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Abstract: in recent years, in order to alleviate the contradiction between the residents of residence and city development in China, high-rise building design to make full use of the space of the main status of possession in the architectural design types in. As the city construction, high-rise building leading to contour the eye-catching, limits the city places of public space. From the macro level city, the building itself and operation system of medium level, the construction of the indoor environment of micro-level comprehensive consideration, the green building to set up environmental protection, no pollution, recycling, energy saving, the concept of development, implementation of high-rise building and the modern city of the future sustainable development. The article in view of possible in high-rise building design problem in the work are briefly discussed, for reference only.
Key words: high-rise building design; planning system; design principles; design points
中圖分類號:TU972 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
高層建筑結構的不斷發展,尤其是城北區、華僑區的高層建筑建設、引水入城及公共服務配套設施等建設取得了重大突破,新興的現代化城市已初具雛形,城市形象和品質有了很大的提高。新材料和新結構的應用,帶動建筑的層數增多和高度的增加;建筑設計的發展不僅嚴格按照設計原則的要求,還要充分考慮建筑周邊環境。
實例分析
以廣西來賓某規劃管理項目為例分析如下:來賓市位于廣西中部,是在原來賓縣的基礎上成立地級來賓市。建市差不多10年來,來賓市始終把加快城市建設作為工作的重中之重,不斷更新城市建設理念,采取超常措施,強力推進城市建設,“富規劃、窮建設、重特色”以及“建高樓、種大樹”探索出了一條后發展欠發達城市大規模推進城市建設的道路,取得了顯著的成績。
1、主要成效
來賓是壯族、瑤族聚居區,是文化的發源地,是體操王子李寧的家鄉,還被評為全國觀賞石之城。我們充分挖掘民族文化、文化、麒麟山文化、紅水河文化、瑤族文化、土司文化、奇石文化等來賓豐厚的地方文化資源,并將融入高層建筑建設之中,打造富有民族文化特色的城市景觀建筑或街區。
建市之初的來賓市區,規劃檔次低,建筑以“筒子樓”為主,雜亂無章,綠化率低,整座城市毫無特色和魅力可言。建市以來,市委、市政府把城市建設作為首要工作狠抓規劃,多方籌資,強力推進城市建設,特別是高層建筑的建設,城市面貌發生了翻天覆地的變化。
