石峥嵘:不同行业和标准,建筑高度的控制目的不一样,计算要求和计算方法也不一样。建筑防火中的建筑高度,侧重消防救援,主要指室外设计地面至屋顶的相对高度,具体概念和计算原则,一直颇存争议,国内各地方标准的解读也不尽一致。
本文旨在通过基本概念和机理解析,系统性解决悬而未决的争议!
本文明确了室外设计地面标高的基本概念和计算条件,阐述了坡屋顶、拱屋面、平屋面建筑的高度计算原则,列示了建筑高度计算中的常见争议(共计14项)。
建筑高度计算中,主要涉及室外设计地面标高、平屋面标高、坡屋面标高等概念,本文总结了14项常见争议,分述如下:
在建筑防火中,与建筑高度相关的室外设计地面,是指满足安全疏散要求和满足灭火救援要求的设计地面,前者包括首层安全出口的室外设计地面,后者包括满足消防车灭火救援要求的室外设计地面。因此,在确定建筑高度的室外设计地面标高时,应同时满足以下两个条件,并选取标高最低值作为计算建筑高度的室外设计地面标高值:(1)建筑首层安全出口的室外设计地面标高;(2)满足消防车灭火救援要求的室外设计地面标高。
争议1:哪些部位属于“首层安全出口”?
首层安全出口主要包括以下部位,当各安全出口涉及不同的室外设计地面标高时,以最低者为准。
争议2:哪些部位属于“满足消防扑救操作要求的室外设计地面”?
满足消防扑救操作要求的室外设计地面,主要是指消防车登高操作场地和消防车道。
(1)消防车道可以作为灭火救援场地,尤其可以作为大部分灭火类消防车的灭火救援场地,任何设置消防车道的建筑,均应考虑消防车到场后展开应急救援的需要。参见专题:消防车道| 能否作为灭火救援场地?
因此,满足消防车灭火救援要求的室外设计地面,除消防车登高操作场地外,也包括消防车道。当消防车登高操作场地和消防车道涉及不同的室外设计地面标高时,以最低者为准。
(2)特例:当某建筑立面对应的消防车道仅供消防车通行,无需灭火救援时,该消防车道可不作为确定建筑高度的室外设计地面。示例:在【图示1】的建筑中,两个长边已满足该建筑的灭火救援要求,两个短边(山墙面)的消防车道可不作为确定建筑高度的室外设计地面。该建筑消防车道的灰色区域应作为室外设计地面标高。
注:当为高层建筑时,应沿一个长边设置消防车登高操作场地。
当建筑屋面为平屋面时,建筑高度应考虑人员避难和消防救援需求。《建筑设计防火规范(2018年版)》GB50016-2014规定“建筑屋面为平屋面(包括有女儿墙的平屋面)时,建筑高度应为建筑室外设计地面至其屋面面层的高度”。【图示2】的平屋面建筑,建筑高度为H。
对于局部突出屋顶的瞭望塔、冷却塔、水箱间、微波天线间或设施、电梯机房、排风和排烟机房以及楼梯出口小间等辅助用房,通常没有人员停留,火灾危险性较小,当这类辅助用房的总面积不大于屋面面积的1/4时,不会占用人员的临时避难面积,也不会影响灭火救援操作,允许不计入建筑高度。
实际应用中,主要争议如下:
争议1:保温防水、覆土绿化等构造设施是否计入屋面面层高度?
建筑高度的确定,需要满足灭火救援的需要,其中包括屋顶避难人员的救援需要。当屋面设置有保温防水、覆土绿化等构造设施时,避难人群需停留在这些构造设施之上,因此保温防水、覆土绿化等构造设施应计入屋面面层高度【图示3】,也就是说,建筑高度应包括保温防水、覆土绿化等构造设施的高度。
【图示3】保温防水、覆土绿化等构造设施应计入屋面面层高度
争议2:女儿墙可不计入建筑高度,女儿墙高度是否有限制?
女儿墙是设置在建筑物屋顶四周的矮墙,主要作用除维护安全外,也有避免防水层渗水,或是屋顶雨水漫流的作用。女儿墙和常规护栏没有火灾风险,通常不会影响消防救援,可不计入建筑高度【图示2】。
但当女儿墙高度过高时,必然对消防救援产生不利影响,通常情况下,女儿墙高度不应超过1.5m,当超过1.5m时,应考虑其对建筑高度的影响。
争议3:局部突出屋顶的会议室等活动场所,可否不计入建筑高度?
《建筑设计防火规范(2018年版)》GB50016-2014规定“局部突出屋顶的瞭望塔、冷却塔、水箱间、微波天线间或设施、电梯机房、排风和排烟机房以及楼梯出口小间等辅助用房占屋面面积不大于1/4者,可不计入建筑高度”【图示2】。这类辅助用房通常没有人员停留,火灾危险性较小,当辅助用房的总面积不大于屋面面积的1/4时,不会占用人员的临时避难面积,也不会影响灭火救援操作。因此允许不计入建筑高度。
但是,辅助用房不能包含人员经常活动的场所,当会议室等设置在屋顶时,不管面积大小,均需计入建筑高度。
坡屋面本身不会作为人员避难和救援场所,其内部一般也不会作为人员活动场所,灭火救援高度主要在檐口以下,因此没必要按建筑物最高点确定建筑高度。《建筑设计防火规范(2018年版)》GB50016-2014规定“建筑屋面为坡屋面时,建筑高度应为建筑室外设计地面至其檐口与屋脊的平均高度”。【图示4】的坡屋面建筑,建筑高度H=H1+(1/2)H2。
争议1:怎样确定檐口高度?
