浅析上海环球金融中心防火设计

浅析上海环球金融中心防火设计（共5篇）

篇1：浅析上海环球金融中心防火设计

浅析上海环球金融中心防火设计

摘 要：介绍上海环球金融中心应用性能化防火设计解决安全疏散的设计方案。方案如下：①疏散楼梯。裙房和主楼的疏散楼梯完全分开设置，主楼共设l1部疏散楼梯；另设2部防烟楼梯和1部封闭楼梯，均在避难层错层布置。②疏散电梯除8部消防电梯外，另设13部辅助疏散客梯，分别服务于4个不同避难层。⑧避难设施。每隔12层设置1个避难层，共8个避难层。

关键词： 高层建筑；疏散；防火

1引言

建在上海市陆家嘴金融贸易区的上海环球金融中心大厦,由日本森大厦株式会社一级建筑师事务所(Moir Building Architects &Engineers)负责总设计和审查;由美国KPF(KohnJournal of Building Structures)建筑师事务所负责建筑设计;美国赖思里.罗伯逊联合股份有限公司(Leslie E.Robertson Associates)负责结构设计。环球中心是一幢以办公为主 ,集商贸、宾馆、观光、展览及其他公共设施于一体的大型超高层建筑。主楼地下 3 层 ,地上 101层 ,地面以上高度492m ,拟建成目前世界上结构主体最高的建筑物。建筑平面为 57195m × 57195m 的正方形 ,大楼建筑面积为 252935㎡,裙房为 33370㎡,地下室63751㎡,合计约35万㎡。地 下1～2 层为商业设施，面积为 1．3万㎡ 地上1～ 5层为商业、展览用房，7～78 层 为办公区，面积为2O.2 万㎡，79～89 层为五星级宾馆，面积为2．8 万㎡，90～ 1O1 层为餐饮、观光和设备用 房，面 积为 1．4 万㎡。按建筑高度以地面至屋面计算，上海环 球金 融中心目前为名符其实的世界第一高楼。在地1OO层475 m 处设置了长约55m的观光天桥，可让参观者切身体验到“云中漫步”的美妙感受。

2环球金融中心性能化防火设计的重点

一般而言，高层建筑性能化防火设计主要解决中庭等高大共享空间的防火 分区、安全疏散、烟气控制、结构保护、消防设施配置等方面的消防安全难题。环球金融中心系492m高的超高层建筑，安全疏散是性能化防火设计需要解决的重中之重问题。为了保障安全疏散的有效性、可靠性和安全性，通过性能化设计，优化完善了环球金融中心的疏散体系和疏散策略。

2.1疏散楼梯

消防安全疏散楼梯是高层建筑人员安全疏散最主要的垂直交通工具。在环 球金融中心，裙房的疏散楼梯与主楼的安全疏散楼梯完全分开设置。主楼疏散楼 梯的数量和宽度经过性能化分析，结合建筑用途进行设计，共设置11部疏散楼梯，具体为：91～ 95层观光层和餐厅层，设置4部宽度为1.5 m的楼梯，观光层和餐厅层的人员可通过这4部楼梯疏散至89层的避难层，其中2个楼梯还服务于96层至塔楼顶层，为97层和1OO层的人员提供疏散需求。78～8层酒店宾馆区，标准层最大一层建筑面积2762 ㎡，每层设为一个防火分区，设置2部宽度为1.25m 的防烟楼梯，另外设置2部宽度为125 m 的附加楼梯服务于 85～87 层的酒店大厅和休闲中心。7～77 层办公区，低区建筑平面为近似正方形，建筑整体 内收，平面逐步变成六边形，核心筒位于正中央，标准层最大一层使用面积约 221O㎡。故每层设为一个防火分区。人员密度按 9.0㎡／人计算，每层 246 人，设置了2部防烟疏散楼梯，每部楼梯宽度为1．25 m。考虑到超高层建筑人员比较密集，为有利于火灾等紧急情况下的人员疏散，另设置了1部1.3m宽度的封闭楼梯。这3部楼梯在避难层错层布置，并通往一层大厅与室外相通。另外，在塔楼内设置2部宽度均为1．4 m的疏散楼梯,服务于2～5 层,在疏散时单独使用。经过火灾动力学模拟软件FDS进行火灾模拟分STEPS计算机疏散模拟,大楼疏散楼梯的设计布置基本满足建筑内人员安全疏散的需求。

