随着城市建设的快速发展及建造技术的不断提高，超高层建筑在城市中心拔地而起。据统计，全球100栋最高的建筑中45%位于为亚洲，而这其中的50%位于我国。超高层建筑高效利用了土地，美化了城市天际线，但其使用率偏低的问题一直饱受诟病。对此，笔者认为评价标准不能仅以使用率的高低作为依据，而应客观地认识到超高层建筑一般定位高端，配置较高，其功能的完备性与使用率之间存在着天然的矛盾。

本文将对若干国内超高层建筑的核心筒进行研究，重点探讨了影响 核心筒大小 的各种因素和 核心筒优化设计原则 。

一、超高层建筑核心筒功能剖析

 

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超高层建筑大多采用“框架-核心筒”的结构形式，核心筒既是重要的结构受力部分，又是众多功能的聚集部分。笔者通过对广州利通广场、北京国贸中心三期、香港国际金融中心二期、广州西塔、南京紫峰大厦等超高层建筑的标准层核心筒进行了剖析，首先统计了核心筒中各功能空间的面积大小及所占比例，详见下表1和表2。

从上表的统计数据可见：

（1）电梯井道是核心筒中面积需求最多的功能空间，约占核心筒总面积的30%左右。

（2）各种设备机房和管道竖井是核心筒中面积需求第二的功能空间，约占核心筒总面积的15%；这其中又以空调机房的面积需求最大约占10%。

（3）卫生间、清洁间和茶水间等是核心筒中面积需求第三的功能空间，一般约占核心筒总面积的10%-12%。

（4）疏散楼梯是核心筒中面积需求第四的功能空间，一般约占核心筒总面积的7%。

（5）交通通道作为必要的联系空间，一般约占核心筒总面积的5%。

仅统计几个项目，数据的绝对值可能存在偏差，但核心筒中各功能空间的大小排序规律一般不变。虽然核心筒优化过程中每一个细节都不能放过，但 根据大小排序来安排优化工作重点 也不失为一个明智的工作方法。

二、超高层建筑核心筒大小影响因素分析

 

 

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影响核心筒中各功能空间大小的因素非常复杂，本文将探讨最重要的两个。

（一） 电梯井道

垂直交通系统是超高层建筑的运动神经，也是重要的客户体验界面，其重要性不言而喻，其设计的复杂程度也是超高层建筑设计中的难点。

影响因素1：业态功能\项目定位\运营模式 

业态功能层面：“酒店+写字楼”的综合体和纯写字楼的单体在配置标准、电梯分区等方面存在较大差异，对电梯井道数量影响较大；

项目定位层面：国际顶级和国内甲级在候梯时间（国际顶级一般小于30s，国内甲级一般小于40s）、单梯服务面积等配置标准方面存在较大差异；

运营模式层面：自持经营和销售经营的项目在电梯设计方面考虑的侧重点不同，如有租赁多层的大客户也需要提前考虑，可能需要为大客户设置专属电梯；…… 

影响因素2：垂直交通系统设计方案

在设计标准相同的前提下，垂直交通的 分区策略 、 收分策略 和 轿厢选型策略 等都是影响核心筒使用率的关键因素。

超高层建筑一般采用“高中低直接分区”方案或“分区+空中大堂”方案。是否设置空中大堂？设置几个空中大堂？空中大堂设在什么位置？采用“提高梯速+降低数量”的策略还是“适中梯速+增加数量”的策略？另外，是否选用双层轿厢电梯？如果选用用在什么位置？全部采用双层轿厢电梯还是只有穿梭梯采用双层轿厢电梯？不同的电梯方案适应不同的业态或客户，有非常多种的组合……在达到同样设计标准的前提下，可以有“穿梭梯为双层轿厢+本地电梯为单层轿厢+一个空中大堂”、 “穿梭梯为双层轿厢+本地电梯为单层轿厢+二个空中大堂”，和“穿梭梯和本地电梯均为双层轿厢+二个空中大堂”的方案，所对应的客梯井道分别为28个、28个、24个，井道面积差异明显。如何取舍需要结合成本投入、使用率、系统使用便捷程度等综合考虑。

（二） 设备机房、管道竖井

设备机房、管道竖井是超高层建筑的血液，是建筑赖以运行的基础，由于空调机房在设备机房中的面积占比较大，因此本文此处重点研究空调机房的影响因素。

影响因素1：业态功能\项目定位\客户定位

业态功能层面 ： “酒店+写字楼”的综合体和纯写字楼的单体在负荷需求、机房集中设置还是独立设置等方面存在较大差异；

项目定位层面 ： 高端项目为了追求更高的舒适度，在空调系统方面往往采用全空气变风量空调系统（VAV系统），甚至是地板送风系统（香港汇丰银行）、辐射吊顶系统（广州珠江烟草大厦）；

