某兩棟超高層建筑的縱向設計思維

施 鳴

(南京市園林規劃設計院有限責任公司，江蘇 南京 210000)

1 概述

建筑高度大于100 m為超高層建筑。超高層是建筑集約用地、縱向發展的形態。設計實踐的一棟超高層建筑位于蘇州工業園區CBD核心地帶，為148 m高、帶3層商業裙房、具有辦公功能的35層建筑(見圖1)。設計實踐的另一棟超高層建筑位于無錫錫西城鐵國際商務區核心位置，為145 m高、帶5層商業裙房、具有辦公、公寓、酒店功能的37層建筑(見圖2)。這兩棟超高層建筑設計從內部功能、交通、核心筒到外部造型、頂冠、城市環境構建，均把握超高層向上發展空間的特點，注重從縱向維度審視和思考。以下從超高層建筑的內部至外部分析其縱向設計思維。

2 內部的縱向設計思維

2.1 縱向功能

超高層建筑縱向上的層數多，動輒幾十層，而地上標準層面積通常不大于3 000 m2，功能是在建筑縱向上布局和發揮的。超高層建筑的功能可分為辦公、商業、酒店、公寓、住宅以及附屬車庫等，隨著社會經濟的發展，超高層越來越傾向于具備綜合性復合功能。首先，有超高層縱向的價值分布原因，越接近地面商業價值越高，越往上私密和景觀價值越高。底部幾層一般會做商業，發揮近地商業價值，越向上就設置越高端的其他功能。其次，復合功能帶來多元化經營，抵御單一業態周期波動的同時也能產生1+1>2的效應，不同功能各自獨立也可以相互作用[1]。

縱向功能的最底部是地下部分。超高層建筑基地面積一般較小，蘇州和無錫的兩個項目均如此，考慮到減少城市停車壓力和保持地面環境美觀，車庫功能設置在地下。除了車庫，地下也布置了各類設備用房。

超高層建筑應設置避難層，避難層至室外地面或兩個避難層之間的高度不大于50 m，地上功能往往利用避難層進行縱向劃分。兩個超高層項目的地上功能都縱向分布在三十多層里。蘇州項目縱向布置為：1層～3層是商業裙房，4層～11層是低區辦公，13層～23層是中區辦公，25層～35層是高區辦公，12層和24層是避難層，低、中、高三個辦公區正是利用避難層進行劃分的。無錫項目縱向布置是：1層～5層為商業裙房，6層～12層為低區辦公，14層～22層為中區公寓，24層～37層為高區酒店，13層和23層是避難層。這兩棟超高層建筑都是近150 m高，都有兩個避難層，把建筑功能縱向分為低區、中區和高區。

縱向功能的定位決定了建筑層高。蘇州項目的低區、中區辦公層高為4 m，而高區辦公定位相對高一些，層高為4.1 m。無錫項目的辦公層高為3.7 m，定位相對一般；單身公寓的層高為3.6 m；酒店24層～35層的層高為3.6 m，頂部36層和37層屬于定位較高端的客房，層高為3.9 m。從這兩個項目可以看出，縱向可比較的功能定位越高端則層高越高，所占據的縱向樓層位置也越高。

2.2 縱向交通

超高層建筑的功能需通過縱向交通實現人的可達，消防疏散與救援也需通過縱向交通實現。超高層建筑設計通過電梯、樓梯等實現縱向交通，要兼顧縱向的客流、貨流以及消防流線，力求做到流線明確、客貨分離。

地下空間是縱向交通的最底部。兩地項目的地下均設置了塔樓用的電梯廳，通過電梯可通達塔樓各層。無錫項目高區有酒店，存在日常比較大的貨流，所以地下1層設置了酒店卸貨區和貨梯，方便貨物運達塔樓高區的酒店。

地上幾十層的日常縱向交通重任由電梯擔當，電梯的數量、載重、速度與停靠樓層等直接影響超高層建筑運行的品質，同時對成本投入的影響也比較大。電梯數量偏少、載重偏小的話，人員等待電梯時間長，縱向運力不足，但電梯數量與載重也不是越大越好，畢竟受核心筒面積和成本投入制約，必須找到一個平衡點。一般而言達到這個平衡點時，超高層建筑電梯井面積占到核心筒面積的30%左右[2]。電梯速度的原則是服務樓層越高，選擇的速度越快，以滿足運力需求和人使用的便捷性。電梯停靠樓層可以利用避難層進行縱向上的分區，每個分區停靠十多個樓層，有效提升電梯運行效率，同時也能巧妙利用避難層設置電梯沖頂和機房。兩個超高層實踐項目的客梯都是平行式雙側布置，擁有寬大的電梯廳，位于醒目位置。蘇州項目有12部客梯，其中3部在低區停靠、3部在中區停靠、6部在高區停靠。無錫項目有8部客梯，其中3部在低區辦公停靠、2部在中區公寓停靠、3部在高區酒店停靠。可以看出，超高層客梯在地上樓層可以分區停靠且位置比較醒目。貨梯位置則比較隱蔽，相對獨立。兩項目的消防電梯都由貨梯兼做，每層都可停靠。

