現代高層建筑設計要點及發展趨勢

【摘要】最近幾年，科學技術發展速度日益加快，人們的生活水平得到了顯著改善，在此形勢下，人們越來越重視高層建筑。高層建筑給人一種體量巨大、尺度宏偉之感，既從視覺上帶給了人們良好的感受，同時也是一個城市區域的美學價值與藝術風格的體現。建筑設計并非只是簡單的設計，其更是城市環境的重要組成部分，除了需要符合經濟、技術和使用功能等方面的要求，還要涉及美學、科技與環保方面的內容。對此，本文主要對現代高層建筑設計要點進行了探討，同時分析了其發展趨勢，以供參考。

【關鍵詞】現代高層建筑;設計要點;發展趨勢

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.30.

當前，科學技術日益發展，建筑行業技術水平越來越高，似乎從高樓的數量便能看出一個城市的經濟水平。隨著人們經濟水平的不斷提升，各行各業也得到了良好發展，建筑業同樣如此，其面臨著機遇與挑戰并存的局面。而高樓的建設并非一件易事，現代化的高層建筑更應引起重視。當前，人們對住房提出了很高的要求，在此形勢下，建筑業的工程人員需要加大對新技術的學習力度，積極創新，竭盡全力與時俱進，使人們的住房需求得到滿足，用綠色節能型建設代替以往的消耗型建設，以最大化利用能源，充分彰顯現代化的建設理念，同時加大對高層建筑的推廣和應用力度。

1、高層建筑設計的原則

在我國城市的發展進程中，高層建筑得到了迅猛發展，其直接影響著城市的整體面貌，其原因是因為在城市的整體面貌中，高層建筑物發揮著極為顯著的作用。所以其布置應嚴格秉持有機統一的原則，集中布置各種高層建筑，從而將城市“冠”形成，當然，此過程要避免相互影響。可以借助對間距與高度進行調整，防止不良影響的出現。針對單棟高層建筑，可以在道路轉彎處建設，以此美化城市風景[1]。新時期，高層建筑的頂端應盡可能防止出現相同建筑，以免影響城市美感。在相同高層建筑中，要確保尺度的有序性，高層建筑設計中還要拿街道與城市的尺度等因素納入考慮范圍，防止混用多種尺度，使高層建筑物以及城市整體、局面之間的不協調得到保證，有機統一城市建筑和城市環境。因為高層建筑尺度高大，具有很高的識別性，所以要有局部的尺度形象，以便于人們更好地對其整體大小進行估計，不能隨意縮小或增大這些尺度建筑的使用，以免造成認知錯覺，但有時也可以借助這些錯覺對特殊效果進行制造。

2、現代高層建筑設計要點

2.1高層建筑防火安全設計

首先，主體結構耐火性設計。設計人員要以消防安全標準規范為基礎。其中，承重墻和柱體的耐火極限應在3小時以上，從而可以將火災事故的人員傷亡以及經濟損失最大化減輕[2]。因為鋼結構缺乏較好的耐火性，因此應通過將水注入空心鋼柱內的方式，促使隔火性和耐火性增強。同時，在涂刷防火涂料以及澆筑混凝土的過程中，應盡量選擇具有較強耐火性的合金材料。其次，防火分隔設計。一般來說，高層建筑內部構造的防火分隔設計主要運用兩種模式，即橫向防火和豎向防火。其中，豎向防火設計即對樓梯間、電梯井、排風通道以及電纜井等豎向空間展開防火封堵，避免火勢順著豎向井道蔓延;橫向防火設計，即對建筑內部空間進行分隔，分隔物運用具有較強耐火性的材料，以將完整的火災隔離帶形成。最后，對自動滅火裝置以及報警系統進行優化。為了進一步強化高層建筑防火線，應對報警系統以及自動滅火裝置進行設置，詳細而言：第一，在高層建筑敞開式樓梯間或封閉樓梯間，每間隔三層設置一個火災探測器;第二，對自動滅火系統進行設置。為了確保消防用戶與設計要求相符，需要對消防水泵以及發電供電系統進行配置，以此確保火災事故發生時，高層建筑中供電系統運轉正常，同時具有良好的通信訊號。

