从而起到保障安全作用，避免重大火灾爆炸事故的发生。

六、结束语

总而言之，我国超高层建筑燃气管道设计工作一定要考虑到超高层建筑的特殊性，针对超高层建筑的特点展开分析，由此提高超高层建筑燃气管道的设计效果和安全性能。

【参考文献】

[1]严铭卿等.燃气工程设计手册[M].中国建筑工业出版社，2009.

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您好，根据作者的专业，这篇论文我把电气内容放在前边，结构内容放后边了

关键词：高层；钢结构建筑；消防；电气；结构；设计要点

中图分类号：S611文献标识码： A

前言：高层钢结构建筑的电气消防设计水平和结构设计的安全、可靠，直接关系到高层建筑物和民用建筑建筑物的安全使用性能，建筑行业在进行建筑结构设计和消防电气设计中应该根据国家标准和规范，做好建筑工程的消防电源及配电设计、火灾自动报警系统设计、钢结构设计等方面的设计工作,通过优化建筑工程结构设计和消防电气设计不仅可以有效避免安全隐患的出现,防止重大安全事故的发生保障人员的人生安全。

一、高层钢结构建筑消防电气设计的特点

高层钢结构建筑的结构本身在高温下容易失去承载力，室内装修的材料也是可燃的，加上存在人员及货物过于密集、楼层过多的问题，高层建筑存在着严重的安全隐患。高层钢结构建筑容易发生的“烟囱模式”是由于竖井内电气管线多、管道敷设弯曲、电梯间通风设备多等多种原因造成的。烟囱模式在遇到明火的时候，会加快火势的增大和蔓延。经过对许多火灾事故和现场的分析，相关部门发现火灾发生十五分钟之后，火势会不断加大并以极快的速度蔓延，烟雾的扩散程度也会迅速加快。所以，高层钢结构建筑的火灾扑救十分困难，假如发生火灾，就会对人民的身体健康和财产安全造成极大的损害。

二、高层钢结构建筑的消防电气设计要点

1、供配电设计

高层建筑的防火规范必须按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95执行。国家标准《供配电系统设计规范》GB50052-2009规定了供电负荷等级和供电要求。一级负荷应由独立的双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。许多高层钢结构的建筑为一类高层建筑，所以它的供电负荷等级也应该是一级。一类高层钢结构的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、漏电火灾报警系统、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防电气的负荷应该是一级负荷别重要的负荷供电。

2、火灾事故照明和疏散指示照明

高层钢结构建筑的楼梯间、前室、配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间、人员密集的场所、公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20m的内走道应设置应急照明。疏散用的应急照明，其地面最低照度不应低于0.5Lx，疏散照明最少持续供电时间为30min。

3、先进可靠的火灾自动报警控制系统

高层钢结构建筑的火灾报警系统按《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求执行，将火灾报警系统分为三种基本形式：区域报警系统，集中报警系统和控制中心报警系统。火灾自动报警系统的保护对象应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为特级、一级和二级。钢结构的高层建筑的火灾自动报警系统基本上采用控制中心报警系统。控制中心报警系统中至少应设置一台集中火灾报警控制器、一台专用消防联动控制设备和两台及以上区域火灾报警控制器；或至少设置一台火灾报警控制器、一台消防联动控制设备和两台及以上区域显示器，应能集中显示火灾报警部位信号和联动控制状态信号，系统中设置的集中火灾报警控制器或火灾报警控制器和消防联动控制设备在消防控制室内的布置应满足规范要求，宜用于特级和一级保护对象。

4、火灾漏电探测报警系统

高层钢结构建筑内火灾危险性大、人员密集，根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求需设置漏电火灾报警系统。火灾漏电探测报警系统主要探测线路的漏电电流、过电流等信号，发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化，并储存各种故障和操作试验信号不应少于12个月。火灾漏电的探测模块安装在供配电的每一个回路的空气开关下端，探测每一路需要检测回路的漏电电流、过电流情况。每一个探测回路只发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化，不切断回路的电源。火灾漏电探测报警系统的主机安装在消防控制中心的墙上，给值班人员提供准确的报警信号和故障点位置。

5、做好建筑物的防雷与接地

高层建筑的火灾中，由雷击造成的原因占一定的比例。所以建筑设计时必须计安全可靠的防雷和接地装置 ，防止直击雷、侧击雷的直接破坏和雷电波的浸入造成的破坏。钢材是良好的导电体，钢结构的高层建筑像一个导电的铁笼子，所以更要做好建筑物的防雷和接地，还应及时与结构等专业沟通，合理确定位置，使其满足规范要求，减少和预防由于雷击造成的安全事故。

三、高层钢结构建筑的结构设计应注意的问题

1、钢结构设计要安全可靠

钢结构要做到安全合理、符合电气专业相关要求、节点构造方便可靠，并为构件生产、运输、安装提供保障。 结构方案尽可能节约钢材，减轻钢结构重量；钢结构设计生产尽可能缩短制造、安装时间，节约劳动工日；钢结构必须有足够的强度、刚度和稳定性，保证整个结构安全可靠，符合建筑物的使用要求，有良好的耐久性；结构构件应便于运输、便于维护。而且还要注意钢结构使用价值和观赏价值兼备。

2、钢结构建筑设计要实用、安全

钢结构建筑设计要发挥钢结构的优势，满足电气消防设计规范，建筑钢结构的平面布置应力求规则、对称，而且避免钢结构带来的建筑平、立面单调呆板；注意设计深度，保证达到有关的规定要求；注意解决钢结构建筑建筑防腐蚀、防火、防震问题。做好钢结构防锈、防腐处理，使结构布置符合规则性要求，提高防震能力，保证钢结构建筑的实用安全性统一。

