对高层建筑设计原理及要点分析

李元元

摘要：

随着社会的不断发展，城市人口剧增，用地紧张，为满足城市居民对住房的迫切需要和改善旧城的环境质量，建造高层建筑是不可避免的。由于高层建筑的建筑空间向上发展，因而可以节约用地面积， 在建筑面积与基地面积比值一定的条件下，有利于节约城市建设总投资。本文对 高层建筑设计原理及要点进行了分析。

关键词：高层建筑 设计原理要点

中图分类号： TU97 文献标识码： A

一、高层建筑设计原理

1、城市尺度

高层建筑的体量巨大，高度很大，给城市带来了重要影响。因此，确定高层建筑的位置、高度时也要充分考虑到该城市的尺度、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。

2、整体尺度

整体尺度指的是高层建筑裙房、主体和顶部等主要各构成部分之间的相互关系及给人的感觉。设计师十分注重整体尺度，关于建筑的整体尺度的均衡理论有许多种，但是都强调整体尺度均衡的重要性。所以，把握建筑物的整体尺度是十分重要的，在设计的过程中要注意以下两点：

第一，高层建筑一般由裙房、主体和顶部三个部分组成，也有些建筑在设计中加入了活跃元，这样才能使建筑造型活跃起来。造型美的高层建筑能很好的处理好各部分之间的尺度关系，同时也应该有个统一尺度作为参考，如果每一部分的尺度参考系都各不相同，那么整个建筑就会变得含糊、无法把握。

第二，划分高层建筑各部分细部尺度时应该在整体尺度的基础上进行，对主要部分进行更为细致的划分，只有尺度具有等级性，才能使各个部分造型构成更为丰富。最高的尺度等级部分是高层建筑的某一整个部分（裙房、主体和顶部），而最低部分通常采用层高、开间的尺寸、窗户、阳台等这些为人们所熟知的尺寸，这样就能使人很容易观察到该建筑该部分的尺度大小。

3、街道尺度

街道尺度指高层建筑临街面的尺度对街道行人的视觉影响。这是人对高层建筑近距离的感知，也可以作为高层建筑设计中的一个重要环节。临近街道的高层建筑部分的尺度确定，应主要考虑到街道行人的舒适度，高层建筑主体因为尺度过大，易向后退，使底层的裙房置于沿街部分，减少了高层建筑对街道的压迫感。

因此，为了保持街道空间及视觉的连续性，为了保持街道空间及视觉的连续性，高层建筑临街面必须要与沿街的其他建筑保持一致才行，交相呼应。

4、近人尺度

近人尺度是指高层建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸给人的感觉。这是使用者接触最多的，也是最容易被人观察到的。尺度设计应该是以人的尺度做为参考系，过大或过小都不合适，过大易使建筑缺少亲近性，过小则减小了建筑的尺度感，使建筑犹如玩具。在近人尺度处理中，还要注意划分建筑底层及入口的柱子、墙面的尺度，尺度感要更细为宜。在近人尺度处理中，应特别注意建筑底层及入口的柱子、墙面的尺度划分，檐口、门、窗及装饰的处理，使其尺度感比以上几个部分更细。此外，还要限定入口部分及建筑周边的空间，从而创造出一个由街道到建筑的过渡缓冲的空间，使人的心理有一个逐渐变化的过程。

三、高层建筑设计的要点

1、地基与基础设计

地基是高层建筑结构施工的基础。在进行高层建筑结构设计的过程中，建筑设计师必须要全面了解建筑地基情况，并全面分析建筑结构和建筑环境，从而使环境和施工结合在一起，以提高可实行性。由于我国建筑环境差异较大，地质情况也各不相同，所以设计人员在设计的过程中要深入研究地质状况，从而保证工程的顺利进行。此外，设计人员要先勘探好地质水位，并综合考虑地质数据、上层结构类型、使用功能、施工条件等。还要了解建筑物设置位置及标高，这些都是工程顺利进展的保证。

2、发挥出广场的作用

高层建筑的体量巨大，总是给街道空间一种突然的压迫感，让人感到像是从一个大空间突然进入一个小空间，其原因就是高层建筑的体量所造成的对比。所以，凡是在设计处在街道两旁体量巨大的高层建筑时都应该对其进行后退处理，同时在其退出的用地上设计出一个广场空间，这个广场空间将起到空间的缓冲作用。同时，因高层建筑的建筑面积大，容纳的人员较多，出入口人流密度相对较大，在一定程度上，后退出的广场空间也起到缓解交通压力的作用。换而言之，广场空间往往在街道空间以及城市空间中也起到非常重要的作用，能够给公众留下较深的印象，也往往能成为城市的焦点，这就是共享空间的好处。所以，在设计高层建筑时应该优先考虑将广场和建筑形成一体。

