高層建筑設計常見問題及應對策略研究

【摘要】現代社會，高層建筑體系已經成為建筑行業中非常普遍的體系之一。高層建筑可以極大地提高土地利用效率，帶給人強烈的視覺震撼感。而且，一個成功的高層建筑往往會成為一個城市的標志和中心。但是，需要注意的是，高層建筑在設計中，往往會有很多的細節與一般的平層設計或景觀設計不同；因此，對于高層建筑設計常見問題以及相關處理策略的了解十分的必要，而這也是本文想要簡單探討的方向。

【關鍵詞】高層建筑；設計；常見問題；應對策略

引言

我國的建筑行業發展迅速，隨著土地利用率的要求和建筑需求的不斷增高，高層建筑逐漸成為業內的主流支撐。與一般的平層型設計和景觀式設計不同，高層建筑根據其獨有的特點，對于很多設計細節有自己的要求和標準，如果不能加以區分并且妥善處理，就會造成設計上的失誤，為實際的施工和交付帶來問題。本文即針對高層建筑常見的設計問題和相關應對方案進行一些簡單的分析。

一 高度問題及其對策

高層建筑的外部尺度的規劃是十分重要的。所謂外部尺度，不能簡單的理解為高層建筑的層高，它包含建筑的高度、寬度、相鄰樓層之間的距離，甚至包括設計目標樓層在整個城市布局中的位置以及建筑主體的尺寸比例對于人感官上的影響等方面。

在實際的建筑設計中，我們常常會因為過度的關注樓高而忽略了其他因素，結果由于整體設計的不協調性，導致建筑主體雖然高，但是看上去雜亂無章，令人反感。

要解決這樣的問題，就必須注意在設計之初，堅持以下幾點原則：

（1）尺度統一原則，主要針對于建筑與建筑之間，以及建筑在整個城市規劃里的布局問題。對于相同建筑群，需要保證統一的尺度標準和建筑規范；而當涉及到建筑在整體城市中的布局問題，則需要考慮整體布局的合理性和匹配度，避免影響到整個城市規劃的和諧性。

（2）尺度有序原則，主要是指在具體進行建筑尺度設計、街道尺度設計、細部尺度設計、城市尺度設計的時候，應該根據實際位置和比例模型的不同，在遵循相同要素尺度統一原則的基礎上，進行不同設計元素的尺度區分和有序設計，從而保證建筑與城市之間、整體與局部之間相互映襯，錯路有序。

（3）我國相關法律和行業規范已經針對于不同性能和用途的高層建筑高度、主要選材等方面做出了明確的規定，這些是全行業都必須要嚴格遵守的標準。

二 材料的選用和結構體系問題及其對策

1 材料的合理選用

對于高層建筑而言，材料的選用與一般平層和景觀設計的選用要求既有重合，也有獨特的要求。

首先，高層建筑的選材同樣要遵循基本的建筑選材標準，確保材料在穩定性、防水防潮性、密閉性等方面達到相關的規定。

此外，高層建筑在選材時必須還要格外的注意主要材料的抗震性能。例如目前常見的混凝土式的材料結構體系，就無法很好的應付突發性震動（例如地震等）的影響，而應選擇抗震性更強的建筑鋼材或鋼纖維混凝土等。

2 結構體系的合理安排

一般而言，在談及高層建筑的結構體系的時候，我們更關注的要點在于結構體系對于穩定性以及抗風、抗震性能上的作用，這就要求其具備足夠的強度和結構變形能力。我們需要在選材中盡量選擇質量良好，具備一定行變能力和承重力的材料，同時在進行結構設計時，結合實際的情況，留有一定的形變空間和受力分散杠桿等。

三 消防設計情況及其對策

一般來說，高層建筑的消防相關設計，可以從以下幾個方面入手：

（1）高層建筑消防系統的供水設計

一般而言，消防相關的供水系統主要由消防水池和自動噴水裝置構成。

消防水池主要是用于存儲一定量的水源以供火災放生的緊急使用，具體的設置位置和設置數量應該依據實際的情況和相關規定執行。而在實際中，常常會發現水池設置位置不當或水池點設置過多或過少等問題，這些都會造成實際的安全隱患，或者對于水資源的浪費。因此，消防水池的布局與數量，必須依據實際的建筑情況，進行合理規劃。