四、高层钢结构建筑结构设计技术要点

1、判断钢结构在建筑设计中的适用性

在进行钢结构建筑设计、选用结构设计方案之前，要充分考察建筑项目建设是否适合用钢结构 。钢结构通常用于大跨度、高层、荷载、体型复杂或有较大振动、密封性要求高、吊车起重量大、要求能便于安装拆卸的结构。为了避免不必要的经济损失，要认真考察钢结构在建筑设计中的适用性。

2、确定结构选型与结构布置

“概念设计”这一理念应贯穿于在钢结构设计的整体过程中，运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择，它在结构选型与布置阶段尤其重要。国内常见的钢结构类型主要有：框架、塔桅索膜、网架、平面架、轻钢等。在钢结构选型环节，要注意依据结构设计中主体系与分体系之间试验现象、破坏机理、工程经验、力学关系与震害等因素的综合深入分析，从而全面性整体性的选择最为科学、合理的结构，并且注意合理布置细节。

3、分析结构、预估截面

建筑设计在确定钢结构选型和布置后要注意对钢结构进行分析，以便钢结构于在实际设计中的合理应用，例如利用线弹性分析钢结构。另外还需对构件截面作初步估算，包括梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。设计时应及时与电气等专业沟通，使设计更加优化，这些也是钢结构建筑设计的重要环节。

结语：综上所述，在高层钢结构建筑的消防电气设计以及结构设计过程中，深入了解其消防电气的设计特点以及结构设计特点是关键，做好电气和结构两个专业间的相互配合工作，这既是现代化高层建筑物得到安全保障的体现，也是建筑火灾得到有效控制的体现，极大地保障了人们的生命财产安全。并且随着现代科学技术的快速发展的同时，促进人们不断在建筑电气消防技术中引入了很多新型的现代化设备，不断的完善结构优化设计，进而大幅度地提升了超高层建筑物的安全稳定功能，使其更加符合现代化超高层建筑设计的新要求。

参考文献：

[1] 郭艳靓.消防电气技术在超高层建筑中的应用[J].科技致富向导，2013，(08).

[2] 刘海鸥.探析高层建筑设计中的低碳设计理念[J].价值工程，2011，(06).

[3] 燕日权,任鹏.超高层建筑燃气设施安全问题的探讨[J].山西焦煤科技， 2004，(03).

[4] 陈颖辉,黄明.浅谈高层建筑的发展[J].昆明大学学报，2005，(01).

[5] 郭彦杰.浅谈超高层建筑节能设计[J].科技信息(科学教研)，2008，(13).

[6] 杨小珊.对超高层建筑中泵送混凝土有关问题的分析[J].建材与装饰(下旬刊)，2008，(07).

[7] 吕明芳.超高层建筑的电梯设计的探讨[J].科技致富向导，2010，(26).

篇6

关键词：超高层；建筑给排水；分区；转输；减压

1. 前言

我国自上世纪80年代以来至今，业已建成多座世界级高楼。作为衡量技术实力和综合能力的象征，超高层建筑也是设计单位和设计师不断追求突破的动力。因此我们设计人员必须重视超高层建筑给排水设计中的安全、可靠及经济性等等诸多问题，并不断探索创新，力争做到最好。

2. 系统竖向分区

由于超高层建筑的高度太高，在设计给水系统时，首要考虑的便是竖向分区问题。若不分区，由于建筑底层的配水点受到过大压力会造成很多问题：如开启水龙头时，易发生水流喷溅并有水锤产生，易使给水道管及配件受损并伴有噪声等等。还有需合理选择分区压力值，过高仍会有以上问题出现；过低则会增加分区数量，增大了给水设备及管道的工程造价和维修管理工作的难度等等。因此，必须根据规定要求对超高层建筑给水系统进行合理地竖向分区。需严格遵守《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003中给出的建筑物内生活给水系统的竖向分区原则，并考虑以下几点：首先要在室内生活给水系统进行不同性质的用水区域的划分，分别进行给水加压系统的设置。超高层建筑功能不一，要根据不同功能的用水区域，设置独立的给水系统。并对其给水系统的供水方式进行确定。供水方式的原则性规定是 “建筑高度超过100m 的建筑，宜采用垂直串联供水方式。”，但对不同功能或多功能组合的超高层建筑要结合实际情况进行分析，确保最终选择最为合理的供水方式或组合供水方式。而消火栓系统和自动喷淋系统的分区除了要达到所规定静压要求之外，通常还应以设备层或避难层为界进行分区，因为大多转设备房和输水箱都设置在设备层或避难层，所以在设备层或避难层敷设消火栓和自动喷淋的横干管，防止了某一标准层敷设管线过多。消火栓或自动喷淋系统的分区通常采用水泵、减压阀或减压水箱来进行。直接用水泵来分区指的是每个分区有各自专用的消防泵，即并联系统。考虑到经济因素，如今很少采用这种方法。随着产品质量不断提升和产品功能的日益创新，减压阀在系统分区中，减压阀的作用愈加重要。若压力小于2.4Mpa 则竖向分区可以选择减压阀来进行。

