關(guān)于高層建筑設(shè)計(jì)的探討

彭春橋

【摘要】高層建筑的體積很大，從外觀上來看給人以非常強(qiáng)烈的視覺沖擊，讓人過目不忘。高層建筑充分融合了現(xiàn)代建筑的科技與人文要素，在外觀表現(xiàn)上展示給人們以最好的美學(xué)享受?，F(xiàn)代城市的發(fā)展帶動(dòng)了高層建筑的發(fā)展，高層建筑的發(fā)展反過來助推了現(xiàn)代城市化進(jìn)程。所以說，在高層建筑的建造技術(shù)日趨完善的今天，高層建筑的建造風(fēng)格以及表現(xiàn)技巧一直是人們研究和探討的焦點(diǎn)，經(jīng)久不衰。本文就高層建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行探討分析。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；發(fā)展；建筑設(shè)計(jì)

引言

隨著人們生活水平的日益提高，高層建筑設(shè)計(jì)及建造也已不斷發(fā)展及創(chuàng)新。高層建筑體積龐大，造型千變?nèi)f化，視覺沖擊力強(qiáng)，不僅是當(dāng)代社會(huì)力學(xué)、美學(xué)、建筑學(xué)、文化學(xué)等魅力的結(jié)合，也反映了當(dāng)代社會(huì)的技術(shù)發(fā)展成就，同時(shí)給城市帶來了活力及全新的形象，對(duì)城市形態(tài)的影響也是深遠(yuǎn)的。所以，高層建筑的設(shè)計(jì)風(fēng)格及趨勢(shì)也是專家、學(xué)者們所探討的核心部分，因此探討設(shè)計(jì)風(fēng)格變化與設(shè)計(jì)理念有怎樣的相互關(guān)系，也必將更加促進(jìn)當(dāng)代社會(huì)高層建筑的發(fā)展。

一、高層建筑形象設(shè)計(jì)

在高層建筑的功能布局中，強(qiáng)調(diào)土地的綜合利用是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。亦即在建筑功能布局時(shí)，把工作、居住、交通和其他服務(wù)設(shè)施結(jié)合起來綜合予以考慮，把人們能夠就近入學(xué)、就近工作、就近享用各種服務(wù)設(shè)施，縮短人們每天的出行距離，減少能耗。建設(shè)生態(tài)化城市人居環(huán)境，需要在滿足人們適度舒適的前提下，適當(dāng)提高人口密度，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。與此同時(shí)，亦有助于城市中心的復(fù)興，提高城市中心的活力。但是另一方面，又要避免局部地區(qū)過分密集。

一個(gè)十分均衡勻稱的建筑體，就是要通過理解和運(yùn)用有數(shù)學(xué)關(guān)系的比例系統(tǒng)并征對(duì)實(shí)際被感受到的各種條件要求加以調(diào)節(jié)，營(yíng)造出一種自然而然的愉悅、和諧的比例感受的效果。如果一座建筑的各部分比例合理且相協(xié)調(diào)，同時(shí)能夠滿足正常人的心里要求，那么它就很容易被人們接受，也可稱之為成功的建筑。因此，建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意下面的兩點(diǎn)：

（一）高層建筑中立面細(xì)部尺度應(yīng)有層次性。立面設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成必須明確劃分為水平因素和垂直因素。一般都要使各要素的比例與整體的關(guān)系相配，以達(dá)成令人愉悅的觀感效果。因此很自然的，較低矮而橫向舒展的建筑物，其窗戶開間之類，其比例必定使寬闊狀為主導(dǎo)，而高層建筑則以修長(zhǎng)的因素更有利于綜合微型和巨型因素，使大中有小，小中有大。這一原則使高層建筑產(chǎn)生強(qiáng)烈的統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性。

（二）高層建筑頂部造型處理。造型獨(dú)特的頂部設(shè)計(jì)對(duì)高層建筑的整體形象起著畫龍點(diǎn)睛的作用，并成為林立在建筑群中區(qū)別于其他建筑的一個(gè)重要標(biāo)志，也是城市的標(biāo)志。在十分重視城市空間設(shè)計(jì)的今天，高層建筑頂部造型在保護(hù)傳統(tǒng)街道空間特色和維護(hù)城市空間形態(tài)方面發(fā)揮著重要的作用。

二、建筑朝向設(shè)計(jì)

建筑朝向的被動(dòng)設(shè)計(jì)與建筑的平面形態(tài)、基址上的位置及對(duì)太陽光路徑的朝向和當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向有關(guān)。例如，根據(jù)熱帶地區(qū)的太陽路徑，建筑形態(tài)應(yīng)該是以東西向?yàn)檩S線的矩形，以減少建筑開闊面的太陽輻射。這是因?yàn)楂@得熱量最大的來源是通過窗戶的太陽輻射。當(dāng)然，熱量獲得隨著時(shí)間和角度的不同而不同。建筑朝向的決定將影響后續(xù)的每個(gè)設(shè)計(jì)決策。每個(gè)建筑基址都有其特殊性，因此高層建筑的設(shè)計(jì)毫不例外也與基址相關(guān)。在決定如何使基址內(nèi)的新建筑有利于環(huán)境時(shí)，必須考慮兩個(gè)主要的基址因素：當(dāng)?shù)貧夂蚝突穬?nèi)建筑的環(huán)境影響。當(dāng)?shù)貧夂虻挠绊懣梢允钦娴囊部梢允秦?fù)面的建筑朝向可以通過遮陽帶植物或滲透性墻體加以緩和。

三、高層建筑的外界面設(shè)計(jì)

