淺談超高層建筑屋頂建設(shè)直升機(jī)救助設(shè)施的設(shè)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(xué)研究院，北京，100013;2. 中國建筑技術(shù)集團(tuán)有限公司，北京，100013)
摘要：建筑設(shè)計防火規(guī)范對超高層建筑屋頂設(shè)置直升飛機(jī)坪有要求，但無論是新版還是老板規(guī)范都沒有做強(qiáng)制的規(guī)定，所以在設(shè)計及消防審核方面各方掌握的尺度都不同，筆者總結(jié)所做項目的設(shè)計實踐過程，希望能給建筑設(shè)計工作者一些參考。
關(guān)鍵詞：超高層建筑 屋頂 直升機(jī)停機(jī)坪 直升機(jī)救助設(shè)施 設(shè)計
0 引 言
超高層建筑火災(zāi)因素多，消防救援疏散難度大，在超高層建筑屋頂上設(shè)置直升機(jī)停機(jī)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)層建筑面積大于2000m2 的公共建筑(老版高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范規(guī)定是標(biāo)準(zhǔn)層建筑面積大于1000 m2)，宜在屋頂設(shè)置直升機(jī)停機(jī)坪或供直升機(jī)救助的設(shè)施。新版規(guī)范對標(biāo)準(zhǔn)層建筑面積放寬了條件。
1 設(shè)置停機(jī)坪問題的提出
2012年下半年筆者所在項目組開始濱河商務(wù)中心的設(shè)計工作，其中濱河商務(wù)中心A樓建筑高度138.05米，為超高層建筑，標(biāo)準(zhǔn)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(jī)房層。為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。12月份和當(dāng)?shù)叵啦块T溝通相關(guān)消防設(shè)計問題。當(dāng)?shù)叵啦块T要求在屋頂設(shè)置停機(jī)坪。
2 對停機(jī)坪設(shè)計評估
經(jīng)過查詢相關(guān)規(guī)范及資料，我們對消防咨詢圖紙的回復(fù)意見中對停機(jī)坪設(shè)置的評估如下：
根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GBJ 50045 - 95的規(guī)定, 高度大于100m、標(biāo)準(zhǔn)層面積 ≥1000m2的性質(zhì)重要的超高層建筑宜考慮設(shè)置停機(jī)坪。此條文是建議性規(guī)定，鑒于本項目特點，建議不設(shè)置停機(jī)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(shè)置停機(jī)坪是為了適應(yīng)大都市對國防、消防、急救、特種勤務(wù)、旅游等的特殊需要，或是擔(dān)負(fù)城市防災(zāi)抗災(zāi)指揮調(diào)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(jī)構(gòu)、重要的醫(yī)療救治中心、高級飯店等才考慮設(shè)置停機(jī)坪。
2.2 對屋面的面積占有較多，難滿足要求：
停機(jī)坪大小: 采用矩形時, 長寬應(yīng)分別取可能接納的最大型直升飛機(jī)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(jī)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(jī)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(shè)備豎井及樓電梯機(jī)房，如設(shè)置停機(jī)坪需要用結(jié)構(gòu)架空停機(jī)坪，在建筑造型處理上也必須要與建筑物頂部設(shè)計、檐部設(shè)計結(jié)合起來考慮, 同時還要統(tǒng)一到整座建筑的風(fēng)格特點當(dāng)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(jī)坪需要業(yè)主另行委托專業(yè)的設(shè)計公司設(shè)計，需特殊的審批流程，將會影響本工程的設(shè)計及施工進(jìn)度。
2.5根據(jù)停機(jī)坪要求，對屋面凸起物等有間距要求較嚴(yán)格，特別是屋面的造型影響較大。
直升機(jī)坪多設(shè)于寬闊的主要屋頂平臺, 其起飛著陸區(qū)四周應(yīng)距各種突出物(如機(jī)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(yīng)與樓梯間出口及臨時避難區(qū)保持一定間距, 以減少飛機(jī)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(jī)坪位置示意圖。
圖1a 停機(jī)坪起降區(qū)布置示意圖 圖1b 著陸標(biāo)志
2.6 結(jié)構(gòu)要求：荷載較大，需增加投資。
直升飛機(jī)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(qiáng)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(jié)構(gòu)影響較大，需特殊處理，不經(jīng)濟(jì)。將大大提高建筑物的造價。
