探析高层建筑设计

吴彦兵

摘 要：文章探讨了高层建筑设计及注意安全问题等两方面的内容，以供参考。

关键词：高层建筑设计；安全问题

随着高层建筑的迅速发展，结构理论和建筑技术也不断得到提高，高层建筑结构形式也开始趋于多样化发展，其表现形式也是多种多样。但是也随之出现了很多在高层建筑设计方面的问题。在作为城市风景线的同时，高层建筑还面临着如何搞好高层建筑设计的问题，如何多方面实现高层建筑设计的完善是目前高层建筑设计所追求的主要理念。

1 高层建筑的设计

1.1 施工工程设计图纸。高层建筑工程施工的工程设计图纸，要求高度精确和完整，工程设计是高层建筑工程施工质量的基础和保障。必须具备工程施工设计的完整性，系统性，协调性和有郊性，严密精确，一丝不苟。

高层建筑工程施工设计图纸，要求涵盖高层建筑工程主体施工、电气工程施工、给排水工程施工、防雷消防工程施工、智能化及绿化工程施工等方面，各方面的设计图纸数量要完整齐备。高层建筑工程施工的内容。要求和进度要形成统一整体的设计结构，紧密结合，实施统一的施工标准，进度和要求。在电气工程施工平面图、给排水工程施工平面图、防雷消防工程施工平面图以及智能绿化工程施工平面图中，都要标出与土建工程施工的相关内容。例如墙、柱、伸缩缝、门窗位置及轮廓；给出主要平面尺寸、备轴线尺寸、柱间尺寸、柱的编号；还要注明各房间的名称及屋内层高、开门的位置及方向等，以便各工程施工过程的协调配套和施工方便。

高层建筑工程施工设计图纸，要充分体现施工设计图纸的系统性、协调性和有效性。要求设计图纸是系统的图纸，能概括表明各项施工的组织系统及其联系关系，施工设计图纸的协调性，要求各工程施工图纸之间能够相互说明，互相解释，说明各设备、设施的平面位置，说明各种设备的工作原理，各种原材料的特性，各种参数的设备材料表，有效地指导施工。各工程施工设计图纸的标准有所重复是允许的，但是必须保证各工程施工设计图纸的这些标准的协调一致，这是高层建筑工程施工设计的关键方面。

1.2 随着高层建筑的发展，决定了其结构的合理性和科学性。高层建筑呈现出以下发展趋势：一是层数增多，高度增加。我国设计有80层以上的高层建筑，有的处于领先地位。二是新材料的开发应用，新结构形式的应用。高性能混凝土材料在不断发展，对高层建筑的发展产生重大影响。三是平面布置与竖向体形更加复杂。现代高层出现了不规则、不对称和曲线形的平面，主要是结构分析技术和计算手段的提高为它创造了条件，需要结构设计更加提高。四是耗能减震技术的应用与发展。

1.3 高层建筑的尺度设计，主要包括：一是整体尺度。整体尺度的均衡非常重要，设计时要注意以下几点，一个造型美的高层建筑是建立要很好地处理裙房、主体和顶部的尺度关系；高层建筑各部分细部尺度的划分是建立在整体尺度的基础上的，各个主要部分应有更细的划分，尺度具有等级性，才能使各个部分造型构成丰富。二是城市和街道尺度。高层建筑对城市各构成要素也产生重大的影响，是城市的重要景点，不当的尺度会对城市产生不良的影响；街道尺度是指高层建筑临街面的尺度对街道行人的视觉影响。三是细部尺度。设计师在设计高层建筑中充分地把握各种尺度，结合人的尺度，满足人的使用、观赏的要求，必定能创造出优美的高层建筑外部造型。

