复杂高层与超高层建筑设计要点论述

复杂高层与超高层建筑设计要点论述

彭晓明

艾亦康设计与咨询（深圳）有限公司  518000

摘要：伴随城市化进程的持续深入，各级城市中涌现了越来越多的高层建筑，基于现代城市严重缺乏土地资源的现状，复杂高层建筑以及超高层建筑，推动了国内建筑事业的进一步发展。有研究表明，这些建筑在设计方面拥有一些显著的特征，不同于传统的设计。基于此，文章从复杂高层建筑、超高层建筑角度，主要论述了复杂高层与超高层建筑设计要点仅供参考。

关键词：复杂高层；超高层建筑；设计；要点

引 言

复杂高层和超高层建筑工程的建设需求越来越大，而其中的难易程度也在不断增加，特别是对其建筑进行设计。做好建筑设计是能够让复杂高层和超高层建筑合理使用的关键因素，也是能够提升复杂高层和超高层建筑经济效益的重要方法。而对于复杂高层和超高层建筑而言，要根据自身所能够承受的不同强度来对其进行具体设计。

一、复杂高层与超高层建筑设计概述

复杂高层与超高层建筑由于规格较高，需设置专门的逃生通道与避难层，一旦发生火灾、地震等情况，可以在短时间内安全高效的进行人员疏散，从而减少人员伤亡。避难层的设立间隔不应过长，但也不能太短。通常在高层建筑设计中每隔15层设置一个避难层，并配有单独的电力设备，以保证避难层的各项设备在出现突发状况时可以正常使用。此外，超高层建筑越高，地基就需打的越结实，在地基的选择过程中，当基岩较浅时可以选择天然地基或是箱基，当基础持力层较深时，大多以桩基为主。当超高层建筑超过150m时，还需对风荷载进行专门的研究，同时对建筑的防震能力也要进行专门计算，以保证楼房的安全稳定。

二、复杂高层与超高层建筑设计的考虑因素

（一）需要设计“避难层”

对于复杂高层与超高层建筑而言，受超高层建筑楼层因素的影响导致在出现危险救援时的难度也随之提升，所以，在国家消防管理部门的要求下，对于超高层建筑而言均需要根据超高层建筑的实际情况设计“避难层”，一方面，确保出现安全隐患时，人员能够及时的转移到相对安全的地点，减少因安全隐患而造成的伤亡等问题；另一方面，也为后续的救援赢得时机，最大程度上保障人民群众的生命、财产安全。比如，在以往超高层建筑设计的环节，设计者们一般会将设备层和避难层合二为一，每15层左右设计一个能够兼具避难和设备维护、检修等功能的避难层，以此确保超高层建筑设计的合理性。

（二）需要满足抗震需求

对于复杂高层与超高层建筑设计而言，复杂高层和超高层建筑的抗震能力一直是备受人们关注的焦点，所以，在进行复杂高层与超高层建筑设计环节很多设计事项都围绕着提高复杂高层与超高层建筑抗震水平予以展开。比如，目前大部分的超高层建筑都为方形或者类似方形的多边形，并且绝大部分超高层建筑的长、宽比都小于2，这一设计意在确保超高层建筑在面对地震等类型地质变动时，楼体出现的扭转效应能够控制在最小范围内，以此确保超高层建筑的安全和稳定；与此同时，对于部分超高层建筑而言，设计这也可以通过对应用实际超高层建筑区域现场资源的方式，选择天然的地基（比如，基岩层）采用筏基或箱基的方式提升超高层建筑设计的稳定性。需要注意的是，在进行超高层建筑设计的环节，超高层建筑一般都需要经历专门的抗震、防震专项检查，确保在震动装置检测下具备较好抗震防震效果后，才能够被投入到使用中去。

（三）需要一定使用条件

由于大部分复杂高层与超高层建筑的高度都在100m-150m以上，在使用中会比较明显的受到周边风力的影响，所以，在复杂高层与超高层建筑设计环节，设计者们应确保超高层建筑顶端在风力作用下最大的加速度应符合国家规范，从而确保超高层建筑的使用安全。

三、复杂高层与超高层建筑设计要点

（一）规划设计

复杂高层与超高层项目大多是综合开发建设，是多类型组合的综合体建筑，建筑类型包括商业、公寓、办公、教育、交通枢纽等，具有办公、居住、购物、休闲、教育等功能，充分集约利用了土地提高地块价值，但同时也为城市空间带来诸多不良影响，如造成城市空间拥挤，交通压力无法缓解，产生光、卫生、声环境等，甚至一些始料不及的污染和危害。为了将复杂高层与超高层建筑的不良影响降到最低，设计需协调其与城市空间、规划、交通、环境、形象、景观等的关系，处理好建筑布局、朝向、通风、采光等条件，符合规范方面的诸多问题，重视建筑的环保、节能、海绵、绿建与可持续发展，积极合理采用新技术、新工艺，创建具有经济效益又环保、生态可持续的超高层建筑。

（二）外部交通设计 

复杂高层与超高层建筑多分布在城市高密度的繁华地段，这些地段的街区道路交通荷载原本就大，道路交通繁忙，高容积率新建超高层的诞生将加剧街区的交通压力，为了缓解新建筑群对项目周边带来的交通压力，规划设计阶段应对片区与用地内交通专项分析论证。全面论证分析片区内的城市布局和道路布局，运用交通工程技术和系统工程原理对区域交通进行系统设计，充分利用道路空间，均衡交通流量，挖掘通行能力，改善交通秩序，缓解交通堵塞，是交通组织设计的目的：充分研究周边市政道路、轨道交通条件与特点，对道路进行区域划分，同时对外部道路交通系统提出优化建议，分析内外部车行、人行、货流等流线，科学合理地组织规划内部交通系统，组织和改善项目内外交通系统。