3. 转输水箱

超高层建筑大多采用的是垂直串联供水方式，因此必须在中间避难层或设备层进行传输水箱的设置。设计转输水箱设计时要确定以下几点：

1）、水箱容积：转输水箱兼备低位贮水箱和高位供水箱的特点，但计算水箱容积时却存在着区别：（1）消防中间转输水箱容积：根据规定采取水泵转输串联时，中间转输水箱不但起着上区输水泵的吸水池作用还起着本区消防给水屋顶水箱的作用，其储水容积按15～30min 的消防设计水量经计算确定，且不小于60m3。（2）生活转输水箱容积：当采取串联供水，水箱不但供本区用水，也供上区提升泵抽水用时：水箱容为水箱服务区域内最大小时用水量的50%+（3～5min）上区提升泵的流量；若为中途转输专用时，水箱调节容积宜取5～10min 转输水泵的流量。要使水泵每小时启功不大于6 次，并起泵水位需高于最低水位0.2m 以上，则转输水箱容易宜>10min 转输泵流量。对于转输泵流量：本区提升泵流量为本区所负担供水对象的最大小时用水量，转输泵流量与上区提升泵流量相同。

2）、水箱液位：生活转输水箱的液位一般有以下几种：（1）低位报警水位；（2）起泵水位：根据水泵一小时启动不大于6 次和宜高于最低水位不少于0.2m 来进行确定；（3）停泵水位：也即设计水位；（4）溢流报警水位：高出设计水位0.05m；（5）溢流水位：高出溢流报警水位0.05m。消防水箱液位一般有低位报警水位、设计水位（最高水位）、溢流报警水位和溢流水位。

3）水箱进水控制阀：生活转输水箱一般采取电动阀和液位来控制；消防转输水箱由消防转输泵供水，转输管上阀常开，有火灾时和被转输区消防泵联动启动，平时由所在区生活变频给水补水，可采取遥控浮球阀。当一组水泵供多个水箱进水时，宜在进水管进行电讯号控制阀的设置，由水位监控设备来实现自动控制。

4. 减压措施

超高层建筑的室内给排水系统有诸多不稳定因素，为避免发生意外和检修需要，系统应配有相应的减压稳压组件和技术措施。给水系统上的防超压措施主要包括减压阀、泄压阀、安全阀、减压稳压消火栓、减压孔板及节流管等。给水系统的分区通常采用减压阀来进行，分为可调式和比例式。对生活给水系统而言，可调式减压阀的阀前阀后压力差应小于0.4Mpa，而环境安静的场所要求小于0.3Mpa。所需较大减压值的通常可选取比例式减压阀和可调式减压阀先后串联，即用比例式减压阀以一定比例减压后，再用可调式减压阀减至所需阀后压力。一个给水分区内有可能存在超压的管段也可借由可调式减压阀将过剩压力减去。管径大于DN50的管段通常采取先导式可调减压阀，小于等于DN50的管段常采取直接式可调减压阀。消防给水系统分区也常采用减压阀，但其区别与生活给水系统的地方在于消防给水系统减压阀要求成组设置，即设置备用。生活给水系统上的减压阀既是否成组设置都无碍。当不设备用减压阀时，需保证减压阀失效时管道的压力不会大于卫生器具的最大可承受压力。消火栓给水系统一般在超压管上采取减压稳压消火栓。安全阀及泄压阀大多用于如水泵出口减压阀组附近等系统压力最大的地方，超高层建筑的水泵接合器需进行安全阀的安装。减压孔板和节流管能够减压限流，通常在管网末端减压与自喷系统水流指示器前处使用，鉴于其会影响到流量，因此较少在配水管上使用。

5. 管材

超高层建筑中给水管的工作压力若大于1.0Mpa 则应选用强度较高的金属管，而非塑料管。强度够高的金属管包含厚壁镀锌钢管、不锈钢管、无缝钢管等。用于生活系统上的管材考虑到卫生问题，可选择涂塑钢管等。在连接管材时可选择法兰、沟槽等方都能达到或超过管材本身的抗压强度，在高压管道连接中应优先考虑。螺纹连接通常用于DN100 以下的较小管道，其承压能力较上述两者略小。作为整个管道系统的薄弱点，塑料管热熔连接点应避免在高压管道系统中使用。超高层建筑水平晃动相对较大，普通的排水铸铁管会被影响而使承口发生开裂，因此要选取具有接口可曲挠、抗震、快速施工等特点的承插式柔性抗接口的排水管。其柔性接口在径、轴向震动、轴向拔出和角向位移时表现出良好的水密性。考虑到超高层雨水下落时的冲击力，选择承压金属管作为雨水管材。虹吸雨水排水管通常选取HDPE 管。PVC-U 排水管由于其本身强度稍差，尤其是以成品胶粘接的常易脱落，所以较少使用。

6. 结语：

在进行超高层建筑的给排水设计时，应结合其自身最大特点――高度来考虑包括建筑高度、功能、材料及设备、安全可靠性、节能性、施工的可能性、可维护性等在内的各类问题。不断实践探索，总结经验，力争设计出最为安全可靠、经济节能的超高层建筑。

参考文献：

[1] 王增长主编，《建筑给水排水工程》（第5 版）

[2] GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》，2005 年版

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【关键词】矿物绝缘电缆 天然不足缺陷 耐火电缆

1、引言

随着人们对火灾危害越来越重视，规范加重了对防火的要求。从陆陆续续更新的规范条文中看出专家编者对防火措施一个比一个要求高，大力推荐使用矿物绝缘电缆，视乎只有矿物绝缘电缆才是消防设备正常运作的保证。但这样也意味着更多的付出。

