試析高層建筑設(shè)計常見問題

周祥

【摘 要】近幾年，伴隨著全球范圍內(nèi)的資源日益的緊張，尤其是我國及大部分被國家土地資源的日益減少，然而高層建筑的出現(xiàn)能夠比較有效的緩解人們的一些相關(guān)的需求。然而在幾年時間內(nèi)，高層建筑以及建筑設(shè)計在國內(nèi)得到了快速的較大的發(fā)展。于此同時，我國伴隨著高科技術(shù)的不斷進(jìn)步，大量的新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新工藝開始的不斷出現(xiàn)，這些就有效的促進(jìn)了高層建筑設(shè)計的不斷發(fā)展，而一些相關(guān)的設(shè)計人員則就需要進(jìn)行科學(xué)合理的高層建筑的設(shè)計，也能夠更加滿足建筑中的安全、美觀、舒適以及經(jīng)濟(jì)等方面的需求。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；高層建筑設(shè)計；存在的問題

引言：

在我國高層建筑的造型設(shè)計是和技術(shù)密切相關(guān)的，不僅要在滿足使用功能的基礎(chǔ)上，而且還要考慮到每個技術(shù)工種的要求，尤其是在對高層的受力特點(diǎn)上和建筑造型上要有整體上的認(rèn)識，以方便在建筑方案方面的構(gòu)思階段上，提出更加合理的造型結(jié)構(gòu)和設(shè)想。 換句話說，結(jié)構(gòu)中的構(gòu)思也可以是上升為高層建筑設(shè)計的基礎(chǔ)和靈感的來源。而高層建筑結(jié)構(gòu)的形式應(yīng)該根據(jù)房屋的性質(zhì)，高度、層數(shù)，荷載作用，物質(zhì)技術(shù)條件等因素綜合來考慮。

1.高層建筑的結(jié)構(gòu)形式和體系

以建筑材料來劃分高層建筑的結(jié)構(gòu)形式，可分為砌體結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)和鋼-混凝土混和結(jié)構(gòu)。 以上各種不同的結(jié)構(gòu)有其各自的特點(diǎn)，適用于不同的建筑類型。 由于水平荷載成為高層建筑設(shè)計的控制因素，所以需要設(shè)置抵抗水平荷載的抗側(cè)力體系，它應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和延性。 其基本體系有：純框架體系、純剪力墻體系、筒體體系、體系組合。 根據(jù)建筑功能的需要和受力特點(diǎn)，可將上述基本體系重新組合，形成新的結(jié)構(gòu)體系，從而具有新的特點(diǎn)，比單純的體系具有更好的適用性。

2.現(xiàn)代高層建筑設(shè)計的主要內(nèi)容

2.1高層建筑主體設(shè)計

現(xiàn)代高層建筑主體設(shè)計主要包含了塔樓設(shè)計、裙房設(shè)計、底層設(shè)計和頂部設(shè)計等不同的環(huán)節(jié)。高層建筑的結(jié)構(gòu)與功能限制要求此同時，導(dǎo)致其在造型上的變化相當(dāng)少。所以，高層建筑塔樓的表現(xiàn)方式通常會對其造型產(chǎn)生決定性作用。在延伸至無限設(shè)計概念之下，塔樓那美妙的輪廓以及十分生動的線條，體現(xiàn)出建筑差異化的藝術(shù)內(nèi)涵。比如，經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)的紐約、彈丸之地的香港等均為此方面設(shè)計的典型實(shí)例。裙房設(shè)計盡管對于城市立體空間所造成的影響比較小，但是卻和街道的尺度以及行人的感受之間能夠產(chǎn)生十分密切的關(guān)系。設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)充分考慮到廣大公眾的視線以及觀感，并對其實(shí)施人性化設(shè)計。底層設(shè)計完全可采取入口縮進(jìn)或者底層架空等方式，使其能夠具備更加鮮明的現(xiàn)代城市建筑的特色。要把建筑的底部設(shè)計成通透與開放的現(xiàn)代公共空間，并使其和道路、廣場或者別的建筑相聯(lián)系，讓人們能夠從高密度環(huán)境當(dāng)中擺脫出來，從而豐富城市空間之層次。同時，特點(diǎn)鮮明的高層建筑頂部設(shè)計，對于高層建筑的總體形象也會有重要的作用。在高層建筑設(shè)計過程中，除了要注意讓建筑頂部的高度和城市的天際輪廓線相互融合之外，還應(yīng)當(dāng)從審美視角考慮，展示出高層建筑頂部形式和整體之間的關(guān)系，而人的活動也將影響到高層建筑頂部設(shè)計。因?yàn)楦邔咏ㄖ敳渴翘幱谝欢ㄒ暰喾秶畠?nèi)，所以，要考慮到視距之中從整體到細(xì)節(jié)的具體審美要求，并讓高層建筑頂部設(shè)計在此范圍之內(nèi)具備多角度欣賞之可能性。同時，因?yàn)楦邔咏ㄖ捻敳砍３伺_，這就應(yīng)當(dāng)通過提升高度來實(shí)施視覺上的修正。

2.2高層建筑生態(tài)設(shè)計

隨著全球范圍內(nèi)生態(tài)環(huán)境的日益惡化，資源的消耗以及環(huán)境的污染變得愈來愈嚴(yán)重，對全球的自然資源與生態(tài)系統(tǒng)均產(chǎn)生了威脅。為此，城市高層建筑應(yīng)當(dāng)實(shí)施生態(tài)性設(shè)計。高層建筑的平面和體型系數(shù)將直接影響到建筑采暖量之需求，它并不只是熱工性能參數(shù)，而且還意味著降低體型系數(shù)能力降低舒適空間之內(nèi)的平均成本。在平面形式當(dāng)中，圓形平面的外圍面積是最小的，其次則是方形。每一建筑基址均各有其特殊之處。所以，高層建筑設(shè)計也是和基址有關(guān)的，運(yùn)用建筑形式、植被與遮避帶，能夠在最大限度上開發(fā)出基址剩余部分區(qū)域之潛能。因此，可運(yùn)用建筑平面形態(tài)以及外墻設(shè)計來實(shí)現(xiàn)更加理想的自然通風(fēng)以及有效制冷，從而降低對于空調(diào)系統(tǒng)之依賴。