①規劃體系不斷完善。
建市以來,來賓編制了兩版總規,新版《來賓市城市總體規劃2008-2025》于2008年8月啟動修編,于2009年4月獲自治區人民政府批復。新版總規獲批后,立即全力著手控規的編制工作,至今,來賓市區范圍內的各片控規均已編制完成;來賓已成為廣西主城區控規覆蓋率唯一達到100%的地級市,實現了城市規劃的歷史性跨越。另外,還根據我市實際情況,編制市區范圍內各重要片區、舊城改造片區等片區的城市設計,使我市的高層建筑規劃的具體布局和思路更明確,更具有立體感。
②高層建筑開發理念及建設情況。
高層建筑建設和發展已有百余年的歷史,是居民生活中一種重要的建筑類型。隨著生產力進一步發展,居民生活水平進一步提高,更多的外來人員集中到城市中工作生活,城市不斷向周邊擴展,為提倡國家節約集約土地等相關政策,在較小的土地范圍內建造更多的房屋,市委領導班子樹立向 “空中”發展的現代城市理念,堅持“建高樓、建大樓、建漂亮的樓”,且要求我委在審批建筑方案時,高層建筑的每個項目必須遵循“富規劃、窮建設,兩高一低(高綠地率、高容積率、低建筑密度)、三透(透風、透氣、透亮)、山墻間距必須大于20米,單棟建筑長度必須小于40米、建設水系以及嚴格執行規劃條件”的原則,經過幾年的洗禮,不同風格、不同造型的高層建筑錯落有致地布局在城區內,給居民生活帶來了更多空間,也豐富了我市的城市輪郭線,使我市變得更加美麗。充分體現了高層建筑技術、美學、文化等魅力,大大提升了來賓市的城市形象和品質。同時,為居民生活帶來了更多工作生活的使用空間,帶來了更多的綠地,也帶來了高雅豐富的城市規劃,使得城市越來越漂亮,居民的生活水平也得到很大的提高。
二.高層建筑設計原則
1.高層建筑的規劃設計
結合上述實例分析可得城市中和各建筑之間所有的空間形式形成城市空間。建筑以幾何體征和審美質量等以不同的高低層次聯系起來,形成清晰可辨的城市空間。從人的知覺、心理、行為分析城市空間的合理性。掌握高層建筑城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度這一尺度的序列,依據尺度的統一性,控制高層建筑物與城市、整體與局部、局部與局部和建筑與人保持良好的有機統一。現階段,高層建筑已成為各大城市中主要建筑類型。有些地區在高層建筑生態上,大肆消耗資源,沒有遵循高層建筑的生態性,污染周圍的環境,對自然資源和生態系統產生影響。高層建筑設計者沒有從建筑實用的原則出發,追求立面形式,貪大求高,建筑設計節能意識淡薄,忽略生態環境的保護,高能耗、低效益的高層建筑最終成為被遺棄的建筑。高層建筑以其本身的規模對城市街區的集中化、協調化具有重要的影響,高層建筑設計應該符合城市規劃要求。根據用地性質和控制性詳細規劃進行合理的規劃,對用地進行場地設計;按照建筑紅線和道路紅線控制用地范圍;根據建筑容積率、建筑密度、綠化率等建筑技術經濟指標對基地進行強度控制;根據場地周圍環境,確定建筑高度、交通出入口方位、建筑朝向等基本設計要素;按照建筑控制紅線退讓確定允許建造建筑物的范圍。
高層建筑的位置、高度的確定應該依據城市尺度、傳統文化,避免不當的尺度影響城市傳統的歷史文化,改變了與城市有機協調的比例關系。把握高層建筑裙房、主體、頂部三部分的尺度比例,對強調建筑整體尺度均衡有很重要的意義。確定一個統一的尺度參考系,其各部分細部尺寸在整體尺度上劃分,各個主要部分進行很細的劃分,通過等級性的尺度讓各個部分造型構成豐富的立面。為了考慮高層建筑臨街面的尺度對街道行人的舒適度,一般將高層建筑的主體后退,其底層的裙房沿街布置,減少了高層建筑對街道的壓迫感。臨街面的高層建筑應該保持一致,通過相互呼應形成街道空間和視覺的連續性。
2.高層建筑的設計原則