2、矿物绝缘电缆性能区别

矿物绝缘电缆简称MI电缆，习惯称为氧化镁电缆或防火电缆，由矿物材料氧化镁粉作为绝缘的铜芯铜护套电缆，矿物绝缘电缆由铜导体、氧化镁、铜护套两种无机材料组成。由于电缆全都是用无机物（金属铜和氧化镁粉）组成，它本身不会引起火灾，不可能燃烧或助燃，由于铜的熔点是1083℃、氧化镁的熔点是2800℃，因此该种电缆可以在接近铜的熔点的火灾情况下继续保持供电，是一种真正意义上的防火电缆。但其造价高，虽能直接敷设，但实际施工难度大。潮湿的环境会对电缆断面的绝缘层造成了不利影响。因为矿物绝缘电缆在敷设后短时间内不能进行接头制作和电缆终端头压接，电缆截断后，断面会在空气中暴露一段时间，容易造成湿气渗入断面，造成绝缘层的受潮。由于刚性矿物绝缘电缆在结构设计上的天然不足，造成其在性能、生产及敷设等方面都存在着一定的缺陷。在发达国家特别是欧盟国家中，柔性矿物绝缘防火电缆的崛起，刚性矿物绝缘电缆的使用已被替代。在国内，相关技术掌握在少数厂家手里，产品各有弊端。目前还处于推广阶段，工人施工水平难以保证其性能发挥。

3、何时用矿物绝缘电缆

《民用建筑电气设计规范》JGJ16―2008第13.10.4条规定：消防设备供电及控制线路选择，应符合下列规定： 1 火灾自动报警系统保护对象分级为特级的建筑物，其消防设备供电干线及分支干线，应采用矿物绝缘电缆； 2 火灾自动报警保护对象分级为一级的建筑物，其消防设备供电干线及分支干线，宜采用矿物绝缘电缆；当线路的敷设保护措施符合防火要求时，可采用有机绝缘耐火类电缆； 3 火灾自动报警保护对象分级为二级的建筑物，其消防设备供电干线及分支干线，应采用有机绝缘耐火类电缆； 4 消防设备的分支线路和控制线路，宜选用与消防供电干线或分支干线耐火等级降一类的电线或电缆。而《住宅建筑电气设计规范》J 1193 -2011第6.4.4 条规定：建筑高度为 100m 或 35 层及以上的住宅建筑，用于消防设施的供电干线应采用矿物绝缘电缆；建筑高度为 50m～100m且 19 层～34 层的一类高层住宅建筑，用于消防设施的供电干线应采用阻燃耐火线缆，宜采用矿物绝缘电缆 ；10 层～18 层的二类高层住宅建筑，用于消防设施的供电干线应采用阻燃耐火类线缆。由此可见，超高层必需要用矿物绝缘电缆，其余可以不用。但在《建筑设计防火规范》 GB50016-2014第10.1.10条第3款内：消防配电线路宜与其他配电线路分开敷设在不同的电缆井、沟内；确有困难需敷设在同一电缆井、沟内时，应分别布置在电缆井、沟的两侧，且消防配电线路采用矿物绝缘类不燃性电缆。由此可见新防火规范要求更高，无论建筑高度，单单共井就要采用矿物绝缘电缆，试问开发商会为了省矿物绝缘电缆的钱而去设置两个电井吗，这样将占用更多面积。回顾《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第13.9.13条中规定的各类消防用电设备在火灾发生期间的最少连续供电时间图1所示。从规范上看，消火栓泵、防排烟设备、消防电梯需要持续供电3小时。笔者认为，对于超高层建筑，需要更多消防疏散时间及救火时间，故应按规范满足其持续供电3小时要求，即采用矿物绝缘电缆。对于非超高层建筑用耐火电缆即可，即使是超高层建筑的地下室的防排烟设备，其与塔楼无着火的必然关系，也采用耐火电缆即可。

4、少用矿物绝缘电缆

按理应多用矿物绝缘电缆全部满足消防持续供电要求，但本身规范编写的具有争议性，麻木全部采用矿物绝缘电缆，将大大增加工程造价，且工人施工技术是个问题，厂家产品质量是个问题，两者结合在一起，当真的火灾时，其能否起到作用有待实际考验。有工程项目试过矿物绝缘电缆因施工及后期维护问题，需全部更换其它厂家产品。产品要放到实际环境长时间实验才能验证其真实性能，而不是单单短时的防火实验。既然规范在大推矿物绝缘电缆，每本规范见解要求不一样，我们应从实际分析，根据需求选择是否用矿物绝缘电缆。

结束语

相对矿物绝缘电缆，耐火电缆技术成熟，生产厂家众多，在满足实际工程项目消防需求供电时间时，应尽量采用技术成熟的产品。产品可靠性才是最重要，毕竟防火工程不是产品的试验田，待长时间使用后才发现天然不足，关键时候才发现无法使用，这样就得不偿失。

参考文献

[1] 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008

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关键词：高层建筑；消防工作；给排水

中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：

1.电梯间的消火栓数量确定

我国现行的关于高层建筑消防工作的主要意见中规定，消防电梯的内部，应该设置一定数量的消火栓。但是，对于这类的消火栓是否应该计算在建筑物的整体消火栓数量范围内，业内的说法还不是很统一，有一部分人认为，消火栓在消防电梯内，不属于建筑物的整体结构部分，由于电梯等一些设备是单独采购的，而不是建筑工程方面生产的，所以不应该计入整体的建筑消火栓总数。而另一种说法说的是，这种消火栓对于建筑物的整体也起到了消防的作用，应该计入到总数，不应该因为不是施工单位生产的而将其除去在外。这两种说法都有一定的道理，国家在2005年以及2009年颁布的《高层建筑消防设计规范》中也是对于这个问题给出了两种截然不同的解释，可见此问题的界定是很难的。一般这样的情况，施工单位和监理单位都是依照具体问题具体分析的原则进行，具体的情况如下，我们可以简单的来看一下：

（1）不计入同层数量的情况

消防电梯的消火栓用于消防电梯内部的防火以及消防电梯前室的防火灭火，这种情况是一般的消防电梯消火栓采用的方法，主要的功能是便于消防通道的灭火防火，使消防通道在出现火情时畅通，便于消防人员进行合理及时的施救，便于楼内的居民逃生。这种消火栓的水带不用过于长，因为工作的范围很有限，同时，这类消火栓不应计入到建筑物的同层消火栓总数。

