(完整版)高层、超高层公共建筑核心筒的设计20130125

在高层、超高层建筑设计中，尤其是公共建筑中，我们深刻体会到核心筒的设计具有较高的技术含量：首先它涉及到各个专业的知识，作为建筑专业必须要熟悉各专业核心筒设计的基本原则，协调各方面的设计矛盾，梳理核心筒各组成部分的关系，使核心筒能充分发挥其运行效率和经济效益。其次，核心筒不仅是是水、电、空调上下传送的通道，更是使用者垂直交通与安全逃生的通道，可以说核心筒是高层、超高层建筑的生命中枢所在，其设计好坏直接影响到使用者的生命安全。再次，核心筒的设计还关系到建筑的使用率问题，核心筒面积的大小直接影响到使用率的高低。一般来说，建筑越高需要的核心筒面积就越大，使用率也随之下降，在标准层面积一定的情况下，核心筒布置应当尽量紧凑，面积越小越好，在这种情况下对核心筒进行优化设计成为必要。但是随着用户对使用舒适性的要求越来越高，包括对日后设备升级可能性的考虑，小面积的核心筒未必是设计追求的最终结果，如何以高使用系数、高运行效率为前提的，在尽可能的条件下创造高品质空间环境的核心筒是我们在工作中的不断探索追求的核心筒设计概述一、核心筒设计考虑的因素1.使用率高使用率VS宜人的尺度2.消防安全逃生路线疏散距离疏散宽度3.结构安全结构选型位置平面尺寸与高度的比值4.设备维护与升级5.景观朝向二、核心筒的平面设计类型1）中心筒式2）分散筒式3）中长筒式4）外筒式5）中偏筒式本文仅对单核情况作以讨论三、核心筒的组成要素楼梯----双跑梯、剪刀梯电梯----客梯、货梯、观光梯、消防电梯前室----楼梯前室、消防电梯前室、合用前室电梯厅管井----水、暖、电、送风、排风、排烟布草间公共卫生间茶水间空调设备用房----空调机房、新风机房垂直交通垂直与水平交通转换根据建筑功能确定四、建筑功能与核心筒组成的匹配建筑功能楼梯电梯前室合用前室电梯厅管井布草间公共卫生间茶水间空调机房普通客梯观光梯货梯消防梯办公√√○○√√√√√√○○酒店√√○√√√√√√√○○公寓√√○√√√√√○○综合体√√○√√√√√√○○○○注：1.此表格仅根据基本设计经验，不能概论；2.“√”为基本设置项，“○”为附加设置项。核心筒的平面设计一、标准层面积的确定1.消防安全防火分区疏散距离疏散宽度楼梯数量消防电梯数量2.结构型式3.使用率建筑面积（㎡）核心筒防火分区（个）疏散楼梯（部）消防电梯（部）2000单核121~22500单核242结论，单核时标准层面积应控制在2000㎡以内。一、电梯和电梯厅的设计1.电梯厅的设计核心筒内的电梯厅是垂直交通与水平交通的转换和安全疏散的枢纽，也是进入楼层的“门户”，因此，它既有作为转换空间的尺度要求，又有作为楼层总体面貌形象的要求。设计原则，使用方便、集中高效、分区设置2.电梯数量的确定（不包括消防电梯）可通过计算或参考已建的同类建筑来确定数量确定的影响因素：----建筑的功能、性质（办公、酒店、公寓……）----层数----客流量（使用人数）----电梯速度----电梯服务质量----电梯服务人数（轿厢规格）----等候时间（时间标准）----投资（经济标准）初步判定电梯数量的计算公式电梯井道的面积S=9n（电梯井道尺寸按3m×3m考虑）3.电梯厅面积的计算电梯厅面积S=电梯厅长度L（=单侧电梯井道长度之和）×电梯厅进深D（见表）一般而言，电梯按多台队列布置，每两台电梯需要面积大概为3m×4m=12㎡，电梯厅的面积与电梯数量的关系为S=12n/2=6n（n为单层电梯数量最大值）。二、楼梯的设计1.作用----作为底部裙房的主要垂直交通工具----作为层间的垂直交通联系的主要通道----作为疏散通道2.位置与数量疏散距离影响了楼梯位置的选择，应满足下表的要求疏散宽度的要求决定了楼梯间和前室的门宽度、通道宽度以及梯段、平台的最小尺寸。净宽都是按每100人不小于1.00m计算。但最小净宽各有不同。3.前室对于高层（超高层）建筑来说，疏散楼梯为防烟楼梯，在楼梯入口处需设前室、阳台或凹廊，前室面积最小为6㎡，如与消防电梯前室合用则不小于10㎡。