把握建筑形體的長度、寬度、整體與部分、整體與城市之間的比例關系,以人的尺度作為參考系數,結合人觀察的視點、視距、視角,達到與高層建筑的親近度,控制城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度等高層建筑的外部尺度。把握建筑的整體尺度,運用屋檐、臺階、柱子、樓梯等來表示建筑物的體量。結合人的尺度、滿足人的使用舒適,把握高層建筑各種尺度,創造合理的高層建筑外部造型。高層建筑采用生態性設計,控制建筑平面和體形系數可以有效地降低舒適空間的平均成本。高層建筑的設計與基地相關,充分利用建筑形式、植被和遮蔽帶最大限度地開發利用建設場地。在高層建筑設計過程中加強建筑節能意識,考慮城市環境定位高層建筑,增大建筑南向的開窗面積,盡量減少北向、東向的開窗面積,減少熱損失,保持室內舒適的溫度環境達到建筑節能的目的;優化圍護結構墻體設計,在保證高層建筑的形體簡單、構造合理的情況下,減小體形系數,選用建筑保溫材料。根據場地所在地區的氣候、地理條件、文化傳統,因地制宜,以人為,以環保化、無污染、可循環、節省能源的綠色建筑發展觀念實施綠色設計。
三、高層建筑未來設計方向
(一)高層建筑和城市相互依存、相互影響。城市通過城市規劃對城市建設進行綜合部署,來實現一定時期內城市發展的目標,為居民提供良好的工作、居住、游憩和交通環境。高層建筑,從商業上講,它能使其投資者獲自利更多,并且可以放置更多貨物、安置更多需要安置的人,收入更多租金;從景觀角度講,高層建筑豐富了我市景觀,能夠創造優美的天際線、從城市關系上講,它可以反映我市經濟水平和發展程度。高層建筑的開發將增加城市的就業,與之相關的城市設施、技術、材料、交通得到發展,進而促進整個城市的發展,城市發展了,更多的高層建筑將拔地而起,從而推動了高層建筑的建設。
(二)一座城市所有的新建筑皆對城市的形成及其系統產生影響,高層建筑要充分考慮城市及其系統的形成、優美良好的天際線的形成、統一的城市立體輪廓,協調的外立面、造型及色彩,要避免城市空間的雜亂無章。如廣場、道路、開放的水系和綠地所看到的天際線,會直接影響人們的日常生活,城市天際輪廓線不僅影響人從所看的景觀,也直接影響到市內居民的生活與視覺觀賞;在歷史標志建筑及重點文物保護單位附近應注重高層建筑高度的控制,要搞好過高過大宜適當采用保護建筑的元素,有效保護歷史文化特色。
(三)高層建筑布局規劃技術路線及實際建設情況
高層建筑布局規劃的目的是根據城市實際情況和發展潛力,從宏觀和微觀兩個層次進行控制和發展潛力,從宏觀和策觀兩個層次進行控制,引導高層建筑合理布局,從而使高層建筑得到良性開發,達到城市經濟與城市環境的共同發展。
總結
伴隨著城市發展的步伐不斷加快,城市土地資源與人們居住環境的矛盾也日益突出,因此高層建筑設計方案越來越受到人們親睞。高層建筑的優勢在于建筑本身的占地面積少,充分利用空間優勢有效的緩解了土地緊張的情況。現階段,隨著高層建筑如雨后春筍般拔地而起,給人們的生活也帶來了便捷。因此,高層建筑設計成為了建筑設計工作者的工作重點。
參考文獻:
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2.張世海,王光遠,歐進萍;高層建筑結構抗震選型的只能評價方法[J];世界地震工程;2002年03期
3.馮玉英.,淺談高層建筑的結構設計[J],建筑知識.
關鍵詞: 高層建筑;建筑設計;原則;
0、前言
目前,我國很多城市的建筑物無論從外觀造型還是地理分布角度來觀察,都顯示雜亂無章,建筑的整體性失衡,紛繁無序,無法產生親近感。造成這一現象的原因主要是因為在我國高層建筑建造時都以“新、奇”為設計原則,過分追求自身建筑的與眾不同,顯示出自身獨有的特性,而并未對城市建設中高層建筑設計要點問題進行認真的考慮研究。因此,對高層建筑設計要點的研究是具有重要意義的,有助于提高城市高層建筑物的整體性和親近感。1、高層建筑中建筑設計原則