（2）计入同层数量的情况

消防电梯前室位置的消火栓，除了对于消防电梯的前室发挥作用之外，有的消火栓还负责比较大的区域，比如消防电梯、日常通道的消防以及市内的消防，这样的消防栓首先它的水带长度要足够长，应该在25米以上。这种情况下，在前室必须有送风装置，且送风装置的供电要由单独的线路进行，保证在发生火灾的时候，不会使人被烟雾的倒灌伤害以影响逃生。这样的消火栓要计入同层消火栓的总数。

这样，我们就可以从两个方面来确定这样的消火栓是否可以计入同层的总量。即消火栓的影响范围大小和是否适合送风装置。

2.超高层建筑的水箱设置

在一般的超高层建筑中，自来水的供应以及市政的直接供水是不能够满足超高层的供水要求的，这就需要在高层或是超高层的建筑中配有水箱。我国的现阶段高层及超高层建筑，其水箱分为消防水箱以及民用水水箱，其中的消防水箱一般要单独设计，不能够与日常的用水水箱混用，采取单路进水，单路供水的设计要求，这样做既能够保证平时的民用水质量安全，又可以有效的防止在真正发生火灾时，水箱的供水充分。消防水箱一般设计在建筑物的中间偏上的楼层，通过水泵将水引入水箱，再利用加压水泵实现二次消防供水。对于水箱的材质，我国的建筑规范中有明确的规定，不能够用建筑物的本体作为水箱的底或是水箱壁，这样做的后果会是建筑物出现渗水等现象，影响建筑物的使用，再则，可能会影响用水的质量，造成水污染。消防水箱与消火栓及其他的消防设备通过水管连接，每个连接部分的水管都不能够少于两根，因为如果进行单路供水的话，很可能出现管道堵塞，不能够及时的处理火情。

在火灾来临的时候，由于建筑物的水泵能力有限，一般会用到临时高压消防给水设备。这种设备，在火灾没有发生的时候处于休眠状态，而在火灾发生之后，状态变为工作。一般的高压给水系统的压力可以供五个消火栓同时使用，而一般的给水系统只能够供两个消火栓同时使用。超高层的消防给水系统最大的难点就是在高度上如何保证水压正常，能够保证消火栓能够顺利使用，为了节约成本，我们没有必要将水泵的性能都加大到最大，而是可以因地制宜，采取具体问题具体分析的方式进行解决。

以近期刚刚竣工的“深圳证券交易所广场”项目的消防系统为例，关于消防水箱设置情况就是比较典型的超高层建筑，现举例分析如下：

（1）本工程为超高层办公楼，总建筑面积 263528m2 ，地上办公楼46层，裙房6层，抬升裙楼3层，地下3层，建筑高度237.10m。经计算，室外消火栓系统用水量为324m3，考虑本项目市政两路进水水源及市政水压足够，该部分水量不储存于地下室消防水池内。本项目室内消火栓系统消防储水量432m3，自动喷水灭火系统消防储水量216m3，大空间智能型主动喷水灭火系统消防储水量54m3，故在地下三层设置消防储水池容积702m3。依规范要求分为基本相等的2格。由市政水源直接补给。

（2）经计算，在中间转换层第16层，设置90m3消防水箱，供给本项目低区消防系统的火灾初期消防用水，同时补给大空间智能型主动喷水灭火系统用水。此部分由生活给水系统作为平时水源，地下室三层消防水池及消火栓和喷淋转输泵提升作为消防时水源。此水箱需设置溢流管接至地下三层消防水池，以避免消防时管道超压及保证消防时候的水量充足。

（3）经计算，在47层屋面，设置18m3消防水箱，供给本项目高区消防系统稳压及火灾初期消防用水。同时通过管道及减压阀接至低区消防系统的稳压及火灾初期消防用水。此部分由生活给水系统作为水源。

3.自动消防设备的入口减压

国家关于自动消防设备的规定中明确指出，水的压力应该根据管道的直径以及管道的材质进行计算，还要结合管道的布局，由于一些管道在建筑物内部不是专线设计，往往与其他的建筑设备在一起，这样在真正的给水时可能会出现内部的管道变形等现象，继而导致一些建筑物的其他功能受到影响的后果，特别是在配水或是给水的入口处，这个部分的压力不能过大，如果过大的话，可能会导致接口处断裂，形成难以弥补的后果。根据这些实际中的情况，在不断的设计调整研究的基础上，规定在入口处的压力不能够大于0.4兆帕。笔者在实际的工作中，发现了一些很典型的问题，比如在高层建筑中，较低楼层的给水压力，由于受到水的自重影响，往往会大于0.4兆帕，针对这样的情况，我们可以采用的方式是，在入口处设计一些减压孔板或是其他的一些减压阀，达到减低水压的目的。但是应该注意的是，在减压孔板或是减压阀与供水口联通时，其直径应该大于供水口直径的30%，这样才能起到减压的效果，否则效果不明显。

