談綜合類超高層建筑的設(shè)計(jì)管理

吳 鐵 海

(太原理工大學(xué)，山西 太原 030024)

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談綜合類超高層建筑的設(shè)計(jì)管理

吳 鐵 海

(太原理工大學(xué)，山西 太原 030024)

結(jié)合太原市某超高層建筑的特點(diǎn)，介紹了該建筑的設(shè)計(jì)管理過(guò)程，并從層高控制、結(jié)構(gòu)選型、設(shè)備選型、專項(xiàng)設(shè)計(jì)等方面，闡述了超高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的重點(diǎn)管控內(nèi)容，以供參考。

超高層建筑，層高，結(jié)構(gòu)方案，專項(xiàng)設(shè)計(jì)

0 引言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康、高速的發(fā)展,建設(shè)工程大規(guī)模的展開，特別是超高層、大型城市綜合體等建筑在全國(guó)各地迅速崛起，這類建筑設(shè)計(jì)新穎別致，能夠展示一個(gè)企業(yè)甚至一個(gè)城市的形象，但同時(shí)也為建設(shè)單位的設(shè)計(jì)管理提出了新的挑戰(zhàn)。本文通過(guò)筆者在某超高層設(shè)計(jì)管理，闡述綜合樓超高層建筑的設(shè)計(jì)管理在不同階段的側(cè)重點(diǎn)及經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，希望起到對(duì)工程設(shè)計(jì)管理人員提供一點(diǎn)指導(dǎo)作用。

1 工程實(shí)例

1.1 工程概況

某工程位于太原市核心老城區(qū)，地塊周邊環(huán)境優(yōu)越，屬于舊城改造項(xiàng)目，也是省重點(diǎn)工程。總建筑面積6.7萬(wàn)m2，地下2層，地上39層，建筑高度176.39 m(見圖1)。

1.2 工程特點(diǎn)

該建筑體型復(fù)雜，是一棟單塔落地?zé)o裙房建筑，底層為切角的四邊形呈八邊形，向上逐步曲線漸變?yōu)樗倪呅危藗€(gè)面均呈三維曲線變化，每層建筑面積略有不同。外墻采用玻璃幕墻，幕墻外設(shè)84根豎向三維變化的鋁板裝飾柱。方案整體效果簡(jiǎn)潔大氣、挺拔向上，富有新時(shí)代氣息，同時(shí)也滿足了建設(shè)方的各種功能需求。

1.3 設(shè)計(jì)過(guò)程管理概況

該工程方案設(shè)計(jì)委托境外公司，擴(kuò)初設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)委托當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計(jì)院進(jìn)行，以節(jié)省部分設(shè)計(jì)費(fèi)用。當(dāng)?shù)爻邔咏ㄖ鸩捷^晚，對(duì)于該類建筑的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)略顯不足，且設(shè)計(jì)周期較緊張，后期在設(shè)計(jì)過(guò)程中也暴露出各種各樣的問題。基于此，為保證設(shè)計(jì)的品質(zhì)，達(dá)到建設(shè)方最初要求的效果，對(duì)于專業(yè)性強(qiáng)的分項(xiàng)，建設(shè)方委托專業(yè)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，這樣對(duì)不同專業(yè)之間的界面劃分、專業(yè)間協(xié)調(diào)提出了更高的要求。

本項(xiàng)目在初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)在建筑層高、外立面優(yōu)化、結(jié)構(gòu)方案選型、電梯數(shù)量、空調(diào)系統(tǒng)等方面均進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以達(dá)到建筑效果、使用功能及建造成本的相對(duì)平衡。

2 超高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中重點(diǎn)管控的內(nèi)容

根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，在方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)階段，影響項(xiàng)目投資的可能性為35%～95%，施工圖設(shè)計(jì)階段影響投資的可能性為5%～35%。本文結(jié)合上述項(xiàng)目在設(shè)計(jì)管理過(guò)程中重點(diǎn)管控內(nèi)容，對(duì)超高層建筑在設(shè)計(jì)管理過(guò)程中的管控要點(diǎn)進(jìn)行分析、闡述，希望對(duì)設(shè)計(jì)管理人員在工作過(guò)程中起到一定的指導(dǎo)作用。

2.1 層高控制

建筑物的層高直接影響建安成本，如何在層高加高帶來(lái)舒適性的增加與建安成本增加之間達(dá)到一個(gè)平衡，是問題的核心。標(biāo)準(zhǔn)層的層高，根據(jù)成本上測(cè)算，建筑的層高每增加100 mm，單層的單方造價(jià)約相應(yīng)增加3%～5%。

