高层住宅设计规范

第 五 章 高层和中高层住宅 国家《住宅设计规范》规定： 7—9层住宅称为中高层住宅 10层及10层以上住宅为高层住宅 高度超过100m的住宅为超高层住宅 随着城市的发展，城市建设用地越来越紧张，建设高层住宅成了解决城市用地紧张的一种手段，而随着科技的进步，先进的工程技术，新型的建筑材料和完善的管理手段也为建筑向高层发展提供了有利条件。80年代的以后，兴建高层住宅已十分普遍，不少高层住宅已成为城市的标志性建筑。但是，高层并不代表城市的现代化程度，虽然，高层住宅在节约用地方面效果显著，但同时也带来了一系列问题。 首先，电梯已成为主要的垂直交通工具，为提高电梯的使用效率，需要组织方便安全而又经济的公共交通体系，因而，对高层住宅的平面布局和空间组合产生一定的影响。 其次，由于高度的增加，建筑的垂直荷载和侧向荷载大幅度增加，为保证结构安全，需要采用不同的建筑材料和结构体系，对建筑的布局会有特殊的要求，而不像多层住宅中经常使用的砖混结构那样灵活和随意。 第三，在给排水、供电、疏散、防火、防烟及安全上都有新的要求。 第四，由于高层建筑体量巨大，居住人数增多，居住密度加大，对居民的心理状态、居住环境、居住区的空间组织等一系列问题都会带来新的矛盾。 第五，由于建造时的一次性投资巨大，加上经常性的维修，管理费用多，其总投资大大高于多层住宅，因而，建造时需较多的考虑经济因素。 第六，由于结构形式的变化，带来新的施工方法，而同时也影响到设计方法和建筑处理。 第七，涉及到其他多方面的综合因素。 由于上述多种原因，我们说：高层住宅不是多层住宅的简单叠加，而是具有自身的特点的。认识和掌握这些特点，对高层和中高层住宅的设计和研究是非常必要的。 第 一 节、 高层住宅的垂直交通 在高层住宅中，电梯是主要的垂直交通工具，而楼梯则成为辅助交通工具，住户的交通要以电梯为中心来组织，如何经济地使用电梯，以最少的投资和最低的经常性维护费用以争取更多的服务户数，是高层住宅设计中需要解决的主要矛盾之一。 一、电梯的设置 电梯的设置，首先要做到的是安全，其次是方便，再次才是经济，安全是第一位的。 安全可靠就是要保证住户正常的日常使用，即使有一台电梯出现故障或进行维修时，也应该有另外的电梯供住户使用，因此，《住宅设计规范》规定：12层及12层以上的高层住宅，每栋楼至少要设两部电梯，而且其中一台能容纳担架出入。 使用方便也与电梯数量有关，要方便就需多设，这往往与经济相矛盾。我们不能只是简单的压缩电梯数量和电梯的容量来减少经济投入，而影响居民的正常使用，而是要在保证一定的服务水平的基础上，使电梯的运载能力与客流量相平衡，充分发挥电梯的效能达到既方便又经济的目的。 二、电梯与楼梯的关系 高层住宅中虽然设置了电梯，但是，楼梯并不能因此而省掉，它仍然可以作为下面几层居民的主要交通工具，作为居民短距离(相邻几层)层间的交通工具，作为非常情况下的住户疏散通道。 因此，楼梯是必不可少的，而且其设置位置和数量要兼顾安全和方便两个方面。首先要符合国家《高层民用建筑设计防火规范》的要求，，要注意每部楼梯的服务面积及两部楼梯间的距离，在塔式住宅中，由于楼梯、电梯核心布局较为紧凑，可以采用一部剪刀楼梯，以取得两个方向的疏散口。其次，楼梯位置的选择与电梯的关系要适当，作为电梯的辅助交通工具，应与电梯有机的组合成一组。以便相互补充。 对于板式或其他形式的住宅，在安排楼梯位置时，应考虑主要的楼、电梯的位置对住宅平面及体形的影响。在有多向走廊时（如十字形、T形、H形等走廊），应尽可能放置在走廊的交叉点处，以便于多个方向人流的集中。当为一字形走廊时，应根据建筑物的长度和防火规范对安全疏散间距的规定选择适当的位置，以使楼梯的数量尽可能少。 三、电梯对住户的干扰 由于电梯在使用高峰时，人流相对集中，比较嘈杂，同时，电梯在运行时会产生较大的机械噪声，对住户干扰很大，必须考虑对电梯井的隔声处理。