阅读说明：本技术 一种建筑单元及包含该建筑单元的汽车上楼的中高层住宅设计 (Building unit and design of automobile upstairs-going middle-high-rise residential building comprising same ) 是由 黄晓家 张超 王小军 吴懂礼 于水静 于 2019-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于汽车上楼的中高层住宅设计的建筑单元,包括：第一住宅建筑部分、第二住宅建筑部分、第三住宅建筑部分以及汽车库建筑部分；第一住宅建筑部分和第二住宅建筑部分分别位于汽车库建筑部分的上部两侧,第三住宅建筑部分位于汽车库建筑部分之下；汽车库建筑部分从上而下依次包括车载电梯部分、防火区以及汽车库部分；防火区位于汽车库部分和车载电梯部分之间,在防火区与汽车库部分的交界处设置有第一防火卷帘；第一住宅建筑部分和第二住宅建筑部分仅与汽车库建筑部分的车载电梯部分和防火区相邻,并且与防火区相连通；第三住宅建筑部分仅与汽车库建筑部分的汽车库部分相邻,并且在二者之间设置有防火墙以及多个第一防火门。(The invention provides a building unit for a medium and high-rise residential design for automobile upstairs, comprising: a first residential building section, a second residential building section, a third residential building section, and a garage building section; the first residential building section and the second residential building section are respectively positioned at two sides of the upper part of the garage building section, and the third residential building section is positioned below the garage building section; the garage building part sequentially comprises a vehicle-mounted elevator part, a fire prevention area and a garage part from top to bottom; the fireproof area is positioned between the garage part and the vehicle-mounted elevator part, and a first fireproof roller shutter is arranged at the junction of the fireproof area and the garage part; the first residential building portion and the second residential building portion are adjacent only to the on-board elevator portion and the fire protected area of the garage building portion and are in communication with the fire protected area; the third residential building section is adjacent only to a garage section of the garage building section and has a firewall and a plurality of first fire doors disposed therebetween.)

一种建筑单元及包含该建筑单元的汽车上楼的中高层住宅 设计

技术领域

本发明属于建筑领域，更具体涉及一种建筑单元及包含该建筑单元的汽车上楼的中高层住宅设计。

背景技术

汽车上楼是***中高层住宅建筑的一个主要特征，也即，住宅建筑的各层均设置有车库，汽车可以开到家门口，但是汽车车库以及普通中高层住宅二者的结合，使得消防上的复杂性大大的增加，由此带来消防工程上的挑战。

中高层建筑的火灾一般具有如下特点：(1)可燃物多，火灾荷载大。随着国民经济的发展和社会的进步，人们的生活水平不断提高，家庭装修的档次也愈来愈高。居民住宅楼内，在有限空间堆放大量的家用电器、衣物及软垫类或实木类家具，加之装饰采用的大量易燃材料，使得住宅中火灾荷载很大，一旦发生火灾，就会猛烈燃烧。(2)火势蔓延快。高层住宅建筑的楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井、排气道等竖向井道，如果防火分隔或防火处理不好，发生火灾时容易形成竖向的“烟囱效应”，成为火势迅速蔓延的途径。据测定，火灾竖向蔓延的速度比水平蔓延速度快5倍左右。其次风对高层建筑火灾有较大的影响。因为风速是随着建筑物的高度增加而相应加大的。故高层住宅火灾不论是在建筑内部还是建筑外部，火势蔓延速度都比较快。(3)扑救难度大。高层住宅建筑高度较，空间体积大，一旦着火，扑救难度较大。(4)疏散困难。一是高层住宅建筑层数多，垂直距离长，疏散到地面或其它安全场所的时间会比较长；二是住宅建筑内人员集中，而可用的疏散楼梯和消防电梯数量有限，在疏散过程中，火灾产生的高温、浓烟给拥挤的人群的疏散带来困难；三是住宅楼内老弱病残及小孩的比例远高于其他类型建筑，但这些人的行动能力差，自救能力弱，这些人的疏散更加困难。

