高层建筑空间构成模式的发展趋势及其作用剖析

　　摘要：高层建筑自出现以来已有100多年的历史，并且随着技术的进步和社会观念的改变，高层建筑在本世纪中，又迎来了新一轮的建设热潮。近20年来高层建筑在造型形式方面不断翻新，高度记录一再被打破，其空间构成模式也发生了很大的变化，致使高层建筑的设计理念也发生了重大的变革。
　　关键词：高层建筑；内核空间构成模式；分散式；施工组织与管理
　　
　　高层建筑与其它建筑之间的最大区别，就在于它有一个集中在一起的垂直交通和管道设备，这样的交集在结构体系中又起着重要的“核”作用。而这个“核”也恰恰在形态构成上起着举足轻重的作用，决定着高层建筑的空间构成模式。
　　一、“内核”空间构成模式
　　上世纪末，高层建筑刚刚出现的时候，由于人们对结构体系认识的局限性，设备设计经验的不足，以及建筑功能需求的单一性等客观原因，使得早期的高层建筑设计并没有形成“核”的概念。其中垂直交通、设备空间和结构体系带有明显的随意性和分散性，均按各自具体的要求分别布置。
　　进入新时代，随着高层建筑建设高度的增加和技术的进步，在高层建筑的设计过程中，逐渐演化出了中央核心筒式的“内核”空间构成模式，这是各专业共同探索优化设计的结果。在建筑处理上，为了争取尽量宽敞的使用空间，希望将电梯、楼梯、设备用房及卫生间、茶炉间等服务用房向平面的中央集中，使功能空间占据最佳的采光位置，力求视线良好、交通便捷。
　　在结构方面，随着筒体结构概念的出现、高度的增加，也希望能有一个刚度更强的筒来承受剪力和抗扭，而这些恰好与建筑师的要求不谋而合。在建筑的中央部分，有意识地利用那些功能较为固定的服务用房的围护结构，形成中央核心筒，而简体处于几何位置中心，还可以使建筑的质量重心、刚度中心和型体核心，三心重合，更加有利于结构受力和抗震。这样的布局，形成了所谓的“内核”空间构成模式。“内核”空间构成模式，经过长期的实践检验，以其结构合理、使用方便和造价相对低廉的优势，很快便成为高层建筑中最为流行的空间布局形式。
　　当然，除了中央核心筒式的“内核”布置方式之外，高层建筑还有其它的布局方式，如“外核式布局”和“多核式布局”等等。尽管中央核心筒式布局的筒体周围的房间需要人工采光和机械通风，总会多少给人带来不适感，但是直至上世纪80年代以来，“内核式”的布局形式一直占据着主导地位。“内核”式的布局形式及其变种不仅在数量上占有绝对优势，而且，大多数著名的高层建筑也都采用这种形式。如30年代建成的美国纽约的“帝国大厦”，50年代建成的“西格拉姆大厦”，70年代建成的芝加哥“汉考克大厦”和纽约“世界贸易中心”以及曰本的“阳光大厦”等等。就是在今天，世界上最高的几座高层建筑，马来西亚的“石油大厦”、上海的“金茂大厦”和香港的“中环广场大厦”等等，也仍然采用这种“内核式”的空间构成模式。
　　二、新时期的空间结构模式变革
　　随着时代的发展、技术的进步，人们对建筑需求的变化和设计侧重点的不同，以中央核心筒为主流的高层建筑“内核”空间构成模式开始受到了挑战。
　　第一次变革主要还是出于造型上的需要和建筑设计理念的变化，如70年代前后出现的“双核”构成模式。双侧外核心筒的布局，不仅有利于避难疏散，而且也使高层建筑的外观造型产生了巨大的变化。贝聿铭设计的新加坡“华侨银行中心”和日建设计的日本“IBM本社大楼”等等就是当年风行一时的双侧外核设计手法的代表。
　　第二次变革最先对“核心筒”提出革命性建议的是设备专业，他们认为随着建筑设备的日趋增多和越来越复杂，如果把设备用房和管道井从核心筒中分离出来，可能会更有利于管理和维修。而80年代以后，智能化建筑的普及和电信设施的不断增加，导致了在高层建筑中大量应用计算机和电信通讯设备，甚至许多建筑在竣工之后，仍然频繁地改造布线系统和增添新设备。智能化办公楼中的光缆与电脑网络管道井、配线箱以及中继装置等，每层都必须设置三处以上才算合理。这样，建筑上为了满足机电设备经常变动的需要，便开始将“核”分散化，分置多处设备用房和管道井，以便于局部更改。
