海南省房屋建筑工程提升防风防洪能力设计指引(试行)
(征求意见稿)
一、总体目标
深入贯彻习近平总书记关于“摩羯”台风重要指示精神,树立安全发展观,统筹发展和安全,以新安全格局服务新发展格局,以高水平安全保障高质量发展,落实“两个坚持、三个转变”防灾减灾救灾理念,采用安全、经济、适合的防风防洪设计,通过合理的建筑布局和构造设计,全面提升我省新建建筑和既有建筑的防风防洪能力,降低风灾、洪灾等对建筑物的影响,避免人员伤亡和重大财产损失,同时保障建筑的基本使用功能不受影响或灾后可迅速恢复。
二、适用范围
适用于全省范围内新建及既有房屋建筑防风防洪设计能力提升,包含各类居住建筑、公共建筑、工业建筑。
三、基本原则
(一)安全便利原则
防风防洪设计应以安全为根本,设施设置应便捷,易于检查和维修操作,避免电磁辐射、噪声污染等影响居民身体健康。设施用房位置应与场地内步行交通系统、消防车道等统筹规划,不对日常出行产生较大影响。设施设备性能提升不应对建筑主要使用功能和主要使用空间造成较大影响。
(二)主被动结合原则
在防风设计能力提升时,优先考虑通过设备平台与主体结构统一设计施工等方式,在本体建筑方案设计中融入防风设计理念。如果条件确实受限时,则应通过加强设备支架与主体结构之间的连接性能等方法来提升防风设计水平。在防洪设计能力提升时,优先通过高地势、管道布置等方式引导洪水快速排出。条件确实受限的,可通过设置防洪闸、排洪泵站等被动式设施快速排水。
(三)经济合理原则
防风防洪设计时,在满足功能和安全的前提下,应合理控制成本,考虑建筑结构稳定,并综合考虑初期建设成本和长期效益,优化空间利用,减少不必要的浪费,合理选用建筑工艺和材料降低成本。
(四)绿色发展原则
在防风防洪设计过程中,应从建筑的整体布局考量,深度挖掘建筑自身潜在的防风防洪机能,优先借助周边自然景观元素协同防御,鼓励选用绿色低碳的环保材料和技术,提高建筑能效和可持续性,全方位贯彻建筑全生命周期理念。
四、选址与规划
(一)防风要点
1.【场地选址】依据国土空间规划做好建筑方案设计,限制临海建筑高度,并合理布局以降低风阻;宜对建设用地的地形进行详细评估,避免将建设用地直接设置在风口、山谷等容易形成强风通道的位置。
2.【周边环境】宜考虑周边建筑、植被等对风场的影响。布局集中的高层建筑群可改变局部风向和风速,在设计时要分析其对周边建筑的风场影响。
(二)防洪要点
3.【场地选址】依据历史洪水数据、水文地质条件等,应避免在可能存在洪灾风险的区域(如河流、山水通道、湖泊、海洋等水系附近的低洼易涝地区,尤其是河流交汇和转弯处等)进行重要建筑的选址;确实无法避免时,应在项目选址阶段对防洪排涝进行专项论证。
4.【场地排水系统】场地的排水规划应与城市或区域的排水系统相结合,确保在暴雨情况下雨水能够迅速排出,避免积水。同时,应合理设置场地坡度,使雨水自然流向排水口,并且可以通过设置雨水花园、采用透水铺装等措施来增强雨水渗透能力。对于道路及其他建筑物,其设计应包括适当的排洪口(涵),以确保不会造成阻水或积水的情况。场地空间条件允许下,宜设置下沉式调蓄池,如景观水塘、结合泳池或雨水收集措施设置,同时设置排水泵系统满足调蓄要求。
五、建筑专业
(一)防风要点
1.【建筑布局】小区建筑群应考虑楼栋布局可能造成的涡旋、狭道风等现象对小区风环境产生不良影响。
2.【建筑体型】尽量采用简洁的建筑外形,减小建筑的体型系数。充分运用风环境模拟分析等科学手段,对场地建筑布局及建筑外形进行设计,保证建筑在风环境中的适应性及防风稳定性。
3.【外墙材料】宜选择强度高、变形能力强的外墙材料,如纤维增强复合材料、新型保温一体板等。工业建筑围护墙不宜采用单层彩钢板材料。应加强外墙材料与主体结构之间的连接。
4.【外门窗材料与连接】适当提高外门窗的抗风和密闭性能,加强外门窗及幕墙工程的原材料检测;外开活动窗、面积大于1.5㎡的外窗或玻璃底边距最终装修完成面小于500mm的外窗应选用安全玻璃;宜采用在工厂加工组装完成的标准化门窗,大规格外窗应采用组合窗的形式;组合窗拼樘框应固定在主体结构(洞口墙基体)上,其型材截面尺寸及连接强度应经过结构计算及试验确定,保证外窗的加工质量和安装牢固度。门窗应与其五金配件相匹配,门窗铰链及锁闭应能抵抗风力。
