發(fā)布時(shí)間：2022-05-14 09:13:27
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的高層建筑設(shè)計(jì)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
本文作者：孫建文 單位：晉城市晉方圓建筑檢測(cè)有限公司
作為一名結(jié)構(gòu)工程師，如何去把握，或者說(shuō)有意識(shí)地去進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)。一句話，對(duì)應(yīng)于高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的三個(gè)階段，分別進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。
首先，在建筑方案設(shè)計(jì)階段，要正確把握高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，必須堅(jiān)持結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有惟一解的設(shè)計(jì)理念，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力，協(xié)助建筑師以達(dá)到令業(yè)主滿意的建筑。例如，美國(guó)芝加哥第一國(guó)家銀行大樓建設(shè)之初，銀行業(yè)主追求和向往能在他們銀行大樓的整個(gè)底部有一個(gè)4層～5層樓高的無(wú)柱大空間，以充分滿足他們銀行業(yè)務(wù)在使用功能和形象功能上的需要。在芝加哥第一國(guó)家銀行大樓方案設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師和建筑師合作開拓了一種新的結(jié)構(gòu)形式，即將電梯井筒與設(shè)備井筒分別設(shè)置在建筑物的縱向兩側(cè)，作為巨型柱，并將第一道設(shè)備層設(shè)置在第6層，往上每隔18層再各自設(shè)置一道，作為承載力和剛度很大的巨型水平構(gòu)件，并與周邊的巨型柱有機(jī)地剛性連接在一起，從而構(gòu)成了一種巨型框架體系的結(jié)構(gòu)功能與受力特征，不但能有效地抵抗重力荷載和水平荷載，還在整個(gè)大樓底部5110m2的面積內(nèi)無(wú)一根柱子，實(shí)現(xiàn)了業(yè)主夢(mèng)寐以求的大空間。同時(shí)，在建筑方案設(shè)計(jì)階段，結(jié)構(gòu)工程師所構(gòu)思的結(jié)構(gòu)總體系應(yīng)有一個(gè)多道防線、剛?cè)峤Y(jié)合的理想剛度目標(biāo)。即具有一定大的剛度和承載力抵御風(fēng)荷載和規(guī)范設(shè)防烈度水準(zhǔn)的地震作用，以及在第一道防線的有意識(shí)屈服后，在結(jié)構(gòu)變?nèi)岬耐瑫r(shí)仍具有足夠大的彈塑性變形能力和延性耗能能力來(lái)抵御可能遇到的罕遇大地震。
其次，在初步設(shè)計(jì)階段，要正確把握高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，必須掌握各種結(jié)構(gòu)體系的近似計(jì)算方法。英國(guó)工程師A．L．L．Baker講過(guò):工程師所掌握的最佳計(jì)算方法，應(yīng)該是運(yùn)用最簡(jiǎn)單、最直接的計(jì)算方法。而近似的計(jì)算方法就是對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力的最基本的要求。例如，對(duì)于框架結(jié)構(gòu)體系，必須掌握的近似計(jì)算方法為:豎向荷載作用下的直接彎矩分配法，水平荷載作用下的近似計(jì)算法。同時(shí)，結(jié)構(gòu)工程師還必須了解抗側(cè)力構(gòu)件的變形近似計(jì)算，通過(guò)獲取不同抗側(cè)力結(jié)構(gòu)(或構(gòu)件)之間的相對(duì)剛度比較概念，來(lái)大致估算建筑物的變形，以便于提出或比較各種可行的結(jié)構(gòu)總體方案。
最后，在施工圖設(shè)計(jì)階段，仍然要注意把握和運(yùn)用高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)。例如，鋼筋混凝土框架柱的軸壓比超過(guò)了規(guī)范的限值，我們要結(jié)合具體設(shè)計(jì)綜合判斷。眾所周知，規(guī)范控制軸壓比限值的目的:要求鋼筋混凝土框架柱截面達(dá)到具有較好延性功能的大偏心受壓破壞狀態(tài)，以防止小偏心受壓狀態(tài)的脆性破壞。同時(shí)我們知道，影響鋼筋混凝土框架柱截面延性功能的因素除軸壓比外，還有框架柱的配箍特征、核心區(qū)混凝土的抗壓強(qiáng)度等級(jí)、縱向鋼筋承擔(dān)截面軸壓的能力、框架柱的截面形狀等因素，軸壓比限值的大小必須根據(jù)具體工程設(shè)計(jì)綜合所有因素進(jìn)行一定程度的合理調(diào)整。
綜上所述，作為一名結(jié)構(gòu)工程師，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)始終堅(jiān)持概念設(shè)計(jì)的理念，既不盲目照搬規(guī)范，也不盲從于一體化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序，任其隨意擺布;只有始終堅(jiān)持概念設(shè)計(jì)的理念，才可能不斷地追求盡善盡美的設(shè)計(jì)思想，而其結(jié)構(gòu)的概念、經(jīng)驗(yàn)、判斷力和創(chuàng)造力才會(huì)隨年齡與實(shí)踐的增長(zhǎng)而越來(lái)越充實(shí)，其設(shè)計(jì)成果才能不斷創(chuàng)新。
摘要：針對(duì)生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，做了簡(jiǎn)單的論述。生態(tài)建筑設(shè)計(jì)，要以人為核心，注重建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，充分融合建筑環(huán)保節(jié)能理念，提升高層建筑設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，要注重實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境和節(jié)能的一致性，采用生態(tài)表皮設(shè)計(jì)，以打造舒適的建筑環(huán)境。
關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑學(xué)；高層建筑設(shè)計(jì)；節(jié)能性；環(huán)保性
湖南省將森林覆蓋率、綠色建筑覆蓋率等生態(tài)環(huán)境指標(biāo)，納入到規(guī)劃體系中，加大生態(tài)建筑建設(shè)力度。在構(gòu)建可持續(xù)化發(fā)展城市形態(tài)時(shí)，嚴(yán)格保護(hù)生態(tài)資源，實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃和生態(tài)保護(hù)有效連接。在環(huán)境保護(hù)方面，實(shí)施生態(tài)控制線規(guī)劃，明確禁止開發(fā)區(qū)域與限制開發(fā)區(qū)域，因此對(duì)生態(tài)建筑設(shè)計(jì)，提出了更高的要求。
1生態(tài)建筑學(xué)概述
生態(tài)建筑學(xué)設(shè)計(jì)理念提倡節(jié)能效應(yīng)與環(huán)保效應(yīng)，將生態(tài)環(huán)境和建筑相互融合，利用自然生態(tài)理念與模式，開展高層建設(shè)設(shè)計(jì)，要從實(shí)際出發(fā)，充分利用科技與生態(tài)等的優(yōu)勢(shì)，融合各類因素，形成綠色、安全的人居環(huán)境。高層建筑建設(shè)資源消耗量較大，對(duì)自然環(huán)境造成的壓力也較大，引入生態(tài)建筑學(xué)，可以實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用，確保高層建筑建設(shè)的效益。
2生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則
2.1最優(yōu)原則
基于生態(tài)建筑學(xué)，開展高層建筑設(shè)計(jì)，堅(jiān)持結(jié)構(gòu)方案最優(yōu)原則，需要做好全面的調(diào)查工作，明確建筑區(qū)域情況。以建筑選址為例，要明確地質(zhì)條件，了解建筑區(qū)域的經(jīng)緯度與氣候條件等，以合理設(shè)計(jì)建筑朝向，進(jìn)而保障自然通風(fēng)技術(shù)與太陽(yáng)能資源的利用率。除此之外，要明確建筑區(qū)域周圍的綠化情況，在前期規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，做好后期規(guī)劃設(shè)計(jì)，確保高層建筑設(shè)計(jì)的合理性。
2.2合理化原則
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要注重建筑的穩(wěn)定性與安全性設(shè)計(jì)。為確保建筑設(shè)計(jì)的安全可靠，需要精確計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行合理化、數(shù)字化處理。因?yàn)榛谏鷳B(tài)建筑學(xué)的高層建筑，多應(yīng)用各類節(jié)能技術(shù)與材料等，設(shè)計(jì)人員若能將節(jié)能理念，有機(jī)的融合到高層建筑設(shè)計(jì)，做好建筑設(shè)計(jì)的把控，則能夠?qū)崿F(xiàn)綠色生態(tài)建筑設(shè)計(jì)[1]。
2.3環(huán)境互動(dòng)性原則
基于生態(tài)建筑學(xué)，高層建筑設(shè)計(jì)要以人為核心，考慮到建筑使用者的需求，采取人性化設(shè)計(jì)，堅(jiān)持舒適性與方便性，使得建筑能夠更好的為使用者服務(wù)。設(shè)計(jì)人員可以充分的利用節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境與建筑友好相處。譬如：高層建筑水資源消耗量較大，若將污水全部排放，會(huì)造成水資源浪費(fèi)，甚至?xí)廴经h(huán)境，因此要加強(qiáng)水資源回收利用，收集雨水和生活用水，利用處理技術(shù)，用作廁所沖水與景觀水體?？梢栽O(shè)置分質(zhì)排水系統(tǒng)，例如圖1所示，實(shí)現(xiàn)水循環(huán)利用。
3生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法
3.1實(shí)現(xiàn)和周圍生態(tài)環(huán)境的友好協(xié)調(diào)
開展高層建筑設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)和周圍生態(tài)環(huán)境的友好協(xié)調(diào)，要充分利用生態(tài)環(huán)境資源。在保護(hù)環(huán)境的前提下，充分吸取環(huán)境資源，譬如：高層建筑采光設(shè)計(jì)，需要制定多種方案，做好方案評(píng)選，以確保建筑能夠獲得較多的光照，減少電能的使用；對(duì)于高層建筑空間格局以及朝向設(shè)計(jì)，增加通風(fēng)面積，減少對(duì)空調(diào)的依賴程度，降低能源消耗。高層建筑自然通風(fēng)形式，主要包括幕墻開窗、雙層通風(fēng)幕墻。其中幕墻窗開啟方式主要包括固定窗、平行外推窗等。雙層通風(fēng)幕墻主要包括內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)、開放式雙層幕墻。雙層幕墻和傳統(tǒng)幕墻相比，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能50%，可以達(dá)到較高的性能[2]。
3.2采用生態(tài)表皮設(shè)計(jì)
建筑表皮生態(tài)設(shè)計(jì)，指的是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，包括外墻、屋面、樓板等，高層建筑外圍護(hù)墻體能量消耗較大，可以占據(jù)整個(gè)建筑能源消耗的1/4左右，因此設(shè)計(jì)人員不僅要注重建筑裝飾功能，還需要注重建筑表皮的支撐功能，從人的生理舒適度與輻射熱等因素考慮，營(yíng)造健康舒適的環(huán)境。譬如：某建筑表皮覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采取了雙層結(jié)構(gòu)，包括隔熱玻璃與多孔通風(fēng)層，利用雙層表皮，確保建筑內(nèi)部氣流保持正常，避免受到天氣變化的影響。外部空氣可以通過(guò)建筑外皮進(jìn)入到通風(fēng)層，建筑內(nèi)部設(shè)置控制板，來(lái)控制自然通風(fēng)系統(tǒng)，形成緩沖氣流，輸送到建筑主體，以減弱外部風(fēng)的影響，制造出自然風(fēng)。
3.3融合舒適化理念
高層建筑是常見建筑物，人們對(duì)高層建筑物的質(zhì)量要求不斷提升，追求舒適的居住環(huán)境，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)與功能的要求較高?；谏鷳B(tài)建筑學(xué)，開展高層建筑設(shè)計(jì)，需要合理選擇原材料，避免使用有害材料，影響居住者的健康與生活質(zhì)量，因此設(shè)計(jì)人員需要做好質(zhì)量把控，合理選擇建筑原材料。在設(shè)計(jì)建筑空間時(shí)，需要做好空間組合的設(shè)計(jì)，確?？臻g生態(tài)性，保障輔助空間能夠達(dá)到自然采光與通風(fēng)的要求[3]。
3.4遵循生態(tài)建筑學(xué)設(shè)計(jì)原則
基于生態(tài)建筑學(xué)理念，提高資源利用率是建筑設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。在開展高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，需要遵循生態(tài)建筑學(xué)設(shè)計(jì)原則。堅(jiān)持再評(píng)價(jià)、更新、重復(fù)利用、減少消耗、循環(huán)利用基本原則。建筑設(shè)計(jì)原則，提倡不僅要考慮建筑的使用功能與美觀程度，還需要做好周圍環(huán)境評(píng)價(jià)工作，包括城市氣候與植被覆蓋，以打造和生態(tài)環(huán)境相互協(xié)調(diào)的結(jié)構(gòu)樣式，實(shí)現(xiàn)高層建筑和自然環(huán)境的永續(xù)共存。譬如：某節(jié)能環(huán)保大廈，充分利用建設(shè)區(qū)域的水資源與地?zé)豳Y源優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建了水循環(huán)利用系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)，同時(shí)采取分區(qū)設(shè)計(jì)的方式，充分利用自然資源，以河水和地?zé)豳Y源，作為冷熱源，提升建筑水源熱泵系統(tǒng)的性能，除此之外，在屋頂還設(shè)置了光伏發(fā)電機(jī)組，極大程度上提高了可再生資源的利用率，降低了非再生能源的利用率，降低了能源消耗，提高了建筑的節(jié)能性與環(huán)保性。從建筑到室內(nèi)外裝修材料上都大量采用具有環(huán)保與高科技含量的可循環(huán)使用材料，如有機(jī)涂料、中空夾層玻璃等環(huán)保材料，大廈建成后將具有冬暖夏涼的效果。
4結(jié)束語(yǔ)
隨著環(huán)境污染與能源日益短缺，高層建筑成為發(fā)展的主要趨勢(shì)。在高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)生態(tài)建筑學(xué)的運(yùn)用，減少高層建筑建設(shè)對(duì)自然環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約，維護(hù)生態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展。
作者：陳明 單位：郴州市城鄉(xiāng)建設(shè)檔案館
摘要：高層建筑的穩(wěn)定性能與建筑整體的穩(wěn)定性緊密的聯(lián)系在一起，在設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)應(yīng)該對(duì)高層建筑中的每一個(gè)構(gòu)件詳細(xì)的分析承載力，重點(diǎn)部位應(yīng)該加強(qiáng)技術(shù)的關(guān)注。為了滿足高層建筑設(shè)計(jì)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)應(yīng)該關(guān)注每一個(gè)構(gòu)件。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該不斷的提升高層建筑設(shè)計(jì)的水平，從而推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：高層建筑設(shè)計(jì)；問(wèn)題；對(duì)策
高層建筑嚴(yán)重影響著建筑的施工可行性與穩(wěn)定性，在施工之前應(yīng)該做好高層建筑的設(shè)計(jì)工作。為了提升我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，需要不斷的優(yōu)化高層建筑的設(shè)計(jì)水平。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該不斷的優(yōu)化高層建筑設(shè)計(jì)，不斷的學(xué)習(xí)新理念的知識(shí)與技術(shù)，并結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)的建筑行業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
1高層建筑設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)