客户定位层面 ： 以金融客户为主力客户的项目，对备用发电机和备用制冷机组等要求有充分的预留，数据机房也需要设置独立的精密空调系统。

影响因素2：空调系统设计方案

目前高端项目较为流行“全空气变风量空调系统（VAV系统）”，而“地板送风系统、辐射吊顶系统”也有少量应用，低端项目则大多采用风机盘管系统。不同空调系统的机房设置位置不同，机房尺寸也有所差别，一般而言， 地板送风系统的空调机房最大、VAV系统的空调机房次之，风机盘管系统的空调机房最小，而辐射吊顶系统空调机房集中设置在避难层，标准层核心筒中不需要设置 。

（三） 卫生间、清洁间等

卫生间作为重要的客户体验界面，是很多项目都会进行重点设计的空间。

影响因素1：项目定位

很多定位高端的超高层项目都会提升配置标准：如加大厕位和洗手池的配置数量，如女卫增设化妆区，再如设置行政卫生间或淋浴间；有些重视健康环保的项目还会设置垃圾集中处理间……这些配置的提高无疑将会加大核心筒面积。

影响因素2：核心筒的几何形状

由于电梯井道、楼梯间、卫生间等都是方正空间，最易被方正核心筒容纳，因此方正核心筒最为高效；异形核心筒在容纳方形空间后将产生大量零星的异形空间，虽然这些零星空间可以部分地被管井利用，但仍然存在着一定数量的浪费。

这一点在广州西塔、南京紫峰大厦这两个三角形核心筒的项目上表现得非常明显，它们的标准层使用系数分别为71%、70%，低于同档次同高度正方形核心筒标准层使用系数1.5%-3%左右，详见表1。

（四） 疏散楼梯

疏散楼梯根据消防规范是核心筒中必不可少的空间，其影响因素相对稳定，优化空间有限。

影响因素1：设计规范

根据最新的建筑设计防火规范，当设置自动灭火系统时，高层民用建筑的最大防火分区为3000平方米，每个防火分区应设置一部疏散楼梯。老规范为2000平方米。因此， 标准层面积的设置应该经济合理，避免出现标准层面积超出规范一点而要多设一部疏散楼梯的情况 。

另外，各地的规范审批尺度有所不同，有一些特殊案例，本文暂不做讨论。

影响因素2： 核心筒的几何形状 参见（三）2。

（五） 交通通道

交通通道起到了联接作用，是核心筒中必不可少的组成部分，其面积大小主要取决于核心筒的布局方式，也跟垂直交通方案密切相关。

影响因素1：核心筒的布局方式

在容纳相同功能空间的前提下，不同核心筒布局方式会影响核心筒使用。

在分区前提下，如穿梭梯设置在核心筒外围，那么在上部穿梭梯取消后的面积可以用来出租经营；如设置在内部则无法整体上收缩核心筒，虽然能够利用该区域作为其他用途，但是从统计口径无法提高使用率。

   

 

下面的案例则很好地体现了核心筒随低区电梯井道取消后进行收缩，释放的面积可以很好地作为使用面积。

另外， 在相同功能空间大小的情况下，不同的核心筒布局方式也将对核心筒的使用率有一定的影响，主要体现在对交通通道的利用上，一般而言一字型布局的交通面积最省。

三、核心筒各功能空间的优化策略

 

 

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从以上分析可见，最好的设计方案应该是实现了 较高使用率 与 较高品质 共存的平衡方案。超高层建筑核心筒优化策略可概括为如下几个方面：

（1） 由于电梯井道在核心筒中所需面积最大，而且电梯系统也是重要的客户界面，因此，垂直交通系统设计是超高层建筑优化核心筒关键中的关键。这需要处理好垂直分区和核心筒收分策略、穿梭梯在核心筒内的具体位置、电梯轿厢选择等系统性问题。

设计难度系数： ★★★★★

（2） 建筑体型应尽量方正而规整，避免异型空间带来的浪费。（核心筒形状一般与建筑平面相符）。

设计难度系数： ★

（3） 标准层面积的设置应经济合理，避免出现标准层面积超出规范一点而要多设一部疏散楼梯的情况。

设计难度系数： ★

（4） 卫生间、清洁间等需要结合项目定位、客户定位进行适配设计，不建议过分压缩这部分面积，但也不需要过分配置。某些配置了行政卫生间的项目多租户出租，物业给每个租户1-2把行政卫生间钥匙，这种情况下行政卫生间的使用率很低，因为这部分客户并不希望跟别人共享卫生间，实际上失去了行政卫生间的意义。

设计难度系数： ★★

（5） 设备机房、管道竖井需要结合业态功能、项目定位等进行适配设计，高效利用空间，合理预留。

设计难度系数： ★★★★

本文仅探讨了超高层建筑核心筒优化的原则性和方向性问题，还有很多具体内容未深入展开，抛砖引玉，供大家参考，还望指正