關于房屋建筑中高層建筑設計問題探討

■邵 維，羅 青，閔艷婷，龔 奇 ■江西中昌建筑規(guī)劃設計院，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 高層建筑的平面設計要點分析

(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上將多層重復的建筑平面布局規(guī)范化及統(tǒng)一化以滿足高層建筑的主體結(jié)構(gòu)、設備管線、電氣配線分區(qū)、防火疏散等豎向設計技術的一系列要求。

(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、用料及做法要適應由于風力、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)設計要點分析

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

(2)必須嚴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力、地震、溫度變化及基礎沉降等因素引起的變形節(jié)點。

(5)謹慎的考慮在重量大、基礎深的地質(zhì)條件下如何保證好安全可靠的設計技術和施工條件問題。

3 高層建筑設備和電氣的設計要點分析

(1)在設計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、通風中考慮因高處風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、水箱供水和消防動力用電，對電氣設計的區(qū)域配電和干線、支線布置提出的要求。

4 高層建筑的報警設計要點分析

為了盡早的發(fā)現(xiàn)及通報火災，防止和減少火災的危害程度，保護居民的人身和財產(chǎn)安全，現(xiàn)階段采用火災自動報警系統(tǒng)已經(jīng)成為趨勢。

下文重點分析了火災自動報警系統(tǒng)。某高層建筑消防工程設計，就火災自動報警系統(tǒng)組成的各部分功能、設計要求及設備選型等進行探討，為電氣設計人員進行消防設計提供相應的借鑒。建筑中火災自動報警系統(tǒng)的設計首先必須嚴格按早國家的有關方針、政策、規(guī)范和公安消防部門的相關的法規(guī)，針對保護對象的特點，做到可靠安全、技術先進、經(jīng)濟合理及使用方便。

必須明確建筑本身的建筑及功能特點，了解與火災報警系統(tǒng)工程設計有關的相關專業(yè)的硬件設施，特別是設備通風、給排水專業(yè)對于電氣專業(yè)的設計要求，根據(jù)有關規(guī)范確定消防報警系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)形式。

設計火災自動報警系統(tǒng)的目的就是為了盡早的發(fā)現(xiàn)并及時通報火災以采取有效的措施使火災得以控制和撲滅而設置在民用建筑內(nèi)的一種自動消防設施。

當某一探測區(qū)域內(nèi)發(fā)生火情時，該處探測器采集現(xiàn)場信號，并立即把信號發(fā)回控制中心的控制器，控制器對此信號進行有效的判斷。在確認著火后，會自動向火災現(xiàn)場發(fā)出聲光報警信號和播放疏散指令。

5 高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設計要點分析

(1)擬靜力理論。擬靜力理論是20世紀10～40年代興起的理論，它在估計地震對結(jié)構(gòu)的作用時，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。地震力的大小當于結(jié)構(gòu)的重量乘以一個比例常數(shù)(地震系數(shù))。

(2)反應譜理論。反應譜理論是在20世紀40～60年代興起的理論，它以強地震動加速度觀測記錄的增多和對地震地面運動特性的進一步了解，以及結(jié)構(gòu)動力反應特性的研究為基礎，是加理工學院的一些研究學者對地震動加速度記錄的特性進行分析后取得的一個重要成果。

(3)動力理論。動力理論是20世紀70-80年應用最廣泛的地震動力理論。它的發(fā)展除了基于60年代以來電子計算機技術和試驗技術的發(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過程有了較多的了解，同時隨著強震觀測臺站的不斷增多，各種受損結(jié)構(gòu)的地震反應記錄也不斷增多。

進一步動力理論也稱地震時程分析理論，它把地震作為一個時間過程，選擇有代表性的地震動加速度時程作為地震動輸入，建筑物簡化為多自由度體系，計算得到每一時刻建筑物的地震反應，從而完成抗震設計工作。

6 高層建筑結(jié)構(gòu)的立面設計要點分析

高層住宅的立面設計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，使住宅建筑的風格得以確認并有所創(chuàng)新。

外立面的設計創(chuàng)新不能以犧牲功能為代價，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，全通透式的設計看起來很有個性，但這卻影響到建筑的功能及適用性。

在外立面的設計中，比例、尺度、色彩的對比都是從美學角度考慮的，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，還造成極大的浪費。

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

7 高層建筑的節(jié)能設計要點分析

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、風源等來實現(xiàn)每一棟住宅建筑單體夏季都有充足的迎風面，比如冬季都有充足的日照，夏季要有足夠的通風，以足夠滿足采暖、通風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，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)能設計階段，筆者認為要結(jié)合居住區(qū)規(guī)劃布置綠化和水體以達到改善室內(nèi)外的物理環(huán)境(聲、光、熱)的目的，減少熱島效應，改善局部氣候，保證小區(qū)內(nèi)的空氣溫度、空氣濕度、氣流速度和熱島強度等各項指標符合健康舒適和節(jié)能要求。

［1］李權．高層建筑設計的可持續(xù)性理念［J］．江西建材．2012(05)．

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