第一，混凝土設(shè)計(jì)重點(diǎn)。在高層建筑的施工中混凝土與鋼筋是主要的施工材料，主要是因?yàn)樗鼈兊某休d力較好，并且性價(jià)比高，因此在高層建筑施工中被廣泛的使用。在設(shè)計(jì)混凝土?xí)r，如果設(shè)計(jì)不合理，施工時(shí)建筑表面就會(huì)出現(xiàn)大量的裂縫，從而嚴(yán)重影響建筑的穩(wěn)定性與安全性。為了設(shè)計(jì)好混凝土，在初期設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該全面的考慮問(wèn)題及可能影響施工的因素，并詳細(xì)的記錄數(shù)據(jù)，從而避免混凝土在施工后期出現(xiàn)不穩(wěn)定性現(xiàn)象的產(chǎn)生。第二，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)重點(diǎn)?；A(chǔ)的質(zhì)量直接影響著整個(gè)建筑工程的質(zhì)量，基礎(chǔ)不僅包含地基，還包含其它的基礎(chǔ)構(gòu)件。基礎(chǔ)是建筑工程中的隱藏工程，并且還得承擔(dān)起整個(gè)建筑工程的負(fù)荷，因此基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)非常重要。在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該實(shí)地考察施工現(xiàn)場(chǎng)的情況與施工地質(zhì)的情況，從而獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料，并仔細(xì)的研究施工場(chǎng)地的土質(zhì)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)制定出科學(xué)的、合理的設(shè)計(jì)方案，為建筑的施工打下穩(wěn)定的基礎(chǔ)。第三，砌體設(shè)計(jì)重點(diǎn)。在高層建筑工程中砌體較為常見，并且砌體的種類非常多，對(duì)于不同類型的砌體，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)存在著較大的差異，因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)工程實(shí)際的需求設(shè)計(jì)出符合工程建設(shè)的砌體。對(duì)于混合性的承重，砌體在建筑中主要是作為底層框架，由于砌體的組織體系動(dòng)力性能不好，這使得建筑的不具備良好的抗震性。砌體應(yīng)用到橫墻時(shí)，主要承受墻體的壓力，從而保證墻體受到砌體的承載力，提升墻體的剛度與強(qiáng)度。砌體應(yīng)用到縱墻時(shí)，能夠保證縱墻的抗彎性能。以上是砌體應(yīng)用到不同的建筑部門中設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的重點(diǎn)。為了提升建筑的設(shè)計(jì)水平，設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土、基礎(chǔ)等都滿足國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，從而提升設(shè)計(jì)企業(yè)的業(yè)務(wù)能力。
2高層建筑中存在的問(wèn)題
第一，不注重地基的建設(shè)。在很多的高層建筑中地基的建設(shè)都是按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工的，但是在設(shè)計(jì)建筑時(shí)沒(méi)有實(shí)地考察從而缺乏地質(zhì)勘查的資料與數(shù)據(jù)。在施工的過(guò)程中，施工人員也沒(méi)有足夠的重視地基的建設(shè)。在建筑設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有足夠的重視地基設(shè)計(jì)，會(huì)導(dǎo)致建筑出現(xiàn)嚴(yán)重的問(wèn)題。為了提升建筑中地基的穩(wěn)定性，保證地基建設(shè)的質(zhì)量，相關(guān)人員應(yīng)該實(shí)地考察建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)情況，綜合各方面的信息設(shè)計(jì)符合建筑工程的地基。在建筑施工的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員不應(yīng)該只根據(jù)自己的想法在地基建設(shè)中填入沙石，這不僅不能夠提升地基的穩(wěn)固性，還會(huì)減小建筑的承受力，讓建筑留下大量的安全隱患。第二，樓板出現(xiàn)裂縫。建筑的設(shè)計(jì)中最為常見的是混凝土中的樓板出現(xiàn)大量的裂縫。目前，在建設(shè)建筑時(shí)一般使用樓板，分析樓板的受力也僅僅分析樓板平面受力情況，這是導(dǎo)致樓板出現(xiàn)裂縫的主要原因。在分析樓板的承受力時(shí)應(yīng)該考慮三維空間上的受力情況，這樣才能夠最大限度的保證樓板受到的承載力。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)鋼筋混凝土?xí)r不應(yīng)該使用單向的樓板受力情況進(jìn)行計(jì)算，不應(yīng)該使用分離式的鋼筋作為支撐，這樣計(jì)算出的樓板實(shí)際受力數(shù)據(jù)與計(jì)算的數(shù)據(jù)存在著較大的差異，這導(dǎo)致混凝土使用樓板時(shí)會(huì)出現(xiàn)大量的裂縫。第三，選擇錯(cuò)誤的梁高。建筑設(shè)計(jì)中梁高的設(shè)計(jì)尤為重要。設(shè)計(jì)人員為了簡(jiǎn)化計(jì)算與設(shè)計(jì)過(guò)程，通常會(huì)把梁的設(shè)計(jì)作為單梁，這使得梁的數(shù)量顯著減少，不能承受住整個(gè)建筑的符合，留下安全隱患。在設(shè)計(jì)梁時(shí)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該全面的考慮梁的承載力，選擇合適的梁，避免梁由于超負(fù)荷出現(xiàn)損壞的情況。
3高層建筑問(wèn)題的解決方法
第一，選擇合適的高層建筑。選擇合理的建筑，才能夠最大限度的保證高層建筑物承受住自身的重力，不會(huì)出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象。建筑的承受力達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，才能夠讓建筑的安全得到保障。要選擇合適的建筑，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑建設(shè)面積與功能進(jìn)行仔細(xì)的考慮，設(shè)計(jì)人員需要注意不同的建筑，建筑所需的空間與高度存在著較大的差異。第二，提升設(shè)計(jì)人員的安全意識(shí)。建筑設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性較強(qiáng)的工作，需要結(jié)合美術(shù)、力學(xué)及地質(zhì)知識(shí)，并且對(duì)于理論的要求較高。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)應(yīng)該具備認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度工作。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格的控制建筑中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，使得建筑按照國(guó)家規(guī)范進(jìn)行施工。除此之外，更要重視建筑的安全性能，要考慮應(yīng)該具備的抗震性與抗風(fēng)性。第三，提倡概念設(shè)計(jì)。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)于建筑的要求不僅僅是建筑提供的舒適性，而是更側(cè)重建筑展現(xiàn)的個(gè)性化。為了提升建筑設(shè)計(jì)水平，設(shè)計(jì)人員可以使用概念設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)施工場(chǎng)地的實(shí)地考察與分析，將獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷的優(yōu)化之后，設(shè)計(jì)適合建筑設(shè)計(jì)，然后制作建筑的模型。目前，科技飛速的發(fā)展，設(shè)計(jì)人員可使用先進(jìn)的技術(shù)模擬模型，不斷的優(yōu)化模型，最終實(shí)現(xiàn)模型，這對(duì)于建筑設(shè)計(jì)具有非凡的意義。
4設(shè)計(jì)高層建筑的方法
第一，控制回填土的質(zhì)量。完成基本的建筑工程之后，在空余的部分需要進(jìn)行回填土工作。回填土應(yīng)該選擇粒徑大的材料，回填土施工應(yīng)該滿足施工規(guī)范并達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在進(jìn)行回填土工作時(shí)應(yīng)該控制一些施工條件，根據(jù)施工的特點(diǎn)及回填土的種類確定回填土的參數(shù)。為了保證前期工程的建設(shè)質(zhì)量，在進(jìn)行回填土工作之前應(yīng)該做好驗(yàn)收工作。在施行回填土工作時(shí)，應(yīng)該設(shè)定好施工水平的標(biāo)準(zhǔn)，從而確定回填土施工的程度。第二，地梁建設(shè)。地梁建設(shè)主要分析地梁建設(shè)過(guò)程中的問(wèn)題，為了解決這些問(wèn)題可以通過(guò)以下方式。首先，將地梁作為框架計(jì)算，此時(shí)不用考慮地基情況，雖然這種處理方式與實(shí)際的計(jì)算數(shù)據(jù)存在著差異，但是可以作為設(shè)計(jì)與施工的參考依據(jù)，從而讓建筑避免自然災(zāi)害對(duì)自身的影響。此外還可以只計(jì)算框架整體而不計(jì)算梁，并忽略梁彎矩的影響，這種方式也十分的合理。并且此方式不僅能夠解決地梁建設(shè)問(wèn)題，還能夠完善與優(yōu)化建筑的施工。第三，鋼筋錨固。鋼筋錨固主要是為了提升混凝土與鋼筋之間的連接，提升建筑的穩(wěn)固性。鋼筋錨固與剪力墻的施工質(zhì)量有著緊密的關(guān)系，因此需要將剪力墻與鋼筋錨固結(jié)合在一起，將兩者作為一個(gè)整體分析出有利于兩者的施工條件與施工工藝。鋼筋錨固能夠讓剪力墻與鋼筋完美的結(jié)合在一起，避免鋼筋出現(xiàn)任何問(wèn)題。鋼筋錨固應(yīng)該具備適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度與強(qiáng)度，這樣才能夠保證建筑的穩(wěn)固性。
總結(jié)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步，我國(guó)人們的生活質(zhì)量不斷的提升，建筑工程的數(shù)量也不斷增加。人們開始關(guān)注高層建筑設(shè)計(jì)。高層建筑設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分復(fù)雜、繁瑣的工作。為了設(shè)計(jì)出更加合理、科學(xué)的高層建筑，設(shè)計(jì)人員需要全面的考慮問(wèn)題，并對(duì)必要的問(wèn)題進(jìn)行仔細(xì)的研究與分析，這樣才能夠最大限度的保證建筑的安全性能，保證建筑工程順利的竣工。
摘要：隨著城市的快速發(fā)展，為節(jié)約用地面積，超高層建筑逐漸成為城市建筑的主流，尤其是一些人員密集、功能復(fù)雜的城市。超高層建筑尺度宏偉、體量巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資龐大、容納性強(qiáng)，在具體的設(shè)計(jì)和施工環(huán)節(jié)會(huì)有很多問(wèn)題。本文探討了超高層建筑在設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：超高層建筑；建筑設(shè)計(jì)；存在問(wèn)題
超高層建筑不僅體現(xiàn)了我國(guó)科技的進(jìn)步，同時(shí)也象征著我國(guó)綜合國(guó)力的提升和城市競(jìng)爭(zhēng)力的提高。但是超高層建筑需要大量的資金來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和維護(hù)，對(duì)人力、物力、財(cái)力消耗較大，與建筑在設(shè)計(jì)時(shí)節(jié)約的原則相違背。
1、抗震設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題
抗震問(wèn)題也是超高層建筑設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題，尤其是短柱問(wèn)題較突出。
1.1結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)
超高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)常存在外形不規(guī)則、上下不對(duì)稱、形心、質(zhì)心偏心大、凹凸變化尺度大、結(jié)構(gòu)平面剛度與現(xiàn)狀不均勻、長(zhǎng)度長(zhǎng)等一系列問(wèn)題。1.2抗震構(gòu)造柱抗震構(gòu)造柱在設(shè)計(jì)中通常存在大廳的四角、外墻的轉(zhuǎn)角缺乏構(gòu)造柱，即使有構(gòu)造柱但不是成對(duì)存在，在一些縱墻和山墻的交接處也缺乏抗震構(gòu)造柱，甚至在一些建筑中構(gòu)造柱代替磚墻承重等問(wèn)題。
2、消防問(wèn)題
超高層建筑功能多元化、設(shè)備較復(fù)雜，存在很多引起火災(zāi)的因素，例如如果對(duì)超高層建筑的電氣設(shè)備維護(hù)和管理不當(dāng)、或者是明火處理不妥善就有可能引發(fā)火災(zāi)[2]。相對(duì)于低層建筑，高層建筑如果發(fā)生火災(zāi)引起的危害更大，常見的超高層建筑消防問(wèn)題主要存在以下幾個(gè)方面：
2.1火勢(shì)蔓延較迅速，疏散困難
超高層建筑中由于存在很多可燃物導(dǎo)致形成縱向煙筒，這些煙囪的拔風(fēng)抽力效應(yīng)在發(fā)生火災(zāi)時(shí)會(huì)促進(jìn)火焰和煙氣迅速蔓延，而這種效應(yīng)隨著高度的增高和抽力的增大而強(qiáng)烈。超高層建筑工作、生活人員較多，通常情況下，300米以上的高層建筑可容納數(shù)萬(wàn)人以上，如果發(fā)生火災(zāi)，客貨電梯不能使用，只有消防專用電梯才能使用，而消防電梯的時(shí)間和運(yùn)載人數(shù)有限，大量的人員需要借助樓梯疏散。人數(shù)越多、樓層越高，疏散的時(shí)間越長(zhǎng)，潛在危險(xiǎn)越大。
2.2火災(zāi)撲滅困難
如果超高層建筑發(fā)生火災(zāi)，那么因?yàn)榻ㄖ車膱?chǎng)地較小、登高高度受限，而火勢(shì)蔓延迅速，增加了撲救難度。因此超高層建筑試析超高層建筑設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題蔡云峰1郝虹琳21中弘控股股份有限公司北京1000242北京紫玉山莊房地產(chǎn)開發(fā)有限公司北京100012設(shè)計(jì)中必須充分重視消防問(wèn)題，全方位考慮，盡最大可能消除發(fā)生火災(zāi)的可能性，才能達(dá)到超高層建筑設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)[3]。
3、設(shè)計(jì)中一般的實(shí)際問(wèn)題
3.1防排煙系統(tǒng)
在超高層建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一些開發(fā)商為了節(jié)約投資，采用自然排煙的方式設(shè)計(jì)防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室的防煙設(shè)施，缺乏有關(guān)機(jī)械防煙的設(shè)計(jì)，但是由于自然環(huán)境的影響，自然排煙的方式在超高層建筑中是不合理的。尤其針對(duì)于一些大型的商場(chǎng)，中間設(shè)有封閉樓梯，很多開發(fā)商為了擴(kuò)大商場(chǎng)的使用面積，節(jié)省投資，并沒(méi)有按照規(guī)范設(shè)計(jì)正壓送風(fēng)，也沒(méi)有增加前室。
3.2建筑消防設(shè)計(jì)方面
由于超高層建筑自身特殊作用，工程設(shè)計(jì)實(shí)際建筑中，加強(qiáng)超高層建筑設(shè)施消防工作變得很重要。由于超高層建筑物樓層很高，超高層建筑容納人員很多、很集中，實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，需適當(dāng)提高在建筑內(nèi)安全通道的質(zhì)量和數(shù)量，這樣做避免有火災(zāi)事故時(shí)人員擁擠出逃踩踏；超高層建筑設(shè)置的消防通道必須設(shè)計(jì)到密封性，一旦火災(zāi)事故發(fā)生，事故造成的煙塵擴(kuò)散迅速，火勢(shì)會(huì)蔓延迅速，在設(shè)計(jì)中、后期維護(hù)使用中一定要保證消防通道自身密封性能，防止即使有火災(zāi)事故發(fā)生，消防通道依舊安全使用。超高層建筑規(guī)定的消防設(shè)備必須準(zhǔn)備完全。
3.3電梯設(shè)計(jì)
超高層建筑中電梯被視為其生命線。設(shè)計(jì)實(shí)例如紐約世貿(mào)中心：建筑物高541.3米，共有246個(gè)電梯，如果電梯在高速運(yùn)行期間大樓出現(xiàn)15.24CM以上的晃動(dòng)，電梯鋼纜會(huì)因?yàn)槭芰Σ痪斐蓢?yán)重?fù)p害，甚至造成危險(xiǎn)，因此開發(fā)商設(shè)置了電梯鋼纜的隨動(dòng)跟蹤機(jī)構(gòu)并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的報(bào)警系統(tǒng)，以便于及時(shí)調(diào)整鋼纜的長(zhǎng)度使其受力均勻。由此可見超高層建筑高度較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得設(shè)計(jì)和維護(hù)相對(duì)較困難[1]。3.4設(shè)備與設(shè)備系統(tǒng)的問(wèn)題超高層建筑的建造從設(shè)備和設(shè)備系統(tǒng)角度出發(fā)比普通的建筑要復(fù)雜的多，不是將普通的建筑進(jìn)行簡(jiǎn)單的拉伸和疊加，必須對(duì)普通建筑中較簡(jiǎn)單的問(wèn)題特殊對(duì)待，相關(guān)的人員要特別關(guān)注、及時(shí)處理，如提高建筑的側(cè)向風(fēng)力承受能力。
