《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》制定背景

眾所周知，地震是一種隨機性振動，有著難以把握的復雜性和不確定性。地震發(fā)生后可能引起火災、毒氣污染、細菌污染、放射性污染、滑坡、泥石流、水災；沿海地區(qū)還可能遭受到海嘯的襲擊以及地震還容易引起環(huán)境污染、瘟疫流行等等一系列的次生災害。同時隨著社會的發(fā)展，一些新的此生災害可能也會伴隨地震出現(xiàn)，如高層建筑玻璃破壞造成的玻璃雨，信息儲存系統(tǒng)破壞引起的稱為記憶毀壞等災害。所以建筑是否具有抗震性對于防止地震災害具有十分重要的意義！

之前我們也介紹過，機電系統(tǒng)抗震性能的提高，對于減少和防止由地震引發(fā)的次生災害具有十分重要的積極作用。因此，我們說包括建筑機電工程在內(nèi)的整個建筑的抗震設計也就顯得尤為重要。但是，目前我國在建筑機電工程的水、電、風各專業(yè)的設計人員在建筑機電工程設計時幾乎都沒有考慮到機電抗震，給系統(tǒng)帶來比較大的隱患。

2008年汶川地震后，國家對整個建筑的抗震設計十分重視。對《建筑抗震設計規(guī)范》進行了緊急修訂。與此同時，由深圳市置華機電設備有限公司發(fā)起，聯(lián)合中國建筑設計研究院等國內(nèi)技術(shù)權(quán)威機構(gòu)向住建部提出了制定《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》的申請，住建部有關(guān)部門對此高度重視，很快得到批復。2009年10月，根據(jù)建設部建標函[2009]88號“關(guān)于印發(fā)《2009年度工程建設標準規(guī)范制訂、修訂計劃（第一批）》的通知”要求，成立了國家規(guī)范《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》）的編制小組并展開編寫工作。本規(guī)范由中國建筑設計研究院主編，深圳置華機電設備有限公司等單位參編。規(guī)范主要起草人員：趙鋰、劉振印、朱躍云、宋孝春 張青、李學好、張良平、張杰、孫成群、楊炯、張大明。

國外一些發(fā)達國家對建筑機電工程抗震設計及加固已有幾十年的歷史。那么，我們國家的機電抗震規(guī)范到底應該參照什么標準、該如何編寫，是編制組的首要任務。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，美國等發(fā)達國家雖然在機電抗震方面技術(shù)比較領(lǐng)先，但相關(guān)規(guī)范及標準并不能完全適合我國國情。如：美國國內(nèi)的標準不統(tǒng)一，各個州都有自己不同的設計標準。同時，美國各機電分包商有自己完全的職責范圍，因此不會與其它系統(tǒng)的管道綜合到一起進行設計，只會制定與各自系統(tǒng)的相應抗震標準，如NFPA13（第六章）等。

因此，為了保證我們國家機電抗震設計的先進性及統(tǒng)一性，規(guī)范編制組在廣泛的調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，參照國外先進標準，并在一些相關(guān)內(nèi)容上提出了較國外先進標準更高更可靠的技術(shù)要求。同時規(guī)范完全依照我國具體國情，為了達到減輕地震破壞，防止次生災害，避免人員傷亡，減少經(jīng)濟損失，做到安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、維護管理方便的總體目標，特制定本規(guī)范。

《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》內(nèi)容介紹：

本規(guī)范的主要技術(shù)內(nèi)容是1.總則；2.術(shù)語符號； 3.抗震設計基本要求；4.給水排水；5.暖通空調(diào)；6.燃氣；7.電氣；8.抗震支吊架。其中：第1.0.4條、第5.1.4條、第7.4.6條為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行?，F(xiàn)將《規(guī)范》各部分進行簡單的介紹和說明。

《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》第1章 總則

本章節(jié)對本《規(guī)范》的制定方針及抗震總體目標；規(guī)范適用范圍；要求達到的抗震要求；以及總體設計范圍及設計要求等都做了規(guī)定和概括說明。主要內(nèi)容如下：

1.0.1 為貫徹執(zhí)行《中華人民共和國建筑法》和《中華人民共和國防震減災法》，實行以“預防為主”的方針，使建筑給水排水、供暖、通風、空調(diào)、燃氣、熱力、電力、通訊、消防等機電工程經(jīng)抗震設防后，減輕地震破壞，防止次生災害，避免人員傷亡，減少經(jīng)濟損失，做到安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、維護管理方便，制定本規(guī)范。

