淺談現代高層建筑設計分析

劉俊

摘 要：隨著現在經濟社會的高速發展，城市化進程的加快，高層建筑逐漸成為了城市建筑發展的主體，是城市顯著的象征。因此，我們必須做好城市建設中高層建筑設計工作，深入的分析設計過程中的要點和難點，在保證高層建筑安全性的前提下，設計出具有該城市鮮明特色的高層建筑，為城市增加一道亮麗的風景線，滿足人們觀賞和使用的要求。本文主要闡述了高層建筑當中建筑設計的主要原則、要點，并對高層建筑設計過程中應該要注意的若干問題進行分析探討。

關鍵詞：高層建筑；設計；探討

1 現代高層建筑設計主要原則

1.1 高層建筑設計符合城市規劃

高層建筑設計應該符合城市規劃發展的要求，因此，在高層建筑設計中主要從以下幾點進行把握：

1）對用地性質的規劃：在具體建設項目的選址上，按照控制性詳細規劃限定這一項目只能在某一允許區域內選擇基地地塊；對用地進行開發的場地設計，控制性詳細規劃限定該地只能做一定功能性質的使用。

2）對用地范圍的控制：規劃是由建筑紅線與道路紅線來完成的。

3）對用地強度的控制：通過容積率、建筑覆蓋率、綠化覆蓋率等指標來實現。

4）對建筑用地范圍的控制：由建筑控制線來限定。即基地允許建造建筑物的區域。城規中一般都要求建筑控制線從紅線退后一定距離。

5）規劃中對建筑高度、交通出入口的方位、建筑主要朝向、主入口方位等方面的要求，在場地設計中也應同時予以滿足。

1.2 整體尺度

高層建筑的整體尺寸對城市空間有著重要的影響，這些尺寸主要包括各部分尺寸的比例、街道尺寸、近人尺寸以及細部尺寸等等。

1）各部分尺度比例的協調

一般，高層建筑主要由三個部分組成的：裙房、主體和頂部，也有些建筑在設計中加入了活躍元素，以使整棟建筑造型生動活躍，一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關系的基礎上的，而這三個部分尺度的確定，才能更好的在形式和空間上塑造出高層建筑的美。

2）高層建筑各細部尺度應有層次性

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，細膩耐看。

3）街道尺度

街道尺度指是的高層建筑臨街面的尺度對街道行人所帶來的視覺影響，因此，為了保持街道空間和視覺的連續性，高層建筑在臨街面應與沿街的其他建筑相互協調統，宜有所呼應。

4）近人尺度

近人尺度指的高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。通常，這個部分為使用者接觸較多，也容易引起人們仔細觀察，它是人們對建筑物感觸的重要部位，其尺度設計應以人的尺度為參考系，不宜過大或過小。

5）細部尺度

細部尺度指的是高層建筑更細的尺度，它主要是指材料的質感。設計師在建筑設計過程中要充分運用不同材料的質感，來塑造建筑物，吸引人們親手去觸摸或取得同我們的眼睛親近感。

2 高層建筑設計的基本要點

2.1 水平荷載設計

1）由于相對于某些具有特定高度的樓房來說，其豎向荷載值在一般情況下都是定值，但在地震作用和水平荷載的風荷載雙重作用下，其數值的變化是隨著高層建筑結構動力特性的不同而不斷發生變化的，這種數值的變化值幅度也較大；

2）因為樓房的樓面和自重承受的荷載在豎構件中會引起彎矩和軸力在數值上發生變化，造成僅僅與樓房高度的一次方成正比，而水平荷載對高層建筑結構產生的傾覆力矩和在水平荷載情況下豎構件中產生的軸力是與樓房高度的兩次方成正比的。

2.2 高層建筑的采光設計

在高層建筑物中，建筑的墻體和室內的天花板可以使用有效吸收太陽光的材料，這樣在冬季可以保持室內的溫度適宜，在炎熱的夏季，可以減小溫熱效應，減輕高層建筑內空調制冷系統的能源消耗。