一般情况下，电梯厅、电梯井要远离住户的主要房间，可以用浴卫、壁橱、厨房等次要房间作为隔离空间来布置，以减少对住户的干扰。 第 二 节、 高层住宅的消防和疏散 消防和疏散问题是高层建筑普遍存在而且特别重要的问题，因为，高层住宅中厨房是经常使用明火而又易于失火的地方，住宅内部有许多竖井（如设备井、垃圾井、通风井、管道井等），对火焰和热烟有很大的抽吸作用，是火灾蔓延和扩大的捷径，同时，住户中会有不少老幼病残者，一旦火灾发生，难以疏散，因此，在设计方案时，必须充分考虑消防和疏散问题。 一、消防能力与建筑层数和高度的关系 消防云梯的高度在 50m 以内，相当于18 层住宅的高度，其防火等级列为一个等级。超过 50m ，即 18 层以上，又列为一个等级，如果高度超过 100m ，相当于 36 层以上的住宅，则防火要求更高。其防火设施应按 《高层民用建筑设计防火规范》处理。 二、防火分区 高层住宅内一旦发生火灾，为了不让火势蔓延扩大，必须将住宅建筑分隔成几个防火区，在火势初起时就将火灾限制在较小的范围内，时居民能够尽快疏散。 在我国，高级住宅和 19 层及 19 层以上的普通住宅为一类建筑，10—18 层普通住宅为二类建筑。《高层民用建筑设计防火规范》规定： 防火分区最大允许建筑面积为： 一类建筑 1000 ㎡ 二类建筑 1500 ㎡ 每一防火分区应有两个安全疏散口，以保证双向疏散。 因此，在布置高层住宅内的电梯时，虽然要使电梯服务更多的户数，但同时也必须考虑到防火区的面积限制，和安全疏散楼梯的数量和位置。 三、安全疏散楼梯和消防电梯的位置 根据我国现行的防火规范，长廊式高层住宅一般应有两部以上的楼梯，以解决疏散问题。在组合式的单元内可以只设一部楼梯，但是，为保证双向疏散，还需依靠毗邻单元的楼梯作为疏散通道。因此，楼梯必须通向屋顶，人流可以经过屋顶进入另一个楼梯疏散，而且，从第十层起，每层的相邻单元应设有连通阳台或凹廊，作为火灾发生时的安全疏散通道之一。袋形走道末端与楼梯间距超过规范时，应在增加一部独立的疏散楼梯。 塔式住宅： 18 层以上应设两个安全出口， 18层及18层以下，每层不超过 8 户，建筑面积在 650 平米以内，且设有一座防烟楼梯间和消防电梯的可设一个安全出口。 所有一类建筑，除单元式和通廊式住宅以外的建筑，高度超过 32m 的二类建筑，以及塔式住宅，均应设置防烟楼梯间。防烟楼梯间的入口处应设前室、阳台或凹廊。前室面积应不小于 4.5 平米，前室和楼梯间的门均应为乙级防火门，并应向疏散方向开启。 单元式住宅每个单元的疏散楼梯均应通至屋顶，11层及11层以下的单元式住宅可不设封闭楼梯间，但开向楼梯间的入户门应为乙级防火门，并且，楼梯间应靠外墙，且应直接天然采光和通风。 12 层至18 层的单元式住宅应设封闭楼梯间。19 层至 19 层以上的单元式住宅应设防烟楼梯间， 11 层及 11 层以下的通廊式住宅应设封闭楼梯间，超过 11 层的通廊式住宅应设防烟楼梯间。 消防电梯是专供消防人员携带消防器械迅速从地面到达高层火灾区的专用楼梯，消防电梯应设单独出入口，避免发生火灾时，疏散人流与消防人员发生干扰。《高层民用建筑设计防火规范》规定：塔式住宅、 12 层及其以上的单元式住宅和通廊式住宅应设消防电梯。消防电梯可以与客梯或工作梯兼用，但应符合消防电梯的要求。消防电梯应设前室，前室面积不应小于 4.5平米。当与防烟楼梯合用前室时，其面积不应小于6㎡。 在高层住宅中，把电梯和楼梯间布置成独立的单元，处于开敞消烟的情况下，即可作为安全疏散通道，对消防疏散十分有利。 塔式住宅应满足适用、经济与消防疏散的要求， 10—11 层的塔式住宅可只设一部消防电梯和一座防烟楼梯， 12—18 层的塔式住宅则应设两部电梯 ( 其中一部为消防电梯 ) ，和一座防烟楼梯，超过 18 层的塔式住宅除设两部以上电梯外，还应设置两部防烟楼梯，或者设为以实体墙分隔的防烟剪刀楼梯，剪刀楼梯应分别设置前室。 四、安全疏散间距 安全疏散间距是指从户门到安全出入口之间的最大距离。 