淺析高層標準辦公樓設計要點

季逍

上海市建工設計研究總院有限公司 上海 200235

改革開放四十年，社會經濟蓬勃發展。經濟的發展，也促進了社會對建筑要求的提高與建筑技術的進步。隨著經濟發展與城市化進程加速，用地緊張的情況逐漸凸顯。同時，由于社會對辦公環境要求的提高，對建筑設計建造提出了更高的標準與要求。隨著建筑技術的進步，全國各地開始大量出現高層標準辦公樓。

1 項目背景

上海普實醫療儀器設備及器械研制基地項目位于上海市普陀區，總用地面積22326.40平方米。項目內包含了4棟高層辦公樓。本次討論的辦公樓為1#辦公樓。1#辦公樓總建筑面積27576平方米，地上十七層，建筑高度79.90米，標準層面積1596平方米，標準層核心筒面積283平方米。建筑形體規整，一層至二層設置局部通髙的入口大堂，八層半層設置暖通設備區，其余空間為標準辦公空間。一層層高5.00米，其余樓層層高均為4.35米。

2 項目特點與難點

作為一棟80米左右的高層標準辦公樓，本次設計上遇到的問題非常具有代表性。

2.1 消防設計

由于本建筑核心筒采用居中布置，首層疏散無法直通室外，需通過采取一定措施以滿足《建筑設計防火規范》相關要求。

2.2 入口大堂設計

本建筑一層至二層有一個占標準層面積一半的通髙入口大堂，為了保證大堂的室內空間美觀規整，暖通空調新風設備需盡可能隱蔽設置。

2.3 機電設備布置

由于建筑高度較高，暖通設備管路長度過長，相當一部分的暖通設備無法設置在屋頂，需要在建筑中間層另外設置一個設備層[1]。無論是平面的設計，還是核心筒管井的排布，都面臨著不小的挑戰。

2.4 外立面規整設計

本次項目作為上海市普陀區地標項目，對外立面美觀規整的要求較高。由于建筑采用了上下連貫通髙的豎直線條的玻璃幕墻，為了保證外立面玻璃幕墻完整性，需要盡可能減少或者避免在東側南側城市展示面出現暖通百葉，規整門窗洞口與百葉的開啟[2]。

3 項目設計要點

從前面提到的項目特點與難點，以本項目為例，可以從下面這些角度論述一棟高層標準辦公樓設計要點。

3.1 消防設計

高層標準辦公樓的設計過程中，除了遵循普通高層民用建筑的各項防火設計規定，還存在一些比較特殊的情況。根據《建筑設計防火規范》相關要求，樓梯間與消防電梯前室或合用前室應直通室外，或者在首層采用擴大的樓梯間前室直通室外。《建筑防煙排煙系統技術標準》中，也要求增壓送風的地下室樓梯間頂部有可擊碎的固定扇外窗。然而，由于平面布置時為了保證空間完整性，很多辦公樓樓梯間與消防電梯位于建筑中間不貼鄰外立面。此時，需要在建筑首層設置擴大的合用前室，并在前室上方做土建夾層以滿足暖通專業的防排煙要求。這種處理措施會破壞首層平面的空間完整性，需要在平面布置時充分考慮這一措施對首層平面功能布置的影響。

圖1 首層合用擴大前室橫剖面與縱剖面

3.2 平面設計

高層標準辦公樓的標準層往往平面較規整，但是其中還是有很多需要注意的細節。

3.2.1 軸網布置

如果辦公樓標準層平面是比較規整的類軸對稱形狀（比如矩形），為了美觀，宜在有軸對稱設計的立面采用奇數跨，這樣比較容易保證首層的大門居中設置時不被柱子遮擋，保持建筑外立面的對稱美感。

3.2.2 柱子與核心筒的對位關系

在設置柱子與核心筒位置時，需要考慮柱子與核心筒的對位關系，盡量縮短承重梁跨度，從而避免梁跨度過大增加結構梁高度，影響標準層凈高。

3.2.3 柱子縮截面時的技巧

當建筑高度較高時，由于結構自重較大，剪力墻與柱子往往會隨著建筑高度增加截面逐漸縮小。在建筑專業與結構專業的溝通中，往往會忽視截面縮小原則的把控，不同的縮截面方案會對設計的美觀性合理性經濟性產生很大影響[3]。在確定縮截面方案時，建筑專業需要充分考慮柱子與外立面門窗洞口或者幕墻的對位關系，柱子與核心筒的對位關系以及屋面排水管等給排水管道的上下層對位關系。