2.3 高層建筑的抗震性

在高層建筑進行抗震設計的過程中，要注意構造柱一定要正確的安置在建筑大廳的四角和墻體的轉彎處。還有注意墻體橫面和縱面交接的地方設置抗震性比較好的構造柱。因此，對高層建筑進行設計時，設計方案的步驟要根據規定有序進行，層層遞進的。在對高層建筑進行設計時，要嚴格按照國家頒布的關于建筑抗震標準的有關規定進行抗震設防，防止抗震設防的標準不能很好的把握。

2.4 高層建筑結構延性的設計

高層建筑相對于低層建筑來說，其結構要顯得柔一些，在地震作用下很容易引起變形，因此，為了使高層建筑具備較強的抗變形能力，避免倒塌，就需要注重高層建筑結構延性的設計，從而保證高層建筑具有足夠的延性，抗變形能力也會隨之得到提高。

2.5 高層建筑的消防設計

通常，高層建筑都是建設在人員密集的地區。因此，高層建筑一旦發生火災，就難以撲滅，電梯就會降到底層不能使用，除了消防用的電梯除外，被困人員離開發生火災區主要通過樓梯，這樣就增加人員疏散的難度和延長疏散的時間，此外在滅火過程中，還會受到建筑物內很多因素的影響。

3 高層建筑設計過程中應該注意的問題

3.1 抗風的問題

預測到建筑物附近的氣流情況以及建筑物所發生的性狀。結構不穩定破壞，疲勞破壞，過份變形而發生的屈服，圍護結構的嚴重破壞都可以引起高層建筑的安全隱患。風災損壞的主要形態之一是工程結構的損壞和倒塌，因此，工程抗風設計計算的合理和全面與否是工程安全的重要關鍵，抗風設計也是工程結構中的重要研究課題。

3.2 防火的問題

防火的總體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，讓人員在疏散中能保證安全快速的撤離，已避免發生踩踏等其他傷害。合理進行防火分區。在高層建筑的樓道內消防器械、疏散通道必須合理的分區，做到在火災發生時，可以及時的采用滅火措施和人員疏散。消火栓的位置應保證同層任何部分由兩個消防栓的水槍同時到達。

3.3 電氣的問題

1）消防電源與配電。高層建筑要求供電是①供電電源必須是來自于兩個不同的發電廠保證一個要時有遇到問題或者突發事件另一個也可以正常工作，從而確保建筑的正常運行②供電電源來自于 2 個不同的區域變電站。③一個電源來自于區域變電所而另一個時自備的發電設備。

2）電梯

電梯在設計中要保證位置合理，讓電梯的運行中的噪音不要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，保證居住者在平時能方便的出行。電梯在遇到緊急情況是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，以利于救人、滅火。

3）應急照明

應急照明的安裝要合理人性化，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。應急照明包括疏散指示照明，即標志出口位置的出口標志燈和引導只想出口的指向標志燈，滿足疏散通道的照明要求。

3.4 排煙的問題

高層的火災事故中，絕大多數的人員傷亡都是因煙氣窒息、中毒，在不具備自然排風條件的封閉樓梯間要設計在樓梯入口處設置陽臺或者凹廊。保證在發生火災時能排除煙，降低人員的傷亡。現在設計中為了提高使用面積，采取消防電梯與居住用電梯合用消防電梯前室與防煙樓梯前室合用，采用常閉防火門。

3.5 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，將防雷措施做好，進行治理。找齊高層建筑物的頂端和其他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。

4 結語

隨著人類社會生產力的發展、建造技術水平的不斷提高和使用空間的日趨緊張，越來越多的高層建筑拔地而起，為滿足人們對建筑的使用需求，我們必須在高層建筑設計中，積累豐富的經驗，合理的規劃，是以為高層建筑設計、規劃得到有效保證，并符合實際需求，為城市發展建設起到積極促進作用。