高层建筑设计的影响因素及设计原则

摘要：本文通过对高层建筑设计过程中可能的影响因素进行分析研究，总结提出高层建筑的设计的设计原则。
关键词：高层建筑设计 影响因素 设计原则
近年来，随着经济的发展，科学技术水平的飞速提高，高层建筑数量越来越多。同时我国大中城市土地价格一路飞涨，出现了不少的所谓地王。这就导致两种结果：开发商千方百计追求高容积率和房价的节节攀升。但是一方面开发商为了提高卖点也要求高品质的建筑和周围环境，从而达到经济利益最大化。在这种情况下，高层建筑特别是高层住宅日益成为开发商的首选。
高层建筑的出现在保证容积率的基础上降低了建筑密度，从某种程度上说，高层建筑恰恰符合当前的节能减排的精神，是节能省地的一项重要的措施。由于高层建筑的平面相似，重复建筑面积巨大，如果对高层建筑设计进行合理的优化，一则可节约土建成本，降低总造价；再则可节约资源，带来良好的社会效益，符合创建节约型社会的要求。所以有必要对高层建筑设计的影响因素和设计原则进行探索和总结，以指导以后的学习工作。
一、影响因素
同其他建筑形式一样，高层建筑作为一个物质存在，必然和周围环境进行着或多或少的物质、能量和信息的交流。也就是说高层建筑与周围环境密不可分，受到周围许多因素的影响。要想设计出良好的方案就必须充分考虑这些因素，综合权衡利弊。
大体分来，影响高层建筑设计的因素可以粗略从影响平面和影响竖向两个方面来考虑。


1.影响平面的因素：
建筑标准层是建筑设计当中最常遇见的环节 ，只要涉及到多层 、高层的问题都不可避免地提及标准层的相关内容，其包含的建筑形式广泛 ，所涉及的设计理论和思想也最为实际。由此可见标准层在建筑设具有举足轻重的作用 。建筑师的创作思想、城市规划、环境、能源、结构材料、功能、造型等， 都是决定标准层平面的客观物质基础。而对平面形式发生决定性的影响。
A外部因素
1) 交通
交通分为静态交通和动态交通，动态交通又分为人行和车行，建筑师在组织内外交通时一定要充分考虑周围的交通现状和合理的预计未来的交通状况，做到高瞻远瞩，着眼于现在，放眼于未来。通过合理的规划设计，改造不合理的交通现状。树立效率意识，使内外交通合理互动，使其形成有机、高效的整体。高层建筑中的交通核在标准层中起的最大作用就是交通连接与安全疏散作用 ，处理好交通问题是标准层设计成功的关键 ，也是保证整栋建筑能够高效、安全 、便捷运营的决定性因素。
2) 消防
消防作为平面设计的主要考虑因素，结合建筑的层数和建筑的面积，平面的交通疏散会有不同。同时要靠虑整个建筑的与周围建筑的消防间距和消防疏散问题，做到防患于未然。例如：根据防火规范要求确定建筑之间的防火间距和疏散距离及疏散宽度，是我们设计一个建筑内部交通疏散和外部交通组织时不容忽视的一个方面。
建筑的消防非常复杂， 现有的多、高层建筑的定义主要是根据消防设备的能力和消防方式不同而确立的， 说明消防问题对于建筑的影响很大， 要加以足够的重视。尤其对于作为承载复杂功能空间高效运行的高层建筑标准层来说， 合理的疏散路径及消防救助措施体系更是不容忽视， 在标准层设计中稍有不甚造成的后果将不堪设想。
3) 周围环境
这里指的环境的是狭义的建筑基地地形、地貌、景观、气象、周围建筑现状等自然环境。这些都直接、间接地影响到建筑物的平面形状。环境影响可从三个角度去分析， 分别为城市环境、基地环境及气候环境。
城市环境是建筑的一个相对微观的一个影响因素。通过考虑周围城市环境的特点，来确定整个或者部分标准层的功能布局。例如，周围都是住宅区而缺少商业建筑，就非常有必要设计高层建筑底层带商业以满足城市环境的需要。
“ 因地制宜”是建筑设计的一个基本准则。建筑标准层平面形状多受基地大小、形状、位置朝向的影响：小块方整基地， 多选几何形标准层平面；地块若窄而长时， 就不宜采用进深大的平面， 多选择狭长形状， 适于选取线形标准层平面；地处十字口， 丁字口， 锐角交叉口或地块小而不规则时， 建筑标准层平面形状就要针对具体的地形、朝向而精心设计， 在满足功能要求的基础上， 建筑形象要从各方面收到良好视觉效果， 对标准层平面进行凹凸曲折、立面切割等处理手法与地块相适应，这样也就能够设计出能够从周围环境中有机生长出来的建筑。