同时，汽车车库一旦发生火灾，极易造成大量的人员伤亡和财产损失，这归因于火灾发生在建筑物内，人员的撤离和火灾救援都相对困难。车库发生火灾后具有类型复杂，火势蔓延迅速，不利于人员车辆疏散及灭火救援难等特点。

因此，需要新的设计，以符合消防上的要求，并适应汽车上楼的***中高层住宅建筑。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明旨在提供一种建筑单元及包含该建筑单元的汽车上楼的中高层住宅设计，其能够满足消防上以及汽车上楼的基本要求。

根据本发明的一方面，提供一种用于汽车上楼的中高层住宅设计的建筑单元，其特征在于，在平面视图中，所述建筑单元包括：第一住宅建筑部分(100)、第二住宅建筑部分(200)、第三住宅建筑部分(300)以及汽车库建筑部分(400)；第一住宅建筑部分和第二住宅建筑部分分别位于汽车库建筑部分的上部两侧，第三住宅建筑部分位于汽车库建筑部分之下；

汽车库建筑部分(400)从上而下依次包括车载电梯部分(410)、防火区(420)以及汽车库部分(430)；车载电梯部分(410)包括多个并行布置的车载电梯(411)；防火区(420)位于汽车库部分(430)和车载电梯部分(410)之间，在防火区(420)与汽车库部分(430)的交界处设置有第一防火卷帘(421)；

第一住宅建筑部分(100)和第二住宅建筑部分(200)仅与汽车库建筑部分的车载电梯部分(410)和防火区(420)相邻，并且与防火区(420)相连通；第三住宅建筑部分(300)仅与汽车库建筑部分的汽车库部分(430)相邻，并且在二者之间设置有防火墙310以及多个第一防火门(320)；

在第三住宅建筑部分(300)中，设置有与汽车库部分(430)相邻的三合一前室(330)、剪刀楼梯(340)，第二前室(350)，其中三合一前室(330)包括与汽车库部分(430)相邻的第一前室(331)以及共用前室(332)，且第一前室(331)和共用前室(332)之间设置有第二防火门(360)；三合一前室(330)和第二前室(350)分别设置在剪刀楼梯(340)的两侧，第一前室(331)、第二前室(350)和共用前室(332)分别与剪刀楼梯(340)相连通；第一前室(331)和第二前室(350)通过各自的第一防火门(320)分别与汽车库部分(430)相连通，并且第一前室(331)和第二前室(350)的防火门之间的距离V大于5米。

根据本发明的一个实施方案，其中，在第一防火卷帘(421)的朝向汽车库部分(430)的一侧设置有水幕系统，所述第一防火卷帘(421)下方的地面上还设置有排水沟。

根据本发明的一个实施方案，其中，所述汽车库部分(430)为敞开式汽车库。

根据本发明的一个实施方案，其中，所述汽车库部分(430)设置有自动喷水灭火系统或自动喷水泡沫联用系统。

根据本发明的一个实施方案，其中，所述第一防火卷帘(421)、防火墙(310)以及第一防火门(320)耐火极限不小于3小时。

根据本发明的一个实施方案，其中，在第三住宅建筑部分(300)中，还设置有与汽车库部分(430)相邻的第一隔离带(370)以及第二隔离带(380)，第一隔离带(370)以及第二隔离带380通过各自的第一防火门(320)分别与汽车库部分(430)相连通。

根据本发明的一个实施方案，其中，第一前室(331)和第二前室(350)的各自面积不小于6m²。

根据本发明的一个实施方案，其中，第一前室(331)、共用前室(332)、剪刀楼梯(340)，第二前室(350)分别独立设置有自然通风系统或机械加压送风系统。

根据本发明的一个实施方案，其中，各车载电梯(411)的屏蔽门为耐火型屏蔽门和/或在各车载电梯(411)的屏蔽门前设置有相应的第二防火卷帘(422)，例如第二防火卷帘(422)的耐火极限不小于3小时。