幕墙防风设计应满足有关标准规范要求;优化门窗锁闭系统设计;高层建筑不宜采用外平开窗,超高层建筑不应采用外平开窗。采用外开窗时,应采取有效的防坠落措施;提高窗框连接强度,副框安装连接点间距宜适当加密,降低整扇窗户被强风吹落的风险。
5.【屋面材料与连接】屋面应与主体结构可靠连接,并能适应风荷载引起的主体结构变形;台风多发地区的工业厂房屋面应能满足抗风要求。坡屋面装饰面层建议不采用小块瓦片。
6.【玻璃面板材料】限制大尺寸玻璃面板应用,适当减小玻璃面板的挠度允许值,降低玻璃面板在风压作用下的变形量。
7.【连接材料】离岸区域、近岸区域和腐蚀性较强地区的五金件、紧固件应采用耐腐蚀材料。
8.【建筑外立面广告牌】广告牌与建筑主体应有可靠、牢固的连接方式,连接件应采用耐腐蚀材料。台风多发地区的广告牌不宜在6层以上建筑墙面上设置。广告牌面板不应采用玻璃等易破碎致伤的材料。
9.【园林景观】宜合理利用植被的防风作用,如设置防风林带可有效降低风速。园林景观设计应与建筑相协调,选择适当的覆土厚度和树种。
(二)防洪要点
10.【防洪标高】评估场地的洪灾风险,根据场地防洪标高确定建筑重要设施(如变配电房、生活水泵房、特殊贵重库房、地下室入口等)的防洪措施。
11.【分层防洪】考虑分层防洪策略,可以将重要设施设置在较高楼层,在较低楼层设置防水闸、防洪挡板等设施,以延缓洪水进入建筑内部的时间。
12.【地下室】地下室出入口不应设在周边地区低洼处,同时进出口处略高于进库路面,减少暴雨进入地下室内。应常备防汛挡板、沙袋、防洪闸等防汛物资,防汛高度可依据当地抗洪设防水位确定,出入口两侧实体墙高度不得低于防洪挡板高度。地下出入口截水沟应设置独立排水系统,不与地下室排水系统连通。根据需要可采取储备应急移动水泵,预留应急保障用电接口等措施,以提高应急处置能力。除消防电梯外,普通客、货梯的电梯井应做好底部坑位排水系统布置。
六、结构专业
(一)防风设计要点
1.【风荷载取值】鼓励对围护结构的抗风设计适当提高标准,提升围护结构的安全储备。
2.【结构选型】根据建筑的高度、体型、风压等因素选择合适的结构体系,并加强结构的侧向刚度。
3.【风振控制】对于柔性结构或者高宽比较大的风荷载敏感建筑,应关注风振加速度控制问题,除按规范进行风荷载作用下的振动舒适度验算外,鼓励采用抗风阻尼器等技术措施降低室内人员在强风下的不适感。
4.【钢结构】钢结构设计应重视柱拼接、柱脚节点处的焊接、螺栓连接性能。对于大跨度的钢结构项目采用金属屋面时应加强屋面、墙面等围护结构材料与主体结构的连接措施,如增设抗风压条、加密锚固件间距等。对受力构件的固定螺栓,应按规范使用预埋螺栓、化学螺栓或植筋方式,并经有资质的单位检测合格后方可继续施工。
金属屋面板与檩条连接、檩条与主体结构连接均应进行承载力验算,必要时可进行连接部位的承载力试验;建筑物的端部、角部、悬挑较大部位的围护结构,应考虑局部风压增大的影响;屋面系统应具备良好的抗风性能,如采用机械固定的金属屋面系统,其固定件的间距和规格应根据当地的风压值进行设计。同时,屋面的保温、隔热、防水等构造应协同进行一体化设计,提高整体抗风性能。
(二)防洪要点
5.【基础设计】在洪水易发地区,建筑基础设计应考虑结构在洪水浸泡时超高水位水压力作用下结构的整体抗浮承载力及水位以下部位构件的承载力。当采用桩基础时,适当增加桩的抗拔承载力,并留有一定的抗浮余量;对于天然基础,可以根据具体情况设置抗浮锚杆,防止建筑在洪水浸泡时因水浮力而造成整体破坏。地下室外墙、底板等构件按防洪标高最不利工况进行承载力设计,并提出出现高于设计水位时的应对措施。
七、设备管线
(一)防风要点
1.【风口防护】在建筑的进风口和出风口应设置自垂百叶、电动风阀等设施,防止强风倒灌进入室内。通风管道接至室外时,应有一定的外倾坡度;与室外连通的风口处应设置防雨措施,防雨装置应具有防雨、防腐功能,且具有一定的防风性能。