超高層建筑的電梯是日常縱向交通的主角，而樓梯是日常的配角。一旦發生火災，客梯會停止運行，樓梯轉而擔當起縱向交通的主角：低區通過樓梯向地面疏散，中區通過樓梯向避難層疏散，高區通過樓梯向避難層或屋頂直升機坪疏散。樓梯下至避難層后，不能直接繼續往避難層以下走，應該先使人進入避難區，如果人要繼續向下，則經過避難區再進入防煙樓梯間往下走。

2.3 核心筒的縱向考量

超高層建筑設計除了注重縱向功能、交通以外，還要注重以縱向視角考量核心筒設計。核心筒集中布置了電梯、樓梯、廁所、茶水間、設備間、管井等輔助部分，作為一個整體從下至上的縱向伸展，即是超高層建筑各樓層的公共服務核心，也是主要的受力結構體，與其他結構構件共同形成結構體系[3]。蘇州和無錫兩個超高層實踐項目的核心筒都設置在了建筑平面中間位置，產生了縱向的鋼筋混凝土筒，與外圍主要功能空間的框架形成了框筒結構。

對核心筒影響很大的是電梯的布置，不是僅在平面上考慮電梯，一定需要豎起來縱向的考慮。高區電梯從底層到頂層一豎到頂，而低區、中區電梯縱向升到相應避難層就結束了。電梯在停靠樓層有相應的電梯廳，而在其不停靠的樓層則不需要電梯廳了。用縱向思維不難發現，核心筒在低、中、高區被釋放出了部分電梯或電梯廳空間。兩個實踐項目的核心筒設計均巧妙利用了這些被釋放的空間，作為休息室、廁所、設備間等，對整合布置非常有利，取得了良好效果。

核心筒其他的輔助空間均需要縱向的審視，上下層聯系起來設計。廁所和茶水間位置選擇時，要關注其樓下的空間，需回避電梯的直接上方，也要回避電氣設備房間的直接上方。核心筒里結構墻肢多，可以布置出小型設備間，而大型設備的設備間本來是無法在核心筒內布置的，但核心筒頂層可以抽去部分結構墻肢，設計出更大更整的房間，可以布置出大型設備間。核心筒起著在超高層建筑里縱向聯系設備管線的作用，其內部的管井是給設備專業縱向上跨層使用的，要理清楚各管井發揮作用的具體樓層，在上下層之間嚴格對位。

超高層建筑的核心筒結構墻肢厚度在縱向上會有變化，每隔幾層就減薄一些，使得結構體系更加合理，也能節約材料。兩個超高層實踐項目把核心筒上部減薄墻肢騰挪出來的空間讓給了樓層主要功能區，降低了核心筒形成的公攤面積，提升了“得房率”。

3 外部的縱向設計思維

3.1 縱向造型

建筑是科學與藝術的結合，是人們生產生活及活動的場所和容器，建筑外觀則是在一定的人文與理念之下建筑的外在表現。建筑師在滿足建筑內部使用需求的同時，對建筑外觀要不懈的優化與豐富，追求高品質[4]。超高層建筑在縱向上疊加了很多形狀、尺度相近的樓層，整體上在外部產生了縱向造型。超高層建筑的縱向造型是人們對超高層的第一印象,其向上伸展、高聳醒目，往往具有城市地標和視覺引導的作用。縱向造型要有時代特征，強化地域特點、文化繼承，可以使用隱喻等手法融合文脈。幕墻在超高層建筑上得到了廣泛采用，具有造型塑造上的技術優勢，可以實現豐富的立面設計。

蘇州超高層項目在體量上進行了縱向分割，打造雕塑感的造型，強調縱向形體，從而突出塔樓的挺拔感，外觀更富張力。立面采用玻璃幕墻，彰顯出精湛的現代工藝、通透的視覺效果。立面幕墻的縱橫肌理萃取自蘇州古地圖《平江圖》。這幅古地圖的街道與河道呈現出極富美感的傳統肌理，將這種傳統肌理萃取到立面幕墻設計中來，進行縱向展現，象征蘇州繁華的城市景象。

無錫超高層項目形體方整挺拔、造型鮮明。建筑表皮以縱向伸展的玻璃幕墻和干掛石材幕墻為主，輔以縱向延伸的窄窗，強調了豎向的縱深感，使整個塔樓高聳而精致。隱框和顯框結合的玻璃幕墻，讓建筑更加通透精細，同時透明的玻璃幕墻也為室內帶來了良好的景觀視野。立面上的斜線元素起伏設計，具有山峰的寓意，體現了對項目周邊歷史悠久的惠山的呼應。

