某兩棟超高層建筑的縱向設(shè)計(jì)思維

施 鳴

(南京市園林規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210000)

1 概述

建筑高度大于100 m為超高層建筑。超高層是建筑集約用地、縱向發(fā)展的形態(tài)。設(shè)計(jì)實(shí)踐的一棟超高層建筑位于蘇州工業(yè)園區(qū)CBD核心地帶，為148 m高、帶3層商業(yè)裙房、具有辦公功能的35層建筑(見圖1)。設(shè)計(jì)實(shí)踐的另一棟超高層建筑位于無錫錫西城鐵國際商務(wù)區(qū)核心位置，為145 m高、帶5層商業(yè)裙房、具有辦公、公寓、酒店功能的37層建筑(見圖2)。這兩棟超高層建筑設(shè)計(jì)從內(nèi)部功能、交通、核心筒到外部造型、頂冠、城市環(huán)境構(gòu)建，均把握超高層向上發(fā)展空間的特點(diǎn)，注重從縱向維度審視和思考。以下從超高層建筑的內(nèi)部至外部分析其縱向設(shè)計(jì)思維。

2 內(nèi)部的縱向設(shè)計(jì)思維

2.1 縱向功能

超高層建筑縱向上的層數(shù)多，動輒幾十層，而地上標(biāo)準(zhǔn)層面積通常不大于3 000 m2，功能是在建筑縱向上布局和發(fā)揮的。超高層建筑的功能可分為辦公、商業(yè)、酒店、公寓、住宅以及附屬車庫等，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，超高層越來越傾向于具備綜合性復(fù)合功能。首先，有超高層縱向的價(jià)值分布原因，越接近地面商業(yè)價(jià)值越高，越往上私密和景觀價(jià)值越高。底部幾層一般會做商業(yè)，發(fā)揮近地商業(yè)價(jià)值，越向上就設(shè)置越高端的其他功能。其次，復(fù)合功能帶來多元化經(jīng)營，抵御單一業(yè)態(tài)周期波動的同時(shí)也能產(chǎn)生1+1>2的效應(yīng)，不同功能各自獨(dú)立也可以相互作用[1]。

縱向功能的最底部是地下部分。超高層建筑基地面積一般較小，蘇州和無錫的兩個(gè)項(xiàng)目均如此，考慮到減少城市停車壓力和保持地面環(huán)境美觀，車庫功能設(shè)置在地下。除了車庫，地下也布置了各類設(shè)備用房。

超高層建筑應(yīng)設(shè)置避難層，避難層至室外地面或兩個(gè)避難層之間的高度不大于50 m，地上功能往往利用避難層進(jìn)行縱向劃分。兩個(gè)超高層項(xiàng)目的地上功能都縱向分布在三十多層里。蘇州項(xiàng)目縱向布置為：1層～3層是商業(yè)裙房，4層～11層是低區(qū)辦公，13層～23層是中區(qū)辦公，25層～35層是高區(qū)辦公，12層和24層是避難層，低、中、高三個(gè)辦公區(qū)正是利用避難層進(jìn)行劃分的。無錫項(xiàng)目縱向布置是：1層～5層為商業(yè)裙房，6層～12層為低區(qū)辦公，14層～22層為中區(qū)公寓，24層～37層為高區(qū)酒店，13層和23層是避難層。這兩棟超高層建筑都是近150 m高，都有兩個(gè)避難層，把建筑功能縱向分為低區(qū)、中區(qū)和高區(qū)。

縱向功能的定位決定了建筑層高。蘇州項(xiàng)目的低區(qū)、中區(qū)辦公層高為4 m，而高區(qū)辦公定位相對高一些，層高為4.1 m。無錫項(xiàng)目的辦公層高為3.7 m，定位相對一般；單身公寓的層高為3.6 m；酒店24層～35層的層高為3.6 m，頂部36層和37層屬于定位較高端的客房，層高為3.9 m。從這兩個(gè)項(xiàng)目可以看出，縱向可比較的功能定位越高端則層高越高，所占據(jù)的縱向樓層位置也越高。