3、水平荷载方面的问题

建筑施工过程中，有很多因素影响建筑质量，主要有：垂直荷载、风力产生的水平荷载、地震抵抗力等。其中，水平荷载对建筑质量起决定性作用。水平荷载是建筑结构设计的主要控制因素，在楼房自重及楼面自重等方面具有非常好的结构控制效果，它能对楼房结构进行倾覆，也加强了建筑竖构件的作用力。当建筑设计人员分析水平荷载的大小和方向时，还要对水平荷载可能导致的高层建筑结构问题进行预防和控制，加强对建筑结构的强化效果，减少水平荷载造成的建筑结构问题。

4、防雷击的问题

高层建筑因其较高的高度和结构较为集中，所以更易于受到雷土击灾害。所以对于高层建筑的防雷要求更为严格，不仅要在建筑的顶端和易受雷击的部位安装避雷针或是避雷带和避雷网，将钢筋作引下线，同时还要将钢筋混凝土基础作接地装置。对于建筑物内的金属物体和突出屋面的金属物体都要进行接地处理，在建筑的周围还要做好避雷带。从而使高层建筑在整体上都做好防御雷击的保护措施。

5、垃圾处理

高层建筑是人口居住最为密集的地方，大量的居住人口，每天也会产生大量的生活垃圾，对于这些垃圾的处理可以在设计时设计出垃圾通道，住户通过垃圾通道把垃圾扔进收集间内进行集中运出处理，如果不设计垃圾通道，则需要由管理人员进行逐户收集运出，这种方法较为简单，但对管理者提出了更高的要求。

6、排烟的问题

根据这么多年来高层火灾事故的调查表明，在高层建筑发生火灾所导致的伤亡事故中，多数都是因为烟气窒息或是中毒。这主要是目前在很大一部分高层设计中，为了有效的提高使用面积，从而取消消防电梯的设计，而与居住用电梯合二为一进行使用，在不具备自然排风条件的楼梯间也没有在入口处设计出阳台或是凹廊而增加排烟，为了有效的节省面积，消防电梯前室与防烟楼梯前室合用的情况也特别多，同时在高层建筑中防火门处于经常性的关闭状态，从而导致频频发生高层火灾事故。

7、电气的问题

(1）电梯。电梯的设计要根据所居住的人群量来进行荷载的选择，同时安装位置也在装在尽量打扰不到居民正常生活，还要满足居民出行的方便，同时还要制订相应的预防措施，以保证电梯遇到紧急情况时保证人员的快速撤离。

(2）应急照明。应急照明是保证高层建筑发生火灾或其他灾害时正常的照明系统无法运行时而启用的照明系统，应急照明主要安装在疏散通道及消防设施上，同时在引导出口和出口的标志牌上也要有标志灯，从而满足疏散时的安全。

(3）消防电源与配电。高层建筑不同于普通的多层建筑，对消防的安全性要求更为严格，为了保证高层建筑在发生消防事故时正常的供电需求，所以对于高层建筑的供电电源必须来自二个不同的发电厂，来自于二个不同的区域变电站；供电电源一个来自于区域变电所而另一个来自于自备的发电设备。这样可以有效的保证一个发生问题导致停电时，另一个能正常运行，从而使建筑保持正常的运行状态。

8、抗风的问题

高层建筑都具有较高的高度，在进行建筑设计时要充分的考虑到风流对建筑的作用力，根据建筑物附近的风流情况而采取合理的结构，保证建筑抗风设计计算的合理性和全面性。一般情况下风灾对高层建筑的结构影响较大，在风的作用下，建筑物结构不稳定会引起变形及破坏的可能，所以抗风设计是保证工程安全的关键，同时也是高层建筑设计中的难点。

9、防火的问题

高层建筑结构较为复杂，居住人口密集，这样在总体布局时就要充分的考虑防火的重要性，要根据所居住人群量的来进行楼道的设计，保证正常的采光设施和照明系统，所以高层建筑的防火分区是十分重要的。

结语：

随着人们对环境的要求度越来越高，高层建筑对环境影响的重要性越来越被广大设计者所重视，在设计过程中更注重高层建筑对城市环境的平衡性和质量的影响，所以在设计时要以创造出适宜的城市空间为依托，从而将高层建筑的设计向绿色、环保、节能的方向发展，相信这也是未来高层建筑的发展趋势。

参考文献 ：

[1] 胡广良. 短肢剪力墙抗震试验研究[J].工程建设与设计

[2]邱晓红.对现代建筑创新设计的探讨[J].建材与装饰

[3]张庆和绿色建筑节能方式探讨[J].陕西建筑