1.0.2 本規(guī)范適用于抗震設防烈度為6度至9度的建筑機電工程抗震設計，不適用于抗震設防烈度大于9度或有特殊要求的建筑機電工程抗震設計。

1.0.3 按本規(guī)范進行的建筑機電工程設施抗震設計應達到下列要求：

1 當遭受低于本地區(qū)抗震設防烈度的多遇地震影響時，機電工程設施一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)運行；

2 當遭受相當于本地區(qū)抗震設防烈度的地震影響時，機電工程設施可能損壞經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)運行；

3 當遭受高于本地區(qū)抗震設防烈度的罕遇地震影響時，機電工程設施不至于嚴重損壞，危及生命。

1.0.4 抗震設防烈度為6度及6度以上地區(qū)的建筑機電工程必須進行抗震設計。

1.0.5 對位于抗震設防烈度為6度地區(qū)且除甲類建筑以外的建筑機電工程，可不進行地震作用計算。

注：本規(guī)范以下條文中，一般略去“抗震設防烈度”表敘字樣，對“抗震設防烈度為6度、7度、8度、9度”簡稱為“6度、7度、8度、9度”。

1.0.6 建筑機電工程抗震設計除應符合本規(guī)范外，尚應符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定。

《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》第2章 術(shù)語和符號

本章節(jié)除了抗震設防烈度、設防標準等常規(guī)設計參數(shù)進行了定義，還對建筑機電工程設施、抗震支吊架等新的概念進行了定義和說明。其中：

2.1.4 建筑機電工程設施

為建筑使用功能服務的附屬機械、電器構(gòu)件、部件和系統(tǒng)。主要包括電梯，照明系統(tǒng)和應急電源，通信設備，管道系統(tǒng)，供暖和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，火災報警和消防系統(tǒng)，共用天線等。

2.1.6 抗震支吊架

與建筑結(jié)構(gòu)體牢固連接，以地震力為主要荷載的抗震支撐設施。由錨固體、加固吊桿、抗震連接構(gòu)件及抗震斜撐組成。

《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》第3章 設計基本要求

本章對建筑機電工程抗震的一般規(guī)定；場地影響；地震影響；地震作用計算以及建筑機電工程設施和支吊架抗震要求等內(nèi)容都做了規(guī)定和說明。其中：

3.1.1 建筑機電工程設施與建筑結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)件和部件的抗震措施應根據(jù)設防烈度、建筑使用功能、建筑高度、結(jié)構(gòu)類型、變形特征、設備設施所處位置和運行要求及現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011的有關(guān)規(guī)定，經(jīng)綜合分析后確定。

本條是對建筑機電工程設施抗震的確定因素和要求進行了說明。

3.1.2 建筑機電工程重要機房不應設置在抗震性能薄弱的部位；對于有隔振裝置的設備，當發(fā)生強烈振動時不應破壞連接件，并應防止設備和建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生諧振現(xiàn)象。

本條對建筑機電工程重要機房的設置要求作出了規(guī)定，同時對重要機房的范圍在說明中也給出了明確的規(guī)定：所謂機電工程重要機房是指，如消防水泵房、生活水泵房、鍋爐房、制冷機房、熱交換站、配變電所、柴油發(fā)電機房、通信機房、消防控制室、安防監(jiān)控室等。

3.1.6 建筑機電工程設施抗震設計應以建筑結(jié)構(gòu)設計為基準，對與建筑結(jié)構(gòu)的連接件應采取措施進行設防。對重力不大于1.8kN的設備或吊桿計算長度不大于300mm的吊桿懸掛管道，可不進行設防。

本條對不需抗震設防的機電設備作出了規(guī)定，在條文說明中對于需進行抗震設防的大于1.8kN的設備也做出了明確說明，應主要包含以下內(nèi)容：

1 懸吊管道中重力大于1.8kN的設備；

2 DN65以上的生活給水、消防管道系統(tǒng)；

3 矩形截面面積大于等于0.38m2和圓形直徑大于等于0.7m的風管系統(tǒng)；

4對于內(nèi)徑大于等于60mm的電氣配管及重力大于等于150N/m的電纜梯架、電纜槽盒、母線槽。

本章第3.4節(jié)關(guān)于對地震作用計算作出了詳細的規(guī)定，如：

3.4.5 當采用等效側(cè)力法時，水平地震作用標準值宜按下式計算：

F=γηζ1ζ2αmaxG （3.4.5）

其中計算的參數(shù)在本章第3.3節(jié)及3.4節(jié)的有關(guān)條文也都給出了比較詳細的取值范圍。這對于建筑機電工程抗震的設計及計算來說，提供了十分重要的設計依據(jù)。