4.高层建筑中的地下车库消防设备

地下车库位于高层建筑的最下层，由于其特殊的位置以及用途，对于此类区域的消防设计是有别于地上设计的。首先，我们应该认识到，在地下车库中，一些易燃易爆的物品数量要明显的多于地上，汽油、柴油、轮胎等各种橡胶、汽车的一些内饰等等，都是极其容易燃烧的。另外还有一些不易燃的，但是一旦燃烧就很难扑救的，比如汽车的主体框架等等。所以，这样的情况是很复杂的，在消防的实际设计中也是要考虑的。其次，由于地下车库在建筑物的底层，面临的一个问题就是消防供水的压力过大，上面我们说过，可以增加减压阀的数量，也可以利用减压孔板来进行减压。但是我们需要注意的是，这个区域不是人们居住的区域，在发生火灾的时候，人们不会第一时间跑到这个区域来灭火，所以，在实际的设计中，在保证消火栓的规定数量后，应该多设计一些自动灭火装置，最好是可以遥控的灭火装置，因为在车库中，由于汽油或是柴油的原因，全自动的灭火装置很可能会出现漏报或是误报，所以笔者建议，还是应该设计一些远程的遥控

灭火装置。

由于近些年来，随着车辆的增加，越来越多的高层及超高层建筑的地下车库设计中增加了机械立体停车库部分的设计。在此部分消防设计中，喷淋系统是我们重要考虑因素之一。按照《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB 50067-97

要求，“7.2.3.2机械式立体汽车库、复式汽车库的喷头除在屋面板或楼板下按停车位的上方布置外，还应按停车的托板位置分层布置，且应在喷头的上方设置集热板。”此部分明确要求了双层汽车库的上下均需设置喷头的设计。故在系统计算中需考虑此部分的流量计算，以合理选择喷淋系统水泵的重要参数。

5.结语

在高层建筑的给排水系统中，消防供水是要得到优先的保证的。我国在这一方面做的相对好一些，但是我们也要看到我们国家在这个方面存在的不足，比如在水压的控制方面往往不能够达到尽善尽美，在一些细节的把控方面也无法与发达国家相比，特别是在智能灭火的方面，与发达国家有着很大的差距，这些都是需要我们进行改良的。另外，我们需要注意到，除了一些新建的项目之外，对于老式建筑的消防灭火系统，我们也要投入大量的力气去改造，因为用现在的消防标准去衡量，这些建筑的消防能力已经有明显的不足。我们应该对这部分建筑负责到底，用现代的标准进行消防系统的检查与更新，已达到正常使用的目的。

参考文献

[1] 王增长主编，《建筑给水排水工程》（第5版）

[2] GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》,2005年版

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关键词：超高层建筑；结构设计；抗震

超高层建筑不仅可以为用户提供舒适的工作和生活环境，还可以很好地缓解大中城市由于人口增长带来的用地紧张的局面；同时，超高层建筑可以凭借其高度高、外形美观的特点而成为该地区的标志性建筑。现根据在超高层建筑结构设计中的实践，就超高层建筑的特点、结构方案选择的主导因素以及混合结构的设计等方面的内容与同行探讨。

1超高层建筑的特点

（1）超高层建筑由于消防的要求，须设置避难层，以保证发生火灾时人员能够安全地疏散。由于机电设备使用的要求，还需要设置设备层。一般超高层建筑是两者兼顾，设备层与避难层并做一层。而对于更高的有较多使用功能要求的超高层建筑，除每15层设一个避难层兼设备层以外，还需要设有专门的机电设备层。为提高结构的整体刚度，可以将设备层或是避难层设置为结构加强层。

（2）超高层建筑的平面形状多为方形或近似方形，其长宽比多小于2。否则，在地震作用时由于扭转效应大，易受到损坏。

（3）超高层建筑在基岩埋深较浅时，可选择天然地基作为基础持力层，采用筏基或者箱基，若基础持力层较深时，可采用桩基。较少采用复合地基。

（4）房屋高度超过150m的超高层建筑结构应具有良好的使用条件，满足风荷载作用下舒适度要求，结构顶点最大加速度的控制应满足相关规范要求。

（5）超高层建筑结构设计一般都需要进行抗震设防专项审查，必要时还须在振动台上进行专门的模型震动试验，才能确保工程得到合理地设计和建造。

2超高层建筑结构方案确定的主导因素

2.1建筑方案应受到结构方案的制约

超高层建筑方案的设计与实施应有结构专业在方案阶段的密切配合，保证结构方案实施的可行性。另外，在与建筑方案设计的协调配合过程中，结构方案设计应力求做到有所创新，能获得良好的经济效益和社会效益。

2.2结构类型的选择应综合考虑

（1）应考虑拟建场地的岩土工程地质条件

一个拟建在基岩埋藏极浅场地上的超高层建筑，具有采用天然地基的条件。一般这样的场地其场地类别为Ⅰ类或Ⅱ类，在该地区抗震设防烈度较低的情形下，其所采用的结构体系可优先采用钢筋混凝土结构。而对于在第四纪土层上的抗震设防烈度为7度或8度区的超高层建筑，为降低地震作用，结构选型应考虑采用结构自重较轻的混合结构或钢结构。

（2）应考虑抗震性能目标

一般抗震设计的性能目标要求竖向构件承载能力较高，达到中震不屈服；剪力墙底部加强区达到抗剪中震弹性。显然，在抗震设防烈度7度区，尤其是8度区，钢筋混凝土结构就很难满足这一条件。所以，为减小结构构件在地震作用下产生的内力，应优先考虑选用混合结构或钢结构，这样可以基本由型钢承担地震作用下产生的构件剪力和拉力。若是采用全钢筋混凝土结构，竖向构件则会因截面计算配筋量太大，导致钢筋无法放置；单纯增大构件截面则会使结构自重加大，同时地震作用产生的结构内力也会相应增加，截面配筋率仍得不到很好控制。