根据本发明的一个实施方案，其中，第一住宅建筑部分(100)和第二住宅建筑部分(200)中不与汽车库建筑部分(400)相邻的部分与汽车库部分(430)之间的间隔距离W至少为1.2米。

根据本发明的一个实施方案，其中，第一隔离带(370)以及第二隔离带(380)的宽度U不小于3米。

根据本发明的另一方面，提供一种汽车上楼的中高层住宅设计，包括至少一个根据本发明所述的建筑单元。

根据本发明的一个实施方案，其中，所述中高层住宅设计还包括双水源作为消防水源，其中，第一组水源为地下消防水池和消防泵；第二组水源为屋顶消防水箱，屋顶消防水箱的有效容积不低于50m³。

***住宅是在第三代混凝土住宅发展起来的一种现代化新型住宅。这种住宅的一种主要特点是具有交通工具汽车到家门口的便捷之利，同时又具有现在住宅高耸入云的感觉，是在中国用地紧张、人口密集而生活品质要大幅度提高的一项重大技术创新。

本发明采取了合理的防火措施，使***住宅能满足汽车上楼入户，又满足住宅安全。采用防火墙、防火卷帘、水幕、防火门等防火分隔措施把住宅同汽车库分隔开来，以满足消防安全。

例如在第三住宅建筑部分(300)中采用三合一剪刀楼梯的方式，设置共用前室，满足一侧住宅疏散的要求，汽车库侧增加两个疏散出口防火门，并且与三合一前室以及剪刀楼梯相连通，满足汽车库双向疏散的要求，同时又满足防火分隔的要求。

例如在汽车库建筑部分(400)中，汽车电梯的屏蔽门采用耐火型和/或外再加3h耐火极限防火门，使汽车库与住宅(第一和第二住宅建筑部分)分开，同时使两侧的住宅通过防火卷帘形成的通道相连，满足住宅双向疏散的要求。

附图说明

图1为根据本发明一个实施方案的用于汽车上楼的中高层住宅设计的一个建筑单元的平面结构示意图；

图2为根据本发明一个实施方案的建筑单元的局部放大图。

图3为根据本发明一个实施方案的建筑单元的另一局部放大图。

图4为根据本发明一个实施方案的包含所述建筑单元的高层住宅设计的俯视示意图。

图5是根据本发明一个实施方案的火灾模拟的火灾热释放速率结果示意图。

图6为根据本发明一个实施方案的火灾模拟在不同时间的过火面积及玻璃破碎情况效果示意图；

图7是根据本发明另一个实施方案的火灾模拟的火灾热释放速率结果示意图。

图8为根据本发明另一个实施方案的火灾模拟在不同时间的过火面积及玻璃破碎情况效果示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。

图1为根据本发明一个实施方案的用于汽车上楼的中高层住宅设计的一个建筑单元的平面结构示意图。参考附图1，本发明中高层住宅设计的一个建筑单元可以包括第一住宅建筑部分100、第二住宅建筑部分200、第三住宅建筑部分300以及汽车库建筑部分400。图中虚线框所示部分为汽车库建筑部分400，第一住宅建筑部分100和第二住宅建筑部分200分别位于汽车库建筑部分的上部两侧，第三住宅建筑部分300位于汽车库建筑部分400的下端。从平面视图来看，汽车库建筑部分400从上而下依次包括车载电梯部分410、防火区420以及汽车库部分430。

图2为根据本发明一个实施方案的建筑单元的局部放大图。也即，包括第一住宅建筑部分100、第二住宅建筑部分200以及汽车库建筑部分400的一部分。

如图2所示，车载电梯部分410包括多个并行布置的车载电梯411，图中示出了4个车载电梯411，也可以设置其他合适数量的车载电梯411。各车载电梯(411)的屏蔽门可以为耐火型屏蔽门和/或可以在各车载电梯(411)的屏蔽门前设置有相应的第二防火卷帘(422)，例如第二防火卷帘(422)的耐火极限不小于3小时。这样可以将车载电梯部分410与建筑的其他部分在消防上隔离开，形成独立的空间。

