文/深圳華森建筑與工程設(shè)計顧問有限公司 李 欣
超高層建筑作為城市名片,是天際線不可或缺的重要元素,其對設(shè)計合理性、消防救援、建造技術(shù)等方面提出更高要求。
2020年,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市與建筑風(fēng)貌管理的通知》,嚴(yán)格限制各地盲目規(guī)劃建設(shè)超高層建筑,隨后各地相繼出臺政策,要求高度不超500m。
以上海中心大廈與深圳京基100大廈為例,超高層建筑設(shè)計需重視以下問題。
1)明確入口,在首層、2層或高層有多個大堂,設(shè)置導(dǎo)向標(biāo)識,避免使用流線重復(fù)。
2)為提升使用效率,超高層電梯進(jìn)行分段、分區(qū)、群控設(shè)置,需明確到達(dá)及轉(zhuǎn)乘樓層。
3)上海中心大廈的設(shè)計分為內(nèi)筒及外筒,立面造型上將主體與幕墻拉開一定距離,形成灰色空間,結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)旋轉(zhuǎn)的美,使形體更靈動。引入泛光設(shè)計后,更體現(xiàn)“龍形”設(shè)計理念。但也存在樓層使用率低,內(nèi)部人員觀景效果差等問題。
4)如遇大風(fēng),在超高層頂部有明顯的晃動感。上海中心大廈擁有被譽為“定樓神器”的阻尼器,阻尼器的單邊擺幅極限為1m。2019年“利奇馬”臺風(fēng)使上海中心大廈的擺幅達(dá)到峰值70cm,是建成后的最大擺幅,感官上使人產(chǎn)生恐慌感,越高越明顯。
5)深圳京基100大廈設(shè)計建造時間較早,2007年開工,2011年封頂,此時,《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計加強(qiáng)性技術(shù)要求》(公消〔2018〕57號)尚未出臺,但深圳京基100大廈早在10年前超前使用備用疏散樓梯概念及消防疏散電梯,突破了技術(shù)、消防及結(jié)構(gòu)難點。2018年出臺的《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計加強(qiáng)性技術(shù)要求》借鑒了該項目的消防加強(qiáng)措施。
天譽南寧東盟創(chuàng)客城東盟塔(2-1號樓)塔冠高346m,2019年開工,至今仍處于在建狀態(tài)。
超高層建筑會設(shè)計較多避難層,設(shè)計須同步考慮結(jié)構(gòu)加固桁架層與立面,避免在建筑空間內(nèi)部形成斜撐結(jié)構(gòu)加固,破壞內(nèi)部使用空間。該桁架加固層上下跨2個樓層,下方空中大堂結(jié)合設(shè)計,在整體立面上采用三段式元素,造型統(tǒng)一。
根據(jù)《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計加強(qiáng)性技術(shù)要求》,在建筑外墻上下層開口之間應(yīng)設(shè)置高度不小于1.5m的不燃性實體墻,且樓板高度不應(yīng)小于0.6m。天譽南寧東盟創(chuàng)客城東盟塔(2-1號樓)層間防火需達(dá)到1.5m高,相較GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》0.8m的要求,已高出近一倍,且材質(zhì)要求是實體墻,對立面設(shè)計有較大犧牲。將立面橫挺、開啟扇與實體墻最高處結(jié)合設(shè)計,下方因鋼梁無法與輪廓平齊,采用防火板設(shè)計。外幕墻采用背襯作遮擋。
2017年設(shè)計初期,東盟塔設(shè)計高度為528m,地下室也按528m高的核心筒進(jìn)行設(shè)計。當(dāng)航空限高通知明確后,高度一降再降,由528m降至472m,后又降至346m。高度降低后,很多電梯空間取消,順勢預(yù)留備用疏散樓梯的位置。核心筒整體重新設(shè)計,在30層位置,核心筒取消外框,僅保留內(nèi)筒,該層同時存在6個樓梯,設(shè)備管井壓力較大。
根據(jù)《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計加強(qiáng)性技術(shù)要求》,除消防電梯外,建筑高層主體每個防火分區(qū)至少應(yīng)設(shè)置1部可用于火災(zāi)時人員疏散的輔助疏散電梯。相較于《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中對消防電梯的規(guī)定,消防電梯僅供火災(zāi)時消防人員使用,無法作為人員疏散使用。而新增的輔助疏散電梯,可作為普通人員疏散時使用,平時可作為貨梯或客梯使用。
本項目輔助疏散電梯與辦公客梯結(jié)合,平時使用,上升至48層;49層以上為酒店功能,就輔助疏散梯而言僅需???1,60及71層即可。
根據(jù)《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計加強(qiáng)性技術(shù)要求》,避難區(qū)的凈面積應(yīng)滿足設(shè)計避難人數(shù)要求,并應(yīng)按不少于0.25m2/人計算,且通向避難區(qū)的疏散走道或聯(lián)系走道的面積不計入人員的避難面積。該規(guī)范相較《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中0.20m2/人要求提升了25%。對于超高層建筑而言,避難區(qū)與設(shè)備區(qū)結(jié)合設(shè)置需各專業(yè)協(xié)作完成。在保證消防登高面單側(cè)有避難區(qū)的同時,因設(shè)備間進(jìn)排風(fēng)的距離要求,在核心筒及其他位置設(shè)置避難區(qū)域,導(dǎo)致避難區(qū)域零散分布。疏散通道雖連接避難區(qū),但不計入避難面積。
根據(jù)GB 51251-2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的封閉樓梯間、防煙樓梯間,應(yīng)在其頂部設(shè)置不小于1m2的固定窗。
因超高層建筑的核心筒大部分位于中部,就結(jié)構(gòu)合理性而言,樓梯間無法直接貼靠外墻。該項目按此規(guī)范在避難層設(shè)置3個固定窗夾層,并從核心筒內(nèi)引出,呈管線“十字”交叉,且固定窗夾層使下方凈高較低。在靠近幕墻處,需設(shè)置可砸固定窗,但影響立面效果。固定窗的作用是在救援后排出樓梯間的熱量及煙氣,固定窗應(yīng)采用可砸玻璃。但就超高層建筑而言,在每個避難樓層皆設(shè)置固定窗,消防人員如何鑿砸外立面玻璃等實際操作問題尚有待研究。
作為城市名片及形象地標(biāo),未來我國超250m高層建筑將越來越多。超250m高層建筑的相關(guān)設(shè)計規(guī)范還需不斷完善,這給建筑設(shè)計及施工帶來挑戰(zhàn),希望建筑師能在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范指導(dǎo)下設(shè)計更安全可靠的超高層建筑。