2.2疏散电梯

高层建筑消防电梯是消防人员进行灭火救援行动的重要工具，一般客梯由于没有防火、防水、防烟功能，按照国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的规定，火灾时必须停止运行，不能用于火灾情况下人员安全疏散。然而，环球金融 中心层数多、建筑高、人员密集，仅靠有限的11部疏散楼梯进行垂直疏散，需

要很长的疏散时间。根据STEPS计算机疏散模拟，火灾时如果只通过楼梯疏散建筑内的全部人员，需要时间128min，而利用电梯辅助人员疏散，时间可减少至 1O1min。经过计算分析，环球金融中心设置8部消防电梯，其中4部从地下3层直通89层，2部从89层通至96层，2部从96层通至1O0层；另设置13部助安全疏散的客梯，分别服务于4个不同的避难层，其中3部为地面一层直通89 层避难层的双层轿厢穿梭电梯(火灾时疏散仅用下层轿厢)，2部为从地上一层直通78层避难层的单层轿厢穿梭电梯，4部为地上二层直通54层避难层的双层轿厢 穿梭电梯(火灾时疏散仅用上层轿厢)，4部为地上一层直通3O层避难层的双层轿厢电梯(火灾时疏散仅用下层轿厢)。辅助疏散用的电梯设计有防火、防烟、防水功能，两路供电，且在电梯机房设置有火灾报警系统。通常情况下这些电梯为穿梭客梯，火灾时火灾 自动报警系统联动使穿梭电梯迫降于建筑的首层 和二层，然后由经过专门培训的消防安全员(电梯操作人员)将其驶往需要救助 的避难层实施人员疏散。

2.3避难设施

超高层建筑的避难设施除了防烟楼梯间及其前室外，还包括避难层、避难区、难问和避难广场等，是火灾时人员逃避烟气和火焰威胁的安全场所，主要为老幼体弱病残等行动不便的人员提供暂时避难栖生之处，并为正常人员垂直疏散过程提供一个喘息的机会。按照我国消防技术规范的要求，10Om上的超高层建筑应设置避难层，首层至第一个避难层的楼层数以及避难层之间的楼层数不宜超过 15层。按此要求，环球金融中心1O1层应设置7个避难层。为了保证建筑内人员安全疏散和避难逃生的安全性，实际每隔12层设置一个避难层，在6、18、30、42、54、66、78、89等楼层设置8个避难层，其中前6个避难层主要为办公区服务，后2个避难层主要为宾馆酒店区和上部的餐饮观光层服务。

参考文献

[1] GB 45—95，高层民用建筑设计防火规范[s]．

[2] 上海环球金融中心．消防安全管理和应急手册[M ]．

[3] 中华人民共和国公安部消防局．中国消防手册第三卷，第四篇，建筑防火性能化设计[M ]．上海：上海科学技术出版社

篇2：浅析上海环球金融中心防火设计

上星期六，爸爸带我去了上海，我们在一家泰费饭店入住。

第二天，天还蒙蒙亮，我就起了床，我们打的来到了上海环球金融中心，那是上海有始以来最高的一幢楼，也是世界最高的，它高达492米，共有100层楼，约有4幢富丽华大酒店可比。

我们买了门票，首先来到的是地下一层。那里有著名艺术家井俊雄先生量身设计的“LED光影艺术作品”，让人们体验到一个全新的梦幻世界。我们坐观光电梯来到观光天阁------第100层楼的地方，这是一条长55米的悬空观光长廊，是目前世界上最高的观光设施。内设三条透明玻璃地板，走在上面还能体验一回“会当凌绝顶，一览众山小”的豪情快意。我一开始不敢走中间，更不敢往下望，在爸爸的一次次鼓励下，我一步步移到中间，我的胆子大起来了。站在中间往下望，车子像青蛙的大眼睛，慢慢地移动着，人小得只有蚂蚁般大小，我就像一只在蓝蓝的天空中自由翱翔的小鸟。享受着世界的美丽，我拿起照相机，把四周的风景一五一十地拍了下来，原本声势浩大的黄浦江，变得和麻绳差不多大。爸爸说飞机上就是这种悬空的感觉。