高層建筑的外界面設(shè)計(jì)與一般建筑相比有其特殊性。首先高層建筑擁有得天獨(dú)厚的通風(fēng)優(yōu)勢(shì)，而且隨著高度的不斷增加，上面的風(fēng)速和風(fēng)壓越來越大，會(huì)導(dǎo)致建筑與外界熱交換迅速增加，不利于建筑中的能量保存，熱工能耗增多。此外高層建筑較少受到臨近的建筑遮擋，所以投射在其上的日照包括直射的、漫射的或被低層建筑屋頂反射的輻射，要比照射在多層建筑上的日照輻射強(qiáng)度高，這在冬季是有利的，但在夏季卻是不利的。

另外，氣候是由多重對(duì)立要素綜合決定的，各種氣候要素總是在舒適要求的兩極之間擺動(dòng)變化， 建筑隨著氣候的變化， 要面臨采暖與制冷、通風(fēng)與防風(fēng)等相互矛盾的要求， 因此建筑外墻應(yīng)該結(jié)合被動(dòng)系統(tǒng)、混合模式和主動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化來加以設(shè)計(jì)。因此，理想的外墻應(yīng)該是對(duì)氣候“用”和“防”的辨證統(tǒng)一，是有利于環(huán)境的過濾器。

四、高層建筑采光設(shè)計(jì)

高層建筑在生態(tài)設(shè)計(jì)中的目標(biāo)之一，是優(yōu)化日光的使用，減少人工照明的耗能需求。大部分被動(dòng)日光技術(shù)都是控制進(jìn)入的直射光線，減少其對(duì)視覺舒適度的潛在負(fù)面影響，如眩光；以及通過減少熱量獲取來減少建筑制冷的負(fù)擔(dān)。當(dāng)太陽光有效地分布到建筑各處而沒有眩光的時(shí)候，就可以認(rèn)為是很好的室內(nèi)照明了。先進(jìn)的日光采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)有以下方法：

（一）通過將陽光反射至屋頂平面，日光可以到達(dá)比那些靠傳統(tǒng)窗戶或天窗采光更深的工作區(qū)域，但不增加窗戶附近的日光強(qiáng)度；

（二）通過利用相對(duì)小的進(jìn)光區(qū)域有效傳統(tǒng)日光，可以不對(duì)陽光輻射產(chǎn)生嚴(yán)重的制冷負(fù)荷，從而達(dá)到節(jié)省能耗的目的；

（三）仔細(xì)設(shè)計(jì)阻擋陽光直射的系統(tǒng)，可以減少陽光直射導(dǎo)致的眩光和溫度不適。設(shè)計(jì)的難度在于每天和全年陽光位置及獲得的不斷變化。自然采光的建筑無論設(shè)計(jì)得多好，只有在日光有效利用和代替人工照明的情況下才能節(jié)約能源。當(dāng)然，進(jìn)行采光設(shè)計(jì)時(shí)，可以在人工照明節(jié)能和少量增加陽光熱量獲得之間尋求平衡。研究表明，太陽光的適當(dāng)獲得和開闊視野可以提供一種舒適感。然而，為保證一個(gè)安全、舒適的工作環(huán)境，使用者應(yīng)該可以控制光線的數(shù)量和質(zhì)量。

五、高層建筑消防設(shè)計(jì)

5.1建筑煙氣控制設(shè)計(jì)要科學(xué)合理，符合消防理念和實(shí)際需要。適當(dāng)增加高層建筑防煙樓梯和消防電梯數(shù)量，與主要防火防煙區(qū)的距離不易過遠(yuǎn)；根據(jù)建筑圖式、工程規(guī)模、性質(zhì)和用途，確定防煙控制的方式；當(dāng)走廊、前室及防煙樓梯間都不便采用自然通風(fēng)時(shí)，則可以采用加壓送風(fēng)的防煙方式，并在建筑平面上規(guī)劃出通風(fēng)機(jī)房和通風(fēng)豎井的位置、面積以及送風(fēng)口（或排煙口）的位置、大小和標(biāo)高；建筑物共用排風(fēng)通道設(shè)置必要的煙、火凈化措施，特別是先進(jìn)的消防設(shè)施。

5.2建筑消防給水設(shè)計(jì)要立足實(shí)際防火需要。高層建筑要建足夠的布局合理的室外消防栓、消防水池；高層建筑物的室內(nèi)外消防給水管（包括消防豎管）應(yīng)形成環(huán)狀水管網(wǎng)；消防豎管的布置應(yīng)保證相鄰消火栓的水槍充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)室內(nèi)任何部位；室內(nèi)消防給水管道應(yīng)用閥門分成若干獨(dú)立段，閥門的布置應(yīng)保證檢修管道時(shí)關(guān)閉的豎管數(shù)量不超過一條，且閥門應(yīng)有明顯的啟閉標(biāo)志；室內(nèi)消火栓的靜水壓力超過80米水柱時(shí)，應(yīng)采用分區(qū)給水；建筑物內(nèi)消火栓處設(shè)置遠(yuǎn)距離啟動(dòng)消防水泵的按鈕；消防水泵接合器與室內(nèi)管網(wǎng)的連接點(diǎn)，應(yīng)遠(yuǎn)離固定消防泵出水管與室內(nèi)管網(wǎng)的連接點(diǎn)，以利充分發(fā)揮消防水泵接合器向室內(nèi)管網(wǎng)補(bǔ)水的效能。

六、結(jié)束語

我國(guó)的高層建筑雖然相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚，但是已經(jīng)取得了很大的成就，像北京、上海、深圳等城市的高層建筑可以說代表了中國(guó)高層建筑的發(fā)展史，高層建筑設(shè)計(jì)與城市空間的融合也正不斷地完善發(fā)展。

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