高層建筑設(shè)計中需要注意事項

伍桂山

（福建省三鼎建設(shè)工程有限公司）

高層建筑設(shè)計中需要注意事項

伍桂山

（福建省三鼎建設(shè)工程有限公司）

隨著我國經(jīng)濟(jì)體系的不斷完善，越來越多的高層建筑也在大中型城市中悄然興起。本文基于此，從剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計、屋面防滲技術(shù)的設(shè)計、暖通功能的設(shè)計三大方面對高層建筑設(shè)計中需要注意的事項進(jìn)行了重點論述，望對相關(guān)的建筑設(shè)計人員帶來一定的幫助。

剪力墻結(jié)構(gòu)；防滲技術(shù)；暖通設(shè)計；高層建筑

1　引言

高層建筑源于社會、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、文化等不同方面，其作為建筑技術(shù)和審美藝術(shù)的完美結(jié)合，不僅可以通過最前沿的技術(shù)與材料來滿足現(xiàn)代人對于建筑功能的多方面要求，而且自身還充分反映著一個城市的經(jīng)濟(jì)水平及建筑科技水平。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及人們生活水平的提高，高層建筑越來越多，這是現(xiàn)代化、商業(yè)化、工業(yè)化和城市化的必然結(jié)果，也是21世紀(jì)下城市建筑領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。但與此同時，相關(guān)的建筑領(lǐng)域也面臨了一些難題，包括高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計、屋面防滲技術(shù)的設(shè)計、暖通功能的設(shè)計等等。在這樣的背景下，對高層建筑設(shè)計中的注意事項加以詳細(xì)闡述，對于保障高層建筑的設(shè)計質(zhì)量有著重要意義。

2　高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的注意事項

剪力墻結(jié)構(gòu)具有剛度大、整體性強等優(yōu)點，因而在建筑領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，但由于高層建筑自身的特點，將傳統(tǒng)磚砌體建筑結(jié)構(gòu)中的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計模式套用到高層建筑中并不科學(xué)，往往會出現(xiàn)抗側(cè)剛度過大，墻體自重偏高、無法充分發(fā)揮各墻肢的承載力等一系列缺陷。因此，在設(shè)計高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)時，必須要揚長避短，結(jié)合高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.1剪力墻含鋼量的控制

建筑科學(xué)的發(fā)展帶動了高層建筑的發(fā)展，更拓寬了剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，高層建筑剪力墻含鋼量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已逐漸形成，在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，可以參考該標(biāo)準(zhǔn)來合理控制構(gòu)件的含鋼量，來選擇適宜的剪力墻結(jié)構(gòu)。

表1　高層建筑剪力墻含鋼量的控制參考數(shù)值

2.2剪力墻結(jié)構(gòu)方案的選擇

高層建筑剪力墻設(shè)計方案種類較多，設(shè)計人員要能夠以安全為基本前提，選用最為合適的結(jié)構(gòu)形式并將工程造價降到最低。例如，低于20層的高層建筑一般選用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，其原因在于現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)無法發(fā)揮墻體的承載力作用，而短肢剪力墻結(jié)構(gòu)則能夠最大限度加強整個建筑墻體的承載力，同時通過減輕墻體自重的方式提升高層建筑的抗震性。而高于20層的高層建筑則一般采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)，原因在于短肢剪力墻可能造成建筑的結(jié)構(gòu)剛度與設(shè)計要求不匹配，頂點位移與層間的位移值極有可能超過規(guī)定值，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)底部剪力系數(shù)降低，建筑安全性不能得到保障。

2.3連梁部位的優(yōu)化設(shè)計

連梁部位的設(shè)計對于高層建筑的抗震性能有著重要意義，相關(guān)的設(shè)計人員需要注意以下幾點：①在計算內(nèi)力之前，先折減連梁的剛度，從而保障塑性調(diào)幅能夠與高層建筑的實際功能相匹配。②在計算連梁的彎矩與剪力的組合值后，還需要在此基礎(chǔ)上乘以一個折減系數(shù)，以確保調(diào)整后連梁的彎矩及剪力設(shè)計值超過投入使用的實際值，從而確保高層建筑在使用過程中不會因受力墻體強度過低產(chǎn)生貫穿性裂縫。③處理好連梁的鉸接工作，避免因建筑結(jié)構(gòu)受力不均埋下安全隱患。