《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》第4章 給水排水

本章第4.1節(jié)是對于室內(nèi)給排水工程的抗震作出了明確的要求。

通過4.1.1 給水排水管道的選用；4.1.2 管道的布置與敷設；4.1.3 室內(nèi)設備、構(gòu)筑物、設施的選型、布置與固定等幾個方面都做出了重要的規(guī)定。其中：4.1.1 本條對多層、高層建筑及不同設防裂度的建筑的室內(nèi)給水、排水用管材及其連接方式的選擇分別作出了規(guī)定。除高層建筑及設防裂度為9度的建筑的給水、熱水、污廢水排水干管、立管的管材有特殊要求外，其他建筑的所有給水、排水用管材均按現(xiàn)行國家標準《建筑給水排水設計標準》GB50015的要求選用。4.1.2 本條的第1款、第4款、第5款、第6款規(guī)定了給水、排水立管，穿越抗震縫、內(nèi)墻、樓板、地下室外墻、基礎(chǔ)的管段應采取相應的抗震措施，這些措施中的大部分內(nèi)容在常規(guī)設計中也需采用。

本章第4.2節(jié)是對于室外給排水工程的抗震也作出了一些明確的要求。其中：4.2.2本條對室外給水排水管材作出了規(guī)定。4.2.3本條對管道的布置與敷設。4.2.4~4.2.6對建筑小區(qū)室外設置的水池、水塔、水泵房等主要構(gòu)筑物的型式、布置及配管作出了規(guī)定。

《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》第5章 暖通空調(diào)

本章通過第5.1供暖、通風與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和5.2室外熱力系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定對整個暖通空調(diào)系統(tǒng)的抗震做出規(guī)定和說明。

通過5.1.1 供暖、通風與空氣調(diào)節(jié)管道的選材；5.1.2 供暖、空氣調(diào)節(jié)水管道的布置與敷設；5.1.3 通風、空氣調(diào)節(jié)風道的布置與敷設；5.1.4 防排煙風道、事故通風風道及相關(guān)設備；5.1.5 供暖、通風與空氣調(diào)節(jié)設備、構(gòu)筑物、設施的選型、布置與固定等都做了詳細的規(guī)定與要求。其中5.1.4 防排煙風道、事故通風風道及相關(guān)設備應采用抗震支吊架。為強制性要求，地震災害極易伴隨火災發(fā)生，防排煙系統(tǒng)是為了保障人員安全疏散的措施之一，要求防排煙設備和管道與建筑主體緊固固定，避免因地震晃動等造成的脫落等破壞。地震也容易導致建筑內(nèi)使用有危害氣體的場所發(fā)生泄露事故，對人員產(chǎn)生危害，要求事故通風系統(tǒng)在建筑主體未發(fā)生坍塌時，能夠迅速恢復運轉(zhuǎn)把有害氣體排出室外，避免二次危害。防排煙風道、事故通風風道及其設備的支吊架嚴格采用具有抗震功能的支吊架，按技術(shù)要求采購及安裝。

《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》第6章 燃氣

本章通過燃氣系統(tǒng)的管道選材；壓力規(guī)定；入戶引入管閥門；管道布置；管道固定方式等方面的內(nèi)容都做了比較詳細的要求和說明。

《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》第7章 電氣

本章通過7.1 一般規(guī)定；7.2 系統(tǒng)和裝置的設置；7.3 機房位置選擇；7.4 設備安裝；7.5 導體選擇及線路敷設等幾個方面都做了要求和說明。其中：

7.1.1 重要電力設施可按設防烈度提高1度進行抗震設計，但當設防烈度為8度及以上時可不再提高。

本條對重要電力設施的設防提出了明確的要求。

7.1.2 內(nèi)徑不小于60mm的電氣配管及重力不小于150N/m的電纜梯架、電纜槽盒、母線槽均應進行抗震設防。

再一次明確了電氣系統(tǒng)管道的抗震設防范圍。

7.2.1 地震時應保證正常人流疏散所需的應急照明及相關(guān)設備的供電。

7.2.2 地震時需要堅持工作場所的照明設備應就近設置應急電源裝置。

7.2.3 地震時應保證火災自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)正常工作。

7.2.4 應急廣播系統(tǒng)宜預置地震廣播模式。

7.2.5 地震時應保證通信設備電源的供給、通信設備正常工作。

7.2.6 電梯的設計應符合下列規(guī)定：

1 電梯和相關(guān)機械、控制器的連接、支承應滿足水平地震作用及地震相對位移的要求；

2 垂直電梯宜具有地震探測功能，地震時電梯應能夠自動就近平層并停運。

7.2 節(jié)對各地震應急系統(tǒng)裝置的設置都做了明確的規(guī)定。

7.4 節(jié)對電氣系統(tǒng)設備包括：柴油發(fā)電機組；變壓器；蓄電池、電力電容器；配電箱（柜）、通信設備；設在水平操作面上的消防、安防設備；設在建筑物屋頂上的共用天線；安裝在吊頂上的燈具等都作出了詳細的安裝設計要求。其中：7.4.6 設在建筑物屋頂上的共用天線應采取防止因地震導致設備或其部件損壞后墜落傷人的安全防護措施。為強制性條文。

