探析高層建筑設(shè)計(jì)

吳彥兵

摘 要：文章探討了高層建筑設(shè)計(jì)及注意安全問(wèn)題等兩方面的內(nèi)容，以供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑設(shè)計(jì)；安全問(wèn)題

隨著高層建筑的迅速發(fā)展，結(jié)構(gòu)理論和建筑技術(shù)也不斷得到提高，高層建筑結(jié)構(gòu)形式也開(kāi)始趨于多樣化發(fā)展，其表現(xiàn)形式也是多種多樣。但是也隨之出現(xiàn)了很多在高層建筑設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題。在作為城市風(fēng)景線的同時(shí)，高層建筑還面臨著如何搞好高層建筑設(shè)計(jì)的問(wèn)題，如何多方面實(shí)現(xiàn)高層建筑設(shè)計(jì)的完善是目前高層建筑設(shè)計(jì)所追求的主要理念。

1 高層建筑的設(shè)計(jì)

1.1 施工工程設(shè)計(jì)圖紙。高層建筑工程施工的工程設(shè)計(jì)圖紙，要求高度精確和完整，工程設(shè)計(jì)是高層建筑工程施工質(zhì)量的基礎(chǔ)和保障。必須具備工程施工設(shè)計(jì)的完整性，系統(tǒng)性，協(xié)調(diào)性和有郊性，嚴(yán)密精確，一絲不茍。

高層建筑工程施工設(shè)計(jì)圖紙，要求涵蓋高層建筑工程主體施工、電氣工程施工、給排水工程施工、防雷消防工程施工、智能化及綠化工程施工等方面，各方面的設(shè)計(jì)圖紙數(shù)量要完整齊備。高層建筑工程施工的內(nèi)容。要求和進(jìn)度要形成統(tǒng)一整體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，緊密結(jié)合，實(shí)施統(tǒng)一的施工標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)度和要求。在電氣工程施工平面圖、給排水工程施工平面圖、防雷消防工程施工平面圖以及智能綠化工程施工平面圖中，都要標(biāo)出與土建工程施工的相關(guān)內(nèi)容。例如墻、柱、伸縮縫、門窗位置及輪廓；給出主要平面尺寸、備軸線尺寸、柱間尺寸、柱的編號(hào)；還要注明各房間的名稱及屋內(nèi)層高、開(kāi)門的位置及方向等，以便各工程施工過(guò)程的協(xié)調(diào)配套和施工方便。

高層建筑工程施工設(shè)計(jì)圖紙，要充分體現(xiàn)施工設(shè)計(jì)圖紙的系統(tǒng)性、協(xié)調(diào)性和有效性。要求設(shè)計(jì)圖紙是系統(tǒng)的圖紙，能概括表明各項(xiàng)施工的組織系統(tǒng)及其聯(lián)系關(guān)系，施工設(shè)計(jì)圖紙的協(xié)調(diào)性，要求各工程施工圖紙之間能夠相互說(shuō)明，互相解釋，說(shuō)明各設(shè)備、設(shè)施的平面位置，說(shuō)明各種設(shè)備的工作原理，各種原材料的特性，各種參數(shù)的設(shè)備材料表，有效地指導(dǎo)施工。各工程施工設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)準(zhǔn)有所重復(fù)是允許的，但是必須保證各工程施工設(shè)計(jì)圖紙的這些標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)一致，這是高層建筑工程施工設(shè)計(jì)的關(guān)鍵方面。

1.2 隨著高層建筑的發(fā)展，決定了其結(jié)構(gòu)的合理性和科學(xué)性。高層建筑呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢(shì)：一是層數(shù)增多，高度增加。我國(guó)設(shè)計(jì)有80層以上的高層建筑，有的處于領(lǐng)先地位。二是新材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，新結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用。高性能混凝土材料在不斷發(fā)展，對(duì)高層建筑的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。三是平面布置與豎向體形更加復(fù)雜?，F(xiàn)代高層出現(xiàn)了不規(guī)則、不對(duì)稱和曲線形的平面，主要是結(jié)構(gòu)分析技術(shù)和計(jì)算手段的提高為它創(chuàng)造了條件，需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加提高。四是耗能減震技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

1.3 高層建筑的尺度設(shè)計(jì)，主要包括：一是整體尺度。整體尺度的均衡非常重要，設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)，一個(gè)造型美的高層建筑是建立要很好地處理裙房、主體和頂部的尺度關(guān)系；高層建筑各部分細(xì)部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎(chǔ)上的，各個(gè)主要部分應(yīng)有更細(xì)的劃分，尺度具有等級(jí)性，才能使各個(gè)部分造型構(gòu)成豐富。二是城市和街道尺度。高層建筑對(duì)城市各構(gòu)成要素也產(chǎn)生重大的影響，是城市的重要景點(diǎn)，不當(dāng)?shù)某叨葧?huì)對(duì)城市產(chǎn)生不良的影響；街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對(duì)街道行人的視覺(jué)影響。三是細(xì)部尺度。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)高層建筑中充分地把握各種尺度，結(jié)合人的尺度，滿足人的使用、觀賞的要求，必定能創(chuàng)造出優(yōu)美的高層建筑外部造型。

1.4 高層建筑的生態(tài)設(shè)計(jì)要求應(yīng)該受到迫切的關(guān)注，因?yàn)檫@些地方資源消耗和環(huán)境污染相對(duì)嚴(yán)重，對(duì)全球自然資源和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生威脅。其主要內(nèi)容為：高層建筑營(yíng)運(yùn)系統(tǒng)的生態(tài)性設(shè)計(jì)。建筑平面與體型系數(shù)影響建筑采暖能量的需求，它不僅僅是一個(gè)熱工性能參數(shù)，這意味著減少體型系數(shù)可以降低舒適空間的平均成本，在常見(jiàn)的平面形式中，圓形平面可以擁有最小的外圍面積，其次是方形。每個(gè)建筑基址都有其特殊性，因此，高層建筑的設(shè)計(jì)毫不例外也與基址相關(guān)，通過(guò)建筑形式、植被和遮避帶最大限度地開(kāi)發(fā)基址剩余區(qū)域的潛能。