3　高層建筑屋面防滲技術(shù)設(shè)計的注意事項

隨著高層建筑的不斷發(fā)展，高層屋面的造型也呈現(xiàn)出豐富多彩、千姿百態(tài)等一系列特征。但這些氣勢宏偉的高層建筑在兼顧了美觀性和實用性的同時，也使得整個建筑屋面的防滲系統(tǒng)遇到了新的挑戰(zhàn)。現(xiàn)階段我國高層建筑屋面防滲技術(shù)主要有卷材防水屋面施工技術(shù)和涂膜防水屋面施工技術(shù)，下文對此展開簡要介紹：

3.1卷材防水屋面施工技術(shù)

3.1.1施工技術(shù)概述

卷材防水屋面施工技術(shù)是指施工人員通過膠粘材料將柔性卷材粘貼在屋面基層上，形成一整片不透水的覆蓋層來達(dá)到防滲的作用。工藝流程包括屋面基層凸起物的清理、含水率的測定、基層處理劑的涂敷、節(jié)點密封、保護(hù)層施工等等。

3.1.2防水層材料厚度的選擇

卷材防水層材料的施工是整個卷材防水屋面施工技術(shù)的重中之重，常見的防水層材料包括瀝青防水卷材、高分子防水卷材、高聚物改性瀝青防水卷材等等。如表2所示，具體施工時，卷材的類型及厚度需要根據(jù)高層建筑的屋面防水等級予以選擇，且相應(yīng)的基層處理劑、密封材料等亦需要與防水層材料相配套。

表2　高層建筑防水卷材厚度選用參考表

3.1.3施工中的注意事項

在采用卷材防水屋面施工技術(shù)時，相關(guān)的施工人員需要注意以下幾個方面：①瀝青膠結(jié)料的使用溫度和各種膠粘劑配料稱量的準(zhǔn)確性需要得到保證，避免失之毫厘，謬以千里。②卷材與基層間的空氣在卷材鋪貼時需要排空，且鋪貼應(yīng)平整順直，搭接尺寸準(zhǔn)確，不得扭曲、皺折，從而保障卷材鋪貼的牢固性。③對于檐溝、檐口及立面卷材收頭等節(jié)點部位，可在符合設(shè)計要求和屋面工程技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上鋪設(shè)增強層。④在雨雪天及高溫烈日等環(huán)境下，應(yīng)做好已鋪卷材周邊的防護(hù)工作，避免卷材受損、受潮。

3.2涂膜防水屋面施工技術(shù)探究

3.2.1施工技術(shù)概述

涂膜防水屋面施工技術(shù)是指施工人員通過在屋面基層上涂刷防水涂料，借由涂料固化后形成的整體結(jié)膜來進(jìn)行防水的施工技術(shù)。在施工工藝方面，涂膜防水屋面施工技術(shù)與卷材防水屋面施工技術(shù)相類似，同樣包括屋面基層凸起物的清理、含水率的測定、基層處理劑的涂敷等一系列工作，部分超高層建筑防水屋面的施工中亦可采用細(xì)砂、云母或蛙石作為保護(hù)層，最后進(jìn)行輥壓粘牢，待干燥后將多余的撒布材料清除，以保障工藝效果。

3.2.2施工中的注意事項

在采用涂膜防水屋面施工技術(shù)時，需要注意以下幾個方面：①需要選擇有一定的固體含量，耐高溫低溫、強度和延伸率較強的防水材料，如合成高分子防水涂料、高聚物改性瀝青防水涂料等等。②利用聚氨酷防水涂料法施工時，對于高層建筑屋面的水落口、管道根部重點部位需要仔細(xì)涂刷，以使得涂膜需要能夠與防水層連為一體，確保防水層的效果。③敷設(shè)保護(hù)層時，需要鋪設(shè)水泥砂漿、塊體材料或細(xì)石混凝土，確保防水涂料能夠與保護(hù)層處于同一底面。

