刍议国家建筑规范中绥化最大冻土深度

计锋， 孔维一， 米长虹， 姚晨

（1.哈尔滨工业大学建筑设计研究院有限公司，哈尔滨 150090；2.中国建筑设计研究院有限公司，北京 100044）

0 引言

按土的冻结状态保持时间的长短，冻土一般又可分为短时冻土（数小时、数日以至半月）、季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（数年至数万年以上）3种类型。我国三大冻土区集中在青藏高原、新疆和东北大小兴安岭地区，国内学者针对三大冻土区也进行了较多的研究。

近期在国家某核心期刊杂志上，阅读到一篇有关室外消防水池取水口设置的文章，文中通过举例不同地区加以探讨室外消防水池取水口设置形式及注意问题。例举的地区中有黑龙江省绥化、新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰、吉林白城三个地区的冻土深度分别达到715、650、750cm。作者居住在黑龙江省哈尔滨市，从事建筑设计，对黑龙江省绥化有一定了解。多次参与黑龙江省绥化地区的建筑设计项目，项目地质勘查报告累积多份。对于黑龙江省绥化冻土深度达到7.15m 这个数据持有怀疑态度。针对此数据，收集多专业的资料，查阅相关专业规范、设计手册、书籍及文献等，展开探究。

1 采暖通风专业

通用的采暖通风专业的供暖通风与空气调节设计规范中，TJ 19-75《工业企业采暧通风和空气调节设计规范》、GBJ 19-87《采暖通风与空气调节设计规范》（2001年版）、GB 50019-2003《采暧通风与空气调节设计规范》、GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》、GB 50019-2015《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》为常用的专业规范，就以上规范中有关冻土深度的相关气象数据加以整理。

1975年颁布的TJ 19-75《工业企业采暧通风和空气调节设计规范》中，没有最大冻土深度的相关数据。

2001 年颁布的GBJ 19-87《采暖通风与空气调节设计规范》（2001年版），附录二室外气象参数中，有各省市部分城市的最大冻土深度相关数据。收录黑龙江省10个城市：爱辉、伊春、齐齐哈尔、鹤岗、佳木斯、安达、哈尔滨、鸡西、牡丹江、绥芬河，未见绥化相关气象数据［1］。

2003 年颁布的GB 50019-2003《采暧通风与空气调节设计规范》，没有附录室外气象参数，没有最大冻土深度的相关数据［2］。

2012 年颁布的GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》在附录A室外空气计算参数的表格中，最大冻土深度黑龙江绥化为715cm；吉林白城为750cm；新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰为650cm［3］。

2015年颁布的GB 50019-2015《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》在附录A室外空气计算参数的表格中，最大冻土深度黑龙江绥化：715cm；吉林白城：750cm；新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰：650cm［4］。

GB 50019-2015《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》表A.0.1-1 室外空气计算参数（一）全部采用了现行国家标准GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》附录A 的数据，未作修改。所以GB 50019-2015 与GB 50736-2012 的数据一致。GB 50736-2012与GB 50019-2015两本规范中的数据是完全一致的。

2 给水排水专业

给水排水专业从业人员在工程设计及研究中，使用的气象资料收录在《给水排水设计手册》与《建筑给水排水设计手册》两本设计手册中。就这两本手册不同时期版本分别查询有关冻土深度的相关气象数据。

1986 年，中国市政工程西南院主编《给水排水设计手册》第1册常用资料7.3气象资料中，常用资料中，最大冻土深度黑龙江绥化：221cm；吉林白城大于250cm［5］；新疆未见克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰相关气象数据。

2000 年，中国市政工程西南设计研究院主编《给水排水设计手册》（第二版）第1册7.3气象资料中，全国主要城市室外气象参数，最大冻土深度黑龙江绥化：221cm；吉林白城大于250cm［6］；新疆未见克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰相关气象数据。

1992 年，陈耀宗、姜文源、胡鹤钧等主编《建筑没有收录气象资料与最大冻土深度的相关数据［7］。

2008 年，中国建筑设计研究院主编《建筑（第二版）第2018 年出版的由中国建筑工业出版社出版，中国建筑设计研究院有限公司主编《建筑给水排水设计手册》（第三版）13.4.9 节给水排水设计常用气象参数中收录的气象资料与最大冻土深度如下，黑龙江绥化：715cm；吉林白城：750cm；新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰650cm。在表13.4.15 给水排水设计常用气象参数明确注明，摘自GB 50019-2015《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》［9］。如文中所述，GB 50019-2015《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》气象数据引用了GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》。

3 结构专业

2011 年出版的由黑龙江省寒地建筑科学研究院主编JGJ 118-2011《冻土地区建筑地基基础设计规范》中未见常用气象参数中收录的气象资料与季节冻土标准冻土深度［10］。

2011 年出版的由中国建筑科学研究院主编GB 50007-2011《建筑地基基础设计规范》中，在中国季节性冻土标准冻深线图中，黑龙江绥化季节冻土标准冻深深度在200～220cm，吉林白城季节冻土标准冻深深度在180～200cm，新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰季节冻土标准冻深深度线图为180cm，具体可见图1［11］。

图1 中国季节性冻土标准冻深线图局部

2019 年出版的由黑龙江省寒地建筑科学研究院主编DB 23/T902-2019《黑龙江省建筑地基基础设计规程》中，具体可见规程后附录G 黑龙江省季节通途标准冻深线图中得知［12］，黑龙江绥化及吉林省白城的季节冻土标准冻深深度在200～220cm线附近。

2009年由建设部综合勘察研究设计院主编的GB 50021-2001《岩土工程勘察规范》（2009年版），通过其中的冻土勘测方法及标准冻深，均没有出现绥化冻土深度达到715cm［13］。