2.2 縱向交通

超高層建筑的功能需通過縱向交通實(shí)現(xiàn)人的可達(dá)，消防疏散與救援也需通過縱向交通實(shí)現(xiàn)。超高層建筑設(shè)計(jì)通過電梯、樓梯等實(shí)現(xiàn)縱向交通，要兼顧縱向的客流、貨流以及消防流線，力求做到流線明確、客貨分離。

地下空間是縱向交通的最底部。兩地項(xiàng)目的地下均設(shè)置了塔樓用的電梯廳，通過電梯可通達(dá)塔樓各層。無錫項(xiàng)目高區(qū)有酒店，存在日常比較大的貨流，所以地下1層設(shè)置了酒店卸貨區(qū)和貨梯，方便貨物運(yùn)達(dá)塔樓高區(qū)的酒店。

地上幾十層的日常縱向交通重任由電梯擔(dān)當(dāng)，電梯的數(shù)量、載重、速度與停靠樓層等直接影響超高層建筑運(yùn)行的品質(zhì)，同時(shí)對成本投入的影響也比較大。電梯數(shù)量偏少、載重偏小的話，人員等待電梯時(shí)間長，縱向運(yùn)力不足，但電梯數(shù)量與載重也不是越大越好，畢竟受核心筒面積和成本投入制約，必須找到一個(gè)平衡點(diǎn)。一般而言達(dá)到這個(gè)平衡點(diǎn)時(shí)，超高層建筑電梯井面積占到核心筒面積的30%左右[2]。電梯速度的原則是服務(wù)樓層越高，選擇的速度越快，以滿足運(yùn)力需求和人使用的便捷性。電梯?？繕菍涌梢岳帽茈y層進(jìn)行縱向上的分區(qū)，每個(gè)分區(qū)停靠十多個(gè)樓層，有效提升電梯運(yùn)行效率，同時(shí)也能巧妙利用避難層設(shè)置電梯沖頂和機(jī)房。兩個(gè)超高層實(shí)踐項(xiàng)目的客梯都是平行式雙側(cè)布置，擁有寬大的電梯廳，位于醒目位置。蘇州項(xiàng)目有12部客梯，其中3部在低區(qū)停靠、3部在中區(qū)?？俊?部在高區(qū)?？?。無錫項(xiàng)目有8部客梯，其中3部在低區(qū)辦公?？俊?部在中區(qū)公寓?？俊?部在高區(qū)酒店?？??？梢钥闯觯邔涌吞菰诘厣蠘菍涌梢苑謪^(qū)?？壳椅恢帽容^醒目。貨梯位置則比較隱蔽，相對獨(dú)立。兩項(xiàng)目的消防電梯都由貨梯兼做，每層都可?？俊?/p>

超高層建筑的電梯是日?？v向交通的主角，而樓梯是日常的配角。一旦發(fā)生火災(zāi)，客梯會停止運(yùn)行，樓梯轉(zhuǎn)而擔(dān)當(dāng)起縱向交通的主角：低區(qū)通過樓梯向地面疏散，中區(qū)通過樓梯向避難層疏散，高區(qū)通過樓梯向避難層或屋頂直升機(jī)坪疏散。樓梯下至避難層后，不能直接繼續(xù)往避難層以下走，應(yīng)該先使人進(jìn)入避難區(qū)，如果人要繼續(xù)向下，則經(jīng)過避難區(qū)再進(jìn)入防煙樓梯間往下走。