4、超高層建筑抗震設(shè)計(jì)探索
4.1設(shè)計(jì)采取基礎(chǔ)隔震相關(guān)措施
傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)抗震方法依靠結(jié)構(gòu)的承載力和變形能力來(lái)消減地震破壞能量，來(lái)保護(hù)建筑物，卻存在許多短板。地震對(duì)建筑的破壞，發(fā)生的破壞能量多出自于地面，通過(guò)建筑物基礎(chǔ)向上部層層傳遞。在對(duì)地震經(jīng)驗(yàn)總結(jié)歸納后得出：發(fā)生地震時(shí)，建筑物結(jié)構(gòu)底部相對(duì)越小的滑動(dòng)，較大幅度減輕高層結(jié)構(gòu)的破壞烈度?；诳蓜?dòng)這一概念的基礎(chǔ)隔震方案多種多樣，主要方式有：軟墊式隔震、滑移式隔震、擺動(dòng)式隔震、懸吊式隔震。例如軟墊式隔震就是是在建筑物基礎(chǔ)上設(shè)置一定帶鉛芯的鋼板橡膠這樣的隔震裝置，使整個(gè)房屋坐落在軟墊層上，遭遇地震時(shí)，底面與地面相對(duì)水平位移小，建筑物自振周期加長(zhǎng)，致使主要的變形都集中在軟墊塊處，建筑物上部間側(cè)移卻變得很小，這樣做就保護(hù)結(jié)構(gòu)一定程度免遭破壞。
4.2合理設(shè)計(jì)提高結(jié)構(gòu)阻尼
提高高層建筑物結(jié)構(gòu)阻尼，建筑物結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)布置阻尼，來(lái)吸收地震能量，從而減小結(jié)構(gòu)變形。在實(shí)際設(shè)計(jì)實(shí)例中；臺(tái)北101大樓設(shè)計(jì)時(shí)在87-92樓規(guī)劃安裝了一個(gè)體積巨大特殊的鋼球風(fēng)阻尼器，球體直徑達(dá)5.5m，它由四十一塊12.5cm厚鋼板焊接為球形，其中重量可達(dá)660t，這樣的規(guī)劃設(shè)計(jì)有效減輕了由于颶風(fēng)和地震所引起的建筑物震動(dòng)和側(cè)移。為超高層建筑設(shè)計(jì)中附加阻尼這一新途徑，是利用主體結(jié)構(gòu)連接剛性掛板中間特殊裝置所具備的非彈性性能、摩擦性能來(lái)實(shí)現(xiàn)。建筑物設(shè)計(jì)采取這一措施過(guò)后，使阻尼比僅為2%的抗彎鋼框架，發(fā)生地震時(shí)有效的粘滯阻尼≥8%，使得底部地震剪力和頂點(diǎn)側(cè)移降低50%左右。此外，通過(guò)設(shè)計(jì)采用高延性構(gòu)件，設(shè)計(jì)時(shí)附加耗能裝置的做法也有效消減高層建筑物地震反應(yīng)。
5、關(guān)于我國(guó)超高層建筑中節(jié)能設(shè)計(jì)的思考
超高層建筑因其高度變化導(dǎo)致相關(guān)的參數(shù)有所變化，影響建筑的能耗，超過(guò)100米的建筑只有太陽(yáng)輻射保持不變，其余的氣象參數(shù)均變化較大。而近年來(lái)我國(guó)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)所用的建筑能耗模擬軟件都不能反映出氣象參數(shù)與高度之間的變化規(guī)律，又不能反映出表面的熱交換能力，不能準(zhǔn)確計(jì)算出相關(guān)的能耗，不能科學(xué)合理地配備相應(yīng)的節(jié)能設(shè)備。
6、超高層建筑中配體設(shè)施和裝修的問(wèn)題
隨著人們生活水平的提高，越來(lái)越重視建筑的美觀和使用功能的完善，集中供應(yīng)空調(diào)和冷熱水，但是增加了建筑的負(fù)擔(dān)，也引起了燃?xì)?、鍋爐、燃油等安全隱患。為了美觀幾乎全部的消防柜直接鑲嵌在墻體里，導(dǎo)致墻體的耐火極限不達(dá)標(biāo)。因此設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須結(jié)合實(shí)際的情況，消火栓為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，保證建筑物的配件耐火性好，建筑物的耐火等級(jí)符合要求，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)不會(huì)短時(shí)間損壞，減少火災(zāi)損失[4]。
結(jié)束語(yǔ)
總而言之，一旦超高層建筑發(fā)生火災(zāi)、地震等災(zāi)害，將會(huì)對(duì)人員、財(cái)產(chǎn)造成很大的威脅和損失，因此，為了盡量減小損失，在超高層建筑的設(shè)計(jì)需要注意很多方面的問(wèn)題，注意一些普通樓層一般但對(duì)超高層建筑較危險(xiǎn)的影響因素及重大火災(zāi)等安全隱患問(wèn)題，提高超高層建筑的安全性，減少經(jīng)濟(jì)損失。
作者：蔡云峰 郝虹琳 單位：中弘控股股份有限公司 北京紫玉山莊房地產(chǎn)開發(fā)有限公司
摘要:介紹了綠色建筑在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，并基于綠色建筑的設(shè)計(jì)理念，從仿生形態(tài)、建筑基底、建筑自遮陽(yáng)等方面，闡述了綠色建筑設(shè)計(jì)在超高層建筑設(shè)計(jì)中的優(yōu)化策略，有利于降低建筑能耗，保護(hù)城市環(huán)境。
關(guān)鍵詞:綠色建筑，超高層建筑，仿生形態(tài)，光照
1研究背景
隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，越來(lái)越多的人口向城市聚集，伴隨著城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展所帶來(lái)的負(fù)面影響是土地資源供應(yīng)的緊張，超高層建筑也隨之應(yīng)運(yùn)而生，這很好的解決了土地資源供不應(yīng)求的現(xiàn)狀。超高層建筑被視為城市的地標(biāo)，體現(xiàn)著現(xiàn)代技術(shù)、材料的最新成就，同時(shí)也是形式美，結(jié)構(gòu)技術(shù)，地域文化等綜合的體現(xiàn)。但是隨著城市超高層建筑的增加，其負(fù)面影響也越來(lái)越突出，例如建筑層高，交通擁堵，環(huán)境破壞，人與自然的隔絕，建筑微環(huán)境較差等等，這開始使得人們?cè)絹?lái)越重視超高層建筑的綠色化，如何減少建筑成本，減少對(duì)環(huán)境的影響等等，成為十分值得研究的課題，因此將綠色建筑理念融入到超高層設(shè)計(jì)當(dāng)中是十分必要的。
2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
2．1國(guó)外的相關(guān)研究
在國(guó)外對(duì)于綠色建筑的研究相對(duì)于比較完善，馬來(lái)西亞建筑師楊經(jīng)文，他是生態(tài)建筑的倡導(dǎo)者和生態(tài)建筑理論的創(chuàng)立者，出版了大量關(guān)于綠色建筑的文獻(xiàn)及專著，其中《設(shè)計(jì)結(jié)合自然》《綠色摩天大廈》等專著都十分有針對(duì)性的對(duì)綠色建筑的理論及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)做出了研究和分析。在他的建筑作品中也從多方面體現(xiàn)了他對(duì)綠色建筑的理念。除此之外，許多發(fā)達(dá)國(guó)家建立了自己國(guó)家特色的綠建評(píng)價(jià)體系:美國(guó)能源部建筑技術(shù)《聯(lián)邦零能耗高性能綠色建筑研究發(fā)展規(guī)劃》《能源安全與獨(dú)立法案》《聯(lián)邦零能耗高性能綠色建筑研究發(fā)展規(guī)劃》《建筑技術(shù)項(xiàng)目2008—2012規(guī)劃》;瑞典能源署自助機(jī)構(gòu)(FEBY)頒布低能耗方面法規(guī)文件;日本建筑無(wú)綜合環(huán)境評(píng)價(jià)體系等。
2．2國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究
相較于國(guó)外在這方面的研究，國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究起步較慢，始于20世紀(jì)80年代左右，雖然提出了一系列關(guān)于此類的法規(guī)、評(píng)價(jià)體系、標(biāo)準(zhǔn)以及經(jīng)營(yíng)模式，但研究依舊處于初級(jí)階段。隨著研究的不斷深入，我國(guó)在綠色建筑方面做了很多深入的研究和分析，并借鑒和引用了大量國(guó)外的理念和實(shí)踐。并陸續(xù)的出臺(tái)了適應(yīng)于我國(guó)氣候條件等各方面因素的評(píng)價(jià)體形，包括《中國(guó)生態(tài)住宅技術(shù)評(píng)估手冊(cè)》《綠色奧運(yùn)建筑評(píng)估體系》《綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則》等等。另外我國(guó)也有許多專家學(xué)者對(duì)于該課題也進(jìn)行了研究，2010年沈馳發(fā)表的《“建筑”行為———綠色建筑的空間策略》以我國(guó)南方地區(qū)為例，通過(guò)案例的分析詳細(xì)的概括了5種綠色設(shè)計(jì)策略。劉煜發(fā)表的《青海省地域適宜性綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建研究》通過(guò)對(duì)青海氣候、資源、文化等方面的分析，并結(jié)合實(shí)例，探索了適合青海地域特點(diǎn)的綠建標(biāo)準(zhǔn)。
3綠色建筑的設(shè)計(jì)理念
所謂的綠色建筑，是指在建筑的使用周期之內(nèi)，在能源、用地、用水、用材等方面進(jìn)行節(jié)約處理，建造出對(duì)于環(huán)境污染較少、利于人健康以及高效使用，并且能可持續(xù)與自然共處的建筑。設(shè)計(jì)出來(lái)的綠色建筑更符合人類目前的生存狀態(tài)，它不但減少了建筑物對(duì)自然環(huán)境的影響，提高了建筑的節(jié)能減排，同時(shí)也可以使得使用者更貼近自然。
4綠色建筑設(shè)計(jì)理論對(duì)于超高層建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略
4．1仿生形態(tài)優(yōu)化策略
在現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展下，許多設(shè)計(jì)師已經(jīng)將仿生形態(tài)理論實(shí)踐于許多造型以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高層建筑。對(duì)于那些復(fù)雜扭曲的建筑形態(tài)以及對(duì)于常規(guī)結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)，他們能通過(guò)電腦模擬分析出合理的結(jié)構(gòu)形態(tài)以及如何更加與當(dāng)?shù)丨h(huán)境相適宜，從而設(shè)計(jì)并建造出更多綠色生態(tài)以及造型新穎的建筑出來(lái)。日建設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)建造的名古屋Mode學(xué)園螺旋塔樓，造型借鑒了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，配合螺旋上升的自然形態(tài)，建筑高度達(dá)到了170m。考慮到整體造型要求，建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是大塊的玻璃幕墻，并采用三維的構(gòu)架拼接，同時(shí)其通流系統(tǒng)為雙開方式。三維構(gòu)架利用了2000多塊造型、角度各異的玻璃，并且在風(fēng)洞中進(jìn)行周密的實(shí)驗(yàn)，最終選擇出最佳的玻璃構(gòu)建角度，針對(duì)曲面的玻璃設(shè)計(jì)師采用了可滑動(dòng)的窗格，以對(duì)應(yīng)不同形態(tài)的玻璃幕墻。雙開放式空氣流通系統(tǒng)，外窗框和內(nèi)窗進(jìn)行組合，在提升空調(diào)能耗的利用率的前提下，還明顯的提高了室內(nèi)空氣質(zhì)量。
4．2建筑基底以及場(chǎng)地優(yōu)化策略
建筑所在場(chǎng)地是建筑內(nèi)部的私密空間與城市外部的公共空間的過(guò)渡區(qū)域，只要將外部城市的各種交通空間通過(guò)建筑的場(chǎng)地基底與建筑內(nèi)部發(fā)生聯(lián)系，就能部分緩解城市與建筑空間聯(lián)系的擁擠問(wèn)題。超高層建筑的基底可以分為裙房以及地下室兩個(gè)部分，通過(guò)對(duì)這兩個(gè)部分進(jìn)行交叉優(yōu)化設(shè)計(jì)，就能有效的提高基地與場(chǎng)地的使用效率，從而讓城市以及建筑更為高效且具有更大的發(fā)展?jié)摿ΑPF建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)的香港環(huán)球貿(mào)易廣場(chǎng)是一座118層高的綠色綜合式大樓。其可持續(xù)性表現(xiàn)在它是與我國(guó)香港最大的交通系統(tǒng)之一的九龍地鐵站一起進(jìn)行設(shè)計(jì)的，該建筑很好的與周圍場(chǎng)地以及城市空間進(jìn)行了聯(lián)系以及回應(yīng)，與周圍建筑以及城市交通空間聯(lián)系了起來(lái)。香港環(huán)球貿(mào)易廣場(chǎng)擁有龐大復(fù)雜的立體交通網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)計(jì)算機(jī)建立的綠色建筑設(shè)計(jì)策略體系以及精確地計(jì)算將整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的商業(yè)空間和周圍的城市空間有秩序的組織起來(lái)，整個(gè)立體交通網(wǎng)絡(luò)以環(huán)球貿(mào)易廣場(chǎng)為中心，周圍建筑以及公共空間的人們都能迅速的到達(dá)目的地。
4．3建筑自遮陽(yáng)優(yōu)化策略
建筑遮陽(yáng)的相關(guān)理論最早可以起源到古希臘的作家贊諾芬，他的著作里描述了如何通過(guò)柱廊的設(shè)計(jì)來(lái)遮擋陽(yáng)光照射到建筑內(nèi)部的相關(guān)研究?，F(xiàn)代建筑的遮陽(yáng)主要可以分為窗口遮陽(yáng)、墻面遮陽(yáng)、屋面遮陽(yáng)、綠化遮陽(yáng)等形式。在這些遮陽(yáng)措施當(dāng)中，窗口遮陽(yáng)是無(wú)疑起到了最重要的作用。AlHamra塔是科威特市最高的建筑，建筑設(shè)計(jì)成一種特殊的向內(nèi)部進(jìn)行折疊的空間形式，在增強(qiáng)了建筑內(nèi)部的視野范圍的前提下，還能降低太陽(yáng)對(duì)于不同樓層的熱輻射。為了使太陽(yáng)的光照輻射對(duì)建筑產(chǎn)生最小的影響，設(shè)計(jì)師采用了清晰的材料句法，南面的墻被設(shè)計(jì)得高大而厚重，在開口的設(shè)計(jì)上，遵循建筑的光照情況來(lái)進(jìn)行具有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，這面墻起到了主要的承重作用，還能將建筑與當(dāng)?shù)貝毫拥沫h(huán)境所隔絕開來(lái)，極大的降低了太陽(yáng)對(duì)于建筑內(nèi)部的熱輻射。并通過(guò)石材裝飾的處理，讓陽(yáng)光與墻面產(chǎn)生堅(jiān)實(shí)和厚重的安全感。
5結(jié)語(yǔ)
要實(shí)現(xiàn)高層建筑的可持續(xù)發(fā)展，設(shè)計(jì)出符合可持續(xù)性發(fā)展的綠色生態(tài)建筑，必須針對(duì)建筑的能耗損失進(jìn)行全面詳細(xì)的分析和研究。只有做到了以上幾點(diǎn)才能因地制宜的選擇適合的綠色建筑設(shè)計(jì)策略與方法進(jìn)行超高層建筑的設(shè)計(jì)。本文選取了世界各地一些具有代表性的優(yōu)秀作品，從各個(gè)方面進(jìn)行了細(xì)致的分析，并總結(jié)出仿生形態(tài)優(yōu)化策略、融合場(chǎng)地的基底優(yōu)化策略、建筑自遮陽(yáng)優(yōu)化策略三項(xiàng)基于綠色建筑理念的優(yōu)化策略，為今后的創(chuàng)作提供了思路。希望更多的建筑設(shè)計(jì)師發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和想象力，在科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的今天，將新的綠色的、可持續(xù)性的建筑設(shè)計(jì)理念與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，設(shè)計(jì)并建造出更多的綠色超高層建筑，為實(shí)現(xiàn)當(dāng)前社會(huì)的可持續(xù)性發(fā)展做出自己的一份貢獻(xiàn)。
作者：王力 顏舒婷 單位：中機(jī)國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 中南大學(xué)
摘要：近年來(lái)城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，高層建筑成為當(dāng)前城市發(fā)展過(guò)程中的主要建筑形式。城市中高層建筑的大規(guī)模興起，有效地解決了城市用地緊張的問(wèn)題，而且改善了城市自身的環(huán)境。在當(dāng)前城市高層建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要確保做到城市空間構(gòu)造之間的協(xié)調(diào)性，增加建筑的人性化，因此需要做好高層建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)工作，更好地推動(dòng)城市的健康、有序發(fā)展。
關(guān)鍵詞：高層建筑；規(guī)劃；設(shè)計(jì)；主體結(jié)構(gòu)；綠色生態(tài)；節(jié)能設(shè)計(jì)
前言