而自動噴水裝置只要是指各樓層設置的滅火器及煙霧探測噴水器。這樣的消防系統應該加大設置力度，力求做到每一層都有足夠的數量。同時，還需要格外注意在地下室，樓梯拐角等容易忽略的死角位置設置足夠的探測噴水器以避免意外的發生。

（2）高層建筑消防系統的供電設計

對于高層建筑的消防用電，主要要求從穩定性與安全性兩個方面。穩定性，是指必須保證供電系統在火災等突發情況發生時具備持續供電的能力；而安全性則是指必須保證供電網絡架構中有足夠優良的斷電區分性能，以避免火災的進一步擴大和蔓延。

為了確保這兩點，一般來說，高層建筑的供電布局都采用雙路互相獨立的高壓供電電源分布，同時提升供電系統中相應的聯絡開關的自動關斷能力，以確保電力網路可以及時的根據實際情況進行自發性調整動作。

（3）高層建筑消防系統的安全通道及消防電梯設計

高層建筑還必須預留出足夠數量和寬度的安全通道供火災疏散或逃生的用途；同時，必須確保安全通道的暢通性。另外，在我們的宣傳中，經常會提及火災不能乘坐電梯，但是對于高層建筑而言，由于其樓層很高的建筑特點，消防電梯就變得必不可少。需要注意的是，之所以稱為消防電梯，是因為與普通電梯相比，消防電梯是可以在火災時使用的。因此，它必須具備緊急控制功能和良好的防火性能，以確保消防救生中心可以根據實際的情況對其進行相應控制和管理。

（4）高層建筑消防系統的監控、報警設計

以上談及的都是火災發生后的應對措施，而更加重要的是合理的火災監測和預警系統的設計安排。

目前，高層建筑中主要使用煙霧探測感應區，而其主要分布區域在樓道，大廳等，這樣的設計有兩個明顯的缺陷：首先，無法做到第一時間對于房間內的火災情況進行示警，因為煙霧從房間溢出時，不一定在第一時間內就達到探測預警的要求，這樣會造成火災情況無法及時發現的風險；其次，煙霧探測器無法準確采集具體的實際情況，往往會造成誤判，引起不必要的騷亂和經濟損失。

一般而言，可以通過在房間內增設火災監控裝置來進一步具體的探測房間內的消防信息。同時，可以在樓道、扶梯等公共區域加裝消防攝像頭，配合煙霧探測器一起來作為消防情況的判定依據。

四 節能設計研究

針對于高層建筑的節能設計研究，主要從設計結構與選材和新技術的應用兩方面進行分析：

（1）結構設計與選材

對于建筑主體的結構設計和選材上，主要集中在外墻體、門窗，屋頂以及玻璃幕墻的設計和選材。主要原則是盡量選取密閉性能與保溫性能良好的建筑材料進行建設。同時，需要在設計中不斷地注意散熱率指標，在可能的設計空間中做好保溫層設計和散熱利用保護，以達到節能的目的。

（2）新技術的應用

目前來說，應用最為廣泛的就是太陽能技術的使用。以外圍玻璃幕墻的設計和應用為例，通過有效地設計和材料使用，將太陽光進行高效的吸收、轉化、存儲以及再利用：

太陽光用于照明，即在幕墻上裝設光線反射裝置，將日光反射到市內天花板，再通過天花板上假設的設備將光線反射到工作區域和生活區域。

結束語

高層建筑在當前社會中的廣泛應用，要求我們必須認真詳細的研究其設計要求和設計要點，做好高層建筑與一般建筑的共性與區別的辨析工作。只有這樣，才能夠盡可能全面的避免設計上的錯誤和問題，設計建造出具備優良實用性和安全性的高層建筑。

參考文獻

【1】趙清群：淺談高層建筑的消防設計[J]，科技資訊，2006（28）

【2】黃樹培：淺析高層建筑的抗震結構及材料運用[J]，科技資訊，2010（2）

【3】解運利：論外部尺度在高層建筑中設計中的處理[J]，科技風，2011（4）

【4】黃文：高層建筑節能設計的應用研究[J]，當代經濟，2013（02）