防火区420位于汽车库部分430和车载电梯部分410之间的空间，在防火区420与汽车库部分430的交界处设置有第一防火卷帘421。所述第一防火卷帘(421)耐火极限例如不小于3小时。防火卷帘在正常的状态下处于卷起的状态，因此汽车和人可以正常的通过。当发生火灾时，防火卷帘的感应器感应到相应的灾情，可以发出指令，使得防火卷帘展开下落，由此实现防火隔离的目的。

为了实现更好的防火效果，可以在汽车库建筑部分400中设置水幕系统(未示出)，也称水幕灭火系统，一般由水幕喷头、雨淋报警阀组或感温雨淋阀、供水与配水管道、控制阀及水流报警装置等组成，主要起阻火、冷却、隔离作用的自动喷水灭火系统。按水幕功能分为防火分隔水幕和防护冷却水幕两种。如图所示，可以在防火区420中，在第一防火卷帘421的朝向汽车库部分430的一侧设置有防火水幕系统/水幕冷却系统，也即防火分隔水幕/防护冷却水幕(未示出)，以获得更好的防火效果，同时在所述防火卷帘下方的地面上还设置有排水沟未示出。

汽车库部分430在两侧设置有多个车位431，中间部分为第四通道432。汽车从车载电梯部分410驶出之后，可以通过防火区，然后进入汽车库部分430进行停泊。根据本发明的一个实施方案，所述汽车库部分(430)可以为敞开式汽车库，这样有利于尾气排放以及防火。为了实现更好的防火效果，所述汽车库部分(430)可以设置有自动喷水灭火系统或自动喷水泡沫联用系统(未示出)。

根据本发明的实施方案，第一住宅建筑部分(100)和第二住宅建筑部分(200)仅与汽车库建筑部分的车载电梯部分(410)和防火区(420)相邻，并且与防火区(420)相连通。如图2所示，第一住宅建筑部分100和第二住宅建筑部分200的楼梯(101，201)分别与汽车库建筑部分400的车载电梯部分410相邻；第一住宅建筑部分100和第二住宅建筑部分200的前室(102,202)以及电梯(103,203)与汽车库建筑部分400的防火区420相邻，并且通过各自的通道(104,204)和前室(102,202)与汽车库建筑部分400的防火区420相连通。

当发生火情时，第一防火卷帘(421)和第二防火卷帘422可以将防火区(420)与汽车库建筑部分400的其他部分分隔开来，形成一个相对安全的防火通道，并且两侧的第一住宅建筑部分100和第二住宅建筑部分200与该通道相连，可以满足住宅双向疏散的要求。

如图所示，除了楼梯(101，201)、前室(102,202)以及电梯(103,203)之外，其余部分不与汽车库建筑部分(400)相邻接。也即，图中第一住宅建筑部分100和第二住宅建筑部分200基本不与汽车库部分(430)相邻。第一住宅建筑部分(100)和第二住宅建筑部分(200)中距离汽车库建筑部分(400)的汽车库部分(430)最近的部分包括客室(105/205)以及露台/庭院(106,206)，它们之间的间隔距离W至少为1.2米。这样的距离能够实现良好的防火效果。当然，在其他的实施方案中，最接近的部分也可以是其他的结构单元，但是其与汽车库部分(430)之间的距离都应该满足上述要求。另外，为了加强消防效果，上述各最接近的部分以及对应的部分可以采用实心墙体，例如开放式车库和观景阳台的围栏采用实心墙体，高度优选不小于1.2m。

应该理解的是，第一住宅建筑部分100和第二住宅建筑部分200其他的结构设计可以是常规的住宅设计，在此就不进行详细的说明。

图3为根据本发明一个实施方案的建筑单元的另一局部放大图，也即，包括第三住宅建筑部分(300)以及汽车库建筑部分400的一部分。如图所示，第三住宅建筑部分(300)仅与汽车库建筑部分的汽车库部分(430)相邻，并且在二者之间设置有防火墙310以及多个第一防火门(320)。防火墙(310)以及第一防火门(320)耐火极限例如可以不小于3小时。