高層建筑占地面積較小，容積率較高，造型新穎，而且具有豐富的功能，這也使其在當(dāng)前城市用地緊張的情況下高層建筑大量涌現(xiàn)出來(lái)。不僅增添了城市現(xiàn)代化的信息，而且也對(duì)整個(gè)城市格局帶來(lái)了較大的變化。城市的發(fā)展對(duì)協(xié)調(diào)性具有較高的要求，因此需要合理布局，確保其空間結(jié)構(gòu)具有較好的協(xié)調(diào)性。高層建筑由于垂直高度較大，因此需要合理進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)，確保城市空間結(jié)構(gòu)的合理性。
1高層建筑規(guī)劃分析
高層建筑修建過(guò)程中，其規(guī)劃和布局直接關(guān)系到整個(gè)城市的建設(shè)工作，會(huì)對(duì)整個(gè)城市的布局和城市氛圍帶來(lái)較大的影響。因此需要遵循美化城市結(jié)構(gòu)和豐富城市空間的原則來(lái)進(jìn)行高層建筑的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，避免高層建筑的出現(xiàn)影響城市整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性。
1.1超高層建筑數(shù)量
城市高層建筑作為一個(gè)城市繁榮的象征，但超高層建筑體系會(huì)對(duì)城市帶來(lái)帶來(lái)較大的影響，并沒(méi)有表現(xiàn)出良好的主導(dǎo)性，特別會(huì)影響到周邊居民的采光問(wèn)題，因此對(duì)于城市高層建筑的發(fā)展，需要合理掌握超高層建筑的數(shù)量，減少其可能會(huì)對(duì)城市發(fā)展所帶來(lái)的不利影響。
1.2高層建筑的密集程度
高層建筑在一定程度上能夠緩解城市建設(shè)用地壓力，實(shí)現(xiàn)城市空間的合理利用。但高層建筑如果密集在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，則會(huì)對(duì)交通和環(huán)境帶來(lái)不利影響，因此需合理對(duì)高層建筑進(jìn)行布局，掌握其密集程度，確保其布局的合理性。
1.3建筑與街道
當(dāng)前城市中高層建筑多集中于商業(yè)發(fā)達(dá)及繁華區(qū)域，但高層建筑較大的容積量必然會(huì)增加該區(qū)域的交通荷載，對(duì)該區(qū)域的交通帶來(lái)影響。因此在高層建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合街道及其他建筑的情況，做到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，對(duì)繁華地段的高層建筑層數(shù)和數(shù)量進(jìn)行有效控制，必要時(shí)需要擴(kuò)大街道的通行能力。
2高層建筑設(shè)計(jì)分析
2.1高層建筑主體設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性
當(dāng)前，城市高層建筑結(jié)構(gòu)更為新穎和復(fù)雜，特別是高層建筑平面形態(tài)和豎向形態(tài)之間的布置和銜接更具復(fù)雜化，這也使大量不規(guī)則和非常規(guī)形式的建筑平面在高層建筑結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也為高層建筑各種形式的應(yīng)用提供了理論依據(jù)，再加之材料技術(shù)的不斷發(fā)展，這也有效的促進(jìn)了高層建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。
2.2綠色生態(tài)建筑設(shè)計(jì)
當(dāng)前能源緊缺和環(huán)境破壞現(xiàn)象十分突出，這也使社會(huì)發(fā)展過(guò)程中更重視綠色、經(jīng)濟(jì)、節(jié)約和環(huán)保。因此在當(dāng)前高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中需要以綠色建筑設(shè)計(jì)理念來(lái)減少高層建筑可能會(huì)對(duì)城市環(huán)境和周圍居民帶來(lái)的不利影響，有效的改善城市的生態(tài)環(huán)境。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，要從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展眼光，遵循以人為本原則，將綠色建筑理念貫穿于高層建筑的全壽命周期。設(shè)計(jì)人員需要對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂?、風(fēng)土人情充分了解，針對(duì)當(dāng)?shù)氐奶攸c(diǎn)，因地制宜，選擇適宜的建筑風(fēng)格和類型，有效的執(zhí)行綠色生態(tài)建筑設(shè)計(jì)。
2.3建筑尺度設(shè)計(jì)
高層建筑的尺度設(shè)計(jì)是非常復(fù)雜和難以把握的，主要原因在于建筑物不同于人，體積龐大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要各部分相互的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。要做到尺度的設(shè)計(jì)，需要從以下尺度關(guān)系入手：第一是與城市尺度的關(guān)系，高層建筑體積大，建筑高度高，是城市的重要組成，也直接影響城市的景觀，因此，建筑的尺度離不開城市的尺度，要與城市尺度協(xié)調(diào)統(tǒng)一；第二是建筑尺度，即建筑本身的尺度，設(shè)計(jì)師做到均衡，需要從建筑的組成來(lái)調(diào)節(jié)，高層建筑由主體、裙房和頂部組成，這三部分的尺寸需要一定的比例來(lái)均衡建筑的整體尺度，然后就是各個(gè)組成的細(xì)部尺度，層次、等級(jí)劃分要細(xì)致、協(xié)調(diào)；第三是近人尺度，這是容易被人們所觀察和直接看到的，比如出入口的尺度，要符合人機(jī)工程學(xué)，尺度要適宜；第四是道路尺度，也是近距離的感知，需要考慮行人的舒適度來(lái)確定尺度。
2.4重視節(jié)能設(shè)計(jì)
在城市發(fā)展過(guò)程中，高層建筑的數(shù)量和密集度會(huì)對(duì)城市的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的影響，一旦在高層建設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)缺乏環(huán)境保護(hù)意識(shí)，則會(huì)造成高耗能和低效益的現(xiàn)象發(fā)生。因此在高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)需要將節(jié)能設(shè)計(jì)放在主要位置。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，合理布置建筑的朝向和位置，使其能夠有效的滿足日照要求，盡可能的增加南向開窗的面積，減少北向和東向開窗的面積，更好的利用日光。同時(shí)選擇具有較好隔熱性能和導(dǎo)熱系數(shù)低的窗體材料，避免熱量從窗戶位置消耗掉。墻體需要設(shè)置保溫隔熱層，利用較強(qiáng)保溫性能的材料做成復(fù)合墻體，增強(qiáng)墻體的保溫性能。以此來(lái)全面提高建筑的保溫隔熱性能，實(shí)現(xiàn)高層建筑設(shè)計(jì)的低能耗、高效益目標(biāo)。
2.5高層建筑設(shè)計(jì)需要注意的其他問(wèn)題
在高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)還需要注意防火、抗風(fēng)、配電、電梯和防雷等諸多的問(wèn)題。高層建筑具有較大的垂直高度，這也需要設(shè)計(jì)時(shí)要注重水平區(qū)域，因此要做好防風(fēng)設(shè)計(jì)。同時(shí)還要設(shè)計(jì)兩套供配電系統(tǒng)，有效的保證高層建筑正常的供電需求。對(duì)于高層建筑的防火問(wèn)題需要給予充分的重視，在建筑總體布局時(shí)需要確保具有較好的暢通性和安全性，所設(shè)計(jì)的樓道要能夠保證人員的流動(dòng)暢通性，配備有采光設(shè)施及應(yīng)急照明裝置，使人員能夠快速疏散。同時(shí)還要合理進(jìn)行防火分區(qū)設(shè)計(jì)，高層建筑樓道內(nèi)消防器械和疏散通道要做到合理分區(qū)，這樣一旦發(fā)生火災(zāi)能夠及時(shí)采用滅火措施，并同時(shí)對(duì)人員進(jìn)行疏散。在各樓層設(shè)置消防栓時(shí)，需要保證消防栓所處位置能夠到達(dá)同層的任何部位。另外，就是在設(shè)計(jì)時(shí)需要重視高層建筑防雷擊問(wèn)題，合理設(shè)計(jì)高層建筑防雷系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循綜合治理、整體防御、突出重點(diǎn)及多層防護(hù)的原則，在防雷措施上要充分的利用高層建筑物自身的結(jié)構(gòu)，即在高層建筑頂端及容易受到雷擊的部位安裝避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)，利用高層建筑結(jié)構(gòu)中的主鋼筋作引下線，將其上端與頂端避雷網(wǎng)有效連接，下端與基礎(chǔ)接地位置進(jìn)行連接，從而形成良好的防雷系統(tǒng)，有效的防止雷擊事故的發(fā)生。
3結(jié)束語(yǔ)
高層建筑作為當(dāng)前城市建筑的主要發(fā)展趨勢(shì)，其主體規(guī)劃需要與城市空間規(guī)劃有效結(jié)合，確保具有較好的協(xié)調(diào)性和統(tǒng)一性。在具體設(shè)計(jì)時(shí)還要遵循生態(tài)、綠色和節(jié)能的理念，打造綠色建筑。而且高層建筑設(shè)計(jì)需要與規(guī)劃有效配合，使城市空間布局更為科學(xué)和合理，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)，更好的促進(jìn)城市的健康、可持續(xù)發(fā)展。
作者：廖三生 曾微 單位：江西坤巽古建筑設(shè)計(jì)院有限公司
摘要：隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)得到了很大進(jìn)步，其中高層建筑已經(jīng)成為了當(dāng)前建筑類型中最普遍的一種。但是在進(jìn)行高層建筑施工的過(guò)程中可能會(huì)造成環(huán)境污染問(wèn)題，而且高層建筑占地面積大，改變了生態(tài)結(jié)構(gòu)形態(tài)，影響到整個(gè)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，而綠色建筑設(shè)計(jì)則能夠很好地改變這種情況。文章就針對(duì)當(dāng)前我國(guó)綠色建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，希望能夠促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展。
關(guān)鍵詞：高層建筑設(shè)計(jì)；綠色建筑設(shè)計(jì)；應(yīng)用
高層建筑已經(jīng)成為了當(dāng)前城市進(jìn)程程度的重要依據(jù)，同時(shí)也能夠反映出我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平，體現(xiàn)整個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。設(shè)計(jì)工作是建筑施工中非常重要的環(huán)節(jié)，綠色建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了當(dāng)前高層建筑施工中的重要方面。綠色建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)得到了世界范圍的廣泛關(guān)注，但是當(dāng)前綠色建筑設(shè)計(jì)的理論研究和工程實(shí)例都比較少，所以我國(guó)相關(guān)的專家學(xué)者應(yīng)該根據(jù)當(dāng)前建筑行業(yè)的實(shí)際情況制定出合理的綠色建筑設(shè)計(jì)體系。
1綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用在高層建筑設(shè)計(jì)中的意義
當(dāng)前，國(guó)家在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)開始注重環(huán)境保護(hù)工作，并提出了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，盡可能地實(shí)現(xiàn)人與自然、社會(huì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。特別是近幾年開始大力宣傳綠色建設(shè)，節(jié)能環(huán)保思想，國(guó)家也根據(jù)當(dāng)前我國(guó)的環(huán)境保護(hù)工作頒布了相關(guān)的法律法規(guī)。人們知識(shí)水平逐漸提高，環(huán)保思想已經(jīng)深入人心，并落實(shí)到日常生活中。這些方面都已經(jīng)證明了綠色建筑設(shè)計(jì)勢(shì)在必行，這也是我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的主要方向。把綠色建筑設(shè)計(jì)理念融入到具體的工程建設(shè)中，不僅能夠減少資源浪費(fèi)，同時(shí)還能夠減少工程的施工成本，保護(hù)施工場(chǎng)地周邊的環(huán)境等，在保證工程質(zhì)量的同時(shí)還能夠不破壞環(huán)境，除了帶給企業(yè)更多的經(jīng)濟(jì)效益，還能夠帶來(lái)良好的社會(huì)效益。在應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須考慮到我國(guó)當(dāng)前建筑行業(yè)的發(fā)展需求，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度促進(jìn)我國(guó)高層建筑的快速發(fā)展，這對(duì)我國(guó)的建筑事業(yè)具有很大幫助。
2綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
相比傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)，綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅能夠調(diào)節(jié)好自然和人的關(guān)系，同時(shí)還能夠節(jié)省大量的資源。在進(jìn)行綠色建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須把整個(gè)建筑工程作為一個(gè)整體，然后盡可能地全面掌握建筑工程中的每個(gè)部分，并對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行分析，通過(guò)自我調(diào)節(jié)功能對(duì)廢水等污染物進(jìn)行凈化，并實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、濕度等的調(diào)節(jié)，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)資源的合理化運(yùn)用，減少資源浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)生。人們?cè)诟邔咏ㄖ泄ぷ?、生活，往往通過(guò)人工的方式實(shí)現(xiàn)通風(fēng)，這不僅會(huì)浪費(fèi)人的精力，同時(shí)還不能節(jié)省能源，人們也感受不到來(lái)自自然的陽(yáng)光和風(fēng)，給人們的身體造成損害，在高層建筑設(shè)計(jì)中引入綠色建筑設(shè)計(jì)理念，不僅能夠節(jié)省資源還可以感受到真正的自然氣息。隨著人口數(shù)量的逐漸增多，高層建筑必然會(huì)成為最普遍的建筑形式，成為人們生活、工作的主要場(chǎng)所，必須必備一定的舒適性。而綠色建筑設(shè)計(jì)能夠有效地提高建筑物的整體性能，使用環(huán)保工程材料，保證建筑物的舒適程度符合人們的要求。
3綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
3.1綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)層面上的應(yīng)用
3.1.1應(yīng)用在高層建筑的朝向設(shè)計(jì)上。高層建筑的朝向直接關(guān)系到人們能夠接受到的陽(yáng)光、流動(dòng)風(fēng)量等方面，所以必須做好朝向設(shè)計(jì)。在進(jìn)行綠色建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)所在區(qū)域的方向、太陽(yáng)輻射度、經(jīng)緯度等情況進(jìn)行調(diào)查，并結(jié)合調(diào)查資料的結(jié)果來(lái)確定建筑物的朝向設(shè)計(jì)方案。例如在溫度比較低的城市，在設(shè)計(jì)上就需要考慮到采光以及開窗的面積等方面。3.1.2高層建筑的形狀和平面的設(shè)計(jì)布置。當(dāng)前出現(xiàn)了很多形狀各異的高層建筑，給人們不一樣的視覺感受。在進(jìn)行高層建筑形狀設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須考慮到建筑物的整體散熱比，因?yàn)榻ㄖ锿獗砻娣e越大，散熱就越快。因此，設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑物外型設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該結(jié)合建筑物的整體構(gòu)造以及用途進(jìn)行全方位考慮，比如，在設(shè)計(jì)電梯的時(shí)候，就應(yīng)該選擇在建筑物的西向或者是南向，這能夠減少陽(yáng)光的直射，延長(zhǎng)電梯的使用壽命。此外，還可以通過(guò)建立空中庭院的方式來(lái)保證通風(fēng)。3.1.3合理的設(shè)計(jì)高層建筑周圍的綠化。高層建筑的綠化工作是人與自然和諧發(fā)展的重要體現(xiàn)。通過(guò)合理的綠化設(shè)計(jì)不僅能夠愉悅身心，同時(shí)還能夠?qū)λ趨^(qū)域的空氣進(jìn)行凈化。