經(jīng)調(diào)研，多數(shù)高端寫字樓的標(biāo)準(zhǔn)層層高達(dá)4.5 m，后期裝修后的凈高在2.9 m以上，以保證辦公區(qū)域使用的舒適性。本項(xiàng)目經(jīng)過(guò)建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電各個(gè)專業(yè)深入的討論，并引入BIM技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終確定層高為4.2 m，室內(nèi)使用空間凈高為2.9 m，達(dá)到了5A級(jí)寫字樓對(duì)于層高的要求，保證了空間的舒適性，層高降低也有效的降低了建筑安裝成本。

地下室的層高也對(duì)工程造價(jià)影響較大。原設(shè)計(jì)方案地下3層，土方開挖深度深，基坑支護(hù)費(fèi)用大，地下工程造價(jià)高。經(jīng)論證后改為2層，并采用雙層機(jī)械停車位，滿足了停車數(shù)量需求。單層層高加大，節(jié)約了1層結(jié)構(gòu)梁板，同時(shí)土方開挖量、基坑開挖深度、基坑支護(hù)費(fèi)用、地下室墻體厚度及配筋等也相應(yīng)的降低，這一項(xiàng)取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 結(jié)構(gòu)選型

結(jié)構(gòu)方案對(duì)建安成本的影響雖然不能和方案設(shè)計(jì)階段相提并論，但在初步設(shè)計(jì)階段，結(jié)構(gòu)選型對(duì)施工圖階段是否可以降低建安成本起到了主導(dǎo)作用。

上述的項(xiàng)目在結(jié)構(gòu)方案確定方面，方案一為型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)外形的不規(guī)則體型通過(guò)懸挑結(jié)構(gòu)來(lái)解決；方案二為核心筒采用型鋼混凝土，外圍采用鋼結(jié)構(gòu)。方案一造價(jià)低，但核心筒外圍梁、柱截面積較大，使用空間受影響，對(duì)后期內(nèi)裝、機(jī)電管線的排布靈活性降低；方案二造價(jià)比方案一高15%，但核心筒外圍梁、柱截面小，使用空間好，施工速度快。由于本項(xiàng)目按照5A級(jí)辦公樓標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，建設(shè)方考慮一次性投資較高，最終確定按照型鋼混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)施。當(dāng)然，并不是所有的超高層建筑都可以適用本項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)方案，本項(xiàng)目之所以選擇方案一，也是綜合平衡的結(jié)果。

2.3 設(shè)備選型

對(duì)于綜合類超高層建筑，設(shè)備的投資占的比重也比較大，本項(xiàng)目針對(duì)占設(shè)備投資總額比較大的電梯和中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的優(yōu)化。

根據(jù)項(xiàng)目的功能分區(qū)及電梯的利用率以及電梯數(shù)量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)層使用面積的影響等因素，經(jīng)過(guò)專項(xiàng)論證，確定項(xiàng)目分區(qū)配備12部電梯，其中2部為消防梯、2部觀光梯、低區(qū)4部客用電梯、高區(qū)4部客用電梯。這樣的設(shè)計(jì)，能夠滿足消防、辦公使用、低區(qū)商業(yè)使用等多方面的功能需求，且提升了項(xiàng)目的檔次。

對(duì)于中央空調(diào)系統(tǒng)，結(jié)合當(dāng)?shù)毓╇姟⒐┡o張的實(shí)際情況，在施工圖設(shè)計(jì)階段采用燃?xì)庑弯寤嚈C(jī)組設(shè)備。但采用燃?xì)庑蜋C(jī)組在設(shè)備初始投資、運(yùn)行費(fèi)用、設(shè)備占地面積、使用壽命等方面與電制冷設(shè)備相比均不占優(yōu)勢(shì)，最終經(jīng)過(guò)建設(shè)單位與當(dāng)?shù)仉姌I(yè)局、供熱公司充分溝通，將空調(diào)系統(tǒng)改為空調(diào)冷熱源采用電螺桿機(jī)制冷+集中供熱的方案，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 專項(xiàng)設(shè)計(jì)

對(duì)于一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目，配套專業(yè)的專項(xiàng)設(shè)計(jì)也是影響成本的重要因素，主要是在幕墻、智能化、室外景觀市政、泛光照明、室內(nèi)裝飾裝修、室外綜合管網(wǎng)等方面，本著滿足使用功能、提升項(xiàng)目檔次、提高舒適性、造價(jià)相對(duì)較低的原則，在實(shí)施前都進(jìn)行了深入的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，均取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，降低了成本，這里不再贅述。

3 總結(jié)

通過(guò)對(duì)上述超高層建筑全過(guò)程的設(shè)計(jì)管理，筆者在項(xiàng)目竣工后也認(rèn)真總結(jié)獲得的經(jīng)驗(yàn)及取得的教訓(xùn)，主要如下：

