高層與超高層建筑技術(shù)發(fā)展與研究

李安橋

摘 要：文章詳細介紹了國際超高層建筑技術(shù)的發(fā)展與存在問題，以及國內(nèi)超高層建筑技術(shù)的發(fā)展歷史與存在問題，同時對未來建筑技術(shù)的發(fā)展方向進行分析。高層建筑的出現(xiàn)極大的減少了住宅對土地資源的需求程度，緩解了城市土地資源的緊張狀態(tài)。高層建筑的發(fā)展是社會經(jīng)濟發(fā)展的重要指標，但是在發(fā)展的過程中也出現(xiàn)了諸多問題例如對市區(qū)環(huán)境的影響、對城市安全的影響等等。高層建筑需要繼續(xù)發(fā)展但安全隱患同樣需要避免，需要建筑行業(yè)在設(shè)計施工時充分的做好建筑安全性能的考慮。

關(guān)鍵詞：高層建筑；施工技術(shù)；鋼結(jié)構(gòu)

據(jù)統(tǒng)計現(xiàn)在國際上超過300米的高層建筑量已經(jīng)達到數(shù)十幢，并且還有不斷增長的趨勢。備受關(guān)注的便是迪拜高塔，高約828米，是現(xiàn)有記錄的最高建筑。隨著人口密度的增長，高層建筑將持續(xù)不間斷發(fā)展。近期韓國與日本等國均做出建造出超1000米超高層建筑的計劃。從亞洲人口發(fā)展速度分析，高層建筑將達到1000米以上。高層建筑為緩解居住用地做出巨大貢獻，但超高層建筑的技術(shù)可靠性與建筑安全系數(shù)成為現(xiàn)代社會熱議話題，全文對高層及超高層建筑技術(shù)的發(fā)展做出了總結(jié)與未來態(tài)勢分析。

1 國際高層與超高層建筑技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 近代國際高層與超高層建筑狀態(tài)

國際高層與超高層建筑發(fā)展情況分為三個階段。第一階段高層建筑進入超高層建筑時代，代表性建筑是美國曼哈頓人壽保險大樓，全高約106米。在此時期雖然高層建筑得到了卓越的發(fā)展，但是建筑材料與設(shè)計技術(shù)受到限制。原有建筑材料隨著建筑高度的增加已經(jīng)不再適用。第二階段高層建筑技術(shù)的突破性發(fā)展，建筑技術(shù)的進步促使高層建筑的又一發(fā)展，1950年聯(lián)合國秘書大廈的建立代表著超高建筑時代的來臨，大廈整體高度166米，再一次刷新了高層建筑記錄。第三階段設(shè)計形態(tài)的改革，建筑技術(shù)日趨成熟，致使建筑行業(yè)向設(shè)計方向進行改革，后現(xiàn)代主義影響了當時建筑設(shè)計的形態(tài)。

1.2 現(xiàn)代科技下對超高層建筑的影響

科技的進步推動了超高層建筑在現(xiàn)代的發(fā)展，現(xiàn)代科技技術(shù)為超高層建筑事業(yè)提供了材料支持。傳統(tǒng)建筑多用磚石材料，其材料的自身重量與強度都限制了建筑的發(fā)展。19世紀才出現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，極大的滿足了高層建筑的需求。19世紀60年代期間鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了新結(jié)構(gòu)體系，自此建筑鋼結(jié)構(gòu)體系步入到頂峰時期，至80年代后期進入到緩慢發(fā)展時代。科技進步給建筑事業(yè)帶來的影響還表現(xiàn)在電梯的出現(xiàn)，1890年電梯的出現(xiàn)促使建筑事業(yè)中受高度的限制。后期陸續(xù)出現(xiàn)的通訊系統(tǒng)、排風系統(tǒng)、電氣照明系統(tǒng)等都為高層建筑事業(yè)提供了技術(shù)支持。

2 中國高層與超高層建筑技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 中國高層建筑發(fā)展過程