2.3 核心筒的縱向考量

超高層建筑設(shè)計(jì)除了注重縱向功能、交通以外，還要注重以縱向視角考量核心筒設(shè)計(jì)。核心筒集中布置了電梯、樓梯、廁所、茶水間、設(shè)備間、管井等輔助部分，作為一個(gè)整體從下至上的縱向伸展，即是超高層建筑各樓層的公共服務(wù)核心，也是主要的受力結(jié)構(gòu)體，與其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件共同形成結(jié)構(gòu)體系[3]。蘇州和無錫兩個(gè)超高層實(shí)踐項(xiàng)目的核心筒都設(shè)置在了建筑平面中間位置，產(chǎn)生了縱向的鋼筋混凝土筒，與外圍主要功能空間的框架形成了框筒結(jié)構(gòu)。

對核心筒影響很大的是電梯的布置，不是僅在平面上考慮電梯，一定需要豎起來縱向的考慮。高區(qū)電梯從底層到頂層一豎到頂，而低區(qū)、中區(qū)電梯縱向升到相應(yīng)避難層就結(jié)束了。電梯在?？繕菍佑邢鄳?yīng)的電梯廳，而在其不?？康臉菍觿t不需要電梯廳了。用縱向思維不難發(fā)現(xiàn)，核心筒在低、中、高區(qū)被釋放出了部分電梯或電梯廳空間。兩個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目的核心筒設(shè)計(jì)均巧妙利用了這些被釋放的空間，作為休息室、廁所、設(shè)備間等，對整合布置非常有利，取得了良好效果。

核心筒其他的輔助空間均需要縱向的審視，上下層聯(lián)系起來設(shè)計(jì)。廁所和茶水間位置選擇時(shí)，要關(guān)注其樓下的空間，需回避電梯的直接上方，也要回避電氣設(shè)備房間的直接上方。核心筒里結(jié)構(gòu)墻肢多，可以布置出小型設(shè)備間，而大型設(shè)備的設(shè)備間本來是無法在核心筒內(nèi)布置的，但核心筒頂層可以抽去部分結(jié)構(gòu)墻肢，設(shè)計(jì)出更大更整的房間，可以布置出大型設(shè)備間。核心筒起著在超高層建筑里縱向聯(lián)系設(shè)備管線的作用，其內(nèi)部的管井是給設(shè)備專業(yè)縱向上跨層使用的，要理清楚各管井發(fā)揮作用的具體樓層，在上下層之間嚴(yán)格對位。

超高層建筑的核心筒結(jié)構(gòu)墻肢厚度在縱向上會有變化，每隔幾層就減薄一些，使得結(jié)構(gòu)體系更加合理，也能節(jié)約材料。兩個(gè)超高層實(shí)踐項(xiàng)目把核心筒上部減薄墻肢騰挪出來的空間讓給了樓層主要功能區(qū)，降低了核心筒形成的公攤面積，提升了“得房率”。

3 外部的縱向設(shè)計(jì)思維

3.1 縱向造型

建筑是科學(xué)與藝術(shù)的結(jié)合，是人們生產(chǎn)生活及活動的場所和容器，建筑外觀則是在一定的人文與理念之下建筑的外在表現(xiàn)。建筑師在滿足建筑內(nèi)部使用需求的同時(shí)，對建筑外觀要不懈的優(yōu)化與豐富，追求高品質(zhì)[4]。超高層建筑在縱向上疊加了很多形狀、尺度相近的樓層，整體上在外部產(chǎn)生了縱向造型。超高層建筑的縱向造型是人們對超高層的第一印象,其向上伸展、高聳醒目，往往具有城市地標(biāo)和視覺引導(dǎo)的作用?？v向造型要有時(shí)代特征，強(qiáng)化地域特點(diǎn)、文化繼承，可以使用隱喻等手法融合文脈。幕墻在超高層建筑上得到了廣泛采用，具有造型塑造上的技術(shù)優(yōu)勢，可以實(shí)現(xiàn)豐富的立面設(shè)計(jì)。