气候环境的影响有会通过多方面来影响平面设计，这将在下面的详细论述。
4) 朝向
在建筑设计中设计师往往强调良好的朝向，通过总结不难发现，所谓好的朝向就是具有良好采光通风或景观资源的朝向。
对于平面功能复杂的标准层平面要分析周围景观与平面功能的关系，确定朝向的优劣顺序，根据功能的优先等级，合理确定各个功能的良好朝向，使得各个功能各得其所。避免景观资源的浪费。对于采光通风的追求在高层住宅中体现的尤为重要。由于高层建筑的标准层往往就是十几个或几十个，有必要对高层住宅建筑的朝向进行反复斟酌，如果草草了事，成为设计的败笔，后果不堪设想。
5) 风向
风向特别是常年主导风向对建筑设计的影响也是不容忽视的，对于城市局部的小气候环境所形成的小气候风向也要密切关注，通过设计提高建筑适应环境的能力。
对于标准层平面中的可能会产生污染的功能空间，应该尽量避开常年主导风向，例如卫生间、厨房等。根据建筑所处的气候分区的不同，对冬季冷风的方向关注的程度也是不同。对于寒冷地区，像西安地区，应该合理的选择建筑的迎风面，避开冬季冷风的主导风向，避免冷风渗透带来的多余的热能消耗。
风向对平面的影响不仅体现在平面功能的布局上，还体现在平面的外形上，高层建筑，特别是超高层建筑的外形往往选择流线形或者是圆滑的方形，来避免直角平面带来的相关风缺陷。同样对多个高层建筑的组合群体，也要避免各种相关的风缺陷，减小对城市风环境的不利影响。
B内部因素：
a) 功能
建筑的内部使用功能是建筑的灵魂，功能是建筑设计的最基本的需求，建筑的功能使用要求是建筑的生命，也是建筑存在的前提。建筑功能的对空间的要求是最直接的、最根本的。
使用功能的限制建筑的最终目的是为人们使用， 使用功能是制约标准层空间布局的首要元素，是建筑的最根本的目的。
b) 内部交通
内部交通主要从功能和消防两方面考虑，通过功能分区确定内部交通的组织情况，同时满足防火规范中关于防火分区、疏散宽度和疏散距离的规定。同时要注意内部平面和竖向不同功能分区间的交通联系。做到使用管理方便、疏散合理安全。
c) 建筑形象
形象是建筑的外在形式。也是最直观的要素之一。它对建筑的建筑设计的影响很大，往往一个方案的第一印象就是建筑设计的形象。好的建筑形象能够使人的心灵产生震撼，变成实施方案的可能性就很大。
对于任何建筑来说建筑形象都是由平面叠加而成的， 建筑的形体生成受平面的直接影响， 平面形式是建筑形象的基础。建筑的标准层正是截取建筑整体中水平面和垂直体交汇处的任一单元段， 是建筑形体的最基本组成单元。所以建筑形象同样是影响标准层设计的内部因素。
2.影响竖向的因素
A城市规划的要求
要充分考虑上位规划对新建建筑的相关直接要求。当然大部分情况下，规划部门上位规划也是在考虑到城市的容纳能力的前提下制定的。某些情况下，对建筑的高度、体量、色彩及材质等会做出或多或少的要求。作为设计者要充分考虑这些所谓的“限制因素”对其进行筛选，去其糟粕取其精华这样便能创新地设计出高质量、高品位的建筑来。
B天际轮廓线
随着城市的发展，优美的城市天际轮廓线已不再是被忽略的方面，由于城市建设的加强，现代人居住、工作环境应经很少有“采菊东篱下，悠然见南山”的条件了，取而代之的是城市的局部小环境。因此优美的城市轮廓线或者街道轮廓线，势必代替南山成为人们举目远眺的理想对象。优美的天际轮廓线往往能够成为整个城市的象征，成为城市的名片。而高层建筑作为轮廓线中的不可忽视的部分，其上部的造型，外形的轮廓及不同轮廓线之间的构图关系都充当着城市名片的使命。
C周围城市的人文环境
特殊的历史风貌区，高层建筑的设计就要非常慎重，既要考虑到设计的功能、结构要求，更要注意地域文化的影响，适当兼顾一下城市的人文环境，也就能够是新建建筑融入城市人文环境中。
D街道尺度