篇3：上海环球金融中心

88层的上海金茂大厦，是浦东的象征。这座先进的写字楼兼大饭店落成于1998年，是当时世界第五高的建筑。

但如今在浦东，另一座巨型建筑拔地而起。这座建筑尚未落成，就已经使金茂大厦黯然失色。这座大楼的设计几经修改，最后定为地上101层，总高度达到492米。这将是中国大陆最高的建筑，也是世界上第三高的大楼。这里将有供17000人工作的写字楼，写字楼上面是豪华酒店，最上层是世界最高的观景平台（图1）。

（1）蔚为壮观的上海环球金融大厦

若干年前，在纽约，世界上一流的建筑师和工程师们废寝忘食，应对建造摩天大楼的技术挑战。

现在，在上海，建筑工人大军正在将设计师的创意变成一座大楼。

自开工起，大楼的建筑工作就没有停下过，一周7天，一天24小时，从不间断。要到达工作地点的楼层，得乘坐挂在楼外的升降机。如果你不怕往下俯瞰的话，外面风景好极了。再高的高度，对陈学福来说，都不是问题。他工作时，比其他工人还要高出40米，因为他的工作是操作M900D塔吊。

这种吊车是世界上高层建筑建设中最强大的吊车之一，在大楼的建筑中有着重要的作用。因为修建这座大楼首先要建的是它的钢结构。一层楼就要用650吨钢材，650吨乘以101，得到的答案是65650吨钢材。比埃菲尔铁塔重10倍。

大楼一层层升高，钢材也要吊得越来越高。

一座重250吨的塔吊怎么能比它建设的摩天楼还要高呢？

这就是M900D神奇的地方。这座超级塔吊不仅能举起巨大钢梁，还能举起它自己。随着摩天大楼的增高，塔吊本身也在长高，是通过强大的液压千斤顶及增加吊车的层数来实现的。这些吊车轻而易举地以每分钟30米的速度，把32吨的重物吊到400米的高度（图2）。

（2）建造大厦使用的是世界上最强大的起重机之一

中国大陆还没有建过这么高的建筑。过去建筑界约定俗成的高度极限是350米。当接近成功的时候，人们都不敢相信他们克服了多少困难。

上海环球金融中心是以日本的森稔大厦株式会社为中心，联合日本、美国等40多家企业投资兴建的项目，总投资额超过10亿美元。

森稔大厦株式会社的社长森稔是最早想要在上海浦东建一座超高层建筑的人，他从纽约科恩·彼得森·福克斯建筑设计室请来了世界知名的建筑师。

首席建筑师威廉·彼得森接受了这个挑战。威廉·彼得森认为：这座超级建筑要与大地和天空融为一体。它将是一座伟大的建筑。

但是，人们一开始就遇到了一个难题。

尽管浦东的房地产市场规模庞大，但这里不是建设高层建筑的好地方。河水泡软了土壤，当水泵把水抽走后，土地萎缩了。自1920年以来，上海的某些地段下沉了将近2米。建筑师的解决方案是，没有花岗岩基底，就用一种简单可行的办法，把2000根钢条打入地下80米深处（图3）。

（3）在软土层上建摩天大厦的绝妙方案

钢桩越深入地下，来自泥土的反作用力就越大，把钢柱也抓得越紧。这样就造成了一个牢固的地基，把环球金融中心托举在浦东的大地上。

上海环球金融中心的建设于1997年开工。

刚打好地基，亚洲金融危机爆发了。当时的亚洲，大量写字楼空置。金融中心的投资者纷纷撤出，建设停了下来。2003年，亚洲经济复苏。森稔为上海环球金融中心找到了新的投资者。纽约设计者们重又受到召唤，但原设计方案落后了。

