海外建筑工程设计的几点分析与思考
——以阿尔及利亚奥兰体育场为例
2023-11-29李兵刘庆侯彦婷
李兵 刘庆 侯彦婷
我国设计企业只有抓住机遇,学习国外先进经验,掌握当地适用规范和标准,熟悉设计文件的基本要求和表达方式,创新发展思路,充分发挥自身优势,探索切合海外项目的设计服务模式,才能更好地拓展海外设计市场。
海外工程;建筑设计;国际标准;设计表达
0 引言
党的十七大报告明确指出:“坚持对外开放的基本国策,把‘引进来’和‘走出去’更好地结合起来。”在“一带一路”发展战略的推动下,我国建筑企业大力拓展海外市场。2019年,我国建筑企业对外承包工程新签合同额464.3亿美元,完成营业额353.6亿美元,已连续多年保持增长[1]。承接大量EPC海外建筑工程为我国建筑设计企业提供了“借船出海”的机遇。
2008年12月,作为EPC项目总承包方的设计单位,笔者所在单位承接了自建院以来第一个真正意义上的海外建筑工程项目——阿尔及利亚奥兰体育场(见图1~4)。该工程要求采用法国相关建筑规范进行设计,并需通过阿尔及利亚相关部门与法国项目管理公司的审查。由于原始设计资料不全、设计审查要求不明确、与法国项目管理公司沟通不顺畅、对法国规范及图纸表达方式不熟悉等原因,直至2011年10月设计图纸才全部通过审查,历时近3年。2022年5月16日,项目通过竣工验收,从开工起历时近12年。回顾整个设计过程,有许多经验教训值得总结,本文重点对法国消防设计及图纸表达方式与我国的不同之处进行比较分析,以期对今后承接海外建筑工程有所借鉴和帮助。
1 立面设计效果(图片来源:阿尔及利亚奥兰住房和公共设施局)
2 新闻发布厅(图片来源:康世卿)
3 多功能厅(图片来源:康世卿)
4 运动员更衣室(图片来源:康世卿)
1 项目概况
阿尔及利亚位于非洲西北部,北邻地中海,东邻突尼斯和利比亚,南邻尼日尔、马里和毛里塔尼亚,西邻摩洛哥。阿尔及利亚国土面积居非洲各国之首,约238万km2。石油与天然气是其国民经济的支柱,经济规模居非洲第4位。阿尔及利亚第二大城市奥兰位于其北部,地中海瓦赫兰湾南岸,是著名的旅游海港城市。全年气候温和宜人,属地中海气候。旧城区现存大量欧式建筑,最具代表性的是原市政厅,后改造为歌剧院。
奥兰体育场项目是中国二十二冶集团有限公司承建的首个国际EPC总承包工程,项目业主是阿尔及利亚奥兰住房和公共设施局,方案由法国ATSP公司设计,中国建筑标准设计研究院有限公司作为施工总承包方的分包设计公司完成施工图设计工作。该工程包括40000座多功能综合体育场和4000座训练场,须符合国际田径联合会和国际足球联合会正式比赛要求。项目总用地面积28.93hm2,总建筑面积59320m2,其中体育场56100m2,共5层,为钢筋混凝土框架结构,罩棚屋面高32.15m,为钢结构,由相互交叉的立体钢桁架构成(见图5)。体育场主体造型呈椭圆形碗状,气势恢宏,交织的棕榈叶状的钢结构简洁而优雅,体现了力与美的高度结合(见图6~8)。
5 相互交叉的立体钢桁架(图片来源:康世卿)
6 棕榈叶状表皮(图片来源:康世卿)
7 内景(图片来源:康世卿)
8 世界杯预选赛现场(图片来源:康世卿)
2 充分理解并正确运用当地适用的规范和标准是做好设计工作的先决条件
在我国设计企业承接的海外建筑工程项目中,除政府的援建项目和驻外机构、公司的自建项目外,均须按照欧美或当地的设计规范和标准进行设计。由于历史原因,我国设计规范与欧美等地的设计规范为不同体系,存在巨大差异。以消防设计为例,法国向公众开放场所的防火安全条例分类较细致,涵盖范围较全面,对设计的指导性强,更注重人员安全。奥兰体育场消防设计主要考虑以下方面。
2.1 确定建筑类型
首先依据防火安全条例,根据建筑的使用功能确定建筑所属类型,不同建筑类型有相应的条款规定。奥兰体育场不仅设有综合体育场,而且设有含教育及住宿功能的培训中心,因此建筑分类为第1类PA类型,包含X、L、N、M、R、W类型的活动场所。其中PA类型为有户外场所的建筑;X类型为有屋顶的体育运动场;L类型为听证厅、报告厅、会议厅、观众厅或多功能厅等会议场所;N类型为餐厅和酒吧等餐饮场所;M类型为零售商店、商业中心等商业场所;R类型为教育场所;W类型为管理局、银行、办公室等办公场所。
2.2 设防分区及划定风险房间