1.4 高层建筑的生态设计要求应该受到迫切的关注，因为这些地方资源消耗和环境污染相对严重，对全球自然资源和生态系统产生威胁。其主要内容为：高层建筑营运系统的生态性设计。建筑平面与体型系数影响建筑采暖能量的需求，它不仅仅是一个热工性能参数，这意味着减少体型系数可以降低舒适空间的平均成本，在常见的平面形式中，圆形平面可以拥有最小的外围面积，其次是方形。每个建筑基址都有其特殊性，因此，高层建筑的设计毫不例外也与基址相关，通过建筑形式、植被和遮避带最大限度地开发基址剩余区域的潜能。

1.5 高层建筑体形庞大，设计者往往贪大求高，大部分精力放在追求立面形式和使用功能上，而往往忽略生态环境的保护、建筑设计节能意识淡薄，造成高能耗、低效益，影响常年使用，浪费巨大，高层建筑的节能首先应为设计者重视，从以下三个方面进行考虑：

1.5.1 优化建筑位置及朝向设计

1.5.2 优化围护结构墙体设计

1.5.3 影响建筑节能的其他因素

1.6 确立绿色建筑 发展 观念，绿色建筑即环保化、无污染、可循环、能源节省，应贯彻的理念包括以下方面：一是强调因地制宜，不能照搬盲从，气候、地理条件、文化传统不同，所作出的设计也应该不同。二是强调以人为本，建筑设计的整体化，单独某一项技术不能称之为实施了绿色设计，绿色建筑的策划在投入期会提高5-10倍的造价，但会给今后的使用者带来高达30%的节能实惠。

2 高层建筑设计所必需要注意的安全问题

2.1 防火的问题。总体布局要保证畅通安全。在楼道的设计上要保证人员的流动畅通，便于紧急情况时人员的疏散。有采光设施或者照明系统，使居住人员在疏散中能保证安全快速的撤离，从而避免发生踩踏等其他伤害。

合理进行防火分区。在高层建筑的楼道内消防器械、疏散通道必须合理的分区，做到在火灾发生时，可以及时的采用灭火措施和进行人员疏散。消火栓的位置应保证同层的任何部分都可以实现两个消防栓的水枪同时到达。

2.2 电气的问题

2.2.1 消防电源与配电。高层建筑要求供电主要采用了以下三种方案：第一种是供电电源必须是来自于两个不同的发电厂，保证一个要是遇到问题或者突发事件无法正常工作时另一个也可以正常工作，从而确保建筑的正常运行；第二种是供电电源来自于两个不同的区域变电站；第三种是一个电源来自于区域变电所而另一个是自备的发电设备。目前在一般大多数设计中都是采用了第三种方案，经济合理。

2.2.2 应急照明。应急照明就是指当高层发生火灾及其它灾害、故障时，导致正常照明系统中断而启用的照明，也称事故照明。应急照明的安装要体现出人性化的特点，应急照明主要安装在疏散楼梯、消防电梯前室、消防控制室、自备电源室、变配电室、消防水泵房、防排烟机房的墙面上或者顶棚上。当电源断电时，应该能清晰地看到。

2.2.3 电梯。电梯在设计中要保证位置合理，让电梯在运行中的噪音不会打扰用户的正常生活。电梯的最大载荷也要根据居住结构作相应的调整，保证居住者平时出行上的方便和快捷。电梯在遇到紧急情况时要有方便快捷的方法使人迅速撤离。为了保证电梯正常而安全的运行，便于在发生事故的时候进行救人和灭火。

2.3 防雷击的问题。高层建筑防雷系统应该按照“综合治理，整体防御，突出重点，多重保护”的原则，充分利用高层建筑物的结构，做好防雷措施，进行防雷击问题上的治理。在高层建筑物的顶端以及其他容易受雷击的部位装设避雷针或者避雷带、避雷网。利用结构中的主钢筋作引下线，利用整个钢筋混凝土基础作接地装置。在建筑物周围用扁钢做避雷带。为了防止静电感应产生火花，建筑物内的金属物体和突出屋面的金属物均要接地。

3 结语

在高层建筑结构设计中，结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的具体实际情况，应作出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应根据具体情况进行具体分析掌握的知识处理实际建筑设计中遇到了各种问题。