位于两个出入口之间的房间，距最近的安全出入口的最大距离不超过 40 米。 位于袋形过道内的房间距安全出入口的最大距离则必须限制在 20m 以内。 疏散通道应适当加宽，且宜直接采光或通风，否则，应设置机械通风排烟设施。在建筑底部出入口处不能与底层商店、地下室、锅炉房的出入口混合使用。 五、灭火设备 消防用水应有独立的电源、水泵和远程开关，室内消防给水管应布置成环状，进水管不少于两根，保证水源有足够的水量和水压。消防栓应设置在楼梯间或走道明显、易于取用的位置，其间距应保证同层任何部位有两个水枪同时使用，不超过 30m 。 第 三 节、 高层住宅的平面类型 与多层住宅不同，高层住宅的平面布置因为受垂直交通（电梯）和防火疏散要求的影响较大，其平面类型大致可归纳为如下几种： 一、 单元组合式高层住宅 以单元来拼接组合的一栋建筑、单元内以电梯、楼梯为核心来布置，楼梯与电梯组合在一起相距不远。楼梯作为电梯的辅助交通工具，组成垂直交通枢纽。 单元组合式高层住宅平面形式多种多样，为提高电梯的使用效率，增加外墙采光面，照顾朝向及建筑形体的美观等，平面形式可有多种变化，可以由我们在创作过程中自由发挥，常见的平面形式有矩形（条形）、 T 形、十字形、 Y 形、 Z 形，以及其他多种形状，也可把电梯、楼梯间作为单元与单元之间的插入体，这种灵活方式适用于不同地段和各种户型的需要，有利于消防疏散。 二、 走廊式高层住宅 1、 长内廊式 住宅各户布置在内廊两侧，内廊的形状有以下四种： 1� 一字形内廊 袋形走廊应满足防火疏散要求 ② L 形内廊 ③ ∩形内廊 ④ Y 形内廊 长内廊的走道通风条件很差，在发生火灾时不易排出热烟，常需设置机械通风设备来排除热烟。 2、 长外廊式 以长外廊作为水平交通走道，可以增加电梯的服务户数，把电梯、楼梯间成组布置成几个独立的单元，可以利用外廊作为安全疏散通道，但高层住宅风力很大，外廊不避风雨，使用很受影响，故一般都需将外廊封闭。 可将外廊设在楼梯转角平台的标高上（降半层），以减少对住户居室的视线干扰，也便于住户的采光及通风。 还可在天井式住宅中将外廊连成环形，可以避风遮雨，但往往会影响有些住户的朝向和采光。 三、 塔式住宅 塔式住宅是指平面上两个方向的尺寸相近，而高度又远远超过平面尺寸的高层住宅，相当于加高的的点式住宅。这类住宅是以一组垂直交通为中心，各户围绕交通枢纽布置，不与其他单元拼接，独立自成一栋。 其特点是：能适应地段较小，地形起伏复杂的基地。对住户的日照、采光、通风、视线影响甚小。其造型挺拔高耸，与其他类型住宅组合成团能使街景更加生动活泼。可有效的改善城市的天际线，美化城市环境，这种形式各地都有较多的采用。 平面布置形式与点式相类似，几乎可以囊括所有的几何形状，每层可布置4—8户。 四、跃廊式高层住宅 跃廊式每隔一到二层设有公共走道，由于电梯可以隔一层或二层停靠，从而大大提高了电梯的利用率，既节约交通面积又减少干扰。 跃廊式住宅的组合方式可以多种多样，其公共走廊可以是内廊也可以是外廊。跃廊既可跃一层也可跃半层，也可以有的户跃层，有的户不跃层。 单元式，长廊式，跃廊式等各种方案可以混合使用，取长补短。我们在设计实践中，可以充分开动脑筋，灵活掌握各种设计方法，融汇贯通，创造出更加丰富多彩的宜人建筑。 第 四 节、 高层住宅的结构体系及设备系统 一、结构体系 高层住宅的结构体系不但要承担一系列的垂直荷载，而且还要承担较大的风荷载和因地震而产生的水平荷载。这种水平荷载因建筑物的层数越高而影响越大。因此，除了必须尽可能的减轻建筑物的自重，尽量选用质地轻，强度高的建筑材料外，还必须使其结构体系具有足够的抗侧移和摆动的能力。 早期的高层建筑承重结构完全采用钢材，因为钢材结构重量相对较轻，材料性能均匀。还可根据需要做成不同的截面，适应性大，还可以制作复杂的大型构件。但是，钢材价格过高，很不经济。只有在建造超高层时才有经济意义。