浅析高层标准办公楼设计要点

季逍

上海市建工设计研究总院有限公司 上海 200235

改革开放四十年，社会经济蓬勃发展。经济的发展，也促进了社会对建筑要求的提高与建筑技术的进步。随着经济发展与城市化进程加速，用地紧张的情况逐渐凸显。同时，由于社会对办公环境要求的提高，对建筑设计建造提出了更高的标准与要求。随着建筑技术的进步，全国各地开始大量出现高层标准办公楼。

1 项目背景

上海普实医疗仪器设备及器械研制基地项目位于上海市普陀区，总用地面积22326.40平方米。项目内包含了4栋高层办公楼。本次讨论的办公楼为1#办公楼。1#办公楼总建筑面积27576平方米，地上十七层，建筑高度79.90米，标准层面积1596平方米，标准层核心筒面积283平方米。建筑形体规整，一层至二层设置局部通髙的入口大堂，八层半层设置暖通设备区，其余空间为标准办公空间。一层层高5.00米，其余楼层层高均为4.35米。

2 项目特点与难点

作为一栋80米左右的高层标准办公楼，本次设计上遇到的问题非常具有代表性。

2.1 消防设计

由于本建筑核心筒采用居中布置，首层疏散无法直通室外，需通过采取一定措施以满足《建筑设计防火规范》相关要求。

2.2 入口大堂设计

本建筑一层至二层有一个占标准层面积一半的通髙入口大堂，为了保证大堂的室内空间美观规整，暖通空调新风设备需尽可能隐蔽设置。

2.3 机电设备布置

由于建筑高度较高，暖通设备管路长度过长，相当一部分的暖通设备无法设置在屋顶，需要在建筑中间层另外设置一个设备层[1]。无论是平面的设计，还是核心筒管井的排布，都面临着不小的挑战。

2.4 外立面规整设计

本次项目作为上海市普陀区地标项目，对外立面美观规整的要求较高。由于建筑采用了上下连贯通髙的竖直线条的玻璃幕墙，为了保证外立面玻璃幕墙完整性，需要尽可能减少或者避免在东侧南侧城市展示面出现暖通百叶，规整门窗洞口与百叶的开启[2]。

3 项目设计要点

从前面提到的项目特点与难点，以本项目为例，可以从下面这些角度论述一栋高层标准办公楼设计要点。

3.1 消防设计

高层标准办公楼的设计过程中，除了遵循普通高层民用建筑的各项防火设计规定，还存在一些比较特殊的情况。根据《建筑设计防火规范》相关要求，楼梯间与消防电梯前室或合用前室应直通室外，或者在首层采用扩大的楼梯间前室直通室外。《建筑防烟排烟系统技术标准》中，也要求增压送风的地下室楼梯间顶部有可击碎的固定扇外窗。然而，由于平面布置时为了保证空间完整性，很多办公楼楼梯间与消防电梯位于建筑中间不贴邻外立面。此时，需要在建筑首层设置扩大的合用前室，并在前室上方做土建夹层以满足暖通专业的防排烟要求。这种处理措施会破坏首层平面的空间完整性，需要在平面布置时充分考虑这一措施对首层平面功能布置的影响。

图1 首层合用扩大前室横剖面与纵剖面

3.2 平面设计

高层标准办公楼的标准层往往平面较规整，但是其中还是有很多需要注意的细节。

3.2.1 轴网布置

如果办公楼标准层平面是比较规整的类轴对称形状（比如矩形），为了美观，宜在有轴对称设计的立面采用奇数跨，这样比较容易保证首层的大门居中设置时不被柱子遮挡，保持建筑外立面的对称美感。

3.2.2 柱子与核心筒的对位关系

在设置柱子与核心筒位置时，需要考虑柱子与核心筒的对位关系，尽量缩短承重梁跨度，从而避免梁跨度过大增加结构梁高度，影响标准层净高。

3.2.3 柱子缩截面时的技巧

当建筑高度较高时，由于结构自重较大，剪力墙与柱子往往会随着建筑高度增加截面逐渐缩小。在建筑专业与结构专业的沟通中，往往会忽视截面缩小原则的把控，不同的缩截面方案会对设计的美观性合理性经济性产生很大影响[3]。在确定缩截面方案时，建筑专业需要充分考虑柱子与外立面门窗洞口或者幕墙的对位关系，柱子与核心筒的对位关系以及屋面排水管等给排水管道的上下层对位关系。