更具体地，在第三住宅建筑部分(300)中，设置有与汽车库部分(430)相邻的三合一前室(330)、剪刀楼梯(340)，第二前室(350)，其中三合一前室(330)包括与汽车库部分(430)相邻的第一前室(331)以及共用前室(332)，且第一前室(331)和共用前室(332)之间设置有第二防火门(360)；三合一前室(330)和第二前室(350)分别设置在剪刀楼梯(340)的两侧，第一前室(331)、第二前室(350)和共用前室(332)分别与剪刀楼梯(340)相连通；第一前室(331)和第二前室(350)通过各自的第一防火门(320)分别与汽车库部分(430)相连通，第一前室(331)和第二前室(350)的防火门之间的距离V大于5米，并且第一前室(331)和第二前室(350)的各自面积不小于6m²，这样的设计有利于在发生火情时进行疏散。例如当汽车库发生火灾时，可以通过多个第一防火门(320)疏散至剪刀楼梯(340)，在第三住宅建筑部分(300)中发生火灾时，可以通过其通道390进入三合一前室(330)，然后通过剪刀楼梯(340)疏散。

如图所示，在第三住宅建筑部分(300)中，还设置有与汽车库部分(430)相邻的第一隔离带(370)以及第二隔离带(380)，第一隔离带(370)以及第二隔离带380通过各自的第一防火门(320)分别与汽车库部分(430)相连通。第一隔离带(370)以及第二隔离带(380)具有适当的宽度U，例如宽度U不小于3米。隔离带的设置使得汽车库与第三住宅建筑部分(300)中的住户实际起居的部分相隔离，在发生火灾时能够提供一个缓冲区，防止火灾在二者之间的迅速蔓延，为居民逃离火灾赢得时间。另外，隔离带实际上还提供了另一条逃生通道。

参考图3，剪刀楼梯(340)设置在三合一前室(330)一侧，三合一前室(330)的另一侧可以设置建筑附属设施。例如可以设置水井333，电井334，备用电梯孔335，客梯336以及消防电梯337等。第一隔离带(370)设置在这些建筑附属设施的一侧。第二隔离带380设置在第二前室(350)和剪刀楼梯(340)的一侧。

应该理解的是，与第一住宅建筑部分100和第二住宅建筑部分200一样，第三住宅建筑部分300其他的结构设计可以是常规的住宅设计。例如在第一住宅建筑部分100和第二住宅建筑部分200的楼梯(101,201)，第三住宅建筑部分300的所述第一前室(331)、共用前室(332)、剪刀楼梯(340)，第二前室(350)中可以分别独立设置自然通风系统或机械加压送风系统，在此就不一一进行详细说明。

根据本发明的另一方面，还提供一种汽车上楼的中高层住宅设计，这种住宅设计包括至少一个根据本发明所述的建筑单元。图4为根据本发明一个实施方案的包含所述建筑单元的高层住宅设计的俯视示意图。参考图4，该高层住宅设计例如可以为6、7、8、9、10、11、12、13，甚至更高的楼层例如20层、30层。各层可以包括本发明所述的建筑单元，这样住宅层的住户均可以具有相应的车库，并且在整体上构成了如图4所示的建筑结构。

为了加强消防效果，这样的住宅设计中还可以包括双水源作为消防水源，其中，除了地下消防水池和消防泵作为第一组水源；还设置屋顶消防水箱作为第二组消防水源，其中屋顶消防水箱的有效容积不低于50m³，由此提供另一消防水源。住宅设计中还可以设置火灾自动报警系统。与自动喷水灭火系统和自动喷水泡沫联用系统一样，火灾自动报警系统为本领域所熟知，在此并不赘述。

本发明的建筑单元可以分为3个独立的防火分区。在平面视图中，北侧住宅为一个独立的防火分区，南侧住宅为一个独立的防火分区，中间车库通过防火墙、防火门、防火卷帘+防火水幕与南、北两侧住宅分隔隔开，成为一个独立的防火分区，其疏散通过前室与南侧的住宅共用疏散楼梯。这样的设计使得本发明符合对汽车上楼在消防上的要求，能够满足人们对高生活水准的追求。

