探析高層建筑設計

吳彥兵

摘 要：文章探討了高層建筑設計及注意安全問題等兩方面的內容，以供參考。

關鍵詞：高層建筑設計；安全問題

隨著高層建筑的迅速發(fā)展，結構理論和建筑技術也不斷得到提高，高層建筑結構形式也開始趨于多樣化發(fā)展，其表現形式也是多種多樣。但是也隨之出現了很多在高層建筑設計方面的問題。在作為城市風景線的同時，高層建筑還面臨著如何搞好高層建筑設計的問題，如何多方面實現高層建筑設計的完善是目前高層建筑設計所追求的主要理念。

1 高層建筑的設計

1.1 施工工程設計圖紙。高層建筑工程施工的工程設計圖紙，要求高度精確和完整，工程設計是高層建筑工程施工質量的基礎和保障。必須具備工程施工設計的完整性，系統性，協調性和有郊性，嚴密精確，一絲不茍。

高層建筑工程施工設計圖紙，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，各方面的設計圖紙數量要完整齊備。高層建筑工程施工的內容。要求和進度要形成統一整體的設計結構，緊密結合，實施統一的施工標準，進度和要求。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，都要標出與土建工程施工的相關內容。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；還要注明各房間的名稱及屋內層高、開門的位置及方向等，以便各工程施工過程的協調配套和施工方便。

高層建筑工程施工設計圖紙，要充分體現施工設計圖紙的系統性、協調性和有效性。要求設計圖紙是系統的圖紙，能概括表明各項施工的組織系統及其聯系關系，施工設計圖紙的協調性，要求各工程施工圖紙之間能夠相互說明，互相解釋，說明各設備、設施的平面位置，說明各種設備的工作原理，各種原材料的特性，各種參數的設備材料表，有效地指導施工。各工程施工設計圖紙的標準有所重復是允許的，但是必須保證各工程施工設計圖紙的這些標準的協調一致，這是高層建筑工程施工設計的關鍵方面。

1.2 隨著高層建筑的發(fā)展，決定了其結構的合理性和科學性。高層建筑呈現出以下發(fā)展趨勢：一是層數增多，高度增加。我國設計有80層以上的高層建筑，有的處于領先地位。二是新材料的開發(fā)應用，新結構形式的應用。高性能混凝土材料在不斷發(fā)展，對高層建筑的發(fā)展產生重大影響。三是平面布置與豎向體形更加復雜?，F代高層出現了不規(guī)則、不對稱和曲線形的平面，主要是結構分析技術和計算手段的提高為它創(chuàng)造了條件，需要結構設計更加提高。四是耗能減震技術的應用與發(fā)展。

1.3 高層建筑的尺度設計，主要包括：一是整體尺度。整體尺度的均衡非常重要，設計時要注意以下幾點，一個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系；高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的，各個主要部分應有更細的劃分，尺度具有等級性，才能使各個部分造型構成豐富。二是城市和街道尺度。高層建筑對城市各構成要素也產生重大的影響，是城市的重要景點，不當的尺度會對城市產生不良的影響；街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。三是細部尺度。設計師在設計高層建筑中充分地把握各種尺度，結合人的尺度，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)設計要求應該受到迫切的關注，因為這些地方資源消耗和環(huán)境污染相對嚴重，對全球自然資源和生態(tài)系統產生威脅。其主要內容為：高層建筑營運系統的生態(tài)性設計。建筑平面與體型系數影響建筑采暖能量的需求，它不僅僅是一個熱工性能參數，這意味著減少體型系數可以降低舒適空間的平均成本，在常見的平面形式中，圓形平面可以擁有最小的外圍面積，其次是方形。每個建筑基址都有其特殊性，因此，高層建筑的設計毫不例外也與基址相關，通過建筑形式、植被和遮避帶最大限度地開發(fā)基址剩余區(qū)域的潛能。

1.5 高層建筑體形龐大，設計者往往貪大求高，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、建筑設計節(jié)能意識淡薄，造成高能耗、低效益，影響常年使用，浪費巨大，高層建筑的節(jié)能首先應為設計者重視，從以下三個方面進行考慮：

1.5.1 優(yōu)化建筑位置及朝向設計

1.5.2 優(yōu)化圍護結構墻體設計

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)?；?、無污染、可循環(huán)、能源節(jié)省，應貫徹的理念包括以下方面：一是強調因地制宜，不能照搬盲從，氣候、地理條件、文化傳統不同，所作出的設計也應該不同。二是強調以人為本，建筑設計的整體化，單獨某一項技術不能稱之為實施了綠色設計，綠色建筑的策劃在投入期會提高5-10倍的造價，但會給今后的使用者帶來高達30%的節(jié)能實惠。

2 高層建筑設計所必需要注意的安全問題

2.1 防火的問題?？傮w布局要保證暢通安全。在樓道的設計上要保證人員的流動暢通，便于緊急情況時人員的疏散。有采光設施或者照明系統，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。

合理進行防火分區(qū)。在高層建筑的樓道內消防器械、疏散通道必須合理的分區(qū)，做到在火災發(fā)生時，可以及時的采用滅火措施和進行人員疏散。消火栓的位置應保證同層的任何部分都可以實現兩個消防栓的水槍同時到達。

2.2 電氣的問題

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自于兩個不同的發(fā)電廠，保證一個要是遇到問題或者突發(fā)事件無法正常工作時另一個也可以正常工作，從而確保建筑的正常運行；第二種是供電電源來自于兩個不同的區(qū)域變電站；第三種是一個電源來自于區(qū)域變電所而另一個是自備的發(fā)電設備。目前在一般大多數設計中都是采用了第三種方案，經濟合理。

2.2.2 應急照明。應急照明就是指當高層發(fā)生火災及其它災害、故障時，導致正常照明系統中斷而啟用的照明，也稱事故照明。應急照明的安裝要體現出人性化的特點，應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、防排煙機房的墻面上或者頂棚上。當電源斷電時，應該能清晰地看到。

2.2.3 電梯。電梯在設計中要保證位置合理，讓電梯在運行中的噪音不會打擾用戶的正常生活。電梯的最大載荷也要根據居住結構作相應的調整，保證居住者平時出行上的方便和快捷。電梯在遇到緊急情況時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行，便于在發(fā)生事故的時候進行救人和滅火。

2.3 防雷擊的問題。高層建筑防雷系統應該按照“綜合治理，整體防御，突出重點，多重保護”的原則，充分利用高層建筑物的結構，做好防雷措施，進行防雷擊問題上的治理。在高層建筑物的頂端以及其他容易受雷擊的部位裝設避雷針或者避雷帶、避雷網。利用結構中的主鋼筋作引下線，利用整個鋼筋混凝土基礎作接地裝置。在建筑物周圍用扁鋼做避雷帶。為了防止靜電感應產生火花，建筑物內的金屬物體和突出屋面的金屬物均要接地。

3 結語

在高層建筑結構設計中，結構工程師不能僅僅重視結構計算的準確性而忽略結構方案的具體實際情況，應作出合理的結構方案選擇。高層建筑結構設計人員應根據具體情況進行具體分析掌握的知識處理實際建筑設計中遇到了各種問題。