3.3 入口大堂设计

现代高层标准办公楼往往会有一个非常气派的两层通髙入口大堂，作为建筑重要的对外形象展示。然而入口大堂有大量的墙面装饰与顶棚装饰，对于机电尤其是暖通专业空调新风口的隐蔽设置有很高的要求[4]。比较主流的处理方式是采用踢脚线埋地式空调机与侧墙出风，两者往往结合使用。建筑专业需要统筹室内专业的室内效果设计与暖通专业暖通设计，达到比较理想的最终建成效果。

3.4 设备转换层设计

在传统的建筑设计中，会将大量暖通专业的设备机组全部设置于楼顶。当建筑高度较高时，由于管线长度过长，会导致设备运转荷载过大，降低设备运行可靠性。为此，需要将机电设备与管线高低分区，在建筑中部设置若干设备转换层放置暖通设备机组。在设计设备转换层时，由于暖通设备机组往需求的净高较高，而且有一定的管线交叉走管要求，会严重影响层高。为此，需要充分考虑暖通机组的高度，为该层留出足够的层高[5]。当建筑高度比较紧张时，可以通过在梁高范围内局部降低结构楼板标高的方式在有限的建筑总高度内，为设备转换层留出最大的可利用净高。

3.5 核心筒设计

在高层标准办公楼的设计建造过程中，核心筒是设计的重中之重。它承载了建筑的竖向交通，管线，服务，疏散等重要功能。现代高层标准办公楼的核心筒，主要由疏散楼梯，电梯（消防电梯），附属用房（卫生间，茶水间，洗涤间等）以及各种设备管井组成。在现代高层标准办公楼的平面设计中，为了提高得房率并在建筑内形成一个比较规整的空间，核心筒设计讲究极致的空间利用，在一个有限的空间内完美解决所有除了办公功能以外的所有问题[6]。核心筒过大不仅会影响标准层的办公空间得房率，根据各地规划局的相关规定与《建筑设计防火规范》的规定，也会导致屋顶机房层面积过大从而影响建筑高度的计算。

然而，极致压缩的核心筒空间带来很多问题，疏散楼梯的宽度长度，电梯井道的大小，电梯厅的宽度，卫生间茶水间洗涤间的大小与各种设备管井的大小互相各为矛盾。纵观核心筒的设计过程，是一个解决各大功能矛盾的一个过程。

核心筒的设计中的要点，可以从以下方面加以概括：

3.5.1 疏散楼梯

疏散楼梯需根据《建筑设计防火规范》要求留足梯段净宽净高，楼梯间疏散门开启不得影响疏散楼梯净宽。需特别注意当有梁凸出时，梁对疏散楼梯净宽的影响。当疏散楼梯采用机械加压送风时，建议在楼梯剖面详图上复核暖通专业的送风百叶是否和楼梯结构梁板柱相冲突。当核心筒在平面里居中布置时，疏散楼梯位置与疏散门位置建议均匀布置，以最大限度满足平面疏散距离要求。

3.5.2 电梯与电梯厅

电梯宽度进深决定了电梯井的大小与电梯厅宽度，电梯厅宽度除了需满足相关规范要求以外，从空间合理性角度来说一般不宜小于3米。电梯布置时，为了使用者方便观察停站情况以及控制候梯人数，一般单边连续并联设置不宜大于4台。在设计消防电梯时，需注意前室短边不得小于2.4米。此外，由于高档办公楼往往在电梯选型时倾向于使用较高的轿厢，轿厢门洞尺寸高大，可能对结构专业剪力墙的设置造成影响。

