超高層建筑設計要點分析

文/深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司 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，其對設計合理性、消防救援、建造技術等方面提出更高要求。

2020年，住房和城鄉建設部、國家發展改革委聯合印發《關于進一步加強城市與建筑風貌管理的通知》，嚴格限制各地盲目規劃建設超高層建筑，隨后各地相繼出臺政策，要求高度不超500m。

2 超高層建筑設計要點

以上海中心大廈與深圳京基100大廈為例，超高層建筑設計需重視以下問題。

1）明確入口，在首層、2層或高層有多個大堂，設置導向標識，避免使用流線重復。

2）為提升使用效率，超高層電梯進行分段、分區、群控設置，需明確到達及轉乘樓層。

3）上海中心大廈的設計分為內筒及外筒，立面造型上將主體與幕墻拉開一定距離，形成灰色空間，結構關聯旋轉的美，使形體更靈動。引入泛光設計后，更體現“龍形”設計理念。但也存在樓層使用率低，內部人員觀景效果差等問題。

4）如遇大風，在超高層頂部有明顯的晃動感。上海中心大廈擁有被譽為“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”臺風使上海中心大廈的擺幅達到峰值70cm，是建成后的最大擺幅，感官上使人產生恐慌感，越高越明顯。

5）深圳京基100大廈設計建造時間較早，2007年開工，2011年封頂，此時，《建筑高度大于250米民用建筑防火設計加強性技術要求》（公消〔2018〕57號）尚未出臺，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、消防及結構難點。2018年出臺的《建筑高度大于250米民用建筑防火設計加強性技術要求》借鑒了該項目的消防加強措施。

3 超高層建筑設計案例解析

天譽南寧東盟創客城東盟塔（2-1號樓）塔冠高346m，2019年開工，至今仍處于在建狀態。

3.1 立面設計與結構設計結合

超高層建筑會設計較多避難層，設計須同步考慮結構加固桁架層與立面，避免在建筑空間內部形成斜撐結構加固，破壞內部使用空間。該桁架加固層上下跨2個樓層，下方空中大堂結合設計，在整體立面上采用三段式元素，造型統一。

3.2 層間防火與立面沖突的處理

根據《建筑高度大于250米民用建筑防火設計加強性技術要求》，在建筑外墻上下層開口之間應設置高度不小于1.5m的不燃性實體墻，且樓板高度不應小于0.6m。天譽南寧東盟創客城東盟塔（2-1號樓）層間防火需達到1.5m高，相較GB 50016—2014《建筑設計防火規范》0.8m的要求，已高出近一倍，且材質要求是實體墻，對立面設計有較大犧牲。將立面橫挺、開啟扇與實體墻最高處結合設計，下方因鋼梁無法與輪廓平齊，采用防火板設計。外幕墻采用背襯作遮擋。

3.3 備用疏散樓梯設計要點

2017年設計初期，東盟塔設計高度為528m，地下室也按528m高的核心筒進行設計。當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，順勢預留備用疏散樓梯的位置。核心筒整體重新設計，在30層位置，核心筒取消外框，僅保留內筒，該層同時存在6個樓梯，設備管井壓力較大。

3.4 消防電梯設計

根據《建筑高度大于250米民用建筑防火設計加強性技術要求》，除消防電梯外，建筑高層主體每個防火分區至少應設置1部可用于火災時人員疏散的輔助疏散電梯。相較于《建筑設計防火規范》中對消防電梯的規定，消防電梯僅供火災時消防人員使用，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使用，平時可作為貨梯或客梯使用。

本項目輔助疏散電梯與辦公客梯結合，平時使用，上升至48層；49層以上為酒店功能，就輔助疏散梯而言僅需停靠51，60及71層即可。

3.5 避難區設計

根據《建筑高度大于250米民用建筑防火設計加強性技術要求》，避難區的凈面積應滿足設計避難人數要求，并應按不少于0.25m2/人計算，且通向避難區的疏散走道或聯系走道的面積不計入人員的避難面積。該規范相較《建筑設計防火規范》中0.20m2/人要求提升了25%。對于超高層建筑而言，避難區與設備區結合設置需各專業協作完成。在保證消防登高面單側有避難區的同時，因設備間進排風的距離要求，在核心筒及其他位置設置避難區域，導致避難區域零散分布。疏散通道雖連接避難區，但不計入避難面積。

3.6 樓梯間防煙排煙固定窗設置

根據GB 51251-2017《建筑防煙排煙系統技術標準》規定，設置機械加壓送風系統的封閉樓梯間、防煙樓梯間，應在其頂部設置不小于1m2的固定窗。

因超高層建筑的核心筒大部分位于中部，就結構合理性而言，樓梯間無法直接貼靠外墻。該項目按此規范在避難層設置3個固定窗夾層，并從核心筒內引出，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，固定窗應采用可砸玻璃。但就超高層建筑而言，在每個避難樓層皆設置固定窗，消防人員如何鑿砸外立面玻璃等實際操作問題尚有待研究。

4 結語

作為城市名片及形象地標，未來我國超250m高層建筑將越來越多。超250m高層建筑的相關設計規范還需不斷完善，這給建筑設計及施工帶來挑戰，希望建筑師能在標準規范指導下設計更安全可靠的超高層建筑。