蘇州超高層項(xiàng)目在體量上進(jìn)行了縱向分割，打造雕塑感的造型，強(qiáng)調(diào)縱向形體，從而突出塔樓的挺拔感，外觀更富張力。立面采用玻璃幕墻，彰顯出精湛的現(xiàn)代工藝、通透的視覺效果。立面幕墻的縱橫肌理萃取自蘇州古地圖《平江圖》。這幅古地圖的街道與河道呈現(xiàn)出極富美感的傳統(tǒng)肌理，將這種傳統(tǒng)肌理萃取到立面幕墻設(shè)計(jì)中來，進(jìn)行縱向展現(xiàn)，象征蘇州繁華的城市景象。

無錫超高層項(xiàng)目形體方整挺拔、造型鮮明。建筑表皮以縱向伸展的玻璃幕墻和干掛石材幕墻為主，輔以縱向延伸的窄窗，強(qiáng)調(diào)了豎向的縱深感，使整個(gè)塔樓高聳而精致。隱框和顯框結(jié)合的玻璃幕墻，讓建筑更加通透精細(xì)，同時(shí)透明的玻璃幕墻也為室內(nèi)帶來了良好的景觀視野。立面上的斜線元素起伏設(shè)計(jì)，具有山峰的寓意，體現(xiàn)了對項(xiàng)目周邊歷史悠久的惠山的呼應(yīng)。

從這兩個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目可以看出，超高層建筑往往運(yùn)用現(xiàn)代手法來強(qiáng)調(diào)縱向的體量，用工藝細(xì)部編織縱向的精致，并提煉融合周邊環(huán)境特點(diǎn)，打造地標(biāo)級建筑外部形象。

3.2 頂冠打造

人們從很遠(yuǎn)就能看到超高層建筑，欣賞它的縱向造型之美時(shí)，目光會聚焦到它的縱向最高部位，即頂冠。超高層建筑向天空縱向伸展，其頂冠造型在城市天際線中是重要元素，要格外注重頂冠的打造，展現(xiàn)城市地域特色和建筑藝術(shù)品味。頂冠是對超高層建筑的畫龍點(diǎn)睛，白天頂冠透映出天空自然的色調(diào)，夜晚頂冠好似城市燈塔的發(fā)光體，對城市天空進(jìn)行華美點(diǎn)綴。往往利用幕墻技術(shù)，頂冠運(yùn)用透明或半透明建筑材料和退臺、切割、疊合等手法創(chuàng)造精巧的造型，并與超高層建筑縱向造型的中高段進(jìn)行關(guān)聯(lián)、協(xié)調(diào)和呼應(yīng)[5]。

蘇州超高層項(xiàng)目設(shè)計(jì)了行云流水紋樣的頂冠，用玻璃幕墻、乳白色夾膠玻璃、云型穿孔金屬板3個(gè)層次，輔以夜間照明，展現(xiàn)蘇州水城行云流水的意向(見圖3)。外側(cè)玻璃幕墻立面同主體立面，中間選用乳白色夾膠玻璃，將照明設(shè)置在乳白色夾膠玻璃與內(nèi)側(cè)云型穿孔金屬板之間打光，形成柔和均勻的漫反射效果，使內(nèi)側(cè)立柱不產(chǎn)生光照陰影，并盡量減弱外側(cè)玻璃幕墻龍骨的光照陰影，從而確保內(nèi)側(cè)云型穿孔金屬板的最終呈現(xiàn)效果。

無錫超高層項(xiàng)目的頂冠采用玻璃體塊和石材立面對比。石材縱向伸展，在接近頂冠的時(shí)候變換了密度，并斜向切割。主體的玻璃幕墻豎直升到屋面，在其后面屋頂?shù)纳戏皆俅紊鹨粋€(gè)玻璃幕墻體塊，從而在頂冠形成內(nèi)外玻璃體的兩個(gè)層次，兩個(gè)玻璃體頂部均做了斜切造型處理。斜向線條元素的起伏設(shè)計(jì)，有山峰的意向，呼應(yīng)當(dāng)?shù)赜袣v史積淀的惠山，產(chǎn)生了豐富而有特色的視覺效果。