3.2綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻上的應(yīng)用
3.2.1高層建筑的外墻起到圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用，是維護(hù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的主要部位。圍護(hù)結(jié)構(gòu)和磚石結(jié)構(gòu)的外墻是不同的，磚石結(jié)構(gòu)的外墻主要是混凝土結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)。但是高層建筑的外墻結(jié)構(gòu)是填充材料的。所以設(shè)計(jì)師可以把綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用到高層建筑的外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，使用較輕的、保溫效果好的材料。例如，在溫度比較低的地區(qū)，高層建筑的外墻體可以用混凝土和其他材料進(jìn)行配比，形成空心砌塊的復(fù)合墻，也可以使用其他種類的混凝土保溫復(fù)合墻。對(duì)施工的材料和位置進(jìn)行仔細(xì)的挑選和設(shè)計(jì)，保證保溫的效果。3.2.2高層建筑的圍墻外側(cè)不要選用較輕的保溫材料，例如，泡沫板和巖棉板等。一般來(lái)說(shuō)，高層建筑的使用壽命比較長(zhǎng)，質(zhì)地輕的材料會(huì)降低墻體的抗震能力，也不能進(jìn)行外掛或者是動(dòng)作比較大的裝修，墻體還容易出現(xiàn)裂縫。所以，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要結(jié)合工程的實(shí)際情況，選擇最合適的保溫材料，對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，不要出現(xiàn)冷橋的現(xiàn)象。
3.3綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用
3.3.1高層建筑的外墻耗能占整體耗能的1/4，所以對(duì)于高層建筑的外墻設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，主要就是盡量縮小外墻的面積。結(jié)合數(shù)學(xué)的知識(shí)和建筑學(xué)理論，高層建筑的外形最好是圓形或者是橢圓形，這樣可以有效的縮小建筑外部的面積，而且建筑的外形也不會(huì)太復(fù)雜，真正的達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。3.3.2由于高層建筑的樓層比較高，所以受到風(fēng)力的影響比較大，會(huì)給建筑物造成損耗，尤其是在冬季氣溫比較低的地區(qū)，風(fēng)力太大的話會(huì)帶走建筑物表面的熱能。所以高層建筑的通風(fēng)設(shè)計(jì)和自然環(huán)境的設(shè)計(jì)一定要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢煤蜌夂驙顩r，對(duì)建筑物進(jìn)行合理的、科學(xué)的、環(huán)保的設(shè)計(jì)。3.3.3建筑物窗戶的綠色設(shè)計(jì)對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō)也很重要。因?yàn)椴ＡТ熬哂袀鳠岽蟮奶攸c(diǎn)，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生冷輻射，還會(huì)對(duì)室內(nèi)的溫度產(chǎn)生較大的影響，在一定程度上降低室內(nèi)的舒適程度。在這種情況下，設(shè)計(jì)師可以在設(shè)計(jì)窗戶時(shí)應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：首先要對(duì)窗子面積的大小進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，保證太陽(yáng)輻射的能量比熱損失的量大，從而降低建筑的耗能情況。其次可以提高窗戶的氣密性，不要讓冷風(fēng)進(jìn)入到室內(nèi)，對(duì)窗子的材料進(jìn)行合理的挑選，對(duì)窗子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)窗子自身的保溫能力，減少因窗子造成的熱損失。
4結(jié)束語(yǔ)
總之，高層建筑成為了建筑行業(yè)的主要方向，而高層建筑往往對(duì)環(huán)境造成破壞，為了盡量減少這種破壞，需要在高層建筑中采用綠色建筑設(shè)計(jì)。通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，高層建筑不僅能夠滿足功能要求，同時(shí)還能節(jié)約資源，為創(chuàng)建節(jié)能型城市奠定基礎(chǔ)，加快城市建設(shè)的步伐。
作者：孫小平 單位：淮安市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司
摘要：可持續(xù)發(fā)展是我國(guó)重大的發(fā)展理念，是當(dāng)今中國(guó)發(fā)展的主要方向與目標(biāo)。低碳設(shè)計(jì)理念包括節(jié)能環(huán)保以及低碳特點(diǎn)，與我國(guó)建筑設(shè)計(jì)可持續(xù)發(fā)展理念相吻合，在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用低碳設(shè)計(jì)理念，能夠有效的減少環(huán)境破壞，提高能源的使用效率。本文首先對(duì)低碳設(shè)計(jì)理念進(jìn)行介紹，然后分析高層建筑設(shè)計(jì)中低碳設(shè)計(jì)理念應(yīng)用的必要性，最后提出低碳設(shè)計(jì)理念在高層建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，供有關(guān)人員參考。
關(guān)鍵詞：低碳設(shè)計(jì)理念；高層建筑；設(shè)計(jì)；應(yīng)用
由于土地資源緊缺問(wèn)題，導(dǎo)致城市化建設(shè)過(guò)程中，高層建筑不斷增多，成為城市中一道亮麗的風(fēng)景線。然而，在建筑工程建設(shè)過(guò)程中，會(huì)不同程度的造成環(huán)境破壞，影響人與自然的和諧發(fā)展。低碳設(shè)計(jì)理念的出現(xiàn)，加大了對(duì)環(huán)境生態(tài)因素的重視與保護(hù)，在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用能夠節(jié)約能源，提高能源使用效率，促進(jìn)人與自然的和諧共處?，F(xiàn)階段，我國(guó)城市化建設(shè)正如火如荼進(jìn)行中，加強(qiáng)對(duì)低碳設(shè)計(jì)理念在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的研究具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。
1低碳設(shè)計(jì)理念概述
在全球氣候變暖，能源危機(jī)進(jìn)一步緊迫的形勢(shì)下，二氧化碳排放量逐年升高，對(duì)人類生存與發(fā)展造成一定的影響，低碳設(shè)計(jì)理念就是在這一背景下發(fā)展起來(lái)的。低碳設(shè)計(jì)理念在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要是采用先進(jìn)的節(jié)能產(chǎn)品與技術(shù)，提高能源的利用效率，減少不必要的能源消耗，實(shí)現(xiàn)建筑與環(huán)境和諧發(fā)展。低碳設(shè)計(jì)主要針對(duì)二氧化碳排放嚴(yán)重展開，其中節(jié)能、減排是低碳理念下的兩大要素。
2高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用低碳設(shè)計(jì)理念的必要性
建筑能耗逐年增加，使能源危機(jī)加劇，影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，因此需要低碳環(huán)保的建筑設(shè)計(jì)來(lái)解決這一問(wèn)題。當(dāng)前發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑能耗已經(jīng)大大降低，與之相比，我國(guó)的建筑能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出發(fā)達(dá)國(guó)家，存在著很大的差距，所以將低碳的設(shè)計(jì)理念大量應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中有其非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。高層建筑的推行能夠提升土地的使用效率，增加單位面積土地的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。然而，目前很多房地產(chǎn)開發(fā)商為了擴(kuò)大高層建筑的經(jīng)濟(jì)效益，常?？s小兩棟建筑之間的差距，影響建筑光照，造成熱損失。在高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，沒(méi)有考慮對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，降低了建筑使用效率?；诖?，低碳設(shè)計(jì)理念在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用顯得十分必要。
3低碳設(shè)計(jì)理念在高層建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用
3.1高層建筑設(shè)計(jì)中樹立低碳設(shè)計(jì)理念
低碳設(shè)計(jì)理念在高層建筑工程中的應(yīng)用，大力推廣隔熱保溫的節(jié)能型材料，制冷系統(tǒng)以及取暖系統(tǒng)都選用節(jié)能型，同時(shí)在采光設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)等方面都遵循節(jié)能環(huán)保的原則。高層建筑設(shè)計(jì)人員在選擇建筑材料過(guò)程中，首先應(yīng)該考慮其對(duì)人體是否有害，選用能夠降低資源浪費(fèi)與消耗的替代建筑材料，目前，很多復(fù)合型材料都具有節(jié)能性，是高層建筑設(shè)計(jì)中的首選。
3.2充分應(yīng)用低碳技術(shù)
高層建筑設(shè)計(jì)中，低碳設(shè)計(jì)要求充分使用清潔能源，包括光能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿鹊?，其中太?yáng)能熱水器、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等都是低碳設(shè)計(jì)理念中的代表產(chǎn)品。太陽(yáng)能在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要包括光伏發(fā)電以及太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。其中，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)就是利用太陽(yáng)光產(chǎn)生的熱量，將水加熱，不僅節(jié)約了電能的使用，同時(shí)也為人們生活提供更加方便的熱水服務(wù)。光伏發(fā)電是一種將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿男滦图夹g(shù)，在高層建筑施工過(guò)程中，可以在樓板、墻面、窗戶等位置設(shè)置光伏電池板，將其作為建筑結(jié)構(gòu)的一部分，不僅不影響建筑的整體美觀性，也能為建筑使用提供電量。風(fēng)能使用也是低碳設(shè)計(jì)理念在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的體現(xiàn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)對(duì)建筑通風(fēng)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，利用自然風(fēng)對(duì)建筑室內(nèi)空氣記性流通與轉(zhuǎn)換，保證室內(nèi)空氣的清新；同時(shí)在建筑屋頂可以設(shè)計(jì)無(wú)動(dòng)力通風(fēng)設(shè)備，對(duì)風(fēng)速、風(fēng)流等進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)對(duì)風(fēng)能的使用，能夠減少空調(diào)使用，不僅節(jié)約電能，也能減少空調(diào)對(duì)人體健康的危害。在建筑采光設(shè)計(jì)方面，特別是高層建筑底層或地下室采光設(shè)計(jì)，在低碳設(shè)計(jì)理念下，可以利用玻璃纖維等高科技材料，這種天然的導(dǎo)光技術(shù)，能夠?qū)⒆匀还忭樌囊氲降叵率抑?，?shí)現(xiàn)建筑用電的節(jié)省?？傊?，加強(qiáng)對(duì)可再生能源的利用，提高高層建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能環(huán)保性，還能給建筑使用者帶來(lái)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
3.3傳統(tǒng)建筑技術(shù)與新型技術(shù)結(jié)合發(fā)展
傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)與建設(shè)技術(shù)中也包括很多節(jié)能環(huán)保型技術(shù)，包括木結(jié)構(gòu)填充巖棉技術(shù)、陶土夾心墻技術(shù)、苯板保溫技術(shù)等等，這些傳統(tǒng)的建筑技術(shù)，也能夠減少二氧化碳的排放，也能節(jié)約能源，對(duì)環(huán)境保護(hù)起到良好的促進(jìn)作用。同時(shí)，還應(yīng)該積極的探索新的節(jié)能建筑技術(shù)，開發(fā)新型的節(jié)能型能源，將這些清潔能源融入到高層建筑設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)低碳設(shè)計(jì)理念。高層建筑在夏季，內(nèi)風(fēng)場(chǎng)氣流流動(dòng)不暢，會(huì)使室外活動(dòng)的居住者處于悶熱的狀態(tài)中，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的不舒適感。冬季時(shí)如果高層建筑物前面有低層住宅時(shí)，會(huì)受到風(fēng)旋的影響，風(fēng)速會(huì)增大，造成熱能的損失。因此，應(yīng)該選用保溫效果好的環(huán)保材料并且在建筑構(gòu)造上要做到科學(xué)、合理。值得注意的是，在現(xiàn)代化高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該探索新舊技術(shù)的融合發(fā)展模式，發(fā)揮傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)技術(shù)的成熟性，借助新型設(shè)計(jì)理念與技術(shù)的高科技特點(diǎn)，為高層建筑設(shè)計(jì)提供更加全面的支持，促進(jìn)高層建筑設(shè)計(jì)全面實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。
4總結(jié)
通過(guò)上述分析可知，隨著社會(huì)的發(fā)展，高層建筑已經(jīng)成為城市建設(shè)中建筑的主要形式，在一定程度上緩解了土地壓力。然而，在高層建筑建設(shè)過(guò)程中，常常會(huì)造成大量的能源消耗，對(duì)環(huán)境也會(huì)造成不同程度的破壞。低碳設(shè)計(jì)理念具有低碳、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)，在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，符合我國(guó)建筑領(lǐng)域發(fā)展基本理念，與我國(guó)可持續(xù)化發(fā)展戰(zhàn)略相吻合。具體應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)可再生能源的利用，同時(shí)選用更加清潔的建筑材料，創(chuàng)新建筑建設(shè)技術(shù)與設(shè)計(jì)理念，促進(jìn)建筑與人類社會(huì)環(huán)境和諧發(fā)展。
作者：郭灝 閆冰 單位：平頂山城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院
一、綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用在高層建筑設(shè)計(jì)中的意義
