高层建筑设计，听说你怕了！

发布于：2018-05-30 14:01:30 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

导读： 由于社会发展迅速，城市人口急剧增长，用地十分紧张，为了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趋势所在。高层建筑是工业化的产物，人们对高层建筑的态度经历了一个反复的过程。

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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。高层办公建筑人员和机构集中，方便相互的联系，有利于提高工作效率。市场对于高层建筑的需求也越来越高，伴随着这种社会需求形式，高层建筑在各地如雨后春笋般涌现，这为建筑行业的发展提供了良好的机遇。

但高层建筑的平面系数低，单位造价高，管理费用大，能源消耗大，对防火、安全疏散、建筑设备等还有许多特殊要求；对高层住宅来说，高层的住户到地面活动也不方便。所以，在计划建造高层建筑时必须从实际出发，权衡利弊得失，综合考虑其经济效益、环境效益和社会效益。

我们通常把建筑总高度超过24m的定义为高层建筑，建筑总高度超过100m的定义为超高层建筑。高层建筑具有占地面积少、建筑面积大、造型特殊、集中化程度高的特点。高层建筑如同雨后春笋般的拔地而起，它的重要性日益凸显。

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所以如何合理设计高层建筑，使其占地面积少，节省土地资源，又能有较好的日照、采光和通风效果。建筑师们应当在形成作品前充分考虑社会环境、经济、政治、人文以及美学各方面的因素，依据建筑设计原理及方法，从而对作品进行系统分析。

我国作为一个人口众多的国家，生态环境保护工作已经成为了一个迫在眉睫的问题。在进行高层建筑生态环境的改造过程中，要从建筑设计的角度出发，在遵循相关设计理念的同时，充分把握建筑市场的相关需求，积极学习相关的先进技术，使更多的先进技术为建筑设计服务，同时相关的建筑设计人员要积极进行系统化设计的研究工作，进而将更多更好的设计思路表现出来。

一、高层建筑设计原则

（1）高层建筑与城市环境协调发展

1.防止高层建筑密集：高层建筑的密集虽然对有利于方便办公，但不仅给城市空间带来压力，玻璃幕墙的大面积使用也造成光污染。在城市规划设计中要对区域内的高层建筑密度进行限制，避免高层建筑的集中分布。力求使高层建筑的布局局实现与自然景观、历史文化环境的有机结合，为市民创造宜人的城市空间环境。

2. 高层建筑与城市街道：高层建筑分布在城市中商业发达的地段，其底部必须和街区的城市结构联系，并与城市的水平尺度比例相当。设计时应该对周围建筑的场地范围予以密切注意。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，减少高层建筑对街道的压迫感，高层建筑物之间的地面场地应该加入更多的街道生活，使环境丰富生动起来。在规划设计时要对这些街道进行扩展，加大其通行能力。

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（2）优化围护结构

在寒冷地区，较为常见的围护结构的做法为：粘土空心砖与实心砖复合砌筑的墙体；采用粘土实心砖或空心砖岩棉进行夹心砌筑的复合墙体；采用页岩陶粒混凝土空心砌块进行砌筑的墙体等，良好地建筑材料能够起到良好地保温隔热效果。

（3）注重耗能节能问题

在高层建筑的耗能结构中，外围护墙体耗产生的能量消耗最大，能够占到总耗能比例为25%。这与外围结构的外露面积大事分不开的，而建筑的形体变化是增加围护结构面积的主要因素，对于高层建筑来说，体形系数越大，则会产生更多的耗能，因此在进行外围结构设计时，遵循的原则为，形体变化不宜过为复杂和多变，科学合理选择相应的建筑保温材料以及建筑结构形式。

高层建筑设计师往往贪大求高，造成高投入、高能耗、低效益、低回报，浪费巨大。因此，高层建筑应充分重视节能且首要考虑，具体包含：一是优化朝向设计及建筑位置，阳光蕴藏了庞大的能量，为保证高层建筑室内有舒适的温度并尽可能多的采集到光线，高层建筑北向、东向的开窗面积应尽可能小些，南向的开窗面积则要大些。