2.2電氣設計要點

高層建筑必須確保安全性，認真嚴謹地設計電氣。在高層建筑中，電氣占據著極為重要的位置，電梯、照明和供電等均和電氣問題息息相關[3]。所以，在高層建筑設計中，電氣問題是設計要點。詳細而言，主要對下述幾個方面的電氣設計引起重視：首先，高低壓的電力配電。在開展實際電氣設計中，需要重點設計電力環境切換，以此使高層建筑整體電力系統的安全性和穩定性得到保證;其次，接地防雷設計。在展開防雷、接地設計的時候，可以運用“混合型”接地模式，以此促進接地有效性提高。當然，在防雷設計中，需要與建筑的實際情況相結合，對避雷針進行安裝，以此促進建筑物安全性提高;最后，建筑的整體照明系統，高層建筑在對照明系統進行設計的過程中，需要重點關注照明位置、光源造型和類型等方面，在將照明系統有效性提高的基礎上，保證照明設備符合高層建筑的整體風格。

2.3抗震設計要點

抗震設計是高層建筑設計中不可或缺的組成部分，其有利于確保人們的生命安全和高層建筑的整體質量，所以，設計人員在設計過程中應高度重視抗震設計。設計人員在設計的時候，應防止應用純框架體系，做到結合實際情況進行針對性地分析，合理設計，使結構設計的合理性得到保證。通常情況下，可以運用框架—剪力墻、剪力墻等結構體系。但不管運用何種結構體系，均務必要立足于國家對高層建筑的剛度規定以及要求展開，使結構設計的合理性和經濟性得到保證，以便于可以對簡體以及剪力墻等抗側力構件進行合理、經濟地布置。除此之外，在計算內力與位移的時候，其構件可以運用彈性剛度，而在框架—剪力墻結構中，設計人員可以適當折減連梁剛度，確保高層建筑設計合理，促進高層建筑的效果與質量提高，從而以堅實的基礎助推我國建筑行業良好發展。

2.4高層建筑的節能設計

首先，遮陽板的節能設計。在就高層建筑展開節能設計的時候，尤其是在有充足陽光照射的地方，需要展開遮陽板設計的過程中，需要對遮陽板構造進行設計，同時借助垂直綠化帶以及陽臺等充分實現遮陽作用，同時將遮陽板的節能設計和形態設計順利完成。其次，立體綠化的節能設計。現階段，我國城市化發展速度越來越快，針對高層建筑來說，綠化發揮著極為重要的作用。綠化設計既可以使空氣得到凈化，吸收陽光，同時還可以將塵土有效吸收，促使建筑吸塵能源消耗有效降低，達到節能設計的目的[4]。最后，建筑節能設計中太陽能的應用。作為現階段一種應用極為廣泛的可再生資源，太陽能常用于高層建筑節能設計中。當前，太陽能能源已經十分成熟，如我國的首座太陽能建筑中國電谷錦江國際酒店，建筑物中的供電、供熱以及洗浴能耗都是通過太陽能完成的。同時，在高層建筑中運用太陽能，可以為冬季采暖提供需要的熱量，促使夏季空調能耗降低，同時有效支持日常家庭生活耗電。

2.5抗風設計

相較于普通建筑，高層建筑的高度較高，在建筑設計的過程中要把風流對建筑物的作用力納入考慮范圍，根據建筑物周圍的風流情況運用合理的結構，進而使建筑抗風設計計算的全面性以及合理性得到保證。一般而言，風災會直接影響高層建筑結構，受風力的影響，若是建筑物的結構缺乏穩定性，便很可能導致破壞和變形的問題出現，所以，要想使建筑工程的安全性得到保證，就必須重視抗風設計，同時在高層建筑設計中其也是難點問題之一。

