高层建筑设备层结构组成

高层建筑设备层结构组成

所谓设备层，是指高层建筑的某一楼层，其有效面积

全部或大部分用来作为空调、给排水、电气、电梯机房等

设备的布置。设备层的具体位置，应配合建筑的使用功能、

结构布置、电梯分区（高、低速竖向分区）、空调方式、

给水方式等因素综合加以考虑。

●设备层的布置

1 ）合理利用建筑空间

高层建筑由于埋深的要求，往往都要设地下室，地下室空

间不能自然采光、通风，难以满足建筑功能要求。所以，

一般情况下设备层通常设在地下室或顶层。

2 ）满足设备布置的要求，在高层建筑中，一般将产生振

动、发热量大的重型设备（如制冷机、水泵、蓄水池等），放在建筑最下部，即地下室；将

竖向负荷分区用的设备（如中间水箱、水泵、

空调器、热交换器等），放在中间层；而将利用

重力差的设备，或体积大、散热量大、需要对

外换气的设备（如屋顶水箱、冷却塔、锅炉、

送风机等），放在建筑的最上层。

3 ）与结构布置相结合，高层建筑结构布置中

的结构转换层、加强层等特殊楼层，由于结构

构件较多、尺度较大，空间难于利用，往往用

来布置设备层。

4 ）与避难层相结合在我国，建筑高度超过

100m 的超高层建筑，根据《高层民用建筑设

计防火规范》要求，需设置避难层，其间距不

超过15 层。避难层往往用来布置设备层。图1 -32 为国内某高层建筑设备层的平面布置关系。

●配电室

配电室对建筑的要求

配电室屋顶承重构件的耐火等级不应低于二级，其它部分不应低于三级。

配电室长度超过7m时应设两个出口，并宜布置在配电室的两端。当配电室为楼上楼下两部分布置时，楼上部分的出口应至少有一个通向该层走廊或室外的安全出口。

配电室的门均应向外开启，但通向高压配电室的门应为双向开启门。

配电室的顶棚、墙面及地面的建筑装修应少积灰和不起灰；顶棚不应抹灰。

配电室内的电缆沟应采取防水和排水措施。

当严寒地区冬季室温影响设备的正常工作时，配电室应采暖。炎热地区的配电室应采取隔热、通风或空调等措施。

有人值班的配电室，宜采用自然采光。在值班人休息间内宜设给水、排水设施。附近无厕所时宜设厕所。

位于地下室和楼层内的配电室，应设设备运输的通道，并应设良好的通风和可靠的照明系统。

配电室的门、窗关闭应密合；与室外相通的洞、通风孔应设防止鼠、蛇类等小动物进入

的网罩，其防护等级不宜低于《外壳防护等级分类》（GB4208－84）的IP3X级。直接与室外露天相通的通风孔还应采取防止雨、雪飘入的措施。

●制冷机房

空气调节、制冷机房的面积虽系统的集中与分散、制冷机与空气调节器的不同而异。全部设空气调节的建筑物，冷冻机房面积占0.5%-1.2%。总建筑面积小的取较大值，总建筑面积大的取较小的值。当建筑物内只有部分面积设置空气调节系统时，机房面积指标，可按比例适当减少。

●中间设备层

在高层建筑中，由于建筑高度大、层数多，设备所承受的负荷很大，因此，各设备系统（给排水、空调等）往往需要按高度进行分区，从而达到有效利用与节约的目的。节约设备管道空间、合理降低设备系统造价。

因此，高层建筑除了用地下层或屋顶层作为设备层外，往往还有必要在中间层设置设备层，以使空调、给水备的布置达到经济、合理。

设置中间设备层有以下特点

（1）为了支承设备重量，要求中间设备层的地板结构承载能力比标准层大，考虑到设备系统的布置方式不同，中间设备层的层高会低于或高于标准层。

（2 ）施工时，需要预埋管道附件（支架）或留孔、留洞，结构上需考虑防水、防振措施（3 ）从高层建筑的防火要求来看，设备竖井应处理层间分隔；但从设备系统自身的布置要求来看，层间分隔增加了设备系统的复杂性，需处理好相互关系。

( 4 ）标准层中插入设备层增加了施工的复杂程度。从目前国内外高层建筑的情况来看，采用中间设备层有利于设备系统（特别是空调和给排水）的布置和管理。

一般情况下，每10 一20 层（通常为

15 层）设一中间设备层。设备层高度以

能满足各种设备及其管道的布置要求为准。

有空调设备的设备层，通常从地面以上

2m 内放空调设备，在此高度以上

0.75~1.0m 布置空调管道和风道，再上面

0.6~0.75m 为给排水管道，最上面

0.6~0.75m 为电气线路区。

表 1 -3 为设备层层高概略值。如果没

有制冷机和锅炉，仅有各种管道和其他分

散的空调设备，国内常采用层高2.2m 以

内的技术夹层。

●避难层

●结构转换层

结构转换层的定义

建筑物某层的上部与下部因平面使用功能不同，该楼层上部与下部采用不同结构类型，并通过该楼层进行结构转换，则该楼层称为结构转换层。

●结构转换层的分类

按结构功能，转换层可分为三类：

1.上层和下层结构类型转换。多用于剪力墙结构和框架－剪力墙结构，它将上部剪力墙转换为下部的框架，以创造一个较大的内部自由空间。

2.上、下层的柱网、轴线改变。转换层上、下的结构形式没有改变，但是通过转换层使下层柱的柱距扩大，形成大柱网，并常用于外框筒的下层形成较大的入口。

3.同时转换结构形式和结构轴线布置。即上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时，柱网轴线与上部楼层的轴线错开，形成上下结构不对齐的布置。

●结构转换层的实际应用

现代高层建筑向多功能和综合用途发展，在同一竖直线上，顶部楼层布置住宅、旅馆，中部楼层作办公用房，下部楼层作商店、餐馆和文化娱乐设施。不同用途的楼层，需要大小不同的开间，采用不同的结构形式。建筑要求上部小开间的轴线布置、较多的墙体，中部办公用房要小的和中等大小的室内空间，下部公用部分，则希望有尽可能大的自由灵活空间，柱网要大，墙尽量少。

●结构形式

转换层的结构形式：当内部要形成大空间，包括结构类型转变和轴线转变时，可采用梁式、桁架式、空腹桁架式、箱形和板式转换层；

当框筒结构在底层要形成大的入口，可以有多种转换层的形式，如梁式、桁架式、墙式、合柱式和拱式等。

目前，国内用得最多的是梁式转换层，它设计和施工简单，受力明确，一般用于底部大空间剪力墙结构。当上下柱网、轴线错开较多，难以用梁直接承托时，可以做成厚板或箱式转换层，但其自重较大，材料耗用较多，计算分析也较复杂。