2.【空调室外机】对于安装在建筑外立面的空调室外机,应优先采用设置空调板或固定机位的安装方式,当确有困难时,可采用专门支架,应对支架的强度、刚度进行验算。支架应固定在梁、柱、板等结构构件上,不应直接固定在砌块墙上。
3.【管线连接】室外管线应选用一体成型的管材(如复合风管、保温水管等),避免采用现场二次包裹的管材。安装于地面或屋面的管线基础及管线的支、吊、托架与土建的连接应充分考虑抗风性能。
(二)防洪要点
4.【管道设计】适当增大排水管道的管径,根据场地竖向设置足够数量排水口,提高排水系统的排水能力。在压力排水管道的出口处设置止回阀等防倒灌的措施,防止洪水倒灌进入建筑内部的排水系统。
5.【雨水收集】对于设有雨水收集与利用系统的建筑,在暴雨期间要确保雨水收集池有足够的容积,并且设置溢流装置,当收集池水位达到上限时,雨水能够安全地溢流到城市排水系统或水系等。
八、重要设备机房
重要设备机房防洪设计应结合区域防涝用地高程、相应标准防洪设计水位、周边市政道路高程、当地历史最高洪水位、场地竖向等综合权衡,并根据使用要求和设备重要性,合理确定重要设备机房位置。
(一)城市生命线工程
1.【通信机房】水厂、电厂、变电站、轨道交通站场、大型医院等城市重大基础设施的通信汇聚机房、核心机房、基站机房和综合接入机房应设置于地上,并在地面加装外部应急电源接口。
2.【医院设备】除有工艺或功能需求外,医院的重要医技设备、变配电房和备用发电机房,应设置在地上,并在地面加装外部应急电源接口。
(二)新建住宅项目
3.【设计选址】设计单位应根据使用要求和设备重要性及项目实际条件,合理确定重要设备机房位置。新建住宅小区的开关站、公变和专变配电房、备用发电机房应设置在地面一层及以上,其室内地面标高应高于室外地面标高不小于0.5米,入口处应设置挡水板,并做好防小动物进入的相关措施。
新建住宅小区室外地面标高高于当地历史最高洪水位或因其他客观因素不具备地面设置条件的,经论证通过后,开关站、公变和专变配电房、备用发电机房可设置在地下一层,同时应严格按照有关规定和技术规范的要求,设置防水排涝设施,降低洪涝风险。
《海南省新建住宅小区供配电设施建设技术标准》(DBJ46-036-2020)第4.4.1、4.4.2、4.7.3条相应内容根据上述要求同步调整。
4.【室外机房】室外机房需设防水、排水设施,重要设备应抬高设置或加设防水围挡。室外电气设备应达到IP54及以上防护等级,不具备防水安装条件的,需配备耐腐蚀、防水性能好的防水罩,并对连接部位进行密封处理。对于大型室外设备群,其设备基础标高应高于当地历史最高洪水位,建议同时设置集水井和自动排水泵系统,以便及时排除积水。
5.【金融措施】鼓励购买灾害保险。对于不具备防范被水淹条件或改造条件较差的小区,在增设上述相关措施的同时,可考虑通过购买定制化的保险产品,降低受灾后的经济损失。
九、辅助设计
(一)防风要点
1.【风洞试验】对于重要的大型建筑、高层建筑或者位于复杂风环境下的建筑,宜进行风洞试验或数值模拟。根据风洞试验或数值模拟结果,对建筑、结构设计等进行优化调整。
(二)防洪要点
2.【数值模拟】建议结合项目实际情况对建筑场地的洪水过程进行数值模拟,分析洪水的淹没深度、淹没时间、水流速度等参数。根据模拟结果,评估建筑的防洪设计是否满足要求。
十、既有建筑防风防洪性能维护提升
(一)防风要点
1.【建筑外立面】定期检查建筑外立面是否有松动的构件,如广告牌、装饰板、装饰百叶、空调外机等,如有松动,应进行加固或拆除,以免被风吹落造成危险,同时应填补外墙的孔洞和缝隙,减少风的渗透。
2.【外门窗】更换或维修老化、密封不好的外门窗。选择防风性强的门窗或安装防风防护装置。
3.【屋顶构件】应检查屋顶材料是否牢固,对于松动的瓦片、金属板等及时修复或更换。加固屋顶的支撑结构,例如提高屋架的连接件强度。
(二)防洪要点
4.【建筑入口和底层】提高建筑入口处的门槛高度或设置防水挡板,配备沙袋用于临时阻挡水流蔓延。容易进水的底层空间可通过垫高地面降低积水风险。
5.【排水系统】清理建筑周边的雨水口、排水管道,确保排水顺畅。可适当增加排水管道的尺寸或者增设抽水设备,提升排水速度。