1997年建筑开工时，世界上最高的建筑是马来西亚的国家石油双塔，高88层。

当时设计高95层的金融中心是要超过双塔。但2004年，台北的101大楼拔地而起，高508米，共有101层。森稔告诉设计师们，上海最高的摩天楼必须与台北的101塔楼媲美。

但地基早已打下，只能支撑95层大楼。再加6层楼意味着超出地基的承受力。此时中国已经获得了2008年奥运会的主办权，森稔不仅要大楼更高一些，而且建设速度也要更快一些，要赶在2008年奥运会开幕之前完工。

在纽约，著名结构工程师莱斯利·罗伯森和他的团队，全力以赴地投入到设计中去。罗伯森的更大、更高、更轻的方案是建筑工程史上的一次胜利。钢梁从钢筋水泥构成的核心向四周伸展开去，固定在一个对角线交叉的结构上。每隔12层就是一个这种结构。这种模块结构能省去大量钢材（图4）。

（4）积木式的模块建筑结构省工省料

这座101层的大楼实际上是一系列12层的建筑摞起来的。这样既省工也省时。由于新的结构设计和新的施工方法，施工速度加快，每三天就起一层楼。

2007年6月，工人铆接好第91层的底板。此时，吊车正把一个虽轻但却十分重要的构件吊往第90层。在那里，另一队工人正往底板上安装螺纹钢。这任务十分艰巨。全世界的建筑界都用螺纹钢来加强混凝土结构。每一层需要总长150公里的螺纹钢来加固，整座大楼共需要15000千米的螺纹钢。如果把这些螺纹钢首尾相接，可以从地球到国际空间站19个来回。

下一步浇注水泥，一个巨型水泥泵机来完成这个任务。水泥罐车排成一列为3台水泥泵中灌送水泥，水泥泵通过90层楼高的输送管道，能将水泥送至500米高的顶层浇注。

浇注金融中心一层楼的水泥，可以填满一个奥运会的游泳池（图5）。

（5）钢材和水泥铸就的大楼

中国是世界上地震频发地区之一。尽管上海不处于最危险的地震带上，但一场强震就可能把浦东满含水分的泥土搅成一锅粥。固定在上面的楼房有可能因此坍塌。日本神户地震发生时，数十座高楼倒塌。而神户地区在上海的东北不过1300千米左右。

环球金融中心的设计必须要把住这个关口。上海同济大学的路西林教授和他的同事们管理着中国最大的地震摇晃试验设备，他们模拟摩天楼在地震中的情况，来确定它是否抗震。所有这些结构系统都是新的，还从来没有在修建高于492米以上的高层建筑中使用过，所以需要进行专门的详尽地分析。

2004年，路教授和他的团队连续工作3天，建立了一个上海环球金融中心在地震中的模型，模拟了7次强度和神户地震相当的地震。如果金融中心在模拟实验中抗不住地震，就得暂时停建。路西林教授通过分析和实验得出结论：这座大楼能抗住7级地震（图6）。

（6）上海环球大厦的模拟地震摇晃实验

在钢结构、钢筋水泥浇注完成之后，最艰苦的工作开始了，那就是安装大楼的一万个窗户。

这座大楼的窗户设计相对简单，但安装却很困难。每一层没有足够的空间来储存这么多的窗户。只得安装多少运来多少，越快越好。

平均1天安装15个窗户，3天～4天完成1层楼的安装。环球金融中心的每个窗户都有3个卧式钢琴那么重。在距离地面400米以上的地方,这项工作是很危险的。不是每个人都能胜任这项工作。经过严格训练的130个无恐高症工人负责窗户的安装（图7）。