2.3高層建筑電氣設(shè)計

一是消防電源和配電問題。高層建筑設(shè)計對于供電的要求是：供電的電源一定要來自于兩個不同發(fā)電廠，確保如果其中一家供電企業(yè)遇到問題或突發(fā)事件時，另一家供電企業(yè)還可正常工作，以保障建筑正常用電。二是應(yīng)急照明問題。一旦高層建筑發(fā)生火災(zāi)或者別的災(zāi)害故障之時，造成正常照明系統(tǒng)被中斷而臨時啟用的照明也稱之為事故照明。應(yīng)急照明安裝應(yīng)當(dāng)合理和人性化，應(yīng)急照明要安裝于疏散樓梯、消防電梯室、變配電室、防排煙機(jī)房墻面或頂棚等處。應(yīng)急照明主要有疏散指示照明與引導(dǎo)出口方向的指向標(biāo)志燈等。三是電梯問題。電梯在高層建筑設(shè)計中應(yīng)當(dāng)確保位置合理，確保電梯運(yùn)行中產(chǎn)生的噪音不至于影響到用戶們的日常生活，而電梯所具有的最大載荷也應(yīng)當(dāng)依據(jù)居住結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理調(diào)整，以確保居住者便于出行。同時，還應(yīng)考慮建設(shè)相應(yīng)的排水設(shè)施，而消防泵房、變配電站以及柴油發(fā)電機(jī)等應(yīng)當(dāng)分布在高層建筑地下室之中，地下室中的排水和電梯井底的排水一樣重要。電梯供電系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)要同時有兩套，其中一套為正常的供電系統(tǒng)，而另一套則是出現(xiàn)緊急情況下的自備發(fā)電供電，從而保障電梯能夠正常運(yùn)行。四是排煙問題。在高層建筑中發(fā)生的火災(zāi)事故中，大部分人員傷亡均是因?yàn)闊煔庵舷⒍鴮?dǎo)致的中毒造成的。如今，為提升使用面積，可以在高層建筑中采取消防電梯和居住用電梯合用的方式、消防電梯的前室和防煙樓梯的前室合用的方式。五是防雷問題。高層建筑的防雷系統(tǒng)要依據(jù)綜合治理、總體防御、強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)、多重保護(hù)之原則，合理應(yīng)用高層建筑物結(jié)構(gòu)，切實(shí)落實(shí)好各項(xiàng)防雷措施。要在高層建筑頂端以及別的易受雷擊部位安裝避雷針或避雷網(wǎng)。要用高層建筑結(jié)構(gòu)中的主鋼筋作為引下線，將整個混凝土基礎(chǔ)設(shè)置為接地裝置。

3.在進(jìn)行高層建筑設(shè)計過程中需要的問題

3.1高層建筑的防火問題

我國高層建筑的大概布局就是要遵守暢通安全的一些相關(guān)原則，而在在進(jìn)行樓道設(shè)計時，并且也要能夠保證了人員進(jìn)行暢通流動，而在緊急情況下，要能夠及時疏散人員，于此同時還要在相應(yīng)的采光設(shè)施以及照明系統(tǒng)位置設(shè)立顯眼的疏散的標(biāo)志，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)緊急情況下人員的快速并且進(jìn)行安全的撤離，進(jìn)而更加有效的避免了踩踏事件的發(fā)生；而且對相應(yīng)的防火的分區(qū)進(jìn)行合理的設(shè)置，同時合理設(shè)置相應(yīng)的消防器械以及疏散通道，這樣在火災(zāi)發(fā)生時候，能夠及時采取相應(yīng)的滅火措施，同時有效進(jìn)行人員的疏散。

3.2高層建筑的抗風(fēng)問題

我們要根據(jù)建筑物周圍的氣流狀況和受到外力作用下，建筑物的形體變化，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，所以建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)就會成為高層建筑一個非常重要的安全隱患，破壞建筑的結(jié)構(gòu)，或許也會出現(xiàn)導(dǎo)致倒塌現(xiàn)象，所以在進(jìn)行建筑工程的抗風(fēng)設(shè)計時，并且對建筑工程的安全產(chǎn)生非常重要的影響作用。

結(jié)束語：高層建筑不僅是城市建筑中的非常重要建筑物，而且建筑設(shè)計風(fēng)格也創(chuàng)造出讓人關(guān)注的輪廓線，風(fēng)景線。建筑設(shè)計限定了創(chuàng)設(shè)城市活動場所的公共空間，和享受空間，從而讓市民們的生活提供相應(yīng)的方便。而城市中的優(yōu)質(zhì)得高層建筑并不不僅是排斥城市發(fā)展空間的明星建筑，而且還是能夠創(chuàng)造人性的非常重要場所，又能融合到城市的各個文脈之中，而并不會破壞掉一座城市的和諧畫面。優(yōu)質(zhì)高層建筑設(shè)計不但要考慮到使用者的實(shí)際需要，也要將城市的公眾利益看做為自身所追求的目標(biāo)。只有在高層建筑設(shè)計與城市發(fā)展中取得平衡，這樣一來才能創(chuàng)設(shè)出更加好的城市景觀以及適合現(xiàn)代人生活的環(huán)境。

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