李晶

【摘 要】由于高層建筑的建筑空間向上發(fā)展，因而可以節(jié)約用地面積，在建筑面積與基地面積比值一定的條件下，有利于節(jié)約城市建設總投資。高層辦公建筑人員、機構集中，方便相互的聯(lián)系，有利于提高工作效率。但高層建筑的平面系數(shù)低，單位造價高，管理費用大，能源消耗大，對防火、安全疏散、建筑設備等還有許多特殊要求。本文闡述了高層建筑的建筑設計，提出了高層建筑設計過程中應該注意的問題。

【關鍵詞】高層建筑設計；要點分析

Analysis of Key Points in High - rise Building Design

Li Jing

（Shenzhen City International Building Design Co.， Ltd. Xi'an Branch Xi'an Shaanxi 710000）

【Abstract】As the high-rise building construction space upward development， which can save land area， in the building area and base area ratio of certain conditions， is conducive to saving the total investment in urban construction. High-rise office buildings， institutions focus， to facilitate mutual contact， is conducive to improving work efficiency. However， high-rise buildings with low plane coefficient， high cost of the unit， large management costs， energy consumption， fire， safe evacuation， construction equipment， there are many special requirements. This paper describes the architectural design of high - rise buildings， put forward the high - rise building design process should pay attention to the problem.

【Key words】High - rise building design；Point analysis

隨著社會的不斷發(fā)展，城市人口劇增，用地緊張，為滿足城市居民對住房的迫切需要和改善舊城的環(huán)境質量，建造高層建筑是不可避免的。由于高層建筑的建筑空間向上發(fā)展，因而可以節(jié)約用地面積，在建筑面積與基地面積比值一定的條件下，有利于節(jié)約城市建設總投資。高層辦公建筑人員、機構集中，方便相互的聯(lián)系，有利于提高工作效率。但高層建筑的平面系數(shù)低，單位造價高，管理費用大，能源消耗大，對防火、安全疏散、建筑設備等還有許多特殊要求；對高層住宅來說，高層的住戶到地面活動也不方便。所以，在計劃建造高層建筑時必須從實際出發(fā)，權衡利弊得失，綜合考慮其經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。

1. 高層建筑的建筑設計

（1）隨著高層建筑的發(fā)展，決定了其結構的合理性和科學性。高層建筑呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢：一是層數(shù)增多，高度增加。我國設計有80層以上的高層建筑，有的處于領先地位。二是新材料的開發(fā)應用，新結構形式的應用。高性能混凝土材料在不斷發(fā)展，對高層建筑的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。三是平面布置與豎向體形更加復雜。現(xiàn)代高層出現(xiàn)了不規(guī)則、不對稱和曲線形的平面，主要是結構分析技術和計算手段的提高為它創(chuàng)造了條件，需要結構設計更加提高。四是耗能減震技術的應用與發(fā)展。

（2）高層建筑的尺度設計，主要包括：一是整體尺度。整體尺度的均衡非常重要，設計時要注意以下幾點，一個造型美的高層建筑是建立要很好地處理裙房、主體和頂部的尺度關系；高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的，各個主要部分應有更細的劃分，尺度具有等級性，才能使各個部分造型構成豐富。二是城市和街道尺度。高層建筑對城市各構成要素也產(chǎn)生重大的影響；是城市的重要景點，不當?shù)某叨葧Τ鞘挟a(chǎn)生不良的影響；街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。高層建筑主體因為尺度過大，易向后退，使底層的裙房置于沿街部分，減少了高層建筑對街道的壓迫感。三是細部尺度。設計師在設計高層建筑中充分地把握各種尺度，結合人的尺度，滿足人的使用、觀賞的要求，必定能創(chuàng)造出優(yōu)美的高層建筑外部造型。

（3）高層建筑的生態(tài)設計要求應該受到迫切的關注，因為這些地方資源消耗和環(huán)境污染相對嚴重，對全球自然資源和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生威脅。其主要內(nèi)容為：高層建筑營運系統(tǒng)的生態(tài)性設計。建筑平面與體型系數(shù)影響建筑采暖能量的需求，它不僅僅是一個熱工性能參數(shù)，這意味著減少體型系數(shù)可以降低舒適空間的平均成本，在常見的平面形式中，圓形平面可以擁有最小的外圍面積，其次是方形。每個建筑基址都有其特殊性，因此，高層建筑的設計毫不例外也與基址相關，通過建筑形式，植被和遮避帶最大限度地開發(fā)基址剩余區(qū)域的潛能。我們可以利用規(guī)劃建筑的平面形態(tài)和外墻以達到自然通風和更有效的制冷，以減少對空調(diào)系統(tǒng)的依賴。因此，高層建筑的“生態(tài)性”具有實現(xiàn)的意義，我們應該從城市的宏觀層面、建筑本身的營運系統(tǒng)的中觀層面、建筑室內(nèi)環(huán)境的微觀層面進行綜合考慮，實現(xiàn)建筑與現(xiàn)代城市未來的可持續(xù)發(fā)展。