二、高层建筑防火的问题

高层建筑的总体布局要遵循畅通安全的相关原则，在进行楼道设计时，能够保证人员进行畅通流动，在紧急情况下，能够及时进行人员疏散，同时应在相应的采光设施以及照明系统位置设立显眼的疏散标志这样能够实现紧急情况下，人员快速进行安全撤离，有效避免踩踏事件的发生。

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对相应的防火分区进行合理设置，同时合理设置相应的消防器械以及疏散通道，这样在火灾发生时候，能够及时采取相应的灭火措施，同时有效进行人员的疏散。要保证在同一层楼体的任何一个位置，两个消防栓的水枪能够同时到达。在进行建筑室内室外消防系统设计时，要充分满足相应的消防用水的要求以及灭火水压，同时消防水池的容量也要满足相应的防火要求。

三、高层建筑抗风问题

要根据建筑物周围的气流状况以及受到外力作用下，建筑物的形体变化，结构不稳定或者产生疲劳性破坏，因而建筑围护结构成为高层建筑一个重要的安全隐患。风灾损坏的主要表现形式为，破坏建筑的结构，甚至导致倒塌现象，因此在进行建筑工程的抗风设计时，能够对工程安全产生重要的影响作用。

四、高层建筑电气问题

（1）消防电源与配电的设计。 在进行高层建筑消防电源的设计过程中，需要满足：

①相应的供电电源要来自于两个不同的发电厂，这样一旦出现问题或者发生突发事件，能够保证建筑的电源能够正常运行；

②相应的供电电源要求来源于 2 个不同的区域的变电站；

③搞成建筑其中一个电源要来自于相应的区域变电所，而另外的一个电源为自备的发电设备。

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（2）建筑应急照明设计。 当高层建筑发生火灾或者其他故障时，可能会对建筑的正常照明系统产生影响，进而启动相应的应急照明系统，这被称为事故照明，进行高层建筑应急照明的安装设计时要遵循人性化的相关原则，将应急照明设施设置在相应的疏散楼梯、消防控制室、消防电梯前室、消防水泵房、电源室、变配电室或者防排烟机房的墙面位置以及顶棚位置。

（3）电梯设计。 在进行高层建筑的电梯在设计时要遵循的原则为，电梯位置设置合理，运行噪音较小，不影响居民的日常生活。同时还要根据居住结构的形式对电梯的最大载荷进行调整。这样能够充分保证居民方便进行出行。在遇到紧急情况时，电梯要能够提供安全便捷的疏散方式。

同时便于进行人员的施救以及火灾的抢救，要设计相应的排水设施。一般会在高层建筑设计过程中，将相应的消防泵房、变配电站以及柴油电机放置在地下室位置，这样如果地下室出现积水现象，就很难进行有效的灭火措施。因此应该在充分重视地下室排水的建设与设计，在进行电梯设计时通常要设计两套相应的供电系统，一套用于正常供电，另一套时供电系统则是用于紧急情况时候，进行自备发电，进而充分保证电梯安全运行。

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（4）排烟设计。 在众多的高层建筑火灾事故中，很多人由于烟气产生窒息以及中毒现象，在封闭性的楼梯间可以再楼梯入口的位置设置相应的置阳台或者凹廊。这样能够及时进行排烟，能有效减少相应的人员伤亡事故。同时在设计中，可以将消防电梯前室与楼梯前室进行合并使用，同时采用相应的常闭防火门。

（5）防雷击设计。 在进行高层建筑防雷系统的设计过程中，要遵循“综合治理，整体防御，突出重点，多重保护”的相关设计原则，积极做好相应的防雷设施的设计。在建筑的顶端以及其他容易受到雷击作用的部位，可以社会自设置相应的避雷针，避雷带以及避雷网，利用建筑结构中的主钢筋作相应的防雷引下线，同时在建筑物周围设置相应的避雷带；同时还要将建筑物内的金属设施以及突出屋面的金属部件进行接地处理，有效防止静电火花的产生。

五、高层建筑抗震

1、结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能：

①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)的原则。

②对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。