（7）与大楼匹配的巨大窗户

在这里气候也与地面不同，工人们常置身云雾中，有时能见度几乎是零。这对高空作业异常危险。当风力太强劲时，只得停工。

遇到恶劣天气时，强大的M900D塔吊也没法工作。如果有雾或者有风，安装工作就很困难。

台风几乎每个夏天都要侵袭上海，大楼越高，也就越面临危险。工程师们把这种情况叫作“翻转的瞬间”。大楼承受强风带来的强大外力，尤其是在翻转的瞬间，大楼最容易坍塌（图8）。

（8）“反转的瞬间”风的示意图

那么，怎样来使一座500米高的建筑在台风中岿然不动呢？

答案是：不要与风抗争。而要让风通过。

环球金融中心的建筑师们，在大楼最高处设计了一个直径53米的大孔。这个风口能让强风通过，防止大风冲击大楼的楼体。并且观光者可以在上面欣赏风景，这将是一个世界上最高的观景平台（图9）。

（9）一览无余的观景平台

强风和地震都会使摩天大楼产生摆晃效应。这种效应发生在高楼顶部，那里的结构没有底层的坚固，所以摇晃更强烈一些。但大楼的安全不成问题，只是顶层的人们会感觉不舒服。

实际上，环球金融中心顶层的人们可能不会感觉到摇晃，由于在第90层安装了两个风阻尼器，这两个装置各装有一个150吨的重物，与大楼的摇晃方向反向旋转，从而抵消了强风或地震的力，从而使观光者总能舒适地在顶层欣赏上海的风景（图10）。

（10）风阻尼器结构图示

整栋大楼共有91部电梯，是世界上最先进的电梯系统之一。有很多是双层电梯，它们可以把这超级建筑里的17000个客人或工作人员，在数分钟内运到任何地方。甚至还有一部电梯可以把豪华汽车运到顶层的汽车展览厅去。

4架挂在大楼外侧的电梯从底层直达顶层，让观光者饱览外面的景色。不仅如此，这4部电梯有更为重要的任务。

在21世纪，对超级建筑的威胁不仅来自大自然。和其它高层建筑一样，上海环球金融中心需要防范新的威胁。

2001年9月11日。上海环球金融中心还只是一个基座时，纽约，莱斯利·罗伯森公司的合伙人索廷·希和其他工程师们，像往常一样开始了他们的工作。他们的办公地点距世贸双塔只有几个街区。

一年半后，上海环球金融中心重新动工时，设计团队有了比预防台风、地震更多的考虑。9.11的恐怖场景仍然萦绕在人们心头，有一个人痛切地感到9.11的恐怖，他就是结构工程师莱斯利·罗伯森，他曾参与了纽约世贸中心的设计。

罗伯森重新设计了上海环球金融中心，让摩天大楼稳定和坚固。如果一架满载燃油的民航机，高速撞向上海环球金融中心，会发生什么情况呢？

被撞击的区域会被摧毁，燃烧的油料会把该区域变成一片火海。但是，楼内的人们有多种选择可以逃生，这是当年纽约世贸中心所没有的。9.11袭击时，最可怕的是在大火以上楼层的人们没有任何选择。他们只能在大火中坐以待毙，或者从楼上跳下。

一旦出事，在撞击区域以上的人们可以通过设在大楼最中心的特别安全楼道撤离。设计者们还安排了另一条逃生通道——外挂观光电梯。这是最后的“救生艇”。当设于核心区的安全通道被破坏后，大多数人的本能是往下走。但在此情况下，最好是往上走，去到大楼四角的观光电梯。它们被巨大的柱子保护得很好。如果这些都失败了，人们还有一条路可走。第78层是特别设计的避难层。每12层楼就有这么一个避难层（图11）。

（11）乘上观光梯可以迅速逃离火灾

副经理本尼·任深知这层楼在灾难发生时的重要作用：一旦发生大火或事故，这些房间可供人们避难之用。整个大楼都上了一层釉质保护层。但在避难层没有，所以新鲜空气通过常规窗户进来。躲在这里的人们可以通过窗户呼吸新鲜空气等待救援。