在设计上,首先要将体育场对公众开放的区域与其他区域完全分隔,隔墙的耐火极限为2h或3h(依据相邻区域风险等级确定),防火门耐火极限为0.5h,楼板耐火极限为1~3h(依据相邻区域风险等级和对公众开放区域最高层楼面距地面的高度确定)。室内部分按照不大于1600m2进行设防分区,每个分区至少设置1部疏散楼梯,区域间采用耐火极限为1h的隔墙和耐火极限为0.5h的防火门进行分隔。
体育场还需根据房间的使用功能进行风险分类,不同风险类型的房间结构构件与材料应具有不同的防火性能。更衣室、器材库、家具库、档案室、储藏室、加热功率大于20kW的厨房、通风机房等为中度风险场所,需与对公众开放的房间和走道分隔,隔墙和楼板的耐火极限为1h,防火门的耐火极限为0.5h。车库、危险品储藏室、垃圾废品库、变电站、送货处、发电机房、电池室等为高度风险场所,不可直接通向对公众开放的房间和走道,隔墙和楼板的耐火极限为2h,防火门的耐火极限为1h,防火门须朝疏散方向开启。上述场所中库房、设备用房的隔墙耐火极限设置要求与我国标准基本一致,楼板的耐火极限要求高于我国标准,防火门的耐火极限要求低于我国标准,仅相当于我国的丙级和乙级防火门。
2.3 安全疏散
在安全疏散方面,法国防火安全条例要求首先确定场所的使用人数,再依据人数计算安全出口的数量和疏散宽度,如房间使用人数少于19人时可设置1个疏散门,我国标准则是房间面积不大于120m2(尽端房间面积不大于200m2)可设置1个疏散门。再如看台的安全疏散设计,法国防火安全条例要求每股人流的疏散宽度为0.60m,对应人数为150人,我国标准每股人流的疏散宽度为0.50~0.55m,对应人数为200人,法国标准略高于我国标准。
在疏散距离方面,法国防火安全条例规定房间内任意一点出发到达楼梯的最大距离不应超过40m,尽端疏散不应超过30m。我国标准规定在未设自动喷水灭火系统的情况下,位于两个安全出口之间的房间内任意一点至房间疏散门的最大距离不应超过22m,疏散门至楼梯间的最大距离不应超过40m;尽端房间内任意一点至房间疏散门的最大距离不应超过15m,疏散门至楼梯间的最大距离不应超过22m。在距离计算方面,法国防火安全条例要求沿走道轴线测量,我国一般按最近点计算。在疏散距离要求和计算方面法国标准严于我国标准。
2.4 防排烟
在设置排烟场所方面,法国防火安全条例规定地下室大于100m2的房间、地上面积大于300m2的房间及没有外门或外窗的面积大于100m2的房间均应采取排烟等烟气控制措施,要求比我国低一些。不同体系的规范和标准要求建筑设计中采取不同的技术措施,项目开展前须充分做好对欧美和当地规范的收集整理和翻译工作,组织设计师深入学习。只有充分理解和掌握当地适用的规范和标准,才能灵活地运用到建筑工程设计中。
3 充分熟悉设计文件基本要求和表达方式是完成设计工作的必要条件
国内外各专业计算书要求和图纸表达方式存在较大差别。在专业计算书的要求方面,以结构计算书为例,我国一般采用盈建科、PKPM、SAP2000等软件进行计算,仅要求提供主要结构构件的计算书,而国外则采用ROBOT软件进行计算,要求提供全部结构构件的计算书,奥兰体育场仅结构计算书共计完成并提供92本。在图纸表达方式方面,国外没有标准图可引用,所有节点均需绘出,给各专业增加了许多工作量。按照法国图纸绘制要求,建筑专业需将建筑的每个房间编号,平面图的每个房间均需列表,表中注明该房间编号和楼地面、踢脚、内墙面、顶棚的做法编号,材料做法表需每个房间逐一列出,奥兰体育场共有700多个房间,仅材料做法表共计绘制12张A0图纸。混凝土结构设计表达不同,目前我国混凝土设计已在全国范围内广泛应用平面表示法,大大提高了设计的工作效率,施工单位和监理单位均熟悉此种表达方式,而海外项目目前仍采用详图法表达梁、柱构件及节点,表达繁琐,工作量大。相较而言,我国建筑工程的施工图表达方式更为简洁明了,海外更为详尽细致。我国施工图设计文件深度与海外建筑工程设计文件审查深度之间存在较大差距。
4 结语
依靠项目组全体设计师的共同努力,奥兰体育场项目施工图设计圆满完成。该海外建筑工程设计项目的实际工作量已达我国同等工程的3倍以上,设计单位从中积累了海外建筑工程的设计经验,了解到海外设计师的工作风格,向拓展海外市场成功迈出第一步。在全球化迅速发展的今天,我国设计企业只有抓住机遇,深入了解、融入海外市场,学习国外的先进经验,创新发展思路,才能顺利走出国门,更好地拓展海外建筑工程设计市场。