目前，我國(guó)的政府和人民都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到保護(hù)環(huán)境、節(jié)能減排的重要性。全世界各個(gè)國(guó)家和社會(huì)環(huán)保人士在最近幾年也在大力宣傳綠色環(huán)保、節(jié)能減排的思想，為了真正意義上的實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排，國(guó)家頒布了很多關(guān)于環(huán)保的政策和規(guī)定。現(xiàn)在，環(huán)保的思想已經(jīng)深入到人民的心中，進(jìn)入到人民的日常生活中。這些現(xiàn)象說(shuō)明綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)?，F(xiàn)在綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。綠色建筑設(shè)計(jì)可以降低施工成本、減少工程的能耗、減少對(duì)工程周圍環(huán)境的不良影響，提高工程的環(huán)境質(zhì)量，還能順應(yīng)現(xiàn)代化市場(chǎng)的發(fā)展，為施工企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益。而且，綠色建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用也符合建筑行業(yè)發(fā)展的需求。可以幫助建筑行業(yè)健康、長(zhǎng)遠(yuǎn)、可持續(xù)的發(fā)展。綜上所述，綠色建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)有很重的意義。
二、綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中具有便于調(diào)節(jié)、可以充分利用自然體系和舒適化的特點(diǎn)。在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該把建筑看作一個(gè)獨(dú)立的生命體，盡量把建筑中每個(gè)部分的特點(diǎn)展現(xiàn)出來(lái)，所以高層建筑應(yīng)該具有一定的自我調(diào)節(jié)能力，可以對(duì)廢氣、污水和其他的污染源進(jìn)行凈化，對(duì)溫度、濕度和采光等進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。也可以對(duì)自然體系進(jìn)行充分、合理的利用。目前高層建筑都是依靠人工通風(fēng)，這不僅會(huì)造成能源上的浪費(fèi)，還沒(méi)辦法讓人們感受到自然的光和風(fēng)，對(duì)人體的健康造成一定的威脅，所以把綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用到高層建筑設(shè)計(jì)中可以充分的對(duì)自然體系進(jìn)行利用，讓人們感受到真正的自然環(huán)境。在未來(lái)，高層建筑會(huì)作為人們主要的生活場(chǎng)所，所以應(yīng)該具備舒適性的特點(diǎn)。在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)可以提高建筑物的舒適度和整體性能，盡量不要使用會(huì)對(duì)人體造成危害的材料，多使用一些舒適、環(huán)保、節(jié)能的建筑材料，盡可能的提高建筑物的舒適度。
三、綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
通過(guò)對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)的研究可以發(fā)現(xiàn)，綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中有著重要的作用。將其應(yīng)用在高層建筑設(shè)計(jì)中是建筑企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和設(shè)計(jì)師首要考慮的問(wèn)題，下面對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行研究和分析。
（1）綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)層面上的應(yīng)用
綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)層面上的應(yīng)用包含以下幾個(gè)方面：①應(yīng)用在高層建筑的朝向設(shè)計(jì)上高層建筑的朝向和綠色建筑設(shè)計(jì)有著很密切的關(guān)系，會(huì)受到太陽(yáng)輻射和經(jīng)緯度的影響。所以在設(shè)計(jì)建筑物的朝向時(shí)，設(shè)計(jì)師一定要對(duì)施工周圍的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)合調(diào)查資料確定建筑物的朝向。如果在溫度比較低的地區(qū)，高層建筑的設(shè)計(jì)一定要滿足采光的要求，增大南向開窗的面積，減小北向和東向的開窗面積。②高層建筑的形狀和平面的設(shè)計(jì)布置在高層建筑形狀的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師需要對(duì)建筑物的體型系數(shù)和散熱比值進(jìn)行研究。對(duì)于一個(gè)建筑物來(lái)說(shuō)，建筑物的體型越大，散失的熱量就越多。所以，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行高層建筑的外觀設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)和設(shè)施進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。例如，把電梯、管道、機(jī)房等設(shè)施設(shè)計(jì)在建筑物的南向或西向位置，這樣可以有效的阻擋日射。也可以通過(guò)設(shè)置空中庭院的方式增加自然通風(fēng)。這些方式都可以在一定程度上起到節(jié)能環(huán)保的作用。③合理的設(shè)計(jì)高層建筑周圍的綠化對(duì)于高層建筑周邊的綠化也要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，這樣不僅可以提高空氣質(zhì)量，還可以對(duì)氣溫和水分進(jìn)行調(diào)節(jié)。
（2）綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻上的應(yīng)用
①高層建筑的外墻起到圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用，是維護(hù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的主要部位。圍護(hù)結(jié)構(gòu)和磚石結(jié)構(gòu)的外墻是不同的，磚石結(jié)構(gòu)的外墻主要是混凝土結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)。但是高層建筑的外墻結(jié)構(gòu)是填充材料的。所以設(shè)計(jì)師可以把綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用到高層建筑的外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，使用較輕的、保溫效果好的材料。例如，在溫度比較低的地區(qū)，高層建筑的外墻體可以用混凝土和其他材料進(jìn)行配比，形成空心砌塊的復(fù)合墻，也可以使用其他種類的混凝土保溫復(fù)合墻。對(duì)施工的材料和位置進(jìn)行仔細(xì)的挑選和設(shè)計(jì)，保證保溫的效果。②高層建筑的圍墻外側(cè)不要選用較輕的保溫材料，例如，泡沫板和巖棉板等。一般來(lái)說(shuō)，高層建筑的使用壽命比較長(zhǎng)，質(zhì)地輕的材料會(huì)降低墻體的抗震能力，也不能進(jìn)行外掛或者是動(dòng)作比較大的裝修，墻體還容易出現(xiàn)裂縫。所以，設(shè)計(jì)在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要結(jié)合工程的實(shí)際情況，選擇最合適的保溫材料，對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，不要出現(xiàn)冷橋的現(xiàn)象。
（3）綠色建筑設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用
①高層建筑的外墻耗能占整體耗能的1/4，所以對(duì)于高層建筑的外墻設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，主要就是盡量縮小外墻的面積。結(jié)合數(shù)學(xué)的知識(shí)和建筑學(xué)理論，高層建筑的外形最好是圓形或者是橢圓形，這樣可以有效的縮小建筑外部的面積，而且建筑的外形也不會(huì)太復(fù)雜，真正的達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。②建筑物外部的風(fēng)力情況也會(huì)影響建筑物的耗能，特別是在冬天和氣溫比較低的地域，過(guò)大的風(fēng)力可以帶走建筑物很大一部分的熱能。所以高層建筑的通風(fēng)設(shè)計(jì)和自然環(huán)境的設(shè)計(jì)一定要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢煤蜌夂驙顩r，對(duì)建筑物進(jìn)行合理的、科學(xué)的、環(huán)保的設(shè)計(jì)。③建筑物窗戶的綠色設(shè)計(jì)對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō)也很重要。因?yàn)椴ＡТ熬哂袀鳠岽蟮奶攸c(diǎn)，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生冷輻射，還會(huì)對(duì)室內(nèi)的溫度產(chǎn)生較大的影響，在一定程度上降低室內(nèi)的舒適程度。在這種情況下，設(shè)計(jì)師可以在設(shè)計(jì)窗戶時(shí)應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：首先要對(duì)窗子面積的大小進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，保證太陽(yáng)輻射的能量比熱損失的量大，從而降低建筑的耗能情況。其次可以提高窗戶的氣密性，不要讓冷風(fēng)進(jìn)入到室內(nèi)，對(duì)窗子的材料進(jìn)行合理的挑選，對(duì)窗子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)窗子自身的保溫能力，減少因窗子造成的熱損失。
綜上所述，高層建筑是城市建筑的主流。為了減少高層建筑對(duì)環(huán)境造成的破壞，必須在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用綠色建筑設(shè)計(jì)，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，讓高層建筑既具有時(shí)尚感，又不破壞環(huán)境，為創(chuàng)建綠色城市、節(jié)能城市、環(huán)保城市奠定基礎(chǔ)。
作者：鄧文俊 羅雨 郭海麗 單位：山東銘遠(yuǎn)工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司 青島城投燕島酒店有限公司 山東華燁規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)有限公司
一般情況下，高層的建筑設(shè)計(jì)理念有很多種，但對(duì)于加強(qiáng)高層建筑抗震能力的概念設(shè)計(jì)則運(yùn)用的比較廣泛。高層建筑的設(shè)計(jì)以及施工通常都要耗費(fèi)更多的財(cái)力和物力，因此控制好高層建筑的質(zhì)量和抗震效果至關(guān)重要。但如何設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)的方法卻是不確定的，在這個(gè)過(guò)程中需要考慮建筑物的自身特征以及相關(guān)的外部因素。本文主要介紹的就是關(guān)于高層建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題，并作出提升和創(chuàng)新高層建筑設(shè)計(jì)理念的相關(guān)建議。
1、高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及相關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1．1重力荷載迅速增大，控制建筑物的水平位移成為主要矛盾
由于高層建筑相對(duì)于其他類型的建筑具有不同的特性，使得其建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也具有自身的一些特點(diǎn)。首先，高層建筑在高度上具有其他建筑所不可比擬的特性。因此，隨著建筑物的高度不斷上升，其重力荷載也呈直線上升的趨勢(shì)，作用在豎向構(gòu)件柱以及墻上的軸壓力也隨之增加。在這樣的條件下對(duì)于基礎(chǔ)的承載力也就提出了更高的要求。與此同時(shí)，控制建筑物的水平位移也成為了主要矛盾，這種情況主要是由兩方面原因所造成的。一方面，高層建筑的高度較高，使得風(fēng)作用效應(yīng)加大;而風(fēng)力的加大也就使得合力作用點(diǎn)的位置變高，從而使其對(duì)于建筑物產(chǎn)生的作用效應(yīng)也就變得更大。另一方面，高層建筑的高度過(guò)高使得其自身的重心位置也相應(yīng)的被升高，建筑的結(jié)構(gòu)自重也相應(yīng)的加大，此時(shí)在地震作用下就將導(dǎo)致薄弱部位加速破壞。
1．2豎向構(gòu)件產(chǎn)生的縮短變形差對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響增大
受力變形、干縮變形以及徐變變形都是豎向構(gòu)件總壓縮量的構(gòu)成部分。通常情況下，受力變形都會(huì)在瞬時(shí)間完成，并且變形量能夠根據(jù)胡克定律進(jìn)行大致的測(cè)量。而干縮變形所需要的時(shí)間則相對(duì)較長(zhǎng)，通過(guò)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，在一般條件下干縮變形量大致占總壓縮量的三分之一左右。而耗時(shí)最長(zhǎng)的就是徐變變形量，線性徐變能夠通過(guò)公式進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。而受到構(gòu)件的總壓縮量隨著高度的不斷上升而增大的影響，使得在高層建筑中豎向構(gòu)件產(chǎn)生的縮短變形差對(duì)于結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響也逐漸變大。
1．3傾覆力矩增大，整體穩(wěn)定性要求提高
高層建筑由于在建設(shè)的過(guò)程中，高度不斷上升使得側(cè)向風(fēng)力引起的傾覆力矩也會(huì)不斷增加，隨之而來(lái)的是抗傾覆力的要求也隨之升高。許多具體的工程施工中都會(huì)采用增加基礎(chǔ)埋深以及加大基礎(chǔ)寬度或者是采取抗拔樁基等手段來(lái)達(dá)到保證整體穩(wěn)定性的需求，來(lái)強(qiáng)化整體的穩(wěn)定性。
1．4防火防災(zāi)的重要性顯現(xiàn)，建筑物的重要性等級(jí)升高
與此同時(shí)，在進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)著重考慮防火防災(zāi)的功效，凸顯出防火放防災(zāi)的重要作用。這是由于高層建筑的一些建筑材料雖然具有耐熱的特性，但是耐火的功效卻不甚理想，一旦放生火災(zāi)的話極易造成重大的損失。并且由于高層建筑與地面之間的空間距離較大，高層中的人們很難找到有效的逃生途徑也容易造成大的人員傷亡。此外，在出現(xiàn)地震等坍塌性事故時(shí)，需要較長(zhǎng)的疏散時(shí)間，但高層建筑大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在長(zhǎng)時(shí)間的疏散過(guò)程中極易發(fā)生其他的安全事故。與此同時(shí)，高層建筑的投資一般都比較巨大，并且在所屬區(qū)域一般都應(yīng)是當(dāng)做代表性建筑來(lái)建造的。所以高層建筑無(wú)論是在經(jīng)濟(jì)上，還是在文化乃至政治上都具有較強(qiáng)的影響。為此，在進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必要強(qiáng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性，強(qiáng)化建筑的整體性能質(zhì)量。
1．5控制風(fēng)振加速度符合人體舒適度要求
一般情況下，風(fēng)力的作用效果都會(huì)隨著高度的升高而不斷加強(qiáng)，在高層建筑中風(fēng)力的作用效果尤為明顯。但是風(fēng)振作用過(guò)于顯著會(huì)影響到人們的舒適度，不利于人們的工作和生活，因此如何處理好風(fēng)振及速度與人體舒適度之間的平衡成為了超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題。為此，必須控制好頂層的最大加速度，使其滿足規(guī)定的限值。此外還要掌控好由風(fēng)振帶來(lái)的扭轉(zhuǎn)加速度，通常情況下不應(yīng)該超過(guò)標(biāo)定的限值。與此同時(shí)，鑒于高層建筑的高度較大，使得垂直于圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面上的風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)也迅速增大，所以圍護(hù)結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行抗風(fēng)設(shè)計(jì)。
2、高層建筑設(shè)計(jì)理念的實(shí)踐應(yīng)用