不仅如此，每个避难层都被包裹在涂了特别防火材料的钢结构里，还有专用的通风系统。躲避大火或恐怖袭击的人们可以逃到避难层，这里逃生的希望很大。

环球金融中心的模块设计也能挽救生命。如果大楼的某一部分坍塌，把各个模块连接起来的钢铁支持圈就会承担起坍塌部位的重量，并保持大楼不倒。本尼·任认为上海环球金融中心是世界上最安全的高层建筑（图12）。

（12）模块结构安全层示意图

建成后，环球金融中心将成为中国大陆最高的建筑。但却不是全世界最高的。即使492米高，它也比台北101大厦的塔尖低16米。

2008年8月28日，上海环球金融中心正式宣布落成启用，人们终于可以在距地面高度达474米的“观光天阁”上漫步。

这一切离不开那些无私奉献，设计，建设这座大楼的人们。

如今上海环球金融中心巍然耸立，它闯过了亚洲金融危机，可以抗击大自然和人为的灾害。它是美、力量、和人类智慧的象征。

篇4：游上海环球金融中心有感

自9月份来到上海这个大都市一点没感到大上海这个魔都的氛围，因为对这个城市不熟悉，也觉得和这个城市格格不入，更没有出校门去逛过。10.17日这天由我们马克思主义学院领导组织带领学院同学去上海环球金融中心，也是为了让新同学领略一下大上海的气息，开阔同学们的眼界。

上海环球金融中心 Shanghai global financial hub是以日本的森大厦株式会社（MoriBuilding Corporation）为中心，联合日本、美国等40多家企业投资兴建的项目，总投资额超过1050亿日元（逾10亿美元）。原设计高460米，工程地面积3万平方米，总建筑面积达38.16万平方米，在金茂大厦旁边。1997年年初开工后，因受亚洲金融危机影响，工程曾一度停工。2003年2月工程复工。但由于当时中国台北和香港都已在建480米高的摩天大楼，超过环球金融中心的原设计高度。由于日本方面兴建世界第一高楼的初衷不变，对原设计方案进行了修改。修改后的环球金融中心比原来增加7层，即达到地上101层，地下3层，楼层总面积约377,300平方米。上海环球金融中心是陆家嘴金融贸易区内一栋摩天大楼，就现在而言为中国大陆第一高楼、世界第三高楼，遥看宛如一把挺拔锋利的剑劲插于浦东大地。大楼楼高492米，地上101层。大厦由商场、办公楼及上海柏悦酒店构成。94至100楼为观光、观景设施，是来访上海的必经之地。大厦内租户多为世界500强公司。

篇5：浅析上海环球金融中心防火设计

一个好的高层建筑是天地之间的连接，而好的建筑设计可以展现这种关联。上海环球金融中心具有简朴而宁静的外观设计，以一种强壮而端庄的姿态屹立在浦东，给天际线增添一种稳重的品质。KPF建筑师事务所创始人之一威廉·佩德森曾与建筑大师贝聿铭共事五年，对中国传统文化頗有研究。良渚文化遗址出土的玉琮和古代的玉璧同属中国古代六大玉器，也是佩德森在设计环球中心时的原始模型。设计充分展现出上海环球金融中心独特的文化内涵与商业诉求，达到较为完美的视觉效果，全面提升商业品位及其艺术价值。

高层建筑连接天地 设计展现宁静从容

上海环球金融中心总设计师威廉·佩德森在进行设计时设法将其与中国传统文化联系起来，尝试创作一种设计，既能够体现一种伟大而高贵的存在，但同时也要兼具宁静和从容。于是，他借鉴中国远古文化中有两个代表性符号——“天和地”，将方和圆巧妙地结合在一起。设计中，方的造型通过有着超大直径的圆形雕刻出来，从建筑外形上看，带有曲线的表面设计其实是这种超大圆形的片段。在设计上海环球金融中心时，考虑到要与不远处的“东方明珠”相呼应，使两栋建筑可以跨越浦东进行空间的对话，最初设计的顶部圆孔是开放式的，这既有利于减缓风压，又代表着中国的“月亮门”。后来改为倒梯形孔，看起来更加有力量，并与整栋建筑的造型联系更加紧密，是城市天际线的明显标志。