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。这是人对高层建筑近距离的感知，也是高层建筑设计中重要的一环。临近街道的高层建筑部分的尺度确定，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。例如:上海南京路两边的高层建筑置于后面，裙房置于前使两侧的建筑高度与街道宽度的比例为1∶12 ，形成良好的购物环境。为了保持街道空间及视觉的连续性，高层建筑临街面应与沿街的其他建筑相一致，宜有所呼应。如:在新加坡老区和改建后一条干道的两侧，为了不致造成新区高层和老区低层截然分开，沿新区一侧做了和老区房屋高度相同的相似的裙房，高层稍后退，形态效果良好
E空间的近人尺度
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。这部分经常为使用者所接触，也易被人们仔细观察，也是人们对建筑直接感触的重要部分。其尺度设计应以人的尺度为参考系，不宜过大或过小，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，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。对入口部分及建筑周边空间加以限定，创造一个由街道到建筑过渡缓冲的空间，使人心理有一个逐渐变化的过程。如:上海图书馆门前采用柱廊的形式，使出入馆的人有一个过渡区，这样使建筑更具有近人及亲人性。
F地质地形地貌
根据相关的规范，各地不同的抗震设防烈度，同样高度的建筑要求的结构形式就会不同。不同的地形地貌，地质勘查结果，对高层建筑的竖向设计的影响不同。本着勤俭节约、适当超前的精神。我们要综合考虑、反复权衡，合理设计建筑的竖向设计，不能不顾造价成本，一味地追求高度。
G气候
气候因素同样影响高层建筑的竖向设计。高层建筑所处的风环境产生的风荷载是其水平荷载的主要部分。是高层建筑结构设计水平位移的主要影响因素。在沿海等风速较大的地区，高层建筑的立面设计也要考虑风环境的影响。避免各种尾流效应等风缺陷。
二、设计原则：
通过泛泛的分析，总结后提出一些高层建筑设计中的一些设计原则：
1.环境先行
这里的环境是广义的环境，包括社会、经济、自然、人文等方面，只有充分考虑基地周围的各种环境才能很好的对建筑出现对环境的影响做出相对合理的评估，并对其附加相应的权重。从而采取相应的措施来使其融入环境，与原有环境和谐共生。从外部上做到和谐共生。
2.功能合理；
对于一些功能复杂的高层建筑，要对内部的功能进行合理分区。研究各区的相互联系、比例关系。确定各区在平面和竖向上的关系。使其各部分之间协调工作，完美配合。做到方便高效，空间宜人。从内部上达到有机共生。
3.结构适宜
选择适宜的结构设计，从概念到具体的设计方案，要进行多方案比较，综合权衡，选择适宜的结构设计方案。开阔思路、适当创新，不拘一格、结构合理。根据相关经验，从水平、竖向荷载及对周围环境的影响方面考虑，高层建筑的合适的体型为圆锥形，采用圆锥形或似圆锥是高层建筑结构不错的概念设计方案。
4.经济绿色
经济效益和社会效益都要兼顾，必要时要有所侧重，提倡节能减排，采用新材料、新技术、新工艺减小建筑全寿命周期内的运行费用，达到绿色环保的目的。
三、小结
在建筑设计过程中，周围各种因素的影响与建筑设计本身是相互的，是互为条件的。高层建筑设计必须顾及到各方面影响因素， 做好设计前期的调研、分析等计划任务， 明确有利和不利条件， 在设计时才能有的放矢， 趋利避害， 设计出符合要求的平面及建筑形体。同样，设计反过来对城市规划、景观环境、经济生态效益以及使用功能、建筑形体等都会产生长远、深人的影响。所以建筑师前期的调研分析，资料收集就显得尤为重要，所谓厚积薄发，只有综合的整体分析，才能设计出相对和谐的建筑。
参考文献：
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5. 刘大海 《高层建筑结构方案优选》 中国建筑工业出版社