7.5節(jié)對導體選擇及線路敷設的一些問題進行了要求和說明。

《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》第8章 抗震支吊架

本章通過8.1 一般規(guī)定；8.2 抗震支吊架計算；8.3 抗震支吊架設計這三個方面詳細的對抗震支吊架的設置進行了規(guī)定和闡述。其中：

8.1 節(jié)在以下幾個方面對抗震支吊架提出了明確的要求：抗震支吊架在地震中應對建筑機電工程設施給予可靠保護，承受來自任意水平方向的地震作用；組成抗震支吊架的所有構(gòu)件應采用成品構(gòu)件，連接緊固件的構(gòu)造應便于安裝；保溫管道的抗震支吊架限位應按管道保溫后的尺寸設計，且不應限制管線熱脹冷縮產(chǎn)生的位移；抗震支吊架應根據(jù)其承受的荷載進行抗震驗算。

8.2 是對抗震支吊架的計算要求，其中8.25的條文說明對抗震的整個計算要求及流程給出了明確的指導方法：

8.2.5 抗震支吊架構(gòu)件所選節(jié)點大樣的各構(gòu)件標稱負荷均不得低于該節(jié)點設計地震力作用負荷。當抗震連接部件選定后，應繪制安裝節(jié)點詳圖。詳圖包括：抗震節(jié)點圖紙編號、抗震構(gòu)件名稱或編號、抗震構(gòu)件數(shù)量等內(nèi)容。

在選擇抗震支吊架類型后，應根據(jù)抗震支吊架自身荷載進行抗震支撐節(jié)點驗算，并調(diào)整抗震支吊架間距，直至各點均滿足抗震荷載要求，驗算公式參照本規(guī)范第3.4節(jié)。當α Ek 計算值小于0.5時，按0.5取值。如圖紙變更必須有設計人員經(jīng)過驗算之后方可變更。具體驗算步驟及內(nèi)容如下：

1、逐點劃分各抗震支吊架重力荷載范圍，并計算建筑機電工程設施水平地震作用標準值F及建筑機電工程設施或構(gòu)件內(nèi)力組合設計值S。當計算干管側(cè)向支吊架重力荷載時應將下一級支管同向重力荷載計算在內(nèi)；

2、斜撐及抗震連接構(gòu)件的強度驗算；

3、吊桿的強度驗算；

4、斜撐及吊桿的長細比驗算；

5、各錨固體的強度驗算，包括斜撐錨栓、吊桿錨栓等；

6、管束的強度驗算。

8.3節(jié)規(guī)定了側(cè)向抗震支吊架、縱向抗震支吊架的設置原則，同時在管道轉(zhuǎn)彎、管道偏移、管道穿越結(jié)構(gòu)樓層、管道上的閥門設備等多種情況如何設置抗震支吊架都做了詳細的規(guī)定。

總結(jié)

《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》編制歷時五年多，無論是主編單位中國建筑設計研究院，還是深圳置華機電設備有限公司等參編單位都付出了的非常艱苦的不懈努力。本規(guī)范的頒布實施，將使我們國內(nèi)的建筑機電工程抗震的設計標準真正實現(xiàn)了從無到有的突破！

我們都知道，建筑抗震，不管是結(jié)構(gòu)還是機電抗震都是涉及到人們的生命和財產(chǎn)安全，所以建筑機電工程抗震也是事關(guān)防震減災的一項民生工程。對建筑機電工程進行抗震設計及加固，可以防患于未然，真正體現(xiàn)我們的《中華人民共和國建筑法》以及《中華人民共和國防震減災法》以預防為主的方針；同時，建筑機電工程進行抗震設計及加固的目的是減少人員傷亡和財產(chǎn)損失，也真正可以體現(xiàn)以我們?nèi)藶楸镜脑O計理念。我們有理由相信，依照規(guī)范對機電系統(tǒng)進行抗震加固，一定會讓我們的建筑、讓我們的機電系統(tǒng)在地震破壞中變得更加堅固、更加的安全可靠。