超高層辦公樓建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究

【摘要】隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，辦公樓的需求日益增加，特別是超高層辦公樓越來越受到市場(chǎng)的重視。如何保證該類型建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性、前瞻性、經(jīng)濟(jì)性，成為從業(yè)人員的關(guān)注重點(diǎn)。本文結(jié)合實(shí)際工程案例，闡述了超高層辦公樓設(shè)計(jì)需重點(diǎn)考慮的問題和注意事項(xiàng)，以供參考。

【關(guān)鍵詞】超高層；辦公樓建筑；設(shè)計(jì)理念；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

超高層建筑，指的是高度在100m以上的建筑物，新形勢(shì)下，超高層辦公樓成為主要建筑樓群之一[1]。超高層建筑因其標(biāo)志性，綜合性和復(fù)雜性等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)方面需要有更多的研究和分析，創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念和方法，才能保證建筑適應(yīng)不同功能的要求且更具特色。

1、工程案例

以泰貞國際金融中心為例，項(xiàng)目位于長沙市五一路與芙蓉路的十字路口西南角，北靠芙蓉廣場(chǎng)，東臨建湘路，西接?xùn)|慶街，南臨允嘉巷并與世茂廣場(chǎng)項(xiàng)目、中環(huán)項(xiàng)目相接，是芙蓉區(qū)著力打造長沙芙蓉廣場(chǎng)CBD片區(qū)的中心。項(xiàng)目總用地面積為11013.43平方米，計(jì)容面積為73206.77m2，容積率為8.0，擬規(guī)劃建設(shè)成集5A級(jí)寫字樓、銀行總部為一體的多功能商務(wù)中心。

2、超高層辦公樓的建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 標(biāo)準(zhǔn)層規(guī)模與布局

辦公樓標(biāo)準(zhǔn)層面積與布局設(shè)計(jì)要結(jié)合場(chǎng)地情況，使用功能與利用率綜合考慮。標(biāo)準(zhǔn)層一般由三部分功能組成，即核心筒、走道和辦公區(qū)域，實(shí)踐表明，核心筒的面積大小與標(biāo)準(zhǔn)層的規(guī)模直接影響樓層的使用情況，應(yīng)對(duì)樓層面積取值，核心筒方案進(jìn)行比選和優(yōu)化，合理控制建筑面積。綜合上述因素，通常標(biāo)準(zhǔn)層面積為2000㎡～2500㎡較為合適，利用率在75%較為理想。本項(xiàng)目因考慮銀行辦公區(qū)與普通商務(wù)辦公區(qū)的完全獨(dú)立，核心筒電梯布局采用雙電梯廳設(shè)計(jì)，設(shè)備管井及機(jī)房也單獨(dú)設(shè)置，因此辦公有效率會(huì)相對(duì)下降，但通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)層平面及面積的合理選擇，對(duì)核心筒布局的反復(fù)優(yōu)化，最終樓層利用率仍可達(dá)到75.28%。

2.2核心筒布置

核心筒是超高層辦公樓的核心，是保證建筑正常使用的基礎(chǔ)，是結(jié)構(gòu)受力的主要支撐，也是大樓經(jīng)濟(jì)性的重要體現(xiàn)。核心筒指的是辦公場(chǎng)所外公共部分的統(tǒng)稱，主要包含疏散樓梯，垂直電梯、茶水間、衛(wèi)生間、公共用房、機(jī)電管井等。核心筒一般的形式有一字型、二字型、T字型和十字型，其布置方式的好壞直接影響著大樓的整體設(shè)計(jì)。首先，垂直交通及公共用房的分布決定著交通流線的合理性；若布局不合理就會(huì)造成侯梯時(shí)間過長，分區(qū)流線混亂，噪聲，視覺干擾等不良影響，直接影響著大樓品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)收益；其次，超高層建筑的主要疏散方式是消防樓梯疏散，是防火設(shè)計(jì)中的重中之重，它的設(shè)置是否合理直接關(guān)系著大樓辦公人員消防逃生能否得到保障；最后，核心筒內(nèi)各功能布置是否科學(xué)，對(duì)建筑樓層高度，樓層利用率，設(shè)備維護(hù)，整體造價(jià)等都有影響。本項(xiàng)目核心筒形式為二字型，居于塔樓中央，該布置方式不僅交通流線便捷，也可以使辦公空間采光最大化，同時(shí)利于結(jié)構(gòu)形成框筒形式，具有較高的穩(wěn)定性。