　　对于结构专业来说，加强建筑周边的刚度也会有效地抵抗地震对高层建筑的破坏，所以如果将垂直交通和设备用房等分散地布置在周边，则无疑也会对结构抗震有利。同时，这种分散的多个外核的空间构成模式，也正好适用于新兴的巨型框架结构，使这种结构体系中的巨型支撑柱具有使用功能。
　　其最典型的实例就是丹下健三设计的日本“东京都新都厅”。而从建筑设计的角度来看，核的移动、垂直交通、服务性房间和管道井分散到建筑的周边，对于高层建筑的空间构成模式和立面造型上的变化也是极具革命性的。它不但适应了其它专业的需求，而且还有利于避难疏散，创造更大的使用空间和使高层建筑的底部获得解放。这种空间构成模式所具有的灵活性和先进性，很快被推崇技术表现的欧洲建筑师们所发现，并创造性地应用在他们的作品之中。罗杰斯设计的英国“伦敦劳埃德大厦”、88木街办公楼和福斯特设计的“香港汇丰银行”等等都是分散式核心筒的杰作，它从内部的空间构成到外部立面，均与中央核心筒式的高层建筑大相径庭。
　　三、高层建筑施工的组织与管理
　　高层建筑功能复杂，子系统多，安装工程量大，要求精度高。新技术、新材料、新工艺大量采用，对施工管理和工种工序的协调要求较高。
　　1.技术质量方面
　　现代建筑科技含量高，涉及专业多，安装的质量技术要求越来越高。现代建筑的个性化导致每一栋建筑都是一件特有的产品，每一条管线、设备都有特定的要求，这在客观上增加了技术工作难度，增加了各专业之间出现矛盾和问题的可能性。同时由于新技术、新产品的不断出现和应用，施工人员不能及时掌握，也会带来意想不到的问题。
　　2.管理方面
　　在现行管理体制下，施工单位分包现象普遍存在，分包单位在工作范围的界定上很难做到明确具体。主观上各单位在利益的驱使下，总希望相关单位承担更多的工作。往往造成工序上的遗漏，人为带来一些问题，增加了协调管理的复杂性。此外，施工组织管理不健全，施工人员、管理人员的素质水平参差不齐，给施工中各专业的协调工作带来困难与不便，也是产生问题的重要原因。
　　3.做好施工预案
　　施工单位应针对高层建筑的特点编制严谨、详尽的施工组织和管理方案。用来指导整个施工过程。内容包括：施工工序的安排，各工种进入工地的时间，关键部位的施工方法，对易出现的质量问题提出预控措施，制定出成品保护措施等。
　　4.做好施工阶段的进度控制
　　由于现代高层建筑具有规模庞大、工程结构与工艺复杂、建设周期长及相关单位多等特点，决定了工程进度将受到许多因素的影响，要想有效地控制工程进度，就必须对影响进度的有利因素和不利因素进行全面、细致的分析和预测。这样一方面可以促进对有利因素的充分利用和对不利因素的预防；另一方面也便于制定预防措施，事中采取有效对策，事后进度妥善补救，以缩小实际进度与计划进度的偏差，实现对高层建筑进度的静态控制和动态控制。
　　实施进度控制的目标就是通过有效的进度控制工作和具体的进度控制措施，在满足投资和质量的前提下，力求使高层建筑的实际工期不超过计划工期，以保证高层建筑按期完成。在高层建筑计划阶段所确定的工期目标，往往是综合考虑各个方面的因素而确定的合理工期，因此，时间上的任何变化，无论是进度拖延还是超前，都可能造成其它目标的失控。例如，在一个高层建筑施工总进度设计中，由于某项工作的进度超前，致使能源的需求发生变化，而打乱原计划对人、材、机等资源的合理安排，亦将影响资金计划的使用和安排，特别是多个作业队平行施工时，由此引起后续工作时间安排的变化，势必给项目总体的协调工作带来许多困难。
　　参考文献：
　　［1］ 刘建荣.高层建筑设计与技术［M］.中国建筑工业出版社，2005.
　　［2］ 吕西林.复杂高层建筑结构抗震理论与应用［M］.科学出版社，2007.