设计应充分利用现有道路空间，提高内外部道路的通行能力，最大限度利用和节约道路资源，改善交通秩序，节约运行费用，打通内外交通的循环系统使之顺畅便捷。

（三）尺度设计

复杂高层与超高层建筑是一座城市有机组成部分，其体量大、高度高，具有强烈的标志性和可识别性。从对城市整体影响的角度来看，表现在高层建筑对城市天际轮廓线的影响。因此，复杂高层与超高层建筑造型与尺度的确定应与整个城市的尺度相一致，而不能脱离城市、自我夸耀，不利于优美、良好天际线的形成，直接影响到城市景观。复杂高层与超高层建筑对城市局部或部分产生的影响，是指从市内比较开阔的地方，如：广场、干道、绿地、开放的水系所看到的天际线，也直接影响人民的日常生活。高层建筑对城市各构成要素也产生重大的影响，应充分考虑该城市尺度、传统文化，不当的尺度会对城市产生不良的影响，改变了城市传统的历史文化，也改变了原来城市各构成要素之间有机协调的比例关系。

（四）型体设计

复杂高层与超高层建筑代表城市的经济水平和发展程度，表达地区的精神和审美取向，现今国内外的许多高层建筑都有着独特的外形和明显的识别性，对一个城市具有一定的代表性，因此对复杂高层与超高层建筑的型体设计研究是非常有必要的。复杂高层与超高层建筑设计中建筑造型与型体组合是重要的环节，建筑平面布置的理想状态就是选合理的平面形状、功能相对简单，上下层空间尽可能统一，结构体系贯通。避免为了实现美感而比例失调，质量产生问题，存在安全隐患。而不是单从审美角度去考虑，需要做到功能、空间、使用、体型四个要素的统一，并应充分处理好与周边环境的关系，达到建筑物的造型设计完美，实现功能齐全。超高层拥有完美和谐的建筑艺术形象，内部空间也会是合乎逻辑的，我们需要处理好功能的使用性，结构的稳定性，空间的丰富性，形态的美观及独特性之间的关系。它是建筑空间形态、内在功能和结构稳定等诸因素的外在集中体现，它们之间互为依存不可分割。良好的技术是实现复杂高层与超高层建筑外型的必要条件，优秀的建筑作品同时具备技术和艺术两方面的高品质，同时兼顾建筑的造型、功能、结构且与环境完美结合。超高层建筑屋顶（塔冠），对整个建筑形象起到强化个性的作用，虽然它较少影响到生态环境，但对塑造建筑的标志性、丰富城市天际线具有重要作用，因此，应根据建筑的基座、楼身等因素加以塑造。主体下部裙房，虽然对整个城市影响较小，但对于街道的尺度和人性化空间的创造等方面却有着重要的影响。建筑的裙楼立面设计一般不同于上部立面，需要进行细致的设计，从而使下部分空间丰富多彩，并且要体现出舒适的宜人尺度。

（五）消防设计

对于复杂高层与超高层建筑而言，消防设计环节是尤为重要的。首先，针对复杂高层与超高层建筑内部人员较为密集的情况，应适度增加建筑内部的安全通道数量。其次，要确保复杂高层与超高层建筑的消防通道具备较强的密封性，以此提升消防通道的使用效果。再次，在对复杂高层与超高层建筑进行消防设计的过程中，要尽可能的增加消防专用电梯的数量，同时确保消防专用电梯能够具备较强的使用性能。另外，要在复杂高层与超高层建筑的内部设置充足的消防设备，从而为人们的生命财产安全提供强大的保障。最后，在为复杂高层与超高层建筑设置消防车道的过程中，尽可能的采用环形消防车道。如果存在设计方面的困难，可以沿着复杂高层与超高层建筑的两个长边来设置消防车道。另外，为了能够进一步的提升复杂高层与超高层建筑的消防安全水平，还要为复杂高层与超高层建筑设置避难层。

结束语

总之，我国复杂高层和超高层建筑的数量在不断增多为了能够更好地保证建筑质量，就应对复杂高层和超高层建筑进行合理设计。在这其中不仅需考虑到功能、安全、强度，还应保证成本投入合理，这样才能为我国建筑行业的发展提供相应帮助。

参考文献

[1]超高层建筑结构设计的关键性问题研究[J].鹿道凡.地产.2019(13)

[2]浅谈超高层建筑结构设计的关键性问题[J].张百振，范志昂.绿色环保建材.2018(11)

[3]复杂高层与超高层建筑结构设计研究[J].刘楠.工程技术研究.2019(14)

[4]多功能复杂高层建筑结构抗震动力分析[J].邬植树.四川水泥.2016(11)

[5]超高层建筑施工阶段进度管理问题研究[J].屠诚，曹诗迦.住宅与房地产.2018(30)

[6]复杂高层与超高层建筑结构设计思考[J].高履伟.住宅与房地产.2019(34)

[7]BIM技术在高层建筑结构设计中的应用研究[J].刘迎.工程技术研究.2018(05)