采用钢筋混凝土作为高层建筑的骨架材料，可以做剪力墙结构体系或者框架剪力墙体系，是比较适用的。目前，我国采用这种形式较多。 （一）剪力墙承重体系 以一系列剪力墙纵横交错，作为承重结构，又承受水平荷载，并作为分间墙。 由于剪力墙承重体系承重墙与分间墙合二为一，采用小开间，则大大约束了住宅平面布置的灵活性，为此，应扩大开间为6—9m，以满足灵活分隔，增强适应性的要求。 （二）框架轻板结构体系 框架轻板结构体系能大幅度降低自重，又能使内部空间分隔较为灵活。 由于框架结构体系刚度不大，常在其中布置必要的剪力墙共同工作。因而，称作框架剪力墙体系。有时以楼梯，电梯间四周的混凝土墙作为井筒与框架共同工作。有些框架结构既设剪力墙，有设井筒，与框架共同工作。在布置剪力墙时，最好利用这些纵横方向的剪力墙作为分户墙，以避免在墙上开洞。 从结构的角度考虑，高层建筑的地下室有助于地面上建筑的稳定，有利于抵抗地震力的冲击。因此高层建筑常设一、二层，甚至更多层的地下室。 总之，高层住宅的结构体系比较重要，建筑的平面布局需较多的适应结构的要求，同时，结构选型也要为建筑的灵活性提供可能，要考虑将来发展和提高的需要。 二、设备系统 高层住宅的设备系统有： 供暖系统，给水系统，排污水系统，排雨水系统，燃气系统，消防用水系统，供热水系统，空气调节系统，电器及照明系统，电视及通讯系统，安全防卫系统等。 如何根据我国高层住宅的特点，将各类管道布置与住宅内部空间组织紧密配合，十分重要。 高层住宅在高空部分，尤其20层以上，散热量大，管道抽吸力大，采暖系统可以分层上行下给或下行上给布置，必须考虑风压与热压的关系。 高层给水系统与低层不同，低层可以由市政给水管道直接供水。高层则需要利用水箱，但水箱供水也不能超过10层，否则水压过大。可以每10层左右设一给水系统，分层供水，各层水箱设在设备层内。分层供水体系之间与消防用水体系必须沟通，消防用水自备专用水泵、电源，不另设水箱。消防用水水压不受生活用水水压所限，以专用水泵保证消防用水的最大水压。此外，消防水管各处应设远程控制电钮，以备火灾时隔断交通以后消防用水不受影响。污水管排出污水也需分层处理，尤其是层数过高，排污水时由于加速，使污水管受压过大，会发生反水，冒水，冒泡甚至损坏管道等现象，卫生间及厨房污水与粪便排污系统分开，有利卫生。 在一些高层住宅中，设备管道往往集中在中央井筒内，根据设备管网的技术要求，可设置设备层，以便于安装与维修。各种动力、电力、热力管道设在井筒内，从设备层，顶层或地沟内分散至建筑物各个部分。各种管道，尤其是污水垂直管道的布置对建筑物的住宅平面影响较大，跃层式住宅，上下层平面布局不同，管道位置更需认真考虑。 第 五 节 、 中高层住宅 由于中高层在节约用地方面比多层更有优势，在结构、设备方面、施工技术条件方面没有高层那么复杂，所以，在今后的住宅建设中将占有重要地位。 中高层住宅由于介于多层和高层之间，在楼梯和电梯的设置上有其特殊性。下面几层可以以楼梯为主，上面几层则以电梯为主。从经济上说，电梯停靠的次数少则运行费用低，由于中高层只有7—9层，因而可以采用简单一些的电梯《如液压电梯》以降低造价。 在防火与安全疏散方面，7—9层不属于高层建筑防火范围，但比高层又要求高一些，如组合的单元住宅，其楼梯间应通至平屋顶。 塔式中高层住宅可以只设一部电梯、一部楼梯，但每层的建筑面积不超过500㎡，楼梯应设封闭楼梯间，若入户门采用乙级防火门时可不设。 中高层住宅不宜采用多层的砖混结构，而宜采用框架结构、剪力墙结构或框架剪力墙结构。 中高层住宅的平面布局多采用塔式、单元组合式和长廊式，有的将外廊与单独设置的楼梯、电梯间相结合，居民在出电梯后即可由各自单元的长廊进入户内，这样，既可充分发挥电梯的使用效率，同时也便于火灾时的居民疏散。 采用长外廊能保证每户有良好的朝向与通风，外廊也有利于住户的邻里交往，且电梯疏散方便，但外廊对住户造成声音和视线干扰，宜采取必要的措施改进，如适当降低走廊标高，以避免视线干扰。