3.3 入口大堂設計

現代高層標準辦公樓往往會有一個非常氣派的兩層通髙入口大堂，作為建筑重要的對外形象展示。然而入口大堂有大量的墻面裝飾與頂棚裝飾，對于機電尤其是暖通專業空調新風口的隱蔽設置有很高的要求[4]。比較主流的處理方式是采用踢腳線埋地式空調機與側墻出風，兩者往往結合使用。建筑專業需要統籌室內專業的室內效果設計與暖通專業暖通設計，達到比較理想的最終建成效果。

3.4 設備轉換層設計

在傳統的建筑設計中，會將大量暖通專業的設備機組全部設置于樓頂。當建筑高度較高時，由于管線長度過長，會導致設備運轉荷載過大，降低設備運行可靠性。為此，需要將機電設備與管線高低分區，在建筑中部設置若干設備轉換層放置暖通設備機組。在設計設備轉換層時，由于暖通設備機組往需求的凈高較高，而且有一定的管線交叉走管要求，會嚴重影響層高。為此，需要充分考慮暖通機組的高度，為該層留出足夠的層高[5]。當建筑高度比較緊張時，可以通過在梁高范圍內局部降低結構樓板標高的方式在有限的建筑總高度內，為設備轉換層留出最大的可利用凈高。

3.5 核心筒設計

在高層標準辦公樓的設計建造過程中，核心筒是設計的重中之重。它承載了建筑的豎向交通，管線，服務，疏散等重要功能。現代高層標準辦公樓的核心筒，主要由疏散樓梯，電梯（消防電梯），附屬用房（衛生間，茶水間，洗滌間等）以及各種設備管井組成。在現代高層標準辦公樓的平面設計中，為了提高得房率并在建筑內形成一個比較規整的空間，核心筒設計講究極致的空間利用，在一個有限的空間內完美解決所有除了辦公功能以外的所有問題[6]。核心筒過大不僅會影響標準層的辦公空間得房率，根據各地規劃局的相關規定與《建筑設計防火規范》的規定，也會導致屋頂機房層面積過大從而影響建筑高度的計算。

然而，極致壓縮的核心筒空間帶來很多問題，疏散樓梯的寬度長度，電梯井道的大小，電梯廳的寬度，衛生間茶水間洗滌間的大小與各種設備管井的大小互相各為矛盾。縱觀核心筒的設計過程，是一個解決各大功能矛盾的一個過程。

核心筒的設計中的要點，可以從以下方面加以概括：

3.5.1 疏散樓梯

疏散樓梯需根據《建筑設計防火規范》要求留足梯段凈寬凈高，樓梯間疏散門開啟不得影響疏散樓梯凈寬。需特別注意當有梁凸出時，梁對疏散樓梯凈寬的影響。當疏散樓梯采用機械加壓送風時，建議在樓梯剖面詳圖上復核暖通專業的送風百葉是否和樓梯結構梁板柱相沖突。當核心筒在平面里居中布置時，疏散樓梯位置與疏散門位置建議均勻布置，以最大限度滿足平面疏散距離要求。

3.5.2 電梯與電梯廳

電梯寬度進深決定了電梯井的大小與電梯廳寬度，電梯廳寬度除了需滿足相關規范要求以外，從空間合理性角度來說一般不宜小于3米。電梯布置時，為了使用者方便觀察停站情況以及控制候梯人數，一般單邊連續并聯設置不宜大于4臺。在設計消防電梯時，需注意前室短邊不得小于2.4米。此外，由于高檔辦公樓往往在電梯選型時傾向于使用較高的轎廂，轎廂門洞尺寸高大，可能對結構專業剪力墻的設置造成影響。