4 建筑专业

2012年，张晴原、杨洪兴主编的《建筑用标准气象数据手册》，附带光盘。光片中有120 个气象台站的概况，标准日气象数据及不保证率气象数据［14］。气象数据手册及光盘中的气象资料中，没有收录与最大冻土深度的相关数据。

2014 年，中国建筑科学研究院主编的JGJ/T 346-2014《建筑节能气象参数标准》，附带120个气象台站的概况，标准日气象数据及不保证率气象数据［15］。标准及光盘中的气象资料中，没有收录与最大冻土深度的相关数据。具体可见表1 建筑行业规范、设计手册中绥化地区冻土深度汇总。

表1 建筑行业规范、设计手册中绥化地区冻土深度汇总

确定地区气象数据中最大冻深应明确。建筑行业中结构专业、给水排水专业及暖通专业分别执行各种的规范，同一地区的气象资料应一致，不应有偏差。现行的国家级地方规范及标准，多专业对同一地区的气象数据出现较大偏差，最大冻土深度基础数据在建筑工程实施中影响到建筑基础、室外给水管道埋深等，影响建筑及供水安全。陆续新颁布的规范中同一地区最大冻深引用不同规范或标准，造成混乱，笔者认为这个数据值得认真探究。

5 气象与工程勘测

工程实践中，绥化地区工程项目在施工前，都会有地质勘测报告，就目前收集到的相关地质勘测报告，绥化地区的季节性冻土深度在200～220cm 之间。与结构专业规范和给排水专业设计手册中的气象资料数据相符合。另从黑龙江省消防应急救援中心获得的有关省内各地区消防管道及市政室外消火栓埋设的防冻指导最大冻土深度，绥化为225cm。

根据相关规范，除季节性冻土外，在图1中可以看到多年冻土区。含有固态水，且冻结状态持续二年或二年以上的土，应判定为多年冻土。我国多年冻土主要分布在青藏高原、帕米尔及西部高山（包括祁连山、阿尔泰山、天山等），东北的大小兴安岭和其他高山的顶部也有零星分布。根据东北地区经验，当冻土厚度大于2.8 时会出现多年冻土。绥化最大冻土深度为715cm 时，应该属于多年冻土。在相关规范及文献上未见。

冻土观测按照国家地面气象观测规范，根据埋入土中的冻土器内水柱所在位置，从管壁刻度线上读出冰上下两端的相应刻度数，分别记为冻结层的上、下限深度值［16］。

我国多年冻土面积占国土面积的22.3%，在世界上占第3 位。其中高海拔多年冻土面积则居世界之最，季节冻土及短时冻土遍布大部分国土。相关气象研究表明，极端最大冻土深度出现的频率逐年代明显下降，各区最大冻土深度呈下降趋势，冻土深度较大的地区有黑龙江大部、内蒙古中、西部、新疆北部、青藏高原、青海西部（2m 以上），其中黑龙江的漠河、内蒙古的图里河、新巴尔虎右旗等我国最北部一线曾出现过大于4m 的冻土［17］。相关研究利用1961～2012 年来黑龙江省32个气象台站的逐日冻土观测数据，使用变异系数法、线性趋势估计法、克里金插值法以及突变检验方法，对黑龙江省冻土最大冻结深度的时空变化特征进行分析。得出黑龙江省冻土最大冻结深度年下降速率为-0.67cm/a，在60 年代最大冻结深度达到最大。黑龙江省最大冻结深度年空间分布特征总体上呈现北高南低的趋势走向，低值区主要位于铁力、通河站点附近。空间分布并不与纬线平行，同纬度相比，中部地区的最大冻结深度偏低。高值区主要位于大兴安岭地区［18］。GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》中关于绥化最大冻土深度的数值与上次结论违背。在GB 50736-2012附录A室外空气计算参数的表格中气象中，只有黑龙江省绥化（715cm）、新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰（650cm）、吉林白城（750cm）3个地区的冻土深度数据明显高于其他地区。在规范的条文解释中也没有对这三个突出数据加以说明。相关气象研究最大冻结深度在二十世纪八十年代发生了突变，但突变后最大冻结深度未见倍数级增长的相关文献。

有研究表明新疆、吉林的1961～2010 年最大冻土深度总体呈现减小趋势［19-23］。对于新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰（650cm）、吉林白城（750cm）两个地区的冻土深度数据有待进一步探究。

另咨询GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》的相关参编单位，其单位建筑设计中采暖通风、给水排水、结构等专业所采用绥化地区的最大冻土深度取值为200～220cm。

6 结语

通过以上多专业交叉数据整理与分析，得出如下结论：

（1） 2012 年后颁布的采暖通风专业规范GB 50736-2012 中黑龙江绥化的最大冻土深度分别为715cm；结构专业绥化地区标准冻土深度执行200～220cm；给水排水专业在2018年前此数值为221cm，在2018年后引用采暖通风规范GB 50736-2012后，数据同采暖通风规范；建筑专业规范中气象资料未见有最大冻土深度数据。

（2） 根据气象研究及相关资料，极端最大冻土深度出现的频率逐年代下降明显，各区最大冻土深度呈下降趋势。黑龙江省最大冻结深度年空间分布特征总体上呈现北高南低的趋势走向，中部地区的最大冻结深度偏低。高值区主要位于大兴安岭地区。绥化正位于黑龙江省中部地区。

（3） 国家建筑行业相关规范编制时，关于气象资料统一一致，逻辑上不会出现较大偏差。

（4） 建筑工程设计中，综合采暖通风、给水排水、建筑、结构多专业及实际工程的工程勘测与工程经验，采用绥化的冻土深度在200～230cm之间。关于采暖通风专业规范GB 50736-2012 中绥化最大冻土深度715cm，建议相关规范在修编时，能够进一步核实此数据。