2.3 垂直交通

超高層辦公樓中垂直交通以電梯為主，電梯設(shè)置的數(shù)量與檔次，是衡量辦公樓品質(zhì)的重要指標(biāo)。電梯占據(jù)核心筒中相當(dāng)大的比重，電梯設(shè)置的數(shù)量過多，不僅增加土建成本，還降低辦公樓使用效率，因此，合理配置電梯是辦公樓設(shè)計(jì)的重要事項(xiàng)。首先，應(yīng)根據(jù)服務(wù)的辦公樓面積和樓層，按照電梯設(shè)定的基本參數(shù)，對(duì)電梯交通流量進(jìn)行分析來獲取需要設(shè)置電梯的數(shù)量，目前較為通用的流量分析軟件有ELEVATE、OTIS等。其次，應(yīng)選擇合理的電梯分區(qū)布置方式，現(xiàn)較為常見的分區(qū)方式有傳統(tǒng)分區(qū)方式、雙層轎廂方式、快速梯與分區(qū)梯結(jié)合式；電梯分區(qū)可分為單區(qū)電梯系統(tǒng)、多區(qū)電梯系統(tǒng)、雙層轎廂電梯系統(tǒng)和區(qū)中區(qū)電梯系統(tǒng)。本項(xiàng)目據(jù)實(shí)際情況，通過對(duì)電梯的流量分析，采用高低區(qū)單轎廂分區(qū)方式。低區(qū)電梯位于核心筒的端部，在上部分區(qū)中可收掉，使該部分面積轉(zhuǎn)化為高區(qū)辦公的衛(wèi)生間及輔助用房，而高區(qū)電梯廳又可作為低區(qū)辦公的衛(wèi)生間使用；此外，核心筒高低區(qū)電梯僅局部下落至地下停車庫，結(jié)合大堂專用梯滿足進(jìn)入車庫人員的使用，從而加快電梯了運(yùn)行速度，縮短了電梯運(yùn)行周期，同時(shí)大大減少電梯井道空間，提高實(shí)用率。

2.4辦公室的開間進(jìn)深

超高層辦公樓在開間進(jìn)深設(shè)計(jì)上，要最大程度上利用建筑空間，盡可能實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空間尺度重組的靈活性與實(shí)用性，并兼顧消防疏散、流線組織、建筑形體處理、空間感受等諸多因素。目前常用的開間大小是8-12m，進(jìn)深則控制在9-15m之間。具體設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合辦公樓的使用需求，辦公人員的數(shù)量及工作性質(zhì)，合理設(shè)置立柱構(gòu)件，控制辦公室的合理尺度。本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)層辦公區(qū)開間為10.20米，進(jìn)深8-12.6m，整體布局比較合理。

2.5樓層高度

辦公樓層高度的確定與使用功能、人員舒適度、結(jié)構(gòu)跨度、空調(diào)形式，土建造價(jià)，建筑耗能等密切相關(guān)，一般辦公室室內(nèi)凈高取值為2.4-3.0m。辦公樓層高控制主要考慮以下幾方面的因素，即結(jié)構(gòu)梁所占高度、空調(diào)風(fēng)管的高度、消防干管的高度、電纜橋架高度、吊頂構(gòu)造高度、架空地板高度以及照明燈具入吊頂?shù)母叨?。本?xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)層層高為3.9米，空調(diào)采用VAV變風(fēng)量空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，為獲取最大限度的室內(nèi)凈高，結(jié)構(gòu)采用厚板無梁體系，通過BIM對(duì)管線的綜合排布及井道位置的合理設(shè)置，最終實(shí)現(xiàn)過道大于2.8米，室內(nèi)大于3.0米的凈高要求。