4.楼梯及其前室的面积计算以办公建筑为例：规范规定高层(超高层)办公建筑梯段净宽按每100人不小于1.00m的疏散宽度来计算，且≥1.2m，因此楼梯间的净宽最小应为2.4m。另外，作为办公建筑疏散梯的踏步高度和宽度都有要求（见下表），因此我们可以大概算出楼梯的长度为：d=2x楼梯平台宽度w+踏步宽度x层高H/（2x踏步高度h）式中w最小值为1.2m，层高H一般为3.9-4.2m，踏步高度最大值可170mm，踏步宽度可取最小值260mm。这样楼梯间的最小净长度为5.4m左右。所以，楼梯间的最小净面积约为5.4x2.4=12.96≈13㎡。因此：当疏散楼梯不与消防电梯合用前室时，楼梯间的面积为13+6=19㎡，合用时为13+10=23㎡。三、设备管井的设计1.设备机房位置的确定----靠近负荷中心，均衡布置，以缩短管线长度，避免对楼层净高的影响；----尽量靠近外墙，以方便进出线、出馆。2.管井的布置原则管井位置尽量靠近负荷中心，以利于走线和减少线路能量损耗，因此管井应靠近核心筒外围布置。1）空调专业3.面积确定2）水专业一般水系统分为生活供水系统、消防供水系统、排水系统、空调水系统以及中水系统。排水系统有分为雨水系统、污水系统和废水系统。一般水管井中导管的数量为2~5根，最大管井DN150，导管与墙的距离俺不小于200mm考虑。水管井的平面布置及尺寸见下表。3）电气专业电气专业与核心筒设计最为密切的是电气竖井，包括强电竖井和弱电竖井，里面可采用金属管、金属线槽、电缆、电缆桥架和封闭母线等布线方式。在电气竖井内，如果除敷设干线回路外，还设置了各层的电力、照明分配电箱及弱电的端子箱等电气设备。电气竖井的面积应根据线路及设备的布置来确定，除了满足布线间隔及配电箱、端子箱等设备的布置所必须的尺寸外，还应充分考虑布线施工及设备运行的操作维护距离，一般在箱体前流下不小于0.8m的操作空间。如需要进人，强电井的进深为1.2m-1.5m，弱电井进深为1.1m-1.2m。因此，粗略估算，需进人时，强电井约4㎡左右，弱电井为3.5㎡左右。若不进人均为3.0㎡左右。进人不进人4.设备各专业占用标准层面积的比例四、卫生间茶水间的设计1.卫生间卫生间及茶水间的设计有在核心筒固定一个方位布置的做法，以便管井对齐，方便走管；但是更多的做法是，灵活利用上下电梯分区的电梯厅或者电梯井道的位置，节省面积，提高实用率。1）卫生间的平面设计原则卫生设备间距应符合下列规定：a）第一具洗脸盆或盥洗槽水嘴中心与侧墙面净距不应小于0.55m；b）并列洗脸盆或盥洗槽水嘴中心距不应小于0.70m；c）单侧并列洗脸盆或盥洗槽外沿至对面墙的净距不应小于1.25m；d）双侧并列洗脸盆或盥洗槽外沿之间的净距不应小于1.80m；e）并列小便器的中心距离不应小于0.65m；f）单侧隔间至对面墙面的净距及双侧隔间之间的净距：当采用内开门时不应小于1.10m，当采用外开门时不应小于1.30m；g）单侧厕所隔间至对面小便器或小便槽的外沿之净距：当采用内开门时不应小于1.10m，当采用外开门时不应小于1.30m。2.茶水间的设计原则茶水间一度被当作可有可无的空间，不受重视，但是随着观念的改变，人们对高品质的生活空间越来越看重。如果茶水间能有一个良好的眺望视野，再配上椅子、桌子和自动售货机等设施，它将成为一个非常舒适的休憩环境，为员工一天紧张的工作提供一个舒缓神经的好场所。3.卫生间及茶水间的面积计算（以办公建筑为例）标准层按每10㎡一个人估算，男卫生间按每40人一个蹲位计算，女卫生间每20人一个蹲位，每个蹲位大概5-6㎡，从而推出公式：男卫生间面积=标准层有效使用面积x（5-6）÷10÷40女卫生间面积=标准层有效使用面积x（5-6）÷10÷20残疾人卫生间面积=4-5㎡卫生间面积合计=5+3x标准层有效面积/80而茶水间设置与否则视乎办公楼的档次及使用者的要求，如果需要设置同时又在核心筒内，将算入核心筒的组成部分，其面积大小为10-20㎡不等。