（3）应考虑经济上的合理性

通常从工程造价上比较，钢筋混凝土结构最低，其次是混合结构，最高则是全钢结构。所以，超高层结构方案的选用应着重考虑工程造价的合理控制。另外，超高层建筑中的竖向承重构件由于截面积大而会使建筑有效的使用面积减小。采用型钢混凝土柱或钢管混凝土柱作为主要承重构件可较大提高主体结构的承载能力，而且使整个结构有较好的延性，柱截面比单纯采用钢筋混凝土柱减小近50%，增大了建筑有效使用面积。即使采用钢筋混凝土结构方案，为减小柱截面，也可在一定标高框架柱内设置型钢，可获得较好的经济效益。

外框架采用型钢混凝土柱或圆钢管混凝土柱，混凝土核心筒构件内设型钢；类似于这种混合结构，正普遍运用于超高层建筑结构设计。此种结构相对全钢筋混凝土结构自重要小，尤其具有较大的结构刚度和延性，在高烈度地震作用下易于满足设计要求，同时具有良好的消防防火性能，其综合经济指标较好。

（4）应考虑施工的合理性

众所周知，房屋高度愈高，施工难度愈大，施工周期也愈长。一般钢筋混凝土结构高层建筑出地面以上的楼层施工进度约每月4层；混合结构（型钢混凝土框架+钢筋混凝土核心筒，内外框梁为钢梁）约每月5层～6层；全钢结构约每月7层。因此，在结构设计当中，应根据不同的房屋高度和业主对工程施工进度的要求，综合考虑选择合理的结构类型。

另外，由于超高层建筑施工周期长，从文明施工和尽量减少对城市环境不良影响的角度考虑，应尽量减少现场混凝土的浇捣量，使部分结构构件能放在工厂加工制作，运到现场即可安装就位。同时在楼盖结构设计中考虑尽量减少模板作业，采用带钢承板的组合楼盖，这对于保证工程施工质量和加快施工进度是极其有效的措施。

3.超高建筑结构类型中的混合结构设计

3.1型钢混凝土和圆钢管混凝土柱钢骨含钢率的控制

一般设计中，混合结构构件的钢骨含钢率中都是由构造控制，目前国内相关的设计规范和技术规程的规定各不相同，但有一个共同点是框柱中钢骨的含钢率不宜小于4%，这是型钢混凝土柱与钢筋混凝土柱区别的一个指标。在混合结构设计过程当中，设计者可根据计算结果来设计柱纵筋和箍筋，并设置大于4%的含钢率的型钢截面即可。

3.2钢筋混凝土核心筒的型钢柱的设置

在地震作用或风荷载作用下，钢筋混凝土核心筒一般要承受85%以上的水平剪力；同时筒体外墙还要承受近楼层面积一半的竖向荷载。所以，在筒体外墙内设置型钢柱既可保证筒体与型钢混凝土外框柱有相同的延性，还可以减小两者之间竖向变形差异。同时，筒体墙内设置型钢柱，可使剪力墙开裂后承载力下降幅度不大。尤其在抗震设防的高烈度区，剪力墙底部加强区的抗震性能目标要按中震弹性或中震不屈服设计，其地震作用下剪力、弯矩很大，更需在墙体内设置型钢柱。否则，内筒边缘构件配筋面积太大，增加了设计和施工的难度。通过设置型钢柱，可取代边缘构件内的纵筋。

3.3关于结构的抗侧刚度问题

超高层建筑混合结构的钢筋混凝土核心筒体是整个结构的主要抗侧构件，所以筒体的墙厚尤其是外侧墙厚，主要是由抗侧刚度要求决定。因此，外框柱截面的设计除满足承载力和轴压比要求外，其刚度在整体结构刚度设计中应予以充分考虑。

在超高层建筑结构设计中，由于框架-核心筒或筒中筒结构（钢筋混凝土或混合结构）的结构抗侧刚度有时不能满足变形要求，需要利用避难层或设备层在外框或外框筒周边设置环状桁架或同时设置水平伸臂桁架。采用这种桁架式的加强层可使外框架或外框筒与核心筒紧密连接成一体，增大结构的抗侧刚度和扭转刚度，满足结构的变形（层间位移）要求。对于外框柱与筒体的剪力墙间设置的水平伸臂桁架，应使设置水平伸臂桁架处筒体的墙定位与外框柱相对应，水平伸臂桁架平面应与内筒体墙刚心和重心重合，方能形成较好的结构整体抗侧刚度。

4结语

结构设计是基于建筑的表现，以实现建筑优美的外观和良好的内部空间。因此在设计过程当中需要建筑表现和结构方案的完美统一，这就必须依靠建筑师与结构工程师在整个设计过程中相互密切配合，综合考虑结构总体系与结构分体系之间的传力路线关系，并充分考虑结构材料选用、施工的可行性和经济性，避免施工图设计中产生不合理的结构受力体系。

参考文献：

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【关键词】可持续理念；超高层；绿色建筑

1、引言

超高层建筑具有大的建筑尺度和规模，是城市集约化发展的产物，对环境影响力巨大，消耗大量的自然资源，给环境带来了巨大负担。在快速发展的城市化进程中，超高层建筑数量迅速上升，建筑群体规模向着更高、更大的方向发展，特别是沿海地区和一线大城市地区发展速度惊人。建筑的可持续化、绿色化发展是今后建筑业发展的主要方向，且建筑节能和可持续在全球范围内得到人们重视。可见，实现超高层建筑的可持续性和绿色发展对全球环境发展具有重要意义。

2、基于可持续理念的超高层建筑给排水内容

为实现健康环保的办公环境为设计目标，追求高品质的建筑环境质量，在当地自然资源下实现建筑的可持续性和绿色化，则必须在建筑方法中融入绿色建筑和可持续发展理念，降低建筑能耗，共同实现环境舒适和节能环保。因此，基于可持续理念的超高层建筑给排水内容包括居民的生活用水、生产、环境卫生、工艺、水景和绿化等给排水，还有消防用水、回用水、热水等，这些都将增加建筑能耗，是节能、绿色建筑的重要部分之一，实现建筑给排水降能可以进一步体现绿色建筑内涵。