2.7 有較復(fù)雜的專業(yè)建筑構(gòu)造及細(xì)部處理：
屋頂直升機(jī)坪既要滿足隔熱、抗?jié)B、防護(hù)、防雷等上人屋面的使用功能要求, 還要保證直升飛機(jī)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(gòu)造處理首先是停機(jī)坪地面的構(gòu)造處理。
2)防護(hù)構(gòu)造, 起降區(qū)四周邊緣應(yīng)設(shè)有欄桿、欄板或護(hù)墻等構(gòu)造措施。防護(hù)構(gòu)造應(yīng)高出停機(jī)坪地面1.0～1.2m (不應(yīng)過高) 。
3)交通聯(lián)系樓梯：樓梯或室外踏步嚴(yán)禁設(shè)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(dá)停機(jī)坪。對于室外的專設(shè)樓梯, 應(yīng)做好防護(hù)構(gòu)造和防滑處理。
4)滿足航空需要的構(gòu)造處理: A、著陸標(biāo)志、邊界線等。B、航標(biāo)燈等
5)滿足消防需要的構(gòu)造處理: a、防火構(gòu)造。消防設(shè)備和器材。屋頂機(jī)坪應(yīng)配備消火栓、泡沫滅火設(shè)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(jī)還具有一定的風(fēng)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(jī)停機(jī)坪幾乎都是擺設(shè)。
2.9 另外，長期的備而不用，設(shè)備的檢修維護(hù)費用是個極大的浪費。
2.10 當(dāng)然，建設(shè)屋頂停機(jī)坪也有很多優(yōu)點的：
1)屋頂直升飛機(jī)場是一種有效的輔助設(shè)施, 特別是對于超高層建筑, 結(jié)合屋頂?shù)拈_敞或半開敞避難區(qū)設(shè)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(jìn)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(jī)將消防人員送到屋頂，由上而下搜尋并到著火點進(jìn)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(jī)坪還是直升機(jī)的�？科脚_, 可以為直升機(jī)空中指揮、通訊、巡邏、搜捕、運輸、航拍、游覽等提供服務(wù)�？梢韵嘈�, 隨著社會、經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展, 屋頂直升機(jī)場的設(shè)置會日益增多。
綜上所述，建“屋頂直升機(jī)停機(jī)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(dāng)前和以后相當(dāng)一段時間，也無法正常使用，所以在濱河商務(wù)中心建“屋頂直升機(jī)停機(jī)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(jìn)行多次溝通交流。
3 停機(jī)坪設(shè)計問題的解決-設(shè)置直升機(jī)救助設(shè)施
2014年5月份，當(dāng)?shù)卣块T對此項目進(jìn)行施工圖聯(lián)審，再次提出：A棟辦公樓宜設(shè)置屋頂直升機(jī)停機(jī)坪或供直升機(jī)救助的設(shè)施。依據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045-95，2005年版)第6.1.14條。
當(dāng)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(jié)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(fù)：
因A棟辦公樓樓頂平面空間有限，且該樓為結(jié)構(gòu)超限設(shè)計，特在32層增設(shè)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(dá)屋頂，在32層屋面南北兩側(cè)增設(shè)鋼樓梯到達(dá)設(shè)備層屋頂上的直升機(jī)救援安全區(qū)，安全區(qū)面積大于200平米(本設(shè)計約210平米)，周圍五米范圍內(nèi)無突出構(gòu)筑物(原出屋面風(fēng)井在核心筒側(cè)面開設(shè)百葉)，周圍設(shè)有安全護(hù)欄和消火栓，屋頂供直升機(jī)救援使用的區(qū)域四周設(shè)有航空障礙燈及應(yīng)急照明，為直升機(jī)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(jié)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(shè)計實踐，筆者希望以后新版消防規(guī)范修訂補(bǔ)充時能明確列出必須設(shè)置屋頂停機(jī)坪的建筑類型，并對建筑的高度進(jìn)一步細(xì)化要求，以免設(shè)計部門，消防部門對此引起爭議。當(dāng)然隨著新版消防規(guī)范的實施，超高層建筑的標(biāo)準(zhǔn)層面積增加到3000平米，屋頂設(shè)置停機(jī)坪的條件也比較可行。
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