1)建筑的方案對(duì)于建設(shè)方來(lái)說(shuō)是一個(gè)產(chǎn)品，而對(duì)于建筑師來(lái)講更多的偏向于一個(gè)作品，故在方案評(píng)選及后期設(shè)計(jì)落地方面，建設(shè)方應(yīng)更多的站在投資方角度去審視設(shè)計(jì)方案，在建筑的美感及項(xiàng)目投資方面達(dá)到一個(gè)合理的平衡。

2)建筑的平面功能分區(qū)必須明確，特別是綜合體樓中有商業(yè)的區(qū)域，減少因招商等前期需求調(diào)整導(dǎo)致過(guò)程中的設(shè)計(jì)變更。

3)方案階段應(yīng)對(duì)建筑面積進(jìn)行預(yù)估，對(duì)塔樓標(biāo)準(zhǔn)層面積、層數(shù)及層高的合理性進(jìn)行評(píng)估。

4)對(duì)各專業(yè)宜多做技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，比選方案。通過(guò)前期的設(shè)計(jì)對(duì)影響成本方面進(jìn)行有針對(duì)性的管控，有效降低成本。

5)在設(shè)計(jì)管理中，應(yīng)把外裝及內(nèi)裝選型方面對(duì)土建、機(jī)電的影響作為設(shè)計(jì)過(guò)程中一個(gè)重點(diǎn)管控內(nèi)容，或把外裝、內(nèi)裝的設(shè)計(jì)前置，能減少因土建、機(jī)電與裝飾的協(xié)調(diào)帶來(lái)的返工，減少項(xiàng)目建設(shè)的無(wú)效成本；如果項(xiàng)目為精裝修交付，則對(duì)內(nèi)裝設(shè)計(jì)的管理更顯重要，精裝交付并不是簡(jiǎn)單的毛坯加裝修，而是系統(tǒng)集成。

6)重視地下室柱網(wǎng)的整合設(shè)計(jì)及地下室層高的設(shè)計(jì)。地下室柱網(wǎng)的合理性，直接影響到項(xiàng)目的土建造價(jià)，也影響建筑空間布置的合理性、使用性和多樣性。所以在擴(kuò)初階段，必須整合各種業(yè)態(tài)的不同需求，考慮適當(dāng)?shù)念A(yù)留，合理的整合柱網(wǎng)，特別要注意地下停車庫(kù)的有效性。

對(duì)于地下室層高，宜滿足使用功能的前提下，盡量減少地下室的挖深，這樣能夠在土方開挖量、基坑支護(hù)樁的長(zhǎng)度、地下室外墻厚度等多方面都有較好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，地下室埋深小，對(duì)于地下室底板、側(cè)墻的防滲漏均有很大的益處。

7)超高層建筑電梯布置的合理性要充分調(diào)研。通過(guò)測(cè)算人流量確定電梯數(shù)量，同時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)層布局、核心筒設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)統(tǒng)一考慮，盡量集中布置，保證核心筒面積滿足要求的情況下最小化，使標(biāo)準(zhǔn)層使用面積的相對(duì)最大。

8)標(biāo)準(zhǔn)層層高設(shè)計(jì)分析在擴(kuò)初階段尤為重要，因?yàn)閷痈咴O(shè)計(jì)關(guān)系到成本的測(cè)算，面積的測(cè)算，以及結(jié)構(gòu)類型的確定。層高設(shè)計(jì)應(yīng)考慮內(nèi)裝設(shè)計(jì)的因素、項(xiàng)目檔次、建筑物總高度與容積率的權(quán)衡、成本的控制等多個(gè)方面。

9)關(guān)注各專業(yè)之間的界面劃分，避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)管理中的灰色地帶。

4 結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)管理貫穿房地產(chǎn)開發(fā)的整個(gè)管理過(guò)程，該工程只是超高層和綜合性建筑的一個(gè)例證，本文筆者以該工程為載體，分析了設(shè)計(jì)管理中遇到的一些主要問題，并提出實(shí)際解決思路和經(jīng)驗(yàn)，盡管觀點(diǎn)還存在一定的局限性和瑕疵，但可以為同類型工程提供一些參考。

[1] 楊曉林.房地產(chǎn)開發(fā)與管理[M].北京：科學(xué)出版社，2012.

[2] 孟建民.深圳市建筑設(shè)計(jì)研究總院.建筑設(shè)計(jì)技術(shù)細(xì)則與措施[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

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On design management of comprehensive ultra-high-rise buildings

Wu Tiehai

(Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China)

Combining with the features of some ultra-high-rise buildings in Taiyuan City, the paper introduces the design management process of the building, and illustrates the main monitoring content from the height control, structural type selection, equipment selection, and special design, so as to provide some reference.

ultra-high-rise building, storey height, structural scheme, special design

1009-6825(2017)08-0241-03

2017-01-06

吳鐵海(1977- )，男，在讀工程碩士

TU972

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