1.5 高層建筑體形龐大，設(shè)計(jì)者往往貪大求高，大部分精力放在追求立面形式和使用功能上，而往往忽略生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、建筑設(shè)計(jì)節(jié)能意識(shí)淡薄，造成高能耗、低效益，影響常年使用，浪費(fèi)巨大，高層建筑的節(jié)能首先應(yīng)為設(shè)計(jì)者重視，從以下三個(gè)方面進(jìn)行考慮：

1.5.1 優(yōu)化建筑位置及朝向設(shè)計(jì)

1.5.2 優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)

1.5.3 影響建筑節(jié)能的其他因素

1.6 確立綠色建筑 發(fā)展 觀念，綠色建筑即環(huán)保化、無(wú)污染、可循環(huán)、能源節(jié)省，應(yīng)貫徹的理念包括以下方面：一是強(qiáng)調(diào)因地制宜，不能照搬盲從，氣候、地理?xiàng)l件、文化傳統(tǒng)不同，所作出的設(shè)計(jì)也應(yīng)該不同。二是強(qiáng)調(diào)以人為本，建筑設(shè)計(jì)的整體化，單獨(dú)某一項(xiàng)技術(shù)不能稱之為實(shí)施了綠色設(shè)計(jì)，綠色建筑的策劃在投入期會(huì)提高5-10倍的造價(jià)，但會(huì)給今后的使用者帶來(lái)高達(dá)30%的節(jié)能實(shí)惠。

2 高層建筑設(shè)計(jì)所必需要注意的安全問(wèn)題

2.1 防火的問(wèn)題?？傮w布局要保證暢通安全。在樓道的設(shè)計(jì)上要保證人員的流動(dòng)暢通，便于緊急情況時(shí)人員的疏散。有采光設(shè)施或者照明系統(tǒng)，使居住人員在疏散中能保證安全快速的撤離，從而避免發(fā)生踩踏等其他傷害。

合理進(jìn)行防火分區(qū)。在高層建筑的樓道內(nèi)消防器械、疏散通道必須合理的分區(qū)，做到在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，可以及時(shí)的采用滅火措施和進(jìn)行人員疏散。消火栓的位置應(yīng)保證同層的任何部分都可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)消防栓的水槍同時(shí)到達(dá)。

2.2 電氣的問(wèn)題

2.2.1 消防電源與配電。高層建筑要求供電主要采用了以下三種方案：第一種是供電電源必須是來(lái)自于兩個(gè)不同的發(fā)電廠，保證一個(gè)要是遇到問(wèn)題或者突發(fā)事件無(wú)法正常工作時(shí)另一個(gè)也可以正常工作，從而確保建筑的正常運(yùn)行；第二種是供電電源來(lái)自于兩個(gè)不同的區(qū)域變電站；第三種是一個(gè)電源來(lái)自于區(qū)域變電所而另一個(gè)是自備的發(fā)電設(shè)備。目前在一般大多數(shù)設(shè)計(jì)中都是采用了第三種方案，經(jīng)濟(jì)合理。

2.2.2 應(yīng)急照明。應(yīng)急照明就是指當(dāng)高層發(fā)生火災(zāi)及其它災(zāi)害、故障時(shí)，導(dǎo)致正常照明系統(tǒng)中斷而啟用的照明，也稱事故照明。應(yīng)急照明的安裝要體現(xiàn)出人性化的特點(diǎn)，應(yīng)急照明主要安裝在疏散樓梯、消防電梯前室、消防控制室、自備電源室、變配電室、消防水泵房、防排煙機(jī)房的墻面上或者頂棚上。當(dāng)電源斷電時(shí)，應(yīng)該能清晰地看到。

2.2.3 電梯。電梯在設(shè)計(jì)中要保證位置合理，讓電梯在運(yùn)行中的噪音不會(huì)打擾用戶的正常生活。電梯的最大載荷也要根據(jù)居住結(jié)構(gòu)作相應(yīng)的調(diào)整，保證居住者平時(shí)出行上的方便和快捷。電梯在遇到緊急情況時(shí)要有方便快捷的方法使人迅速撤離。為了保證電梯正常而安全的運(yùn)行，便于在發(fā)生事故的時(shí)候進(jìn)行救人和滅火。

2.3 防雷擊的問(wèn)題。高層建筑防雷系統(tǒng)應(yīng)該按照“綜合治理，整體防御，突出重點(diǎn)，多重保護(hù)”的原則，充分利用高層建筑物的結(jié)構(gòu)，做好防雷措施，進(jìn)行防雷擊問(wèn)題上的治理。在高層建筑物的頂端以及其他容易受雷擊的部位裝設(shè)避雷針或者避雷帶、避雷網(wǎng)。利用結(jié)構(gòu)中的主鋼筋作引下線，利用整個(gè)鋼筋混凝土基礎(chǔ)作接地裝置。在建筑物周圍用扁鋼做避雷帶。為了防止靜電感應(yīng)產(chǎn)生火花，建筑物內(nèi)的金屬物體和突出屋面的金屬物均要接地。

3 結(jié)語(yǔ)

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師不能僅僅重視結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性而忽略結(jié)構(gòu)方案的具體實(shí)際情況，應(yīng)作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析掌握的知識(shí)處理實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中遇到了各種問(wèn)題。