對(duì)于高層建筑設(shè)計(jì)理念的實(shí)踐應(yīng)用來(lái)說(shuō)不僅要掌握好相關(guān)的要點(diǎn)，了解相關(guān)的結(jié)構(gòu)特征，還要在具體的設(shè)計(jì)上合理的利用設(shè)計(jì)方法。首先，根據(jù)高層建筑的自身特點(diǎn)就要做到減輕自重，減少地震作用。在這方面通?？梢圆捎酶邚?qiáng)度輕質(zhì)材料，全鋼結(jié)構(gòu)以及輕質(zhì)隔斷等都能夠起到很明顯的減輕結(jié)構(gòu)自重，減小地震作用的效果。其次，就要降低風(fēng)作用的水平力。降低風(fēng)作用水平力的主要手段可以從減小迎風(fēng)面積、降低風(fēng)力形心以及選用體型系數(shù)較小的建筑平面形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中為了減小迎風(fēng)面積可以采用正方形的平面形式，如果計(jì)算對(duì)角線方向的迎風(fēng)面寬則可以采用圓形的平面形式。而降低風(fēng)力形心的方式主要可以通過(guò)采用下大上小的立面體型來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種方式不僅可以有效的減小高風(fēng)壓在高處的迎風(fēng)面積，也可以通過(guò)降低風(fēng)作用的重心來(lái)使建筑物底部的傾覆總彎矩減小。與此同時(shí)，還應(yīng)做到減少振動(dòng)耗散輸入能量。在這方面主要可以采取阻尼裝置或者加大阻尼比的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。還要選擇耗能、減振的結(jié)構(gòu)體系，像利用偏心支撐的鋼結(jié)構(gòu)具有耗能的水平段，使用橡膠支座都能夠做到有效的減振。最后需要完成的就是加強(qiáng)抗震措施。為了強(qiáng)化超高層建筑的抗震能力，就要從多方面共同入手。首先就要為建筑配有明確合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖，科學(xué)的分析地震作用以及相關(guān)的受力情況。大多數(shù)情況下，圓形、正多邊形以及正方形等平面形狀能夠做到避免強(qiáng)弱軸的抗力不同和變性差異。但在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中也需要考慮到相應(yīng)的問(wèn)題。例如，要注意到結(jié)構(gòu)平面形狀是否做到對(duì)稱，是否設(shè)置了多道抗震防線以及是否在滿足了強(qiáng)度等方面的需求后采用了延性更好的結(jié)構(gòu)材料等。此外，為了保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性還應(yīng)利用多個(gè)權(quán)威程序進(jìn)行核算對(duì)比，使計(jì)算出的結(jié)果更加具有科學(xué)性和說(shuō)服力。并且在設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)盡量向智能化方向偏轉(zhuǎn)，增強(qiáng)對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可控性。
作者：朱炳耀 單位：鄭州華信學(xué)院
1.設(shè)計(jì)流程及圖面表達(dá)
建筑設(shè)計(jì)課程教學(xué)的目標(biāo)之一即為通過(guò)一系列的訓(xùn)練實(shí)踐，使學(xué)生能夠掌握理性高效的設(shè)計(jì)流程與方法。但在教學(xué)過(guò)程中，部分同學(xué)的設(shè)計(jì)過(guò)程仍然是“野路子”的：從某些圖書雜志或網(wǎng)絡(luò)資料中東拼西湊出的資料圖紙或是效果圖片就是“超脫”于基地的“靈感來(lái)源”，由此發(fā)端出的設(shè)計(jì)成果有多大的意義也就可想而知了。在圖面表達(dá)方面也普遍存在著“重視覺效果，輕邏輯表達(dá)”的誤區(qū)，學(xué)生往往把精力用在如何使圖紙描繪得更炫麗，而忽視了表達(dá)的深度和技術(shù)規(guī)范性。如最常見的剖面圖表達(dá)，就很少有同學(xué)能夠完全畫對(duì)，長(zhǎng)此以往肯定會(huì)影響學(xué)生的專業(yè)發(fā)展和今后的職業(yè)成長(zhǎng)。
2.解決問(wèn)題的途徑和方法
通過(guò)對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)課程教學(xué)中遇到的主要問(wèn)題進(jìn)行分析，立足于時(shí)展和教學(xué)實(shí)際，提出以下解決途徑和方法，以便可以切實(shí)提高四年級(jí)學(xué)生的設(shè)計(jì)綜合能力,促進(jìn)學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。
2.1打破設(shè)計(jì)教學(xué)長(zhǎng)周期模式
中低年級(jí)的課程設(shè)計(jì)教學(xué)周期一般為九周，在這樣的長(zhǎng)周期中，容易出現(xiàn)學(xué)生“前松后緊”的散漫狀態(tài)和教師“放羊式”低效管理以及只重視最終圖紙成果等弊端。故可以將九周的設(shè)計(jì)長(zhǎng)周期拆解為長(zhǎng)短周期相結(jié)合的模式，如在高層綜合辦公樓課題設(shè)計(jì)中：第一、二周為學(xué)生實(shí)地調(diào)研、查找文獻(xiàn)及教師理論教學(xué)，在這個(gè)環(huán)節(jié)中鼓勵(lì)學(xué)生多人成組調(diào)研，帶著批判的眼光去調(diào)研，“帶著問(wèn)題去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題”，通過(guò)采用調(diào)查問(wèn)卷采訪及計(jì)算機(jī)輔助模擬等方式為后續(xù)設(shè)計(jì)提供定量的分析依據(jù)，使調(diào)研成果真正能為后續(xù)設(shè)計(jì)服務(wù)；在第二周穿插一次與課題相關(guān)的快速設(shè)計(jì)及研究環(huán)節(jié)，促使學(xué)生盡快進(jìn)入設(shè)計(jì)狀態(tài)，并在快速設(shè)計(jì)中反思問(wèn)題、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)從而反映到正式設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中；第三周至第八周即展開正常的高層建筑設(shè)計(jì)課題，變傳統(tǒng)的師生“一對(duì)一”坐診式交流為調(diào)研小組討論，激發(fā)每個(gè)學(xué)生的參與熱情，督促學(xué)生提高效率、嚴(yán)格按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)完成相應(yīng)的成果，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)的表達(dá)方法進(jìn)行成果匯報(bào)；在第八周時(shí)再次穿插一次快速設(shè)計(jì)及研究環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生之前所學(xué)進(jìn)行總結(jié)和回顧；第九周提交正圖并進(jìn)行公開的答辯評(píng)圖。由此可以看到，這種長(zhǎng)短周期相結(jié)合的教學(xué)模式不僅貼近了設(shè)計(jì)院實(shí)際的工作狀態(tài)、提高了學(xué)習(xí)效率，而且更加符合學(xué)生對(duì)于知識(shí)學(xué)習(xí)鞏固的內(nèi)在規(guī)律。
2.2理論課教學(xué)與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合
高層建筑的誕生本是技術(shù)革新與飛躍的產(chǎn)物，對(duì)其技術(shù)問(wèn)題的鉆研應(yīng)是本設(shè)計(jì)課程教學(xué)中必然包含的內(nèi)容。由于設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)間有限，需要與其他相關(guān)專業(yè)理論課教學(xué)相結(jié)合才能更好地使理論為設(shè)計(jì)實(shí)踐服務(wù)。以高層建筑設(shè)備部分為例，在四年級(jí)同時(shí)進(jìn)行的建筑設(shè)備課教學(xué)中可開設(shè)專門的研究環(huán)節(jié)，針對(duì)建筑設(shè)備對(duì)于高層建筑平面設(shè)計(jì)、立面設(shè)計(jì)及剖面設(shè)計(jì)的影響及互動(dòng)關(guān)系進(jìn)行深入講解。如通過(guò)圖示說(shuō)明建筑設(shè)備管線對(duì)于高層建筑剖面設(shè)計(jì)的制約，總結(jié)出了剖面凈高的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生既知其然，又了解了其所以然。同樣的，諸如建筑結(jié)構(gòu)選型、建筑防火設(shè)計(jì)等專業(yè)理論課均以類似的形式同課程設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而發(fā)揮其最優(yōu)的教學(xué)效果。
2.3注重設(shè)計(jì)過(guò)程的研究
在課程設(shè)計(jì)教學(xué)中，教師對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)全過(guò)程的積極引導(dǎo)可視作教學(xué)工作的核心，具體則體現(xiàn)在引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用理性的設(shè)計(jì)方法完成整個(gè)設(shè)計(jì)上。如在設(shè)計(jì)展開階段，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求及地基特點(diǎn)估算出建筑基底面積、層數(shù)等數(shù)據(jù)并劃定出可建范圍，并在可建范圍內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)男误w組織模式進(jìn)行多樣性、可行性的組合；隨后在結(jié)構(gòu)可行性的基礎(chǔ)上，通過(guò)把握時(shí)代的美學(xué)要素、建筑與城市的關(guān)聯(lián)、建筑的個(gè)性與標(biāo)志性等方面來(lái)塑造高層建筑的內(nèi)部與外部空間形態(tài)。在上述引導(dǎo)式的設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中，教師始終扮演向?qū)У慕巧?，學(xué)生則是互動(dòng)教學(xué)的主體。通過(guò)實(shí)踐，即使是基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生，也可以順利展開設(shè)計(jì)，從而取得較為滿意的成果。這不僅使學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和自信心普遍得到提升，有力地提高了學(xué)生主動(dòng)思考、積極學(xué)習(xí)的意識(shí)，也增進(jìn)了其對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣和熱情。
3.結(jié)語(yǔ)
今天，高層建筑已成為城市建設(shè)的主角，學(xué)生在職業(yè)生涯開始后必將大量接觸高層建筑的設(shè)計(jì)任務(wù)，其知識(shí)積累只有在真刀真槍的實(shí)踐中才能不斷豐滿起來(lái)。課程設(shè)計(jì)所起到的作用就是在預(yù)演性的設(shè)計(jì)中使學(xué)生構(gòu)建積極、可持續(xù)的設(shè)計(jì)觀念，掌握理性高效的設(shè)計(jì)方法，從而更好地應(yīng)對(duì)種種現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)，這是學(xué)生對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)課程最大的期許，也是作為設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師的最大責(zé)任。
作者：朱兆陽(yáng) 夏曉敏 單位：中原工學(xué)院建筑工程學(xué)院建筑學(xué)系
1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
1.1具有較高的抗震設(shè)計(jì)要求。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于其抗震性能有更高的要求，不僅需要充分的考慮豎向荷載和風(fēng)荷載，同時(shí)還需要保證結(jié)構(gòu)性能的良好性，只有這樣才能有效的提高高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的能力，使其具有較好的牢固性和安全性。1.2減輕高層建筑自重比。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，對(duì)于減少高層建筑的自重比要比多層建筑的自重比減輕具有更直接的影響。高層建筑如果自身的自重減輕了，在相同的基礎(chǔ)上就可以多建層數(shù)，更有益于經(jīng)濟(jì)效益的提高。而且高層建筑的重量與地震效應(yīng)是成正比的關(guān)系的，高層建筑的重量越大，在地震發(fā)生時(shí)其作用于結(jié)構(gòu)上的剪力則會(huì)越大，而所產(chǎn)生的傾覆力矩也會(huì)增加，這就導(dǎo)致作用于豎向結(jié)構(gòu)的除加軸力增加，從而導(dǎo)致建筑物發(fā)生倒塌的可能，所以減少高層建筑的自重，可提高高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的重要手段。1.3重視軸向變形。采用框架體系和框架———剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時(shí)，此種軸向變形的差異將會(huì)達(dá)到較大的數(shù)值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。1.4概念設(shè)計(jì)與理論計(jì)算同樣重要。在我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)時(shí)，通常分為計(jì)算設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)兩部分。近幾年來(lái)，我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)無(wú)論是分析手段還是分析原則都得以不斷的提高和完善，但在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)是在一定假想條件下進(jìn)行的，但由于實(shí)際地震作用的復(fù)雜性和不確定性，所以高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)與實(shí)際情況存在著較大的偏差，這樣就導(dǎo)致結(jié)構(gòu)進(jìn)入到彈塑性之后，極易導(dǎo)致局部開裂及破壞的情況發(fā)生。因此，高層建筑的概念設(shè)計(jì)也是非常重要的。
2高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)策略
目前高層建筑結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是最常采用的結(jié)構(gòu)，由于其具有框架結(jié)構(gòu)，所以其平面布置可以很靈活的進(jìn)行布置，以獲得較大的空間，整體性較好，而且抗震能力也較強(qiáng)，由于其框架剪力墻結(jié)構(gòu)具有較多的優(yōu)點(diǎn)，因此在水平荷載下，框架剪力墻具有單純的框架或是單純的剪力墻更為水利的水平變形曲線。但鋼筋混凝土框-剪結(jié)構(gòu)是一個(gè)具有雙重承載體系的非常復(fù)雜的空間受力體系，力學(xué)分析難度較大，其優(yōu)化設(shè)計(jì)就更為復(fù)雜和難以實(shí)現(xiàn)。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的分部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)，即是在結(jié)構(gòu)整體內(nèi)力分析完成后，根據(jù)梁柱各構(gòu)件的控制內(nèi)力進(jìn)行截面優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定滿足荷載效應(yīng)水平要求的各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何特征和配筋量的優(yōu)化結(jié)果，由此導(dǎo)致原結(jié)構(gòu)的幾何特征和荷載特征發(fā)生變化。優(yōu)化結(jié)構(gòu)在現(xiàn)荷載作用下內(nèi)力分布特征發(fā)生變化，各構(gòu)件控制截面上的控制內(nèi)力也發(fā)生相應(yīng)變化，據(jù)此再進(jìn)行新一輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)。2.1鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的具體步驟。1）初始選型：根據(jù)結(jié)構(gòu)平面、立面布置及建筑物設(shè)計(jì)使用功能，分析結(jié)構(gòu)所受的豎向荷載和水平荷載及其傳力路線，并考慮施工因素，歸并框架梁、柱的類型，初選梁柱的幾何尺寸。2）結(jié)構(gòu)分析：按照結(jié)構(gòu)的實(shí)際幾何構(gòu)造特征，計(jì)算結(jié)構(gòu)所受豎向荷載及水平荷載，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間內(nèi)力分析。根據(jù)結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，將截面尺寸相同的構(gòu)件來(lái)控制截面內(nèi)力，根據(jù)其大小進(jìn)行分類，并確定每一類構(gòu)件的設(shè)計(jì)控制內(nèi)力。3）截面優(yōu)化設(shè)計(jì)：針對(duì)每一種梁柱構(gòu)件的控制內(nèi)力進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得出優(yōu)化約束條件下的結(jié)構(gòu)幾何構(gòu)造特征和配筋特征的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，從而構(gòu)成新的優(yōu)化意義上的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。4）收斂性判斷：在工程精度意義上選取一個(gè)較小的數(shù)值，作為檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)收斂性的條件，進(jìn)行收斂性判斷，若優(yōu)化結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)基本一致，則認(rèn)為優(yōu)化結(jié)構(gòu)是收斂的，可以轉(zhuǎn)入下一步的可行性判斷，否則轉(zhuǎn)回第2）步重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)。5）可行性判斷：對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行一次內(nèi)力分析，檢驗(yàn)其可用性，若整體分析能夠滿足工程設(shè)計(jì)要求，則可按此方案進(jìn)行配筋和構(gòu)造處理，作為最終的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。否則需根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析結(jié)果進(jìn)行局部調(diào)整，直到方案可用為止。2.2框-剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。在對(duì)框架-剪力墻設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，其涉及的問(wèn)題較多，主要的有三個(gè)方面。首先需要對(duì)結(jié)構(gòu)最優(yōu)設(shè)防水平進(jìn)行決策，其次，還要對(duì)框架和剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同性、承載力、剛度及變形能力進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)，最后需要對(duì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)于高層建筑工程的質(zhì)量具有極其重要的作用，所以對(duì)于高層建筑及超高層建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì)是十分重要的，其不僅能夠使高層建筑結(jié)構(gòu)更加合理，而且對(duì)于高層建筑經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)及新型結(jié)構(gòu)形式具有更廣泛的研究和推廣意義。（本文來(lái)自于《工程科技》雜志?！豆こ炭萍肌冯s志簡(jiǎn)介詳見.）