（4）高層建筑體形龐大，設計者往往貪大求高大部分精力放在追求立面形式和使用功能上而往往忽略生態(tài)環(huán)境的保護、建筑設計節(jié)能意識淡薄，造成高能耗、低效益，影響常年使用，浪費巨大，高層建筑的節(jié)能首先應為設計者重視，從以下三個方面進行考慮：一是優(yōu)化建筑位置及朝向設計。高層建筑的定位首先應考慮對城市環(huán)境的影響容積率過高很難滿足日照要求，陽光有著巨大輻射能量，寒冷地區(qū)的人們十分珍惜陽光帶來的溫暖，因此，建筑的方位與節(jié)能有著直接關系，建筑南向開窗面積盡可能大些，在滿足采光條件下，北向、東向窗盡可能小些，從而獲，得更多的太陽光線，減少熱損失，保持室內(nèi)舒適的溫度環(huán)境。二是優(yōu)化圍護結構墻體設計。目前，在寒冷地區(qū)常用的墻體做法有：頁巖陶?；炷量招钠鰤K；粘土空心磚與實心磚復合墻體；粘土實心磚或空心磚巖棉夾心復合墻體等，合適的建筑材料能夠提高建筑維護結構的保溫隔熱性能。三是影響建筑節(jié)能的其他因素。高層建筑外圍護墻體耗能量較大，占整個建筑耗能的25%左右。建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一，體形系數(shù)越大耗能越多，高層建筑的形體變化不宜過多、復雜，建筑保溫材料的選用，建筑構造的合理性應建立在科學、可靠的基礎上。

2. 高層建筑設計過程中應該注意的問題

2.1 防火的問題?？傮w布局要保證暢通安全。在樓道的設計上要保證人員的流動暢通，便于緊急情況時人員的疏散。有采光設施或者照明系統(tǒng)，讓人員在疏散中能保證安全快速的撤離，已避免發(fā)生踩踏等其他傷害。合理進行防火分區(qū)。在高層建筑的樓道內(nèi)消防器械、疏散通道必須合理的分區(qū)，做到在火災發(fā)生時，可以及時的采用滅火措施和人員疏散。消火栓的位置應保證同層任何部分由兩個消防栓的水槍同時到達。做好建筑物室內(nèi)、外消防給水系統(tǒng)的設計，保證足夠的消防用水量和最不利點的滅火設備所需的水壓，水箱設置高度不夠而設置增壓系，水箱的消防儲水量單單對直接滅火而言，其意義幾乎為零。當然為了使增壓系統(tǒng)正常工作，水箱的消防儲量仍然是必須的。消防水池容量越大越好、越安全，這種觀點是片面的。超規(guī)范設置談不上經(jīng)濟合理，水質也難以保證。

2.2 抗風的問題。預測到建筑物附近的氣流情況以及建筑物所發(fā)生的性狀。結構不穩(wěn)定破壞，疲勞破壞，過份變形而發(fā)生的屈服，圍護結構的嚴重破壞都可以引起高層建筑的安全隱患。風災損壞的主要形態(tài)之一是工程結構的損壞和倒塌，因此，工程抗風設計計算的合理和全面與否是工程安全的重要關鍵，抗風設計也是工程結構中的重要研究課題。

2.3 電氣的問題。

（1）消防電源與配電。高層建筑要求供電是第一供電電源必須是來自于兩個不同的發(fā)電廠，保證一個要時有遇到問題或者突發(fā)事件另一個也可以正常工作，從而確保建筑的正常運行。第二供電電源來自于2個不同的區(qū)域變電站。第三、一個電源來自于區(qū)域變電所而另一個時自備的發(fā)電設備。

（2）應急照明。當高層發(fā)生火災及其它災害、故障時，導致正常照明系統(tǒng)中斷而啟用的照明，也稱事故照明。應急照明的安裝要合理人性化，應急照明主要安裝在疏散樓梯、消防電梯前室、消防控制室、自備電源室、變配電室、消防水泵房、防排煙機房的墻面上或者頂棚上。應急照明包括疏散指示照明，即標志出口位置的出口標志燈和引導只想出口的指向標志燈，滿足疏散通道的照明要求。

（3）電梯。電梯在設計中要保證位置合理，讓電梯的運行中的噪音不要打擾用戶的正常生活。電梯的最大載荷也要根據(jù)居住結構作相應的調(diào)整，保證居住者在平時能方便的出行。電梯在遇到緊急情況是要有方便快捷的方法使人迅速撤離。為了保證電梯正常而安全的運行，以利于救人、滅火，對此還要考慮排水設施、消防泵房、變配電站、柴油發(fā)電機放常常要設于高層建筑的地下室，如火地下室積水甚至被淹，滅火將從何談起。所以地下室排水與電梯井底排水時同等重要的電梯的供電系統(tǒng)要有兩套，一套是正常供電系統(tǒng)，另一套時當有緊急情況是自備發(fā)電供電以保證電梯的正常運行。

2.4 排煙的問題。高層的火災事故中，絕大多數(shù)的人員傷亡都是因煙氣窒息、中毒，在不具備自然排風條件的封閉樓梯間要設計在樓梯入）口處設置陽臺或者凹廊。保證在發(fā)生火災時能排除煙，降低人員的傷亡?，F(xiàn)在設計中為了提高使用面積，采取消防電梯與居住用電梯合用，消防電梯前室與防煙樓梯前室合用，采用常閉防火門。

2.5 垃圾處理。住宅的垃圾平均每人每天約有0.5～1KG。排除垃圾的方法有兩種：一種是住戶將垃圾用塑料袋裝好放在門外，由大樓管理人員收集，通過電梯運至樓外；另一種是住戶將垃圾直接倒入樓內(nèi)的垃圾道再由收集間將垃圾運出。前一種方法比較簡單，但需要有良好的管理；后一種方法則要求設計專門的垃圾道及收集間。

2.6 防雷擊的問題。高層建筑防雷系統(tǒng)應該按照“綜合治理，整體防御，突出重點，多重保護”的原則，充分利用高層建筑物的結構，將防雷措施做好，進行治理。找齊高層建筑物的頂端和其他易受雷擊的部位裝設避雷針或者避雷帶、避雷網(wǎng)。利用結構中的主鋼筋作引下線，利用整個鋼筋混凝土基礎作接地裝置。在建筑物周圍用扁鋼做避雷帶。為了防止靜電感應產(chǎn)生火花，建筑物內(nèi)的金屬物體和突出屋面的金屬物均要接地。