3、現代高層建筑設計發展趨勢

3.1智能化發展

現階段，科學技術發展速度日益加快，人們對工作、生活環境提出了較高的要求，智能化生活已成為當前經濟社會發展的大勢所趨，其中，智能建筑便是不可或缺的一部分。可靠性、方便性、安全性、適應性、高效性、舒適性是智能建筑的主要特征[5]。應用現代技術，可以促進人們生理和心理體驗全面提高，從通風、采光、綠化和照明等方面入手，提供給人們良好的條件。與此同時，應用智能系統，使費用、能源、資源的支出與消耗得到了顯著節省，不再受時空的限制，促進了資源使用效率提升，將更加優質的服務于管理提供給了人們。智能建筑的適應性也很強，這也是其顯著優勢之一，其可以第一時間更新升級機械設備和網絡系統，同時不會對人們的正常過生活造成影響。具有很強的安全性，在防火防盜、預防和處理緊急事件、保護財產等方面發揮著極為重要的作用。除此之外，智能化的識別系統以及故障排除，可以第一時間識別安全隱患，將安全隱患消除，最大化減小故障影響，有效確保人們的正常生活與工作。

3.2節能環保性

高層建筑設計應重視研究節能問題。應充分考慮小氣候、采光和日照、噪聲、空氣質量、環境綠化、交通組織、項目選址等因素，在高層建筑的設計中充分彰顯出來，設計結果與當地的自然環境、地理條件和氣候相符，對住宅建設用地進行合理選擇，防止有害環境影響居住環境。在高層建筑設計中應對建筑節能設計進行全面考慮，要加大對先進技能設備的推廣力度，如透水地面磚、雨水回收系統和太陽能等，同時在設計階段全面考慮建筑的景觀、方向、日照和通風等方面，從而構建一個優雅舒適、環保低碳的居住環境。一般情況下，在高層建筑設計中，應將建筑物外表面積減少，最好采用如“一”字型等比較規整、簡潔、可以獲得充足日照的平面型式，從而將冬季冷風滲透量以及夏季熱輻射減少[6]。

3.3文化藝術性發展

現代高層建筑的文化藝術特色很強。現階段，人們越來越追求生活質量，同時審美要求越來越高，高層建筑不能再運用冷硬鋼筋混凝土，應提供給人們良好的視覺享受，同時確保使用方便。在生態化和智能化的發展環境中，高層建筑也需要豐富的人文精神以及豐富的內涵。簡而言之，在現代城市建設中，若是建筑缺少文化內涵，很容易被市場所淘汰。反之，時代特色顯著的建設可以將美麗的景觀形成，成為城市的代表性建筑。觀賞價值、環保性和實用性較強的高層建筑，其實可以美化城市空間環境。比如，上海的東方明珠，既可以成為城市的一大旅游景點，同時對城市的全面發展極為有利。

結語：

總而言之，現代高層建筑充分體現了城市的發展，是城市發展速度以及綜合實力的標志。當前，社會發展速度日益加快，人們的生活質量得到了顯著改善，諸多人口開始紛紛涌入城市，在此形勢下，高層建筑越來越多，為了使現代化綠色建設的目標順利實現，在高層建筑建設的過程中，要對環境問題進行全面考慮，同時促使現代化的綠色建設目標實現，盡量達到節能環保的目的，同時在設計過程中要高度重視高層建筑和城市之間的平衡性，確保城市美觀和環保發展等的統一性、和諧性，借助打造良好的城市空間，實現高層建筑的綠色建設，同時和今后的發展相適應，確保高層建筑更加現代化。

參考文獻：

[1]劉威.論現代高層建筑結構設計的優化[J].建材與裝飾，2020（14）：110-111.

[2]王軼.淺析現代高層建筑設計要點[J].門窗，2019（08）：77-78.

[3]羅濤.淺談現代高層建筑設計[J].中外企業家，2019（10）：116.

[4]李宇澤.淺談現代高層建筑設計要點及發展趨勢[J].居舍，2018（33）：11.

[5]張曉瑩，朱文皓.淺談現代城市中高層建筑的設計[J].低碳世界，2018（06）：201-202.

[6]王鵬.現代高層建筑結構設計的優化[J].中國住宅設施，2018（03）：52-53.

作者簡介：

姜濤（1980.02.24），男，吉林長春人，本科，高級工程師，研究方向：建筑設計。