作者：滕寶權(quán) 單位：黑龍江省新建監(jiān)獄工程設(shè)計(jì)科
1現(xiàn)代高層建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)的幾個(gè)問(wèn)題
1．1防火
高層建筑整體布局結(jié)構(gòu)繁瑣復(fù)雜，而且高層人口居住較為密集，因此居民日常生活中的防火問(wèn)題應(yīng)充分考慮到。防火中一個(gè)重要的問(wèn)題是防煙，煙霧窒息導(dǎo)致的傷害遠(yuǎn)大于明火的傷害，因此在高層設(shè)計(jì)時(shí)也要充分考慮煙霧的排放，樓梯設(shè)置位置考慮通風(fēng)條件，設(shè)計(jì)陽(yáng)臺(tái)、窗戶、凹廊等增加排煙保證通風(fēng)。首先是人群疏散通道的設(shè)計(jì)要求，走廊、樓梯通道要保證暢通安全便于疏散。有采光、照明設(shè)備要保證正常工作避免踩踏事件的發(fā)生，并且要注意進(jìn)行防火區(qū)的劃分。其次是消防設(shè)施的配備，設(shè)計(jì)時(shí)要將建筑物室內(nèi)、外消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)到位，滅火器、消火栓的位置安排要科學(xué)合理。
1．2抗風(fēng)
高層建筑因?yàn)槠涓叨缺容^高，不穩(wěn)定性很大，很容易受環(huán)境氣流的影響。在設(shè)計(jì)高層建筑輪廓時(shí)要考慮風(fēng)向、風(fēng)流的作用力。設(shè)計(jì)科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)盡量保護(hù)建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和牢固。將抗風(fēng)設(shè)計(jì)考慮到高層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中去充分分析和研究這一重要課題。
1．3電氣
高層建筑的用電包括樓層配電、消防電源、應(yīng)急照明以及電梯的用電。其中樓層配電是基本的設(shè)計(jì)要求，要保證配電線路的科學(xué)合理安排;消防電源作為緊急情況下必要的設(shè)施，應(yīng)該在高層建筑設(shè)計(jì)中給予充分考慮，作為緊急電源要與基礎(chǔ)供電電源分屬兩個(gè)不同區(qū)域的供電所，保證基礎(chǔ)用電停止時(shí)消防用電正常使用;應(yīng)急照明系統(tǒng)用電包括樓梯通道路線指示牌電源的供給、消防照明設(shè)備的使用等，要保證應(yīng)急照明系統(tǒng)的科學(xué)合理設(shè)置，便于疏散人群保證安全;電梯的用電，高層建筑設(shè)計(jì)電梯的設(shè)置是基本配備，要根據(jù)樓層居民人口數(shù)量來(lái)選擇相對(duì)荷載量的電梯，電梯的安裝也要選擇便捷、安全的位置，為了保證停電時(shí)電梯的運(yùn)轉(zhuǎn)正常，電梯的電源也要相對(duì)獨(dú)立便于居民生活。
1．4防雷
高層建筑的高度和結(jié)構(gòu)集中度較高，容易受到雷擊。因此高層建筑設(shè)計(jì)中對(duì)于防雷的設(shè)計(jì)要求比較重要，常見的避雷設(shè)施有在易受雷擊的部位和建筑的頂端位置安裝避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶，注意接地裝置的設(shè)置。建筑物結(jié)構(gòu)中含有的金屬物體和閣樓等部位帶有的金屬物體都要進(jìn)行接地處理，從而防止高層建筑受到雷擊災(zāi)害。
1．5生活垃圾處理
高層建筑居住人口多，生活垃圾種類多樣、數(shù)量龐大，生活垃圾的產(chǎn)生成為高層建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的一大民生因素。如在指定地方設(shè)置垃圾收集區(qū)域，及時(shí)清理垃圾并做好清潔措施保障居民生活環(huán)境的優(yōu)美。
2高層建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)
2．1智能實(shí)用性
智能化高層建筑正順應(yīng)了這一趨勢(shì)，其具備以下特點(diǎn):1)生活舒適性。綠化、除噪、自然光及其他生活環(huán)境條件達(dá)到高質(zhì)量，使人們?cè)谏钪懈杏X更為舒適。2)便捷高效性。智能化的生活網(wǎng)絡(luò)控制，不僅提高了生活便捷性，也為都市化辦公手段節(jié)省人力、物力、空間、時(shí)間、支出等，提供了便于管理的通信、決策等一系列高效化工作水平。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、時(shí)代的進(jìn)步以及科學(xué)技術(shù)的不斷改革創(chuàng)新，都成為高層建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的必要條件。隨著人們?cè)絹?lái)越注重生活品質(zhì)的要求，利用高科技設(shè)計(jì)更為便捷的智能化控制的家居工作空間成為時(shí)代趨勢(shì)。對(duì)生活空間和辦公組織機(jī)構(gòu)的變更，以及辦公資源、網(wǎng)絡(luò)功能、辦公設(shè)備的變化和改革更具有時(shí)代性。3)安全性。高水平的科技管理生活、辦公，利用智能網(wǎng)絡(luò)控制，便于人身、財(cái)產(chǎn)的安全保護(hù)更為可靠。
2．2節(jié)能環(huán)保性
高層建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃中，對(duì)節(jié)能環(huán)保元素的應(yīng)用也應(yīng)予以重視。一方面，選擇自然環(huán)境和地理環(huán)境都較為優(yōu)秀的位置建設(shè)，例如考慮交通便捷性、空氣環(huán)境質(zhì)量好、采光照明好等條件來(lái)規(guī)劃。另一方面建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要貫穿建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)，合理應(yīng)用環(huán)保技術(shù)，如太陽(yáng)能電池板、地?zé)嵩O(shè)計(jì)、雨水回收系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)，以便形成系統(tǒng)的高層建筑節(jié)能體系，營(yíng)造能耗低、環(huán)境舒適的居住環(huán)境。對(duì)空間的利用也要把握節(jié)能環(huán)保，充分考慮高層建筑的空間占用，科學(xué)合理的進(jìn)行利用。本文來(lái)自于《山西建筑雜》雜志。山西建筑雜雜志簡(jiǎn)介詳見
2．3欣賞價(jià)值性
隨著人們對(duì)于生活品質(zhì)的追求，對(duì)審美的要求也不斷的提高，高層建筑不再應(yīng)該是一棟棟冰冷的鋼筋混凝土，應(yīng)該給人們提供使用便捷的同時(shí)帶來(lái)相對(duì)應(yīng)的視覺享受。設(shè)計(jì)既實(shí)用又環(huán)保并有欣賞價(jià)值的高層建筑，其實(shí)也是對(duì)城市空間環(huán)境的一種點(diǎn)綴。例如上海的東方明珠、深圳的小蠻腰、臺(tái)北的101大廈這樣的地標(biāo)性建筑，不僅能為城市帶來(lái)旅游資源，而且還能推動(dòng)城市的全方位發(fā)展。
3結(jié)語(yǔ)
隨著人們對(duì)環(huán)境的要求度越來(lái)越高，高層建筑對(duì)環(huán)境影響的重要性越來(lái)越被廣大設(shè)計(jì)者所重視，一般情況下大多會(huì)被人們忽視，引起能源損耗，對(duì)企業(yè)的收入造成影響，增加了企業(yè)的支出。在設(shè)計(jì)過(guò)程中更注重高層建筑對(duì)城市環(huán)境的平衡性和質(zhì)量的影響，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要以創(chuàng)造出適宜的城市空間為依托，從而將高層建筑的設(shè)計(jì)向綠色環(huán)保的方向發(fā)展，對(duì)無(wú)功功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)姆治龊陀懻摚私獾搅藷o(wú)功補(bǔ)償對(duì)于供配電系統(tǒng)的重要性，所以在電氣設(shè)計(jì)中一定要對(duì)設(shè)備與系統(tǒng)進(jìn)行有意識(shí)無(wú)功補(bǔ)償，相信這也是未來(lái)高層建筑的發(fā)展趨勢(shì)。
作者：邢濤 單位：山西省建筑設(shè)計(jì)研究院
如果總的建筑造型與結(jié)構(gòu)體系是經(jīng)過(guò)優(yōu)化的，附加的材料用量就會(huì)更加合理，可以比上述用量減少1/2或2/3。從抗震的角度，通過(guò)對(duì)震害的分析，結(jié)果表明，平面簡(jiǎn)單對(duì)稱的建筑在地震時(shí)不易被破壞，比較容易通過(guò)采取抗震構(gòu)造措施提高抗震性能。所以建筑的平面及立面布置宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，避免出現(xiàn)突變，在立面的造型上不要過(guò)分追求新奇特，從而增加建筑成本。在建筑方案的初步設(shè)計(jì)階段建筑師就應(yīng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師緊密配合，依照抗震設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)原則，作出經(jīng)濟(jì)合理的建筑方案。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般都是在建筑專業(yè)已經(jīng)確定好的平面和豎向布置的基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。先假定好構(gòu)件的尺寸，通過(guò)計(jì)算機(jī)，運(yùn)用專業(yè)軟件計(jì)算后，如果有個(gè)別構(gòu)件超筋或控制指標(biāo)超限，則對(duì)局部構(gòu)件進(jìn)行調(diào)整，直至沒(méi)有超筋或超限后，就開始畫施工圖。至于建筑方案是否完善;是否還可以再優(yōu)化;雖然控制指標(biāo)沒(méi)有超限，但是不是余量較多;構(gòu)件雖然沒(méi)有超筋，但是不是假定尺寸太大等情況，則心中無(wú)數(shù)，盲目設(shè)計(jì)。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者，在接到建筑方案后，應(yīng)按照抗震規(guī)范的各項(xiàng)原則，在滿足使用功能的前提下進(jìn)行經(jīng)濟(jì)合理性評(píng)價(jià)及方案優(yōu)化，然后再進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案的確定，并在多種方案的比較中確定出最佳結(jié)構(gòu)方案。在高層建筑中，剪力墻結(jié)構(gòu)是目前采用較多的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)《高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程》JGJ3－2010中規(guī)定，在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，截面厚度小于等于300mm，各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻為短肢剪力墻，短肢剪力墻的抗震等級(jí)應(yīng)比所在建筑物抗震等級(jí)提高一級(jí)計(jì)算。
所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻結(jié)構(gòu)在墻肢的平面布置上應(yīng)減少采用短肢剪力墻的數(shù)量或避免采用短肢剪力墻。從而降低構(gòu)造鋼筋的用量。通過(guò)計(jì)算判斷高層建筑結(jié)構(gòu)方案是否可行的標(biāo)準(zhǔn)主要有:在風(fēng)荷載和地震荷載作用下樓層層間最大位移與層高之比的限值;結(jié)構(gòu)的振型曲線﹑自振周期以及風(fēng)荷載和地震作用下建筑物底部剪力和總彎矩是否在合理的范圍內(nèi)。如果建筑物的剛度過(guò)大，則周期就短，導(dǎo)致地震效應(yīng)增大，造成不必要的材料浪費(fèi);但剛度過(guò)小，結(jié)構(gòu)的變形就會(huì)加大，影響人們對(duì)建筑物的使用舒適度的要求。合理的剛度應(yīng)該如何確定，筆者經(jīng)過(guò)查閱有關(guān)資料，結(jié)論是:結(jié)構(gòu)按彈性計(jì)算的頂點(diǎn)位移與總高度之比(兩方向取大值)，建議對(duì)框架———剪力墻結(jié)構(gòu)，框架———筒體結(jié)構(gòu)，筒中筒結(jié)構(gòu)取1/2000～1/2500;對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)取1/2500～1/3000。同時(shí)也要與其他因素綜合考慮。
高層建筑通過(guò)計(jì)算后，有許多構(gòu)件都是構(gòu)造配筋，對(duì)于大多數(shù)構(gòu)件，規(guī)范只規(guī)定了一個(gè)極限值，如柱子的軸壓比和最小配筋率等。有些限值又在很大的范圍內(nèi)波動(dòng)，有些規(guī)范沒(méi)有規(guī)定，如剪力墻的最大配筋率等。但在設(shè)計(jì)時(shí)具體應(yīng)取多少合適還與設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)﹑習(xí)慣﹑對(duì)規(guī)范和計(jì)算機(jī)專業(yè)軟件中個(gè)別參數(shù)的理解程度等因素有關(guān)。因此。同樣一個(gè)工程，不同的設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，會(huì)產(chǎn)生不同的設(shè)計(jì)結(jié)果。對(duì)于一些計(jì)算指標(biāo)和構(gòu)造要求應(yīng)該如何正確判斷取值，統(tǒng)一構(gòu)造做法，是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，應(yīng)予以重視。如果設(shè)計(jì)院或有關(guān)部門能提供一些標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)參考圖和各種構(gòu)造做法，讓設(shè)計(jì)人員，尤其是剛參加工作不久的設(shè)計(jì)人員作為參考，就能避免造成不必要的人為浪費(fèi)。
在房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目中，土建費(fèi)用在整個(gè)項(xiàng)目成本中占很大的比例。高層住宅及辦公樓結(jié)構(gòu)造價(jià)的百分比約為總工程造價(jià)的30%～35%。通過(guò)以上的論述可以表明，在高層建筑的設(shè)計(jì)中，對(duì)建筑方案和結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟(jì)合理性分析及優(yōu)化工作是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是容易被忽視的一個(gè)問(wèn)題。這項(xiàng)工作做得好將會(huì)產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在方案的經(jīng)濟(jì)合理性分析和優(yōu)化的過(guò)程中，建筑師和結(jié)構(gòu)工程師還應(yīng)創(chuàng)造性的結(jié)合，從建筑的整體性、功能性及實(shí)用性出發(fā)，綜合考慮問(wèn)題，為用戶設(shè)計(jì)出更安全、經(jīng)濟(jì)、適用的作品。
作者：孟晶 單位：哈爾濱市建筑設(shè)計(jì)院