五、核心筒各部分组成的面积估算六、核心筒平面设计的基本原则在设计核心筒平面时，一般来说电梯居中布置有利于发挥电梯井道刚度的优点，易于结构布置；楼梯间及消防电梯间布置要均衡，便于消防疏散；卫生间、茶水间等则利用楼梯上下分区而节省出来的空间，灵活布置；至于管井、机房，应靠核心筒外围布置，以利于走线和减少线路能量损耗。具体到每个管井，则略有不同：水管井应靠近水单元分散布置，如卫生间、开水间以及空调机房等；电气管井不管是否进人检修，紧邻公共走道布置比较合适，保证检修时不影响空间的使用；空调管井则更需要沿核心筒外围布置，因其水平支管尺寸较大，为避免穿越剪力墙以及尽少影响吊顶高度，在剪力墙外侧布置最为理想。核心筒的竖向设计一、竖向收进1.按电梯分区逐渐收进2.核心筒整体收进二、分区系统1.电梯的分区设置分区设置的优点：----停站数减少，设备费降低----电梯服务层站减少，运行时间缩短，电梯数量减少----底区、中区电梯机房上部仍可作为有效使用面积----将人员流量大的部门设在低层，提高经济效益2.分区一般原则----每约10层作为一个分区----低层区层数宜多些，高层区层数宜少些；建筑竖向空间布局时注意，把人多的空间布置在低层区，人多的空间布置在中高层区----电梯的速度可随着分区所在部位的增高而加快，即高层区电梯比中低层区的为快3.分区方式----高低二区电梯系统----高中低三区电梯系统----低、中低、中高、高四区电梯系统----低、中低、中中、中高、高五区电梯系统----区中区电梯系统三、楼梯在避难层的设计根据《高层民用建筑设计防火规范》要求，通向避难层的防烟楼梯应在避难层分隔、同层错位或上下层断开，但人员均必须经避难层方能上下。其目的是当火灾发生时，强制性把人流先引向避难层，避免逃难时人们慌不择路，错过了避难层。因此，楼梯间在避难层就要转换，其做法有二：工程实践鄂尔多斯正东广场避难层：核心筒组成：楼梯----2部（转换方向）电梯----8部（其中消防电梯2部）设备管井水暖井----3间电井----1间送、排风，新风，排烟井空调机房楼梯间前室楼电梯合用前室电梯厅公共卫生间避难层兼作设备夹层廊坊万达B区A座高度：92.6m层数：19层功能：酒店(标准间18，套房2）标准层面积：1380㎡核心筒面积：197㎡使用系数：86%核心筒种类：中筒式核心筒结构类型：剪力墙柱网：10~12m层高：3.8m两个疏散口，满足《高规》6.1.5条的要求廊坊万达B区A座核心筒组成：楼梯----2部电梯----6部（其中消防电梯2部），均是1.6T设备管井水井----2间弱电间----1间强电间----1间送风、排风、新风、排烟井布草间楼梯前室楼电梯合用前室电梯厅廊坊万达B区B座高度：73.4m层数：16层功能：办公标准层面积：1454㎡核心筒面积：229㎡使用系数：84%核心筒种类：中筒式核心筒结构类型：剪力墙柱网：9~12m层高：3.8m两个疏散口，满足《高规》6.1.5条的要求（同前）廊坊万达B区B座核心筒组成：楼梯----2部电梯----6部（其中消防电梯1部，1.05T）客梯1.6T设备管井水井----2间弱电间----1间强电间----1间送风、排风、新风、排烟井楼梯前室楼电梯合用前室电梯厅公共卫生间廊坊万达A区E、F座高度：104.5m层数：27层功能：公寓标准层面积：1248㎡核心筒面积：146㎡使用系数：88%核心筒种类：中筒式核心筒结构类型：剪力墙柱网：8.4×8.4m层高：3.1m两个疏散口，满足《高规》6.1.5条的要求（同前）廊坊万达A区E、F座核心筒组成：楼梯----2部（剪刀梯）电梯----6部（其中消防电梯1部）设备管井水井----1间电井----1间送风、排风、排烟、排油烟井楼梯前室楼电梯合用前室电梯厅北京瑞晨中心高度：73.9m层数：20层功能：公寓标准层面积：3498㎡核心筒面积：1#核心筒195㎡2#核心筒137㎡使用系数：90%