2.6空調(diào)設(shè)備選型與供電負(fù)荷

超高層辦公樓機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要考慮到物業(yè)類型、營銷方式、產(chǎn)權(quán)模式等要素，主要分為空調(diào)、強(qiáng)電、弱電、消防等子系統(tǒng)[5]。機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)合理控制設(shè)備負(fù)荷容量，選用國際領(lǐng)先品牌與技術(shù)產(chǎn)品?？照{(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)以節(jié)能為根本，用舒適性指標(biāo)引導(dǎo)節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)踐。目前，空調(diào)的主要形式有VRV、VAV以及傳統(tǒng)的主機(jī)加風(fēng)機(jī)盤管式。本項(xiàng)目辦公樓根據(jù)實(shí)際功能和使用的需求，采用VRV與VAV兩種形式的空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。高區(qū)部分空調(diào)系統(tǒng)采用高效的變風(fēng)量系統(tǒng)（VAV）系統(tǒng)，每層按照南北方向設(shè)置兩個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有能依據(jù)房間負(fù)荷調(diào)整送風(fēng)量從而達(dá)到節(jié)約風(fēng)機(jī)能耗。低區(qū)辦公部分由于將來為分割出租或者出售，各部分系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間有一定差異，同時(shí)為有利于分區(qū)計(jì)量，空調(diào)系統(tǒng)采用高效多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)（VRV），來靈活適用建筑空間的功需要并且達(dá)到系統(tǒng)在部分負(fù)荷下高效運(yùn)行的節(jié)能目的。強(qiáng)電系統(tǒng)要滿足通風(fēng)、給水、公共照明等系統(tǒng)的運(yùn)行需求；且發(fā)電機(jī)房的負(fù)荷設(shè)計(jì)，要考慮到消防系統(tǒng)的運(yùn)行。弱電系統(tǒng)要采用智能化設(shè)計(jì)方案，例如信息網(wǎng)絡(luò)、智能監(jiān)控、公共空間燈光控制等。消防系統(tǒng)則包括室內(nèi)消火栓、自動(dòng)噴水滅火、氣體滅火等系統(tǒng)。

2.7 樓宇智能化及建筑設(shè)備管理系統(tǒng)

智能化系統(tǒng)作為現(xiàn)代建筑的一部分，已成為建筑科技化、信息化不可或缺的技術(shù)手段。衡量一棟建筑智能化系統(tǒng)的成功與否，并非僅僅取決于智能系統(tǒng)的多寡、系統(tǒng)的先進(jìn)性或集成度，而是取決于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和配置是否經(jīng)濟(jì)合理，使用、管理和維護(hù)是否方便，系統(tǒng)及產(chǎn)品是否成熟適用，因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中保證智能化系統(tǒng)的適用性、可行性、先進(jìn)性、可靠性、標(biāo)準(zhǔn)化、開放性、可擴(kuò)充性、方便易用性。本項(xiàng)目將建成符合5A級(jí)智能化標(biāo)準(zhǔn)，包括OA（辦公智能化）、BA（樓宇自動(dòng)化）、CA（通訊傳輸智能化）、FA（消防智能化）、SA（安保智能化）。本項(xiàng)目設(shè)置建筑設(shè)備管理系統(tǒng)（BA），系統(tǒng)由傳感器、現(xiàn)場(chǎng)控制器（DDC）、傳輸線路、網(wǎng)絡(luò)控制器、集線器、執(zhí)行器、顯示器、中央工作站等組成。本工程樓宇自控系統(tǒng)采用集散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，為管理層、監(jiān)控層兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。監(jiān)控的主要內(nèi)容：供暖通風(fēng)、給水排水、供配電、電梯系統(tǒng)等。變配電所設(shè)置獨(dú)立的變配電管理系統(tǒng)，預(yù)留與BA系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)接口。監(jiān)控中心設(shè)于一層消防安防控制室內(nèi)。BA系統(tǒng)具備機(jī)組的手/自動(dòng)狀態(tài)監(jiān)視，啟?？刂疲\(yùn)行狀態(tài)顯示，故障報(bào)警、溫濕度監(jiān)測(cè)、控制及實(shí)現(xiàn)相關(guān)的各種邏輯控制關(guān)系等功能。

結(jié)語：

綜上所述，超高層辦公建筑是城市化發(fā)展的產(chǎn)物，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)遵循科學(xué)合理、空間實(shí)用、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、綠色節(jié)能等原則。文中結(jié)合工程案例，從標(biāo)準(zhǔn)樓層、核心筒布置、垂直交通、開間進(jìn)深、樓層高度、機(jī)電系統(tǒng)及樓宇智能化、消防設(shè)計(jì)等方面，總結(jié)了建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并指出相關(guān)注意事項(xiàng)。希望為類似工程提供經(jīng)驗(yàn)借鑒，保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性。

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作者簡(jiǎn)介：

曹威，男，1984--，本科，工程師，主要從事建筑設(shè)計(jì)工作。