3.5.3 附屬用房

核心筒的輔助用房主要由衛生間，茶水間，洗滌間等組成。根據《辦公建筑設計規范》，需注意衛生間門不得直接朝向辦公區域，以免衛生間異味污染辦公空間。比較常規的做法是在男女衛生間入口設置一個合用通道形成一個過渡空間，或者采用干濕分離方法將洗手盆外置，作為衛生間的前室。根據《無障礙設計規范》，當單獨設置無障礙衛生間有困難時，可在男女衛生間各設置無障礙廁位解決。此時，需要注意衛生間內的無障礙通道凈寬[7]。在布置衛生間潔具時，需考慮衛生間給排水井道的檢修門位置，為檢修留出足夠空間與工作面。茶水間，洗滌間考慮到給排水專業的管線排布，建議靠近衛生間設置。

3.5.4 設備管井

在排布核心筒設備管井時，需充分考慮設備管井有否有墻面出管需求，以免影響設備管井的正常使用。當設備管井較大排布困難時，可以考慮將該管井分為2個小管井，在減小管井大小的同時，也減小了設備管線墻面出管尺寸，這樣有利于減小每個標準層設備管線的寬度高度，從而方便控制建筑完成后的標準層凈高。由于高層標準辦公樓往往建筑高度過高，某些設備可能分高低區設置。為此，有些設備管井也會因樓層所處高度有所增減或合并。

3.5.5 剪力墻設置

高層標準辦公樓核心筒往往布置了大量非常厚實的剪力墻，對設備管井的管線出管與各種房間設備管井門洞的位置尺寸有很大的限制。在與結構專業溝通時，可以適當增加衛生間，電梯井道的剪力墻比例，為樓梯間設備管井等有側墻留洞需求的部分盡量多留一些砌體墻，方便設備管井的管線出管與房間門洞布置。而機電專業在設計時，需盡量減少設備管井出管數量與尺寸，方便結構剪力墻的布置。

3.6 管線綜合與層高設計

高層標準辦公樓的每個標準層，有大量的設備管線排布于梁下或者頂板下，主要有給排水消防噴淋管，電氣強電與弱電橋架，暖通空調系統及其冷媒管，新風系統與排煙系統的風管等。在做管線綜合設計時，需要減少各個專業管線重疊，避免局部凈高過低。同前文提到的一樣，管井在平面上的分散均勻布置，有助于減小設備管線尤其是暖通各種風管的寬度高度，管線在平面上的分布也更均勻，避免同一地點重疊交叉的管線過多。由于標準層的梁會比頂板凸出很大距離，而設備管線往往貼著梁底布置。當遇到無法避免的局部大量重疊設備管線時，可以通過梁窩內翻解決。

圖2 標準層剖面關系示意圖

3.7 外立面規整性設計

隨著建筑技術的進步與人們審美要求的提升，現代建筑尤其是高層辦公建筑往往大量采用玻璃幕墻設計。常見玻璃幕墻的主體支撐結構由橫檔與豎挺構成。從美觀角度，玻璃幕墻往往可以采用局部隱框設計，橫檔與豎挺可以選其中一類處理為隱框，會出現橫明豎隱與豎明橫隱兩種玻璃幕墻形式，提升建筑外立面的規整性。

民用建筑外立面除了門窗幕墻，往往還有大量設備對外百葉洞口，處理得當可以得到一個比較規整的立面效果，處理不得當會嚴重破壞立面的協調規整性，影響建筑美感。以本項目為例，由于建筑東面與南面為重要城市展示面，需要保證建筑外立面的完整性，在設計時采用以下方法。首先將每層的暖通設備對應的外機設備機組集中布置于屋頂與建筑中部的設備轉換層，盡最大限度減少百葉洞口的數量。其次，設備轉換層在設計時，將外機設備機組集中設置于平面的西側與北側，這樣對應的通風百葉洞口也設置在平面的西側與北側。通過以上措施，建筑南面與東面的重要城市展示面的規整性得到了保證，同時建筑西面與北面的外立面也僅在設備轉換層有百葉，外立面比較協調。

4 結語

高層標準辦公樓往往有著相對規整簡單的平面，但是縱觀整個設計過程別有乾坤。從消防設計，平面設計，入口大堂設計，到設備轉換層設計，核心筒設計，再到管線綜合與層高設計，外立面規整性設計，無不考驗著建筑專業從業者的設計把控能力與統領各個相關設計專業的統籌管理能力。在設計過程中，除了做好建筑專業自己本專業的設計內容，還需要充分考慮其他各專業可能的需求，保證最后項目的可實施性與項目質量。