思維決定了科學(xué)的進步與發(fā)展，擁有想乘風飛翔的思維才促使了飛機的誕生，擁有不想雙腳行走的想法才促使了汽車的誕生。對于建筑事業(yè)的發(fā)展同樣是由于思維決定。我國高層建筑從古代便開始略見雛形，新中國建立后進入到全新的起步階段，起步階段樓層建筑在20層以下的建筑階段，建筑結(jié)構(gòu)屬于傳統(tǒng)架構(gòu)形式。興盛時期是20世紀80年代北京飯店的建立，高約87米，此后10年間我國建筑水平達到100米的高度。20世紀90年代出我國建筑行業(yè)進入到鼎盛發(fā)展階段，達到了高層建筑百分之四十的占比，同時建筑高度達到200米。據(jù)統(tǒng)計截止2011年我國占據(jù)了全球十大高樓的7席位置。

2.2 中國高層的技術(shù)發(fā)展

我國建筑行業(yè)對超高層建筑技術(shù)的起步較晚，改革開放后期才開始對超高層建筑技術(shù)的開發(fā)。高層建筑技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）安全性計算方面，我國建筑設(shè)計方法用30年的時間，實現(xiàn)了由經(jīng)驗判斷安全系數(shù)到使用概率計算的方式確定安全系數(shù)的變過程。（2）建筑結(jié)構(gòu)方面，國內(nèi)建筑行業(yè)對建筑結(jié)構(gòu)也進行了開發(fā)，建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃日漸完善。建筑結(jié)構(gòu)中逐漸加入了抗震技術(shù)、預(yù)應(yīng)力技術(shù)等?，F(xiàn)代超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)已經(jīng)達到世界先進水平。（3）材料性能方面，隨著科技的不斷發(fā)展建筑設(shè)計得到了極大的提升。建筑材料通過不斷發(fā)展的弊端中總結(jié)研制了高強度穩(wěn)定的建筑材料。

3 高層建筑出現(xiàn)的問題及應(yīng)對措施

3.1 建筑安全隱患與應(yīng)對

建筑安全多發(fā)生于自然與人為災(zāi)害攜帶的隱患，首先是火災(zāi)隱患，超高層建筑尤其是達到百米以上的建筑，火災(zāi)安全隱患就會越高。高層人員進行火災(zāi)逃生時乘坐電梯極為危險，所以給人員疏散造成極大困難。超高樓層建筑在實施火災(zāi)救援時需要大量的時間，導(dǎo)致了救援時間受到阻礙。對于火災(zāi)的應(yīng)對措施需要建筑設(shè)計時進行火災(zāi)防御的調(diào)整。不僅要增加高層建筑的逃生路徑，還要對樓梯及電梯的防火措施進行完善。除此之外超高層建筑的通風性能也需要引起注意。其次是地震災(zāi)害帶來的安全隱患，地震的發(fā)生不可避免，高層建筑中地震發(fā)生使人員難以迅速撤離，需要在建筑設(shè)計時增加建筑材料的抗震程度，同時在建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)中進行抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

3.2 建筑對環(huán)境造成的影響與應(yīng)對

城市內(nèi)高層建筑的增加導(dǎo)致陽光空氣流通與日照受到影響。緊密的建筑結(jié)構(gòu)降低了市區(qū)內(nèi)的空氣流通性，導(dǎo)致汽車尾氣排放不得已快速散發(fā)。影響了市區(qū)內(nèi)空氣質(zhì)量，對居民身體健康在成損害。建筑使用玻璃面積過大，導(dǎo)致光源的反復(fù)折射造成了光污染現(xiàn)象的發(fā)生。同時經(jīng)過玻璃折射的光源散發(fā)的熱量也增加了市區(qū)內(nèi)的溫度，極易造成“熱島現(xiàn)象”。對于高層建筑引發(fā)的環(huán)境問題，需要在高層建筑設(shè)計時才充分考慮距離問題，通過科學(xué)計算避免造成空氣不流通的現(xiàn)象。以及調(diào)整建筑位置使建筑充分達到光照標準。

4 結(jié)語

現(xiàn)代建筑技術(shù)水平日趨完善，為建筑事業(yè)未來的發(fā)展提供了有利幫助。建筑的發(fā)展是社會進步的重要體現(xiàn)，建筑事業(yè)對于國家的發(fā)展有著重要意義。充分體現(xiàn)在人口密度的協(xié)調(diào)方面，人口數(shù)量不斷的增長導(dǎo)致對居住面積需求不斷增加。增加建筑高度的同時便是減少了土地資源的浪費，增加了土地剩余資源。土地資源有限，城市的綠化面積同時需要保證，所以高層建筑的發(fā)展對于緩解居住面積有著重要的影響。

參考文獻

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