为了验证本发明技术方案在发生火灾时的防火技术效果，本发明利用FDS火灾动态模拟软件进行模拟研究，具体如下：

模拟情景1：楼层1的车库着火(也即汽车库建筑部分(400))，本发明建筑单元中设置有防火门、防火卷帘以防火墙，并且有效；

模拟指标参数：火灾热释放速率、过火面积、温度、热辐射、烟气层高度、CO浓度、能见度等；

结果见下图5、图6以及表1：

图5是根据本发明一个实施方案的火灾模拟的火灾热释放速率结果示意图。结果显示，车库火灾发生后，在513s时热释放速率达到1MW，介于中速火和慢速火之间，1800s左右热释放速率达到峰值11.3MW。

图6是根据本发明一个实施方案的火灾模拟在不同时间的过火面积及玻璃破碎情况效果示意图。模拟结果显示，在火灾发生400s时，起火车辆的玻璃破碎，火焰从窗户喷出，空气进入车内，使火灾燃烧加剧，过火面积也不断增大；在1200s时，起火车辆左、右两侧汽车被引燃；1800s时，共有3辆汽车起火且火势逐渐增大，过火面积达26m²。

表1：各指标临界值以及危险来临时间

由上表可知，车库车辆起火，防火门、防火卷帘有效时，着火车库在430s危险来临，非着火车库在360s危险来临，住宅、南北两侧前室以及楼梯间的危险来临时间大于1800s。车库车辆起火，在防火门、防火卷帘有效情况下，着火车辆左右两侧的汽车在1200s被引燃；在模拟的1800s内，与车库相邻的建筑结构(例如露台/阳台)以及南北两侧住宅内的辐射热未达到相应可燃物的临界辐射热通量，因而车库起火，未向相邻阳台及住宅蔓延。本发明的建筑设计能够实现良好的防火效果。

模拟情景2：楼层1的车库着火(也即汽车库建筑部分(400))，本发明建筑单元中设置有防火门、防火卷帘、防火墙以及自动喷水灭火系统，并且有效；

模拟指标参数：火灾热释放速率、过火面积、温度、热辐射、烟气层高度、CO浓度、能见度等；

结果见下图7、图8以及表2。

图7是根据本发明一个实施方案的火灾模拟的火灾热释放速率结果示意图。结果显示，车库火灾发生后，在515s时热释放速率达到1MW，介于中速火和慢速火之间，火源点位于汽车内部，在563s自动喷水灭火系统的喷头启动后，水无法直接作用于火源点，火灾在车辆内部蔓延，932s左右热释放速率达到峰值2.8MW。当自动喷水灭火系统有效时，车库火灾得到了有效控制。

图8是根据本发明一个实施方案的火灾模拟在不同时间的过火面积及玻璃破碎情况效果示意图。模拟结果显示，在火灾发生400s时，着火车辆的玻璃破碎，空气进入车内，使火灾燃烧加剧；563s时，自动喷水灭火系统的第1个喷头开始启动，火势得到了控制，仅着火车辆燃烧，其他车辆未被引燃，过火面积较小。

表2是各指标临界值以及危险来临时间。

表2：各指标临界值以及危险来临时间

由上表可知，车库车辆起火，在防火门、防火卷帘、自动喷水灭火系统均有效时，着火车库在432s危险来临，非着火车库在375s危险来临，住宅、南北两侧前室以及楼梯间的危险来临时间大于1800s。

车库车辆起火，防火门、防火卷帘、自动喷水灭火系统均有效时，火灾被有效控制，未引燃其他车辆；在模拟的1800s内，与车库相邻的阳台/露台以及南北两侧住宅内的辐射热未达到相应可燃物的临界辐射热通量，因而车库起火，未向相邻阳台/露台及住宅蔓延。本发明的建筑设计能够实现良好的防火效果。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。