從這兩個實踐項目可以看出，超高層建筑往往運用現代手法來強調縱向的體量，用工藝細部編織縱向的精致，并提煉融合周邊環境特點，打造地標級建筑外部形象。

3.2 頂冠打造

人們從很遠就能看到超高層建筑，欣賞它的縱向造型之美時，目光會聚焦到它的縱向最高部位，即頂冠。超高層建筑向天空縱向伸展，其頂冠造型在城市天際線中是重要元素，要格外注重頂冠的打造，展現城市地域特色和建筑藝術品味。頂冠是對超高層建筑的畫龍點睛，白天頂冠透映出天空自然的色調，夜晚頂冠好似城市燈塔的發光體，對城市天空進行華美點綴。往往利用幕墻技術，頂冠運用透明或半透明建筑材料和退臺、切割、疊合等手法創造精巧的造型，并與超高層建筑縱向造型的中高段進行關聯、協調和呼應[5]。

蘇州超高層項目設計了行云流水紋樣的頂冠，用玻璃幕墻、乳白色夾膠玻璃、云型穿孔金屬板3個層次，輔以夜間照明，展現蘇州水城行云流水的意向(見圖3)。外側玻璃幕墻立面同主體立面，中間選用乳白色夾膠玻璃，將照明設置在乳白色夾膠玻璃與內側云型穿孔金屬板之間打光，形成柔和均勻的漫反射效果，使內側立柱不產生光照陰影，并盡量減弱外側玻璃幕墻龍骨的光照陰影，從而確保內側云型穿孔金屬板的最終呈現效果。

無錫超高層項目的頂冠采用玻璃體塊和石材立面對比。石材縱向伸展，在接近頂冠的時候變換了密度，并斜向切割。主體的玻璃幕墻豎直升到屋面，在其后面屋頂的上方再次升起一個玻璃幕墻體塊，從而在頂冠形成內外玻璃體的兩個層次，兩個玻璃體頂部均做了斜切造型處理。斜向線條元素的起伏設計，有山峰的意向，呼應當地有歷史積淀的惠山，產生了豐富而有特色的視覺效果。

兩個項目頂冠的共同點是層次豐富、效果出彩、吸引目光，與超高層建筑的外部觀感整體上協調，提升了縱向的造型效果，詮釋了超高層建筑頂冠設計的要義。

3.3 城市環境構建

我們除了關注超高層建筑設計的自身諸方面，也要關注其對城市環境構建的作用。超高層建筑空間縱向延伸，高效利用土地，在城市環境中發揮了獨特的積極影響。它們組成的天際線產生了城市特有的摩登視覺要素，規模與高度一定程度上表現了一個城市的經濟水平，承載了城市發展的愿望。超高層建筑不是單獨存在的，而是處于特定的城市環境之中，要充分考慮和尊重其所在的空間環境，有機的長在城市環境里，表現融合城市的美感。建筑師需總體把握基地環境，使超高層建筑外部形態與城市環境和諧相處，不能格格不入，甚至有損原有空間環境[6]。

另一方面，超高層建筑也帶來一些問題，比如壓迫感、惡化風環境等。這些都需要建筑師采用環境模擬等手段去優化設計。住房和城鄉建設部與應急管理部已聯合發布文件指出，有些城市脫離實際需求、攀比超高層建筑高度、浪費資源。該文件要求一般不得新建超高層住宅，城區常住人口300萬人以下的城市嚴格限制新建高度150 m以上的超高層建筑。

蘇州和無錫的兩個超高層實踐項目均注重城市環境構建。它們的形體和高度均做了環境分析，在城市天際線中的形象經過了整體環境推敲。蘇州項目立面為玻璃幕墻，是因為考慮到其周邊玻璃幕墻建筑居多。無錫項目周邊不少建筑是石材飾面，因此其立面做了石材結合玻璃幕墻。它們與城市環境是和諧共處的。兩棟超高層建筑在對城市道路的退讓距離上，比規劃要求的退讓距離更大，減少縱向體量的壓迫感，體現了對城市環境的尊重。風遇到高聳的超高層建筑時，產生風渦旋并發生渦旋脫落效應使得建筑振動。某城市曾發生風引起的超高層外部可見的晃動，帶來一定恐慌，是對城市環境不利的影響。蘇州和無錫的兩棟超高層在形狀上采用了方形，是最不易產生風渦旋脫落效應的形狀，體現了對城市環境的呵護。

4 結語

超高層建筑是人類科技進步的產物，也促進著社會經濟的發展。建筑師應當以高度的社會責任感，在設計超高層建筑的過程中，注重采用縱向設計思維，從內部功能、交通、核心筒到外部造型、頂冠和城市環境構建，均精細設計打磨，力求內外兼修。隨著社會各方面的進步，超高層建筑會有越來越好的發展。