浅谈高层建筑设计

张瑞斌

摘要：随着我国城市的不断发展，人口密度的不断增加以及节地问题的日益凸显，高层建筑设计势必是当今建筑设计领域的主流。东岭新天地项目为宝鸡市重点规划项目，基地分南北两区，区域位置非常重要。项目规划中结合宝鸡市整体规划特点，布局严谨，轴线关系明确。商业，公寓等多种功能元素相结合，并根据用地特点合理划分功能区域，形成宝鸡市最具代表性的建筑之一。

关键词：高层建筑;消防设计;成本控制;疏散救援

1高层建筑的核心筒设计

1.1公共建筑核心筒设计

安全疏散是公共建筑设计的关键环节，高层公共建筑的核心筒的布置显得尤为重要。以东岭新天地项目的4号公寓为例，标准层面积849.3㎡（不大于3000㎡），每层为独立的防火分区，安全出口设计2个，疏散走道净宽度1.8m走道内任一疏散门至最近安全出口的距离均不大于25m，每部楼梯的疏散宽度净尺寸为1.3m，疏散走道呈“工”字型，消防电梯与其中一部防烟楼梯间结合使用防烟前室，核心筒整体布局紧凑均衡。

1.2住宅建筑核心筒设计

建筑高度大于54m的住宅建筑，其每个单元每层用以逃生疏散的安全出口应≥2个。出于节省交通空间考虑或当两部楼梯分散设置确有困难且满足任何一户门至最近的疏散楼梯间入口不大于10米的距离时，可采用空间交叉的“剪刀”楼梯间。该楼梯间应满足：1.采用防烟楼梯间;2.梯段与梯段之间应当设置耐火极限≥1.00h的防火隔墙进行防火分隔处理;3.其共用防烟前室的净使用面积应≥6.0㎡;4.楼梯间的共用防烟前室与消防电梯的防烟前室结合使用时，结合使用的防烟前室的净使用面积应≥12.0㎡，且其短边长度应≥2.4m。

所谓两个安全出口，即在火灾发生时，每户均应有两个方向的安全出口，以防其中一个安全出口堵塞或其它特殊情况发生而影响逃生，从而可顺利选择另外一个安全出口进行疏散。但是在实际设计过程中，往往会误入歧途，比如穿套前室的情况，

其实并不符合规范要求，如下图核心筒：

以东岭新天地项目1号、2号住宅楼的核心筒为例，户门正对疏散走道，通过疏散走道分别进入两个不同方向的前室（安全出口），满足两个安全出口的双向疏散要求，如下图：

2高层建筑的成本控制

在当前时代和全球社会的绿色、环保、节能宏观发展战略下，我们的建筑设计工作必须要积极地做出转变和调整，不仅要遵循传統思想理念，满足人类活动对建筑的功能性需求，确保建筑结构的合理性、安全性，同时提高建筑的美观性。高层建筑多元化发展的同时，成本控制显得尤为重要。工程造价的影响因素是多方面的，就设计而言，平面的布置是否规则合理、混凝土标号的选用、钢筋含量等都会严重影响建造成本。

2.1混凝土设计

由于钢筋混凝土结构形式耐火性能良好，所以在高层建筑设计中经常被采用，其具备便于现场浇筑的特性，且能够浇筑成为各种断面比较复杂的结构受力构件，因此这种建筑结构具有相对较高的结构承载能力，同时也能够节约大量的建筑钢材，不仅具有较好的结构受力性能，还能够节省一定的建造成本。再加之更加科学合理的设计，同样具备良好的抗击地震冲击的性能。诚然，钢筋混凝土建材的使用在高层建筑设计过程中的重要性及使用价值显而易见，混凝土标号等级使用不合理不仅会影响工程造价，还会对其安全性起着决定性作用。高层建筑混凝土标号不宜高于C50，由于混凝土标号越大，其收缩性越强，容易产生裂缝;若混凝土标号太小，则强度不满足要求。东岭新天地项目1-3号楼的混凝土标号区间为C45-C55，地下室及塔楼低区为C55，高区为C50。

2.2含钢量的控制

随着社会的发展及经济的不断增速，城市的土地使用价格也逐渐上涨，因而建筑的建造成本也是不断攀升。总体而言，单位建筑面积内的用钢量是决定建造成本的一个关键参考指标。尤其在高层建筑的设计阶段，首先要面临含钢量的合理控制问题，完善的含钢量控制措施及有效的方案能够产生良好的经济效益和社会效益，从而高层建筑设计的含钢量势必得到有效控制。高层住宅的含钢量宜控制在50kg/㎡以内，从而使得建设成本控制在合理范围内。