4　高層建筑暖通設(shè)計的注意事項

隨著近幾年來國家對于節(jié)能減排重視程度的迅速提升，高層建筑中以暖通設(shè)計問題為首的各種問題也成為了相關(guān)建筑企業(yè)的棘手難題，這樣的背景下，解決好高層建筑的節(jié)能設(shè)計的相關(guān)問題已成為了當(dāng)今建筑行業(yè)發(fā)展的主旋律。

4.1依據(jù)實際情況設(shè)計具有合理性的排風(fēng)系統(tǒng)

排風(fēng)系統(tǒng)在高層暖通設(shè)計之中是極其重要的組成部分，排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計不合理將會導(dǎo)致其他一系列的連帶問題。例如某高層建筑休息間需要設(shè)置一個排風(fēng)系統(tǒng)，但施工人員先將水平風(fēng)管的長度設(shè)置成了60m，后又將斷面直徑設(shè)計為了200mm，導(dǎo)致排風(fēng)時風(fēng)受到的阻力極大，使得排風(fēng)機(jī)只能設(shè)置在外墻上，與預(yù)期設(shè)計效果相違背。因此，在進(jìn)行高層建筑暖通設(shè)計的過程中，需要依據(jù)實際情況設(shè)計具有合理性的排風(fēng)系統(tǒng)，可先參考具有詳細(xì)設(shè)計內(nèi)容的設(shè)計圖，對高層建筑的各個設(shè)計參數(shù)、冷熱源情況、安裝管材的規(guī)格等進(jìn)一步明確，為排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計奠定設(shè)計基礎(chǔ)。然后全面地考慮系統(tǒng)的設(shè)計中是否存在不合理性，同時對產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)做仔細(xì)分析，爭取設(shè)計出最佳的設(shè)備結(jié)構(gòu)以及設(shè)備參數(shù)，最后實地安裝時，確保安裝工藝的有效落實，避免后期投入使用后進(jìn)行頻繁維護(hù)和檢修。

4.2在保障效果的同時降低暖通設(shè)計的能耗

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國建筑業(yè)突飛猛進(jìn)，但隨之而來的則是迅速升高的建筑能耗。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，大中型城市的高層建筑中的建筑能耗已經(jīng)達(dá)到了社會總能耗的38%。在高層建筑暖通設(shè)計的過程中，不難發(fā)現(xiàn)相關(guān)的暖通設(shè)備雖然能夠滿足相應(yīng)的基本性能，但其能耗普遍偏大，致使其經(jīng)濟(jì)效益偏低。例如有些高層建筑設(shè)計的暖通各機(jī)組設(shè)備水管上缺少溫度計及壓力表，容易影響日后暖通系統(tǒng)工作運行及各項管理工作。實際上，在設(shè)計的過程中，設(shè)計人員需要確保各機(jī)組在滿足性能的條件下，能夠擁有較合理的滿負(fù)荷各種能效比。例如在夏季制冷時，室外機(jī)需滿足冷負(fù)荷的相關(guān)參數(shù)。而在冬季需制熱時，室外機(jī)能夠迅速融霜，能夠擁有較好的制熱能效比。

5　結(jié)束語

建筑行業(yè)的發(fā)展使得我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展達(dá)到了新的高度，使得了人們的生活品質(zhì)不斷提升，但在此同時，建筑質(zhì)量的問題也成為了全社會關(guān)注的焦點。人們在享受高層建筑給自己帶來生活便利的同時，也不得不面對著高層建筑設(shè)計中存在的一些問題，包括抗震安全性不足、屋面存在滲漏、暖通設(shè)計缺乏合理性等等。相關(guān)的高層建筑設(shè)計人員需要立足于此，從理論中不斷創(chuàng)新，從實踐中開拓進(jìn)取，確保高層建筑的設(shè)計更夠取得更優(yōu)秀的效果。

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TU241.8

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2015-5-19