1.1 有序性以及結構性設計原則
在高層建筑工程設計中,根據系統的層次性、有序性,同一層次的系統之間存在相干性的系統關系。因此,在設計中必須正確區分環節使用功能,以及各個環節的關系特點,通過合理組織建筑工程設計空間序列、流線,保障設計合理性。另外,結構作為建筑工程設計的結合萬式,不僅廣泛存在于建筑事物中,同時也是建筑性能的核心載體,系統形成過程直接關系建筑設計整合差異。
1.2 動態聯系設計原則
聯系設計原則在建筑工程設計中,是在綜合考慮的基礎上,將考察對象具體的融入到建筑系統和建筑環境中。環境作為建筑工程設計的外界條件,體系在一定的環境中形成、維持、發展,它與建筑工程設計外界系統相互影響、作用; 通過體系從而增強建筑工程設計資源壓力、系統功能。動態原則,主要是指探究內外聯系、系統變化、系統發展方向以及活動方式、速度時,不斷探索建筑體系發展應用、動力以及相關運作規律。
1.3 綜合性和整體性設計原則
在當代高層建筑設計中,整體性設計原則是將建筑物從細小部分進行整理規劃,通過明確發展規律和構成,在部分和整體中形成相互結合、依賴以及制約的關系,從而正確展示建筑工程設訐運動規律以及系統特征。高層建筑設計綜合性原則,從建筑設計要素、功能、結構組成、發展歷史以及相互關系等方面進行綜合整體考察,在建筑設計綜合考慮的過程中,進行基礎性綜合分析; 將每個層次的分析結果具體的反映到整體以及綜合考慮過程中; 通過嚴格對照比較結果,從新進行建筑工程設計分析修改、整合完善,從根本上保障建筑設計整體和部分的高度統一。
2、現代高層建筑設計中應當考慮的因素
現代高層建筑設計中應當考慮的因素一是環境。高層建筑所處的環境位置也將影響到設計。二是季節。不同季節對于建筑所需熱能有所差異。在冬季風較強就帶來較大的熱損失,而增加冷空氣中的滲透量,就會導致室內熱損失有所加大。因為建筑中一些部位處理不夠妥當,墻體內部易產生冷凝水。因此,在高層建筑保溫材料選擇上,高層建筑構造所具有的合理性要建立于科學和可靠的前提下。三是風荷載。風荷載是結構設計中的重要控制因素。鑒于建筑物高度的提升,風荷載所具有的影響變得愈來愈大。高層建筑除地震作用下的水平力之外,最為主要的側向荷載為風荷載,在荷載組合中常常會取得控制性的作用。
3、高層建筑設計所必需要注意的問題
3.1 高層建筑的規劃設計
在對高層建筑進行規劃設計時,一方面要避免高層建筑的過度密集,不然會給城市帶來過多的空間壓力,不利于居住和辦公的便利性,還會造成交通擁堵、玻璃幕墻光污染等問題; 另一方面要考慮到高層建筑與城市街道的和諧統一,因為高層澆筑一般分布在商業中心地帶,交通壓力本身就比較大,因此在規劃設計過程中應當采取相應的街道擴展措施。
3.2高層建筑的抗震設計
1) 在對高層建筑進行抗震設計時,應該注意以下的問題: 構造柱是否已經設置在了大廳的四角和外墻的轉彎處,且位置是否正確; 此外,還要注意山墻和縱墻的交界處是否設置了抗震構造柱和是否用構造柱代替了磚墻承重等問題。2) 缺乏巖土工程勘察資料或者資料不全。在缺乏巖土工程勘察資料的情況下貿然進行施工是不可取的。若沒有相關的巖土工程勘察資料,設計時就缺少了必要的依據,對此我們要注意以下情況: 在設計方案會審后或者規劃設計階段便直接進行設計施工圖; 在擴初設計會審后就直接進入施工圖設計。3) 抗震設防標準掌握不當。在高層建筑設計時要嚴格按照《建筑抗震設防分類標準》劃分的設防等級,不能任意的提高或者降低設防等級,前者會造成工程投資超支,后者則會影響整棟建筑的安全性,不利于抗震。
3.3 高層建筑的節能設計
在對高層建筑的節能設計時,應當充分考慮到地區、方位、朝向、建筑布局、地形地勢等客觀因素,重視地熱、風能、太陽能等清潔能源的應用。在對單體建筑進行設計時,要保證有充足的迎風面,冬季都有充足的日照,以滿足采暖、通風與采光的要求; 還應當重視節能材料、節能技術和節能工藝在高層建筑設計中的應用與推廣。