3. 高层建筑的消防设计

3.1高层建筑的火灾特点分析

高层建筑的关键特征是使用人员相对密集，建筑高度较高，所使用的建筑材料比较多，火灾蔓延的速度快。在给人们带来高质量活动场所的同时，安全性也备受人们的关注，高层建筑在很大程度上增加了消防救援的难度，需要重视建筑本身消防设施，提升救援效率。我国目前的建筑物消防安全逃生通道主要以建筑物的楼梯为主，楼层之间无设置垂直的逃生通道，一旦发生火灾，楼梯、过道等将充满浓烟及高温气体，能见度低，各层人员都涌向楼梯通道，部分人员甚至找不到楼梯通道，而在有限的空间下，容易出现堵塞、人员踩踏、呼吸困难等情况，大大降低了人员疏散的速度，使部分人员错过了逃生的机会。

3.2高层建筑消防疏散设计与避难设施

建筑的安全疏散途径主要包括疏散门、疏散走道、安全出口等;其避难设施主要包括避难走道、避难间（避难层）等。建筑安全疏散出口和疏散门在建筑平面中的具体位置，疏散楼梯间的形式和安全疏散距离，避难区域的防烟、防火等保护设施，对于满足逃生人员安全疏散起到关键作用。对于逃生人员用以安全疏散出口和疏散门的设置，要求人员在建筑起火后逃生时能有2个及以上不同方向的疏散途径可供选择，并应尽量将疏散安全出口分散、均匀地布置在平面上的不同方向和位置。倘若相邻2个安全疏散出口之间距离不满足要求，在火灾中实际上只能起到1个出口的作用。相邻出口的间距是根据我国实际情况并参考国外有关标准确定的。目前，在一些建筑设计中存在安全出口不合理的现象，从而降低了火灾时安全出口的有效疏散作用。另外，可将建筑的疏散楼梯间延伸至屋面，进而可使逃生人员多一条疏散途径，以利于逃生人员的安全疏散。特别是住宅建筑，当只有1部疏散楼梯时，如楼梯间未通至屋面，人员在火灾时一般就只有竖向一个方向的疏散路径，这会对人员的疏散安全造成较大危害。

3.3关于消防救援问题的设想与思考

随着高层建筑火灾情况下人员逃生难度不断加大的同时，消防救援问题的解决迫在眉睫，目前我国消防车最大举高高度为80m，以消防员能到达的最高高度计算，包括消火栓水柱喷射距离，最大可能扑救高度约为90m。这样以来，尤其是100m以上的超高层建筑的消防扑救则成为最大难题。所以超高层建筑火灾发生后，主要靠疏散人员自救，即通过疏散楼梯逃生。加之钢结构建筑的普遍性，对建筑的耐火性能是极大的考验，况且对于偶然的突发情况，逃生措施更是值得关注。

2001年9月11日上午8时许，两架遭遇意外的民航客机分别先后撞向美国纽约世贸中心1号楼和世贸中心2号楼，事发不久，该遭遇袭击的两座超高层建筑相继倒塌，其余5栋建筑物也因受震而不同程度坍塌并损毁，最终导致近3000人丧生。由于巨大的冲击力导致塔楼核心筒受损严重，并起火。钢构件在火灾的作用下支撑能力有限，超过构件的耐火极限，建筑整体极有可能倒塌。核心筒破坏并起火的情况下，以上楼层的人员显然是无法通过楼梯疏散的。屋顶起火严重，直升机无法靠近救援，这就意味着部分人员的生还几率极小，因为疏散和救援都无法实现。再者，110層的高度，通过楼梯疏散需要足够长的时间，在该建筑耐火极限达到之前，人员并不能保证疏散完毕。尽管目前大部分超高层建筑均会考虑利用电梯进行疏散，但是在类似突发事件的情况下，其可靠性及可行性难以得到保障。作为高层建筑，无论何种情况下，人的生命安全是首要问题，应该具备突发或特殊紧急情况下辅助疏散及救援的设备及装置，如紧急逃生绳索，由配套装置控制其匀速下降，并自带速控调节器;类似降落伞的翼装飞行服，下降到一定高度会自动打开装置辅助降落，即便是没有经过专门训练的人也能安全着陆。以上辅助逃生设施，应在超过一定高度的每个楼层的特殊部位均有设置，甚至采用专门的消防设备间。在该建筑定期的消防演练和安全教育过程中，将其列为重点演练对象，确保每个人员熟知此类设备的性能、使用方法等。

4结束语

高层建筑无疑给人们的活动带来了极大的便利，其服务相对功能完善齐全。而为避免高层建筑中存在的消防安全、疏散救援隐患等问题，针对建筑消防安全事故发生率进行合理有效的控制，对于建筑防火及安全疏散性能就应当进行科学合理的设计，务必切实加强高层建筑的消防安全水准。因此对于高层建筑的逃生疏散设计预案及其消防救援设施进行合理调配是具有关键性意义的。

参考文献：

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[2]李光良.试析高层建筑安全疏散设计[J].科学技术创新，2018（28）：176-177.

[3]赵雷.分析研究高层建筑安全疏散设计[J].消防界：电子版，2017（8）：65.

[4]《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）