關(guān)于房屋建筑中高層建筑設(shè)計(jì)問題探討

■邵 維，羅 青，閔艷婷，龔 奇 ■江西中昌建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江西 南昌 330046

高層建筑，建筑高度大于27米的住宅和建筑高度大于24m的非單層廠房、倉庫和其他民用性的建筑物。中國《高規(guī)》(JGJ 3-2010)1．0．2條規(guī)定高層建筑物指的是10層及10層以上或房屋高度大于28m的民用性建筑及房屋的高度大于24米的其他民用建筑采用混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物。

1 高層建筑的平面設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

(1)高層建筑的總平面布局要盡量的加大防火的間距，處理嚴(yán)重的日照干擾，為聚集的人流量較多的地區(qū)保證良好的疏散通過和停放車輛的空余場地。

(2)在符合功能要求的基礎(chǔ)上將多層重復(fù)的建筑平面布局規(guī)范化及統(tǒng)一化以滿足高層建筑的主體結(jié)構(gòu)、設(shè)備管線、電氣配線分區(qū)、防火疏散等豎向設(shè)計(jì)技術(shù)的一系列要求。

(3)要合理的布置好豎向交通中心，確定好樓梯、電梯的數(shù)量和布置方式，確保使用效率及防火性能。

(4)高層建筑的內(nèi)外建筑的裝修、構(gòu)造、用料及做法要適應(yīng)由于風(fēng)力、地震、溫度的變化等因素引起的變形和安全隱患。

2 高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

(1)要適當(dāng)?shù)目紤]高層建筑在遇到巨大的風(fēng)力和地震力時(shí)所產(chǎn)生的水平側(cè)向力。

(2)必須嚴(yán)格的控制好高層建筑物體型的高寬比例保證建筑物的平衡性及穩(wěn)定性。

(3)保持好建筑物平面平面、體型、立面的質(zhì)量及剛度的對稱性及勻稱性，盡量的避免建筑物的整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱的環(huán)節(jié)。

(4)妥善的處理好由于風(fēng)力、地震、溫度變化及基礎(chǔ)沉降等因素引起的變形節(jié)點(diǎn)。

(5)謹(jǐn)慎的考慮在重量大、基礎(chǔ)深的地質(zhì)條件下如何保證好安全可靠的設(shè)計(jì)技術(shù)和施工條件問題。

3 高層建筑設(shè)備和電氣的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

(1)在設(shè)計(jì)高層供暖及給水排水系統(tǒng)階段，要全面的考慮到由于建筑高度增大的壓力，保證其管道和爐片具有一定的耐壓能力。

(2)在供暖、通風(fēng)中考慮因高處風(fēng)力增大而增加的空氣滲透和中合面以上、以下的熱壓變化對于散熱量計(jì)算的重要影響。

(3)要考慮到由于增加了電梯、水箱供水和消防動(dòng)力用電，對電氣設(shè)計(jì)的區(qū)域配電和干線、支線布置提出的要求。

4 高層建筑的報(bào)警設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

為了盡早的發(fā)現(xiàn)及通報(bào)火災(zāi)，防止和減少火災(zāi)的危害程度，保護(hù)居民的人身和財(cái)產(chǎn)安全，現(xiàn)階段采用火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)成為趨勢。

下文重點(diǎn)分析了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。某高層建筑消防工程設(shè)計(jì)，就火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)組成的各部分功能、設(shè)計(jì)要求及設(shè)備選型等進(jìn)行探討，為電氣設(shè)計(jì)人員進(jìn)行消防設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的借鑒。建筑中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先必須嚴(yán)格按早國家的有關(guān)方針、政策、規(guī)范和公安消防部門的相關(guān)的法規(guī)，針對保護(hù)對象的特點(diǎn)，做到可靠安全、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理及使用方便。

必須明確建筑本身的建筑及功能特點(diǎn)，了解與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)有關(guān)的相關(guān)專業(yè)的硬件設(shè)施，特別是設(shè)備通風(fēng)、給排水專業(yè)對于電氣專業(yè)的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)有關(guān)規(guī)范確定消防報(bào)警系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)形式。

設(shè)計(jì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的目的就是為了盡早的發(fā)現(xiàn)并及時(shí)通報(bào)火災(zāi)以采取有效的措施使火災(zāi)得以控制和撲滅而設(shè)置在民用建筑內(nèi)的一種自動(dòng)消防設(shè)施。

當(dāng)某一探測區(qū)域內(nèi)發(fā)生火情時(shí)，該處探測器采集現(xiàn)場信號(hào)，并立即把信號(hào)發(fā)回控制中心的控制器，控制器對此信號(hào)進(jìn)行有效的判斷。在確認(rèn)著火后，會(huì)自動(dòng)向火災(zāi)現(xiàn)場發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)和播放疏散指令。