兩個(gè)項(xiàng)目頂冠的共同點(diǎn)是層次豐富、效果出彩、吸引目光，與超高層建筑的外部觀感整體上協(xié)調(diào)，提升了縱向的造型效果，詮釋了超高層建筑頂冠設(shè)計(jì)的要義。

3.3 城市環(huán)境構(gòu)建

我們除了關(guān)注超高層建筑設(shè)計(jì)的自身諸方面，也要關(guān)注其對城市環(huán)境構(gòu)建的作用。超高層建筑空間縱向延伸，高效利用土地，在城市環(huán)境中發(fā)揮了獨(dú)特的積極影響。它們組成的天際線產(chǎn)生了城市特有的摩登視覺要素，規(guī)模與高度一定程度上表現(xiàn)了一個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)水平，承載了城市發(fā)展的愿望。超高層建筑不是單獨(dú)存在的，而是處于特定的城市環(huán)境之中，要充分考慮和尊重其所在的空間環(huán)境，有機(jī)的長在城市環(huán)境里，表現(xiàn)融合城市的美感。建筑師需總體把握基地環(huán)境，使超高層建筑外部形態(tài)與城市環(huán)境和諧相處，不能格格不入，甚至有損原有空間環(huán)境[6]。

另一方面，超高層建筑也帶來一些問題，比如壓迫感、惡化風(fēng)環(huán)境等。這些都需要建筑師采用環(huán)境模擬等手段去優(yōu)化設(shè)計(jì)。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部與應(yīng)急管理部已聯(lián)合發(fā)布文件指出，有些城市脫離實(shí)際需求、攀比超高層建筑高度、浪費(fèi)資源。該文件要求一般不得新建超高層住宅，城區(qū)常住人口300萬人以下的城市嚴(yán)格限制新建高度150 m以上的超高層建筑。

蘇州和無錫的兩個(gè)超高層實(shí)踐項(xiàng)目均注重城市環(huán)境構(gòu)建。它們的形體和高度均做了環(huán)境分析，在城市天際線中的形象經(jīng)過了整體環(huán)境推敲。蘇州項(xiàng)目立面為玻璃幕墻，是因?yàn)榭紤]到其周邊玻璃幕墻建筑居多。無錫項(xiàng)目周邊不少建筑是石材飾面，因此其立面做了石材結(jié)合玻璃幕墻。它們與城市環(huán)境是和諧共處的。兩棟超高層建筑在對城市道路的退讓距離上，比規(guī)劃要求的退讓距離更大，減少縱向體量的壓迫感，體現(xiàn)了對城市環(huán)境的尊重。風(fēng)遇到高聳的超高層建筑時(shí)，產(chǎn)生風(fēng)渦旋并發(fā)生渦旋脫落效應(yīng)使得建筑振動。某城市曾發(fā)生風(fēng)引起的超高層外部可見的晃動，帶來一定恐慌，是對城市環(huán)境不利的影響。蘇州和無錫的兩棟超高層在形狀上采用了方形，是最不易產(chǎn)生風(fēng)渦旋脫落效應(yīng)的形狀，體現(xiàn)了對城市環(huán)境的呵護(hù)。

4 結(jié)語

超高層建筑是人類科技進(jìn)步的產(chǎn)物，也促進(jìn)著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。建筑師應(yīng)當(dāng)以高度的社會責(zé)任感，在設(shè)計(jì)超高層建筑的過程中，注重采用縱向設(shè)計(jì)思維，從內(nèi)部功能、交通、核心筒到外部造型、頂冠和城市環(huán)境構(gòu)建，均精細(xì)設(shè)計(jì)打磨，力求內(nèi)外兼修。隨著社會各方面的進(jìn)步，超高層建筑會有越來越好的發(fā)展。