超高層建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

文/深圳華森建筑與工程設(shè)計(jì)顧問有限公司 李 欣

1 背景

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(duì)設(shè)計(jì)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(guó)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(tái)政策，要求高度不超500m。

2 超高層建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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(jì)需重視以下問題。

1）明確入口，在首層、2層或高層有多個(gè)大堂，設(shè)置導(dǎo)向標(biāo)識(shí)，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(jì)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(dòng)。引入泛光設(shè)計(jì)后，更體現(xiàn)“龍形”設(shè)計(jì)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(dòng)感。上海中心大廈擁有被譽(yù)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(tái)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(jì)建造時(shí)間較早，2007年開工，2011年封頂，此時(shí)，《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計(jì)加強(qiáng)性技術(shù)要求》（公消〔2018〕57號(hào)）尚未出臺(tái)，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(diǎn)。2018年出臺(tái)的《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計(jì)加強(qiáng)性技術(shù)要求》借鑒了該項(xiàng)目的消防加強(qiáng)措施。

3 超高層建筑設(shè)計(jì)案例解析

天譽(yù)南寧東盟創(chuàng)客城東盟塔（2-1號(hào)樓）塔冠高346m，2019年開工，至今仍處于在建狀態(tài)。

3.1 立面設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合

超高層建筑會(huì)設(shè)計(jì)較多避難層，設(shè)計(jì)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(gè)樓層，下方空中大堂結(jié)合設(shè)計(jì)，在整體立面上采用三段式元素，造型統(tǒng)一。

3.2 層間防火與立面沖突的處理

根據(jù)《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計(jì)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(shí)體墻，且樓板高度不應(yīng)小于0.6m。天譽(yù)南寧東盟創(chuàng)客城東盟塔（2-1號(hào)樓）層間防火需達(dá)到1.5m高，相較GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》0.8m的要求，已高出近一倍，且材質(zhì)要求是實(shí)體墻，對(duì)立面設(shè)計(jì)有較大犧牲。將立面橫挺、開啟扇與實(shí)體墻最高處結(jié)合設(shè)計(jì)，下方因鋼梁無法與輪廓平齊，采用防火板設(shè)計(jì)。外幕墻采用背襯作遮擋。

3.3 備用疏散樓梯設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2017年設(shè)計(jì)初期，東盟塔設(shè)計(jì)高度為528m，地下室也按528m高的核心筒進(jìn)行設(shè)計(jì)。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(shì)預(yù)留備用疏散樓梯的位置。核心筒整體重新設(shè)計(jì)，在30層位置，核心筒取消外框，僅保留內(nèi)筒，該層同時(shí)存在6個(gè)樓梯，設(shè)備管井壓力較大。

3.4 消防電梯設(shè)計(jì)

根據(jù)《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計(jì)加強(qiáng)性技術(shù)要求》，除消防電梯外，建筑高層主體每個(gè)防火分區(qū)至少應(yīng)設(shè)置1部可用于火災(zāi)時(shí)人員疏散的輔助疏散電梯。相較于《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中對(duì)消防電梯的規(guī)定，消防電梯僅供火災(zāi)時(shí)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(shí)使用，平時(shí)可作為貨梯或客梯使用。

本項(xiàng)目輔助疏散電梯與辦公客梯結(jié)合，平時(shí)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。

3.5 避難區(qū)設(shè)計(jì)

根據(jù)《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計(jì)加強(qiáng)性技術(shù)要求》，避難區(qū)的凈面積應(yīng)滿足設(shè)計(jì)避難人數(shù)要求，并應(yīng)按不少于0.25m2/人計(jì)算，且通向避難區(qū)的疏散走道或聯(lián)系走道的面積不計(jì)入人員的避難面積。該規(guī)范相較《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中0.20m2/人要求提升了25%。對(duì)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(shí)，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(jì)入避難面積。

3.6 樓梯間防煙排煙固定窗設(shè)置

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(xiàng)目按此規(guī)范在避難層設(shè)置3個(gè)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(gè)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(shí)際操作問題尚有待研究。

4 結(jié)語

作為城市名片及形象地標(biāo)，未來我國(guó)超250m高層建筑將越來越多。超250m高層建筑的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范還需不斷完善，這給建筑設(shè)計(jì)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(jì)更安全可靠的超高層建筑。