3.5.3 附属用房

核心筒的辅助用房主要由卫生间，茶水间，洗涤间等组成。根据《办公建筑设计规范》，需注意卫生间门不得直接朝向办公区域，以免卫生间异味污染办公空间。比较常规的做法是在男女卫生间入口设置一个合用通道形成一个过渡空间，或者采用干湿分离方法将洗手盆外置，作为卫生间的前室。根据《无障碍设计规范》，当单独设置无障碍卫生间有困难时，可在男女卫生间各设置无障碍厕位解决。此时，需要注意卫生间内的无障碍通道净宽[7]。在布置卫生间洁具时，需考虑卫生间给排水井道的检修门位置，为检修留出足够空间与工作面。茶水间，洗涤间考虑到给排水专业的管线排布，建议靠近卫生间设置。

3.5.4 设备管井

在排布核心筒设备管井时，需充分考虑设备管井有否有墙面出管需求，以免影响设备管井的正常使用。当设备管井较大排布困难时，可以考虑将该管井分为2个小管井，在减小管井大小的同时，也减小了设备管线墙面出管尺寸，这样有利于减小每个标准层设备管线的宽度高度，从而方便控制建筑完成后的标准层净高。由于高层标准办公楼往往建筑高度过高，某些设备可能分高低区设置。为此，有些设备管井也会因楼层所处高度有所增减或合并。

3.5.5 剪力墙设置

高层标准办公楼核心筒往往布置了大量非常厚实的剪力墙，对设备管井的管线出管与各种房间设备管井门洞的位置尺寸有很大的限制。在与结构专业沟通时，可以适当增加卫生间，电梯井道的剪力墙比例，为楼梯间设备管井等有侧墙留洞需求的部分尽量多留一些砌体墙，方便设备管井的管线出管与房间门洞布置。而机电专业在设计时，需尽量减少设备管井出管数量与尺寸，方便结构剪力墙的布置。

3.6 管线综合与层高设计

高层标准办公楼的每个标准层，有大量的设备管线排布于梁下或者顶板下，主要有给排水消防喷淋管，电气强电与弱电桥架，暖通空调系统及其冷媒管，新风系统与排烟系统的风管等。在做管线综合设计时，需要减少各个专业管线重叠，避免局部净高过低。同前文提到的一样，管井在平面上的分散均匀布置，有助于减小设备管线尤其是暖通各种风管的宽度高度，管线在平面上的分布也更均匀，避免同一地点重叠交叉的管线过多。由于标准层的梁会比顶板凸出很大距离，而设备管线往往贴着梁底布置。当遇到无法避免的局部大量重叠设备管线时，可以通过梁窝内翻解决。

图2 标准层剖面关系示意图

3.7 外立面规整性设计

随着建筑技术的进步与人们审美要求的提升，现代建筑尤其是高层办公建筑往往大量采用玻璃幕墙设计。常见玻璃幕墙的主体支撑结构由横档与竖挺构成。从美观角度，玻璃幕墙往往可以采用局部隐框设计，横档与竖挺可以选其中一类处理为隐框，会出现横明竖隐与竖明横隐两种玻璃幕墙形式，提升建筑外立面的规整性。

民用建筑外立面除了门窗幕墙，往往还有大量设备对外百叶洞口，处理得当可以得到一个比较规整的立面效果，处理不得当会严重破坏立面的协调规整性，影响建筑美感。以本项目为例，由于建筑东面与南面为重要城市展示面，需要保证建筑外立面的完整性，在设计时采用以下方法。首先将每层的暖通设备对应的外机设备机组集中布置于屋顶与建筑中部的设备转换层，尽最大限度减少百叶洞口的数量。其次，设备转换层在设计时，将外机设备机组集中设置于平面的西侧与北侧，这样对应的通风百叶洞口也设置在平面的西侧与北侧。通过以上措施，建筑南面与东面的重要城市展示面的规整性得到了保证，同时建筑西面与北面的外立面也仅在设备转换层有百叶，外立面比较协调。

4 结语

高层标准办公楼往往有着相对规整简单的平面，但是纵观整个设计过程别有乾坤。从消防设计，平面设计，入口大堂设计，到设备转换层设计，核心筒设计，再到管线综合与层高设计，外立面规整性设计，无不考验着建筑专业从业者的设计把控能力与统领各个相关设计专业的统筹管理能力。在设计过程中，除了做好建筑专业自己本专业的设计内容，还需要充分考虑其他各专业可能的需求，保证最后项目的可实施性与项目质量。