3.4 高層建筑設計中的安全問題
高層建筑的安全問題涉及到防火、抗風、消防、配電、安全通道、電梯等很多方面。為了確保高層建筑運行安全,要建立健全的安保體系,引進專業的人才進行安全設計與維護,對各個環節制定嚴格規范的安全手冊與標準并嚴格執行。此外,也要加強對高層建筑業主、租戶的宣傳教育,建立相互監督管理機制以及各種突發事件的處理機制。
1) 人員疏散困難設計。眾所周知,高層建筑往往是人群分布密集的區域。如果發生火災,除了消防專用電梯之外的其他電梯必須馬上降至底層暫停使用,這樣人員的疏散必須通過樓梯,大大延長了疏散的時間和增加了疏散的難度。因此,在設計時要注重人員疏散問題。2) 火災撲滅問題。高層建筑一旦發生火災,在滅火過程中,就會遇到建筑周圍場地小或者登高高度受限等具體問題。
4、高層建筑設計向節能環保發展
1) 在建筑設計中,原則上應減少建筑物外表面積,適當控制建筑體型系數,減少建筑面寬,加大進深或增加組合體,建筑平面宜選用如“一”字型等較為簡潔規整、能夠獲得較多日照和較少東西的平面型式,以減少夏季熱輻射和冬季冷風滲透量,體型復雜、凹凸面過多的點式低、多層及塔式高層住宅,建筑的外表面積和體型系數大,對節能不利。坡屋面建筑與平屋面建筑相比,其坡屋頂增大了屋頂的熱交換面積,加大了能耗,因此不利于房屋的節能。
2) 結合建筑形體空間的處理,可以在建筑物中設通風口,加強氣流組織,改善小區內部的通風條件。從建筑外觀形態上來談,影響能耗大小主要有兩個因素,一個是建筑絕對的大小,也就是我們常說的體量,另一個就是平面是否緊湊。強調因地制宜,地理條件、氣候、文化傳統不同,所做出的設計也應該不同。
3) 在小區規劃設計中要與建筑節能設計互相配合,統籌考慮建筑朝向、日照間距,通風、景觀綠化,合理應用雨水回收系統,透水地面磚等節能、環保技術以及配套設備采取的節能措施,大力推廣部分太陽能熱水供應系統等先進技術,以形成系統的住宅建筑節能體系,營造能耗低、環境舒適的居住環境。
4) 在高層建筑的規劃中還要特別注重對建筑節能問題的探究,要與自然環境和地理條件相適應,從項目選址、交通組織、環境綠化、空氣質量、噪聲、采光與日照、小氣候等方面提出要求,合理選擇住宅建設用地,避免有害環境對居住環境的影響。
關鍵字:地下室、汽車庫設計、防火設計、防水設計
Abstract: on some in the basement of the design process, and the points for attention of each professional cooperation and fire prevention design, design of waterproofing of basement of the main points.
Key words: the basement, garage, fire prevention design, design the waterproof design
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
隨著現代化進程的加速,用地越來越緊張,高層建筑和地下室的出現日益頻繁,特別是在南方地區。地下室的功能一般為汽車庫、非機動車庫、設備用房及公建的一些后勤用房。
首先,談談地下室在方案設計時需要注意事項:
居住建筑的地下室,居住建筑多為剪力墻結構,且上部戶型決定了柱網尺寸,無法先考慮地下室柱網的經濟型。但公共建筑的地下室,譬如辦公,目前采用的結構形式多為框架或框筒結構,這時候考慮地下室柱網的經濟型顯得尤為必要,一般以8m~8.4m為宜,可以停三部小車,且在車道的布置方面也非常靈活,因為地下室的造價昂貴,所以面積絕不要浪費,設備用房盡量放在一些不能停車且盡量靠近樓梯的地方,因為將來劃分防火分區時,設備用房可能單獨成區。