5 高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

(1)擬靜力理論。擬靜力理論是20世紀(jì)10～40年代興起的理論，它在估計(jì)地震對結(jié)構(gòu)的作用時(shí)，只假定結(jié)構(gòu)為剛性，地震力水平作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的質(zhì)量中心上面。地震力的大小當(dāng)于結(jié)構(gòu)的重量乘以一個(gè)比例常數(shù)(地震系數(shù))。

(2)反應(yīng)譜理論。反應(yīng)譜理論是在20世紀(jì)40～60年代興起的理論，它以強(qiáng)地震動(dòng)加速度觀測記錄的增多和對地震地面運(yùn)動(dòng)特性的進(jìn)一步了解，以及結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)特性的研究為基礎(chǔ)，是加理工學(xué)院的一些研究學(xué)者對地震動(dòng)加速度記錄的特性進(jìn)行分析后取得的一個(gè)重要成果。

(3)動(dòng)力理論。動(dòng)力理論是20世紀(jì)70-80年應(yīng)用最廣泛的地震動(dòng)力理論。它的發(fā)展除了基于60年代以來電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展外，人們對各類結(jié)構(gòu)在地震作用下的線性與非線性反應(yīng)過程有了較多的了解，同時(shí)隨著強(qiáng)震觀測臺(tái)站的不斷增多，各種受損結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)記錄也不斷增多。

進(jìn)一步動(dòng)力理論也稱地震時(shí)程分析理論，它把地震作為一個(gè)時(shí)間過程，選擇有代表性的地震動(dòng)加速度時(shí)程作為地震動(dòng)輸入，建筑物簡化為多自由度體系，計(jì)算得到每一時(shí)刻建筑物的地震反應(yīng)，從而完成抗震設(shè)計(jì)工作。

6 高層建筑結(jié)構(gòu)的立面設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

高層住宅的立面設(shè)計(jì)尤其要注重建筑的人體尺度，充分的利用到高層建筑挺拔向上的韻律感，處理好建筑頂部和底部，通過處理主體建筑和裙房輪廓線，使住宅建筑的風(fēng)格得以確認(rèn)并有所創(chuàng)新。

外立面的設(shè)計(jì)創(chuàng)新不能以犧牲功能為代價(jià)，比如我國北京某廣場上的建筑多數(shù)采用玻璃幕墻，為了防止光線射入過多，就在各建筑的南邊加遮陽板，全通透式的設(shè)計(jì)看起來很有個(gè)性，但這卻影響到建筑的功能及適用性。

在外立面的設(shè)計(jì)中，比例、尺度、色彩的對比都是從美學(xué)角度考慮的，其中比例最為重要的。有些高層住宅建筑的屋頂作一些特大的花架， 這樣既不美關(guān)，還造成極大的浪費(fèi)。

建筑上成功的裝飾是結(jié)合功能的裝飾，同時(shí)立面也要注重細(xì)部設(shè)計(jì)，就其建筑外部而言，一個(gè)優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)要求的不僅僅是環(huán)境、體型、尺度及色彩的設(shè)計(jì)，還應(yīng)該要有合理的細(xì)部設(shè)計(jì)來加完善。

7 高層建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

住宅的總體規(guī)劃要與單體建筑最大程度的協(xié)調(diào)，充分考慮到各種客觀因素(如建筑物的地區(qū)、朝向、方位、建筑布局、地形地勢等)對單體布局的影響，充分利用所在地區(qū)的天然熱源、風(fēng)源等來實(shí)現(xiàn)每一棟住宅建筑單體夏季都有充足的迎風(fēng)面，比如冬季都有充足的日照，夏季要有足夠的通風(fēng)，以足夠滿足采暖、通風(fēng)與采光的各方面的要求。

單體之間的組合對氣流的形成具有直接的影響，特別是高層建筑群內(nèi)部易受到回旋渦流的作用，否則很容易出現(xiàn)死角，不利于室內(nèi)的自然通風(fēng)，從而形成不利的小區(qū)微氣候。

為了營造綠色舒適的小區(qū)微環(huán)境，應(yīng)該要調(diào)整好單體之間的組合，使每棟建筑物處于周圍建筑物的氣流旋渦區(qū)之外，避免出現(xiàn)滯流區(qū)。綠化和水體可以改善小區(qū)的微氣候。

在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)階段，筆者認(rèn)為要結(jié)合居住區(qū)規(guī)劃布置綠化和水體以達(dá)到改善室內(nèi)外的物理環(huán)境(聲、光、熱)的目的，減少熱島效應(yīng)，改善局部氣候，保證小區(qū)內(nèi)的空氣溫度、空氣濕度、氣流速度和熱島強(qiáng)度等各項(xiàng)指標(biāo)符合健康舒適和節(jié)能要求。

［1］李權(quán)．高層建筑設(shè)計(jì)的可持續(xù)性理念［J］．江西建材．2012(05)．

［2］于峰．高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)［J］．山西建筑．2014(07)．