根据《民用建筑设计术语标准》GB/T 50504-2009定义:檐口是屋面与外墙墙身的交接部位,作用是方便排除屋面雨水和保护墙身,又称屋檐。依此,檐口高度可确定为屋面与外墙墙身的交接部位的高度【图示5】。
【图示5】檐口高度是指屋面与外墙墙身的交接部位的高度
争议2:当坡屋面内部作为人员活动场所时,怎样确定建筑高度。
当坡屋面内部作为人员活动场所时,灭火救援高度势必在檐口高度以上,因此不能以檐口与屋脊的平均高度作为建筑高度。
(1)如果坡屋面内部设置有吊顶层板,则应以吊顶层板与屋脊的平均高度作为建筑高度。【图示6】的坡屋面建筑,建筑高度H=H1+(1/2)H2。
(2)如果坡屋面内部没有设置吊顶层板,则可参照该建筑的标准层高度划出虚拟顶板线,并以虚拟顶板线与屋脊的平均高度作为建筑高度。【图示7】【图示8】的坡屋面建筑,建筑高度H=H1+(1/2)H2。
【图示7】坡屋面建筑-建筑高度示意图
争议3:当坡屋顶建筑内设置有夹层时,怎样确定建筑高度?
(1)对于有吊顶板的夹层,建筑高度如【图示6】所示,H=H1+(1/2)H2。
(2)当夹层顶部作为活动空间时,建筑高度如【图示9】所示,建筑高度H=H1+(1/2)H2。
争议4:对于【图示7】中的半坡屋面,怎样确定建筑高度?
(1)当半坡屋面的屋顶仅为装饰性构造,不存在人员逗留等情况时,可以将半坡屋面延伸,按常规坡屋面计算建筑高度。
当屋面材料为不燃材料时,半坡屋面和全坡屋面风险相当;当屋面材料为可燃材料时,半坡屋面的扑救高度低于全坡屋面。因此,半坡屋面的火灾风险和灭火救援难度不会高于全坡屋面。计算建筑高度时,可以将半坡屋面延伸,按常规坡屋面计算建筑高度,当计算高度大于实际屋顶高度时,按实际屋顶高度计。在【图示10】中,半坡屋面的建筑高度H=H1+(1/2)H2,实际坡屋顶的高度为H3,最终建筑高度可取H和H3的较小值。
(2)当半坡屋面的屋顶为上人屋面,存在人员逗留等情况时,应参照平屋面的相关要求确定建筑高度。在【图示10】中,当半坡屋面的屋顶为上人屋面时,建筑高度应为H3。
争议5:拱形屋面是否可以参照坡屋面计算建筑高度?
穹形屋面可以参照坡屋面计算建筑高度。但穹形屋面通常没有檐口,可取穹形屋面与外墙接口的建筑高度与穹顶建筑高度的平均值,在【图示11】中,建筑高度H=H1+(1/2)H2。当穹形屋面与外墙接口距顶层楼板的高度小于标准层净高时(h1<h),应从顶层虚拟层高线开始计算,在【图示12】中,建筑高度H=H1+(1/2)H2。
注:具体计算依据及设置夹层的处置方式,参见前述坡屋面说明。
【图示11】穹形屋面建筑-建筑高度示意图
争议5:带天窗的坡屋顶,怎样计算建筑高度?天窗是否计入建筑高度?
(2)可以延伸虚拟屋面,按常规坡屋面取值建筑高度。在【图示13】的建筑中,建筑高度H=H1+(1/2)H2。
争议6:对于坡度小于3%的屋面,怎样确定建筑高度?
依据《坡屋面工程技术规范》GB 50693-2011规定,坡屋面是指坡度大于等于3%的屋面。当屋面坡度不大于3%时,应按平屋面确定建筑高度,应按屋面面层的较高部位确定建筑高度。
争议7:单坡屋面怎样计算建筑高度?
单坡屋面的建筑高度,参考常规坡屋面的建筑高度确定,【图示14】中,建筑高度H=H1+(1/2)H2。
《建筑设计防火规范(2018年版)》GB50016-2014附录A.0.1-6:“对于台阶式地坪,当位于不同高程地坪上的同一建筑之间有防火墙分隔,各自有符合规范规定的安全出口,且可沿建筑的两个长边设置贯通式或尽头式消防车道时,可分别计算各自的建筑高度”。
争议1:较低一侧建筑的屋顶是否有耐火极限要求?
为防范较低一侧屋面起火后威胁较高一侧建筑,因此要求较低一侧屋顶的耐火极限不应低于1h,对于有较高要求者,应以较高要求为准,比如:一级耐火等级建筑的上人平屋顶,其屋面板的耐火极限分别不应低于1.50h。
较高一侧建筑不可以向较低一侧建筑疏散,在【图示15】中,防火墙上开设的洞口,不得作为疏散出口(疏散门等)。
注:该图示引用石峥嵘老师编著的《建筑设计防火规范-图示及应用》。
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