在方案設計時,還要考慮車道入口的選擇。一般采用的都是坡道式汽車庫,首先應判斷汽車庫的建筑分類,大于500輛為特大型,301~500輛為大型,51~300輛為中型,小于50輛為小型。大中型汽車庫的庫址,車輛出入口不應少于2個,特大型汽車庫庫址,車輛出入口不應少于3個,并應設置人流專用出入口。各汽車出入口之間的凈距不應大于15m。出入口的寬度,雙向行駛時不應小于7m,單向行駛時不應小于5m。車輛出入口,距離城市道路的規劃紅線不應小于7.5m,并在距離出入口邊線2m處作視點的1200,范圍內至邊線7.5m以上不應有遮擋視線障礙物,與城市人行過街天橋、地道、橋梁或隧道等引道口的距離大于50m;距離道路交叉口應大于80m。在謹遵上述原則下,選好騎車出入口,接下來就是汽車的布置,汽車的停車方式可采用平行式、斜列式和垂直式,或采用三種停車方式。我們一般采用的是垂直式為主。平行式或斜列式為輔的布置方式,車型以小型車為主,車位尺寸為2.4mx5.3m~2.5mx5.5m。各車型建筑設計最小停車帶、停車位、通車道寬度詳見下表:
在完成方案設計之后,進入方案設計完善,初步設計階段,這時候重中之重的是與各專業的配合,凈高的控制及各設備用房的確定。首先,談與人防的配合。在廣州,人防由專門的設計院設計,設計院的建筑設計人員在人防這方面負責的是與它的配合、復核它對地下室的影響。人防的等級分類,對建筑地下室的影響,因人防而致使結構樓板加厚,對凈高的影響,人防口部的設置,人防風井與設備風井的結合,人防風井對建筑的影響,人防本身功能凈高的要求等等問題,人防功能的設置及面積要求應按照規劃要求來設計。人防的防護單元的設置會結合建筑的防火分區,所以溝通以及配合顯得尤為重要。
建筑與設備的協調:
通風專業:因風管的截面積相比其它的設備管道而言,是比較大的,而且地下室的管道找坡坡度較大,所以由此來控制凈高是必要的,通風專業還有風井要通至上部,所以除了考慮風井對地下室的影響外,還應考慮其對上部建筑及總平面環境的影響。風井設置時按防火分區來劃分的,一般(以地下室而論),一個防火分區4000平方米,設置一臺進風、兩臺排風為宜。每個防火分區都應有自己專用的進排風。
電氣專業:電氣專業一般會將電氣設備用房(即高壓配電房、低壓配低房及變壓器室、發電機房等)放在地下室,首先要注意的凈高問題,電氣的設備用房要求凈高4.0米,其次,發電機房需要專用的進、排風,不得與其它的合用。
水專業:水專業在地下室的有消防水池、生活水池及生活、消防水泵房,注意的是水池的容積應滿足,并留夠做人孔的位置,人孔分為側人孔和頂人孔,生活水池一般會采用成品水箱。
地下室防火設計,設備用房與汽車庫單獨成區。地下室的防火分區面積為500平方米,地下汽車庫的防火分區面積為2000平方米,當局部設有自動噴淋系統時,可局部加倍。高層建筑內的商業營業廳、展覽廳等,當設有火災自動報警系統和自動滅火系統,且采用不燃燒或難燃燒材料裝修時,地下部分防火分區的允許最大建筑面積為2000平方米。
汽車庫的防火分類按下表:
車庫類別 一類(大型庫) 二類(中型庫) 三類(中型庫) 四類(小型庫)
汽車庫(輛) >300或>10000平方米 151~300或5000~10000平方米 51~150或2000~5000平方米 ≤50或≤2000平方米
修車庫(車位) >15 6~15 3~5 ≤2
停車場(輛) >400 251~400 101~250 ≤100
注:1、屋面停車場的建筑面積可不計入車庫的建筑面積之內。
2、若屋面停車場與下面汽車庫無任何連通口,則屋面停車場的停車數量單獨計算;否則應計算在汽車庫的總車輛數內。
3、復式汽車庫的建筑面積按本表的規定值減少35%。
地下室的耐火等級:
1、高層建筑地下室的耐火等級應為一級。
2、 地下汽車庫的耐火等級應為一級。
地下室的安全疏散要求:
1、地下室的每個防火分區的安全出口不應少于兩個。當有兩個或兩個以上防火分區,且相鄰防火分區之間的防火墻上設有甲級防火門時,每個防火分區可分別設一個直通室外的安全出口。
2、地下室當房間面積不超過50平方米,且經常停留人數不超過15人的房間,可設一個門。人員密集的廳、室疏散口總寬度、應按其通過人數不小于1.0m/百人計算。
3、汽車庫內的人員安全出口與汽車疏散口應分開設置。地下汽車庫每個防火分區的人員安全出口不應少于兩個,但同一時間的人數不超過25人或汽車庫為四類汽車庫時,可設一個安全出口。
4、地下汽車庫內不應設置修理車位、噴漆間、充電間、乙炔間和甲、乙類物品儲藏室。
接下來應該考慮的就是在施工圖設計中的地下室防水設計。
一般而言,地下室防水設計應結合設防水位的高度,遵循“防、排、截、堵、疏相結合,剛柔并濟、因地制宜、綜合治理”的原則。
地下的防水等級標準詳見下表:
地下室防水設防要求,應根據設防水位高度、使用功能、結構形式、環境條件、材料性能及施工方法等因素合理確定。一般南方地區采用的都是明挖法,明挖法地下工程的防水設防要
求應按下表:
注:明挖法地下工程防水層和保護層施工完畢檢查合格后應及時回填,工程周圍0.8m范圍內的回填土宜采用2:8灰土并分層夯實。
地下室的防水設計內容主要包括:1、掌握設計依據:如有關設計管飯、工程使用性質、水文地質資料、防水材料性能、施工現場條件等;2、確定防水等級和設防要求;3、確定防水混凝土的抗滲等級和技術指標;4、確定防水層選用的材料做法及其技術指標;5、確定工程細部構造的防水措施、選用材料及技術指標;6、確定工程的防排水系統、地面擋水、截水系統及工程各種洞口的防倒灌措施。
地下室建筑設計應考慮的問題大致如上所述,因其位置的原因,重中之重的防火設計和防水設計,希望能在今后的地下室設計中考慮的更加周全。
參考文獻:
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《地下工程防水設計規范》CB50108-2008
《建筑專業技術措施》 北京市建筑設計研究院
關鍵詞:高層 建筑設計 發展 趨勢
高層建筑的設計興建,只單純考慮建筑物自身的建設尺度遠遠不夠,要注重全面建設尺度的考量計劃,如環境尺度、建筑整體尺度以及近人尺度三個主要方面的考量。環境尺度,包括考慮高層建筑所處城市地理位置、城市大小、周圍街道尺度環境、建筑物的輪廓設計要求等,要根據具體的環境比例安排高層的建設; 建筑整體尺度,包括高層建筑的各個組成部分,如樓層主體、頂部結構等各部門的比例協調統一等注意相對尺度,而且要注意高層建筑中細節部分的層次要求。近人尺度,其實是人們對高層建筑的一個整體感官把握,注重人為感覺、使用價值和審美要求,設計尺度應參考多數人的尺度系數與之成為相應比例,特別是人們接觸到的細節部分如臺階、門、窗、陽臺、柱子、裝飾等尺度的處理。只有從環境、建筑、人這三個方面充分考慮才能促成三者之間的和諧平衡。
一、高層建筑設計的原則
1 選用適當的計算簡圖:結構計算是在計算簡圖的基礎上進行的,計算簡圖選用不當則會導致結構安全的事故常常發生,所以選擇適當的計算簡圖是保證結構安全的重要條件。計算簡圖還應有相應的構造措施來保證。實際結構的節點不可能是純粹的鉸結點和剛結點,但與計算簡圖的誤差應在設計允許范圍之內。
2 選擇合適的基礎方案:基礎設計應根據工程地質條件、上部結構類型與荷載分布、相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進行綜合分析,選擇經濟合理的基礎方案,設計時宜最大限度地發揮地基的潛力,必要時應進行地基變形驗算。基礎設計應有詳盡的地質勘察報告,對一些缺少地質報告的建筑應進行現場查看和參考臨近建筑資料。通常情況下,同一結構單元不宜用兩種不同的類型。