从事给排水工作的人员，必须正确认识可持续理念的超高层绿色建筑中给排水节能技术应用，有效降低我国超高层建筑能耗，促进建筑的可持续发展。

3、开发第二水源

3.1 中水回收利用

建筑生活排水是中水的主要来源，通常是日常生活中，人们排放的一些生活污水、废水等。常见的生活废水有冷却排水、厨房排水、洗衣排水、沐浴排水和盥洗排水等，除去厨房排水的剩余排水综合为优质杂排水。在《生活杂用水水质标准》下，通过净化处理的部分生活优质杂排水达到了规定的水质标准要求，可广泛应用与生活、环境、市政等范围的一种不可饮用水。据统计，在我国各种建筑的排水量中，住宅生活废水占69%，办公楼生活废水占40%，将这些生活废水进行收集和净化处理，就可以变为中水而广泛应用在日常的建筑施工、绿地浇灌、车辆冲洗、道路清洁、冲厕等用水，以代替紧缺的自来水资源，从而降低城市的总体供水总量。

3.2 雨水收集利用

通过收集建筑物屋顶、小区地面雨水等，在经过净化处理后符合规定用水水质要求，实现雨水收集利用。根据雨水的水质、水量和地区的水质规定标准来选取相应的雨水净化处理工艺，如根据《污水再生利用城镇杂用水水质指标要求》（GB / T 18920-2002）来处理使用于消防、车辆清洗、绿化、道路清扫、建筑施工、冲厕等的雨水；如根据《污水再生利用景观环境用水的水质指标要求》（GB/ T 18921-2002）来处理应用于景观环境的雨水。

雨水经过收集处理后，一般大都数应用在车辆清洗、绿化、道路清扫、建筑施工等，处理技术效果好的也可以应用在消防、冲厕、洗衣、冷却循环等补充用水中。若城市严重缺乏饮用水源，雨水处理后也可以作为城市的饮用水。

4、超高层绿色建筑热水供应系统节能

（1）应用空气源热泵

空气源热泵作为一种热量提升装置，可以有效实现热量吸取作用，并将吸取的热量传递给需要加热的物体，同制冷机的工作原理相同，一般是根据逆卡诺循环实施的，唯一不同的是两者在工作温度范围上的差异。空气源热泵在实际绿色建筑应用中的热水机组由几部分组成，有压缩机、冷凝器、蒸发器、过滤器、膨胀阀、储液罐、储水箱等，其媒介为制冷剂，基本上在零下40度时制冷剂汽化，从而与外界环境之间形成温度差，吸收外界温度后的冷媒汽化，后在压缩机作用下被压缩而产生热量，从而转变为一种高温高压气体，通过水、热交换器进行热量交换后释放压力，重新变为低温低压状态。在不断循环的制冷剂、水之间的能量交换，逐渐加热水罐中水，从而产生热水和节能目的。

（2）太阳能利用

超高层建筑由于高度优势，将带来大面积的接受太阳能辐射表面，且比低层建筑受到的遮挡少，更好的体现出利用太阳能的优势，降低建筑能耗，实现超高层绿色建筑的可持续发展。利用太阳能这种取之不尽的清洁能源，通常选用光伏太阳能板将太阳能转化为电能为建筑提供能量，同时可以直接应用太阳能热辐射为建筑供能，广泛应用于热水供应系统。由于光伏太阳能需要较高的设备支持，且需要较高的建筑集成度，在设计光伏太阳能板时根据建筑日照条件优化设计太阳能板位置，实现高效、最大化收集太阳能。

收集后的太阳能可直接加热真空管式和热管式设备，具有良好的保温性能、高效率性、全自动运行，操作简单、外界环境影响小、全年使用等优点。

（3）完善热水供应循环系统

高层建筑普遍采用集中热水供应系统，这要求完善热水循环系统，提高建筑系统质量，避免较大的能源浪费现象。特别是当热水装置开启后，产生的热水不满足温度使用要求，必须将部分冷水放掉后才能使用热水。这使得这部分冷水在没有产生应有的使用效益之前就被浪费掉，形成无效冷水。产生无效冷水的主要原因有设计、管理、施工等方面，如未合理设计或布置热水管网，使混合配水装置冷热水存在悬殊的进水压力差，当热水压力比冷水小时，基本上要浪费很多冷水之后才可以使配水装置流出适宜的温度；如热水循环系统存在的多环路阻力问题在设计时没有充分实现平衡，造成接近加热设备环路时，循环流量出现了短流现象，从而造成远离加热设备的环路温度急剧下降。

超高层建筑中使用循环节水方式不同，具有不同的节水效果，其优劣排序为支管循环、立管循环、干管循环，且工程成本也从高到低依次下降。《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2009）明确指出支管、立管、干管循环和立管、干管循环两种方式，实现节能、节水。因此，在超高层绿色建筑中，选择热水供应循环系统应综合考虑成本、节水效果，选取合适的循环方式，降低无效冷水浪费。

5、结语

在可持续发展理念下，实现超高层建筑第二水源开发，完善热水供应系统，实现可再生能源利用与节能环保共举。在建筑方法设计过程中，通过运用可持续理念，促进超高层建筑对太阳能、天然雨水等的利用，实现建筑的精细化设计和给排水设计，促进超高层绿色建筑发展。

参考文献：

[1] 韩继红；范宏武.中国超高层建筑的绿色低碳之路――思考与实践[C]. 第六届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集.2010年.