3 合理選擇結構方案:一個合理的設計必須選擇一個經濟合理的結構方案,也就是要選擇一個切實可行的結構形式和結構體系。結構體系應受力明確,傳力簡捷。同一結構單元不宜混用不同結構體系,地震區應力求平面布置和豎向布置規則。
1、 防火
高層建筑整體布局結構繁瑣復雜,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題應充分考慮到。防火中一個重要的問題是防煙,煙霧窒息導致的傷害遠大于明火的傷害,因此在高層設計時也要充分考慮煙霧的排放,樓梯設置位置考慮通風條件,設計陽臺、窗戶、凹廊等增加排煙保證通風。首先是人群疏散通道的設計要求,走廊、樓梯通道要保證暢通安全便于疏散。有采光、照明設備要保證正常工作避免踩踏事件的發生,并且要注意進行防火區的劃分。
2、抗風
高層建筑因為其高度比較高,不穩定性很大,很容易受環境氣流的影響。在設計高層建筑輪廓時要考慮風向、風流的作用力。設計科學合理的結構盡量保護建筑物的結構穩定和牢固。將抗風設計考慮到高層的建筑結構設計中去充分分析和研究這一重要課題。
3、電氣
高層建筑的用電包括樓層配電、消防電源、應急照明以及電梯的用電。其中樓層配電是基本的設計要求,要保證配電線路的科學合理安排; 消防電源作為緊急情況下必要的設施,應該在高層建筑設計中給予充分考慮,作為緊急電源要與基礎供電電源分屬兩個不同區域的供電所,保證基礎用電停止時消防用電正常使用; 應急照明系統用電包括樓梯通道路線指示牌電源的供給、消防照明設備的使用等,要保證應急照明系統的科學合理設置,便于疏散人群保證安全; 電梯的用電,高層建筑設計電梯的設置是基本配備,要根據樓層居民人口數量來選擇相對荷載量的電梯,電梯的安裝也要選擇便捷、安全的位置,為了保證停電時電梯的運轉正常,電梯的電源也要相對獨立便于居民生活。
4、供水
高層建筑設計的消防給排水的積水量和水壓,通常情況下市政的管網供水系統都沒有達到這樣的要求,還有可能還會出現一些如單路進水的情況,因此我們就必須進行人工建造一些蓄水的容器。消防給排水可以和生活、生產用水同用一個蓄水池,這樣既可減少蓄水池建造的成本,還可以減少消防成本。
在供電系統優化原則中首先要保證的就是系統的適應性,這時為了讓電氣設備的功能得到最大的發揮。然后是需要考慮供配電系統的安全可靠性。在設計線路的時候,必須要讓線路具有絕對的絕緣強度和距離、熱穩定性能和負荷性能都必須穩定,才可以保證尾電設備安全有效的使用。在設計供配電系統的時候,需要設置一定的防雷擊設備和防雷設備。
3 高層建筑設計的發展趨勢
1、智能實用性
智能化高層建筑正順應了這一趨勢,其具備以下特點:1) 生活舒適性。綠化、除噪、自然光及其他生活環境條件達到高質量,使人們在生活中感覺更為舒適。2) 便捷高效性。智能化的生活網絡控制,不僅提高了生活便捷性,也為都市化辦公手段節省人力、物力、空間、時間、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。經濟的發展、時代的進步以及科學技術的不斷改革創新,都成為高層建筑設計發展的必要條件。隨著人們越來越注重生活品質的要求,利用高科技設計更為便捷的智能化控制的家居工作空間成為時代趨勢。3) 安全性。高水平的科技管理生活、辦公,利用智能網絡控制,便于人身、財產的安全保護更為可靠。
2、節能環保性
高層建筑設計規劃中,對節能環保元素的應用也應予以重視。一方面,選擇自然環境和地理環境都較為優秀的位置建設,例如考慮交通便捷性、空氣環境質量好、采光照明好等條件來規劃。另一方面建筑節能設計要貫穿建筑規劃設計,合理應用環保技術,如太陽能電池板、地熱設計、雨水回收系統等先進技術,以便形成系統的高層建筑節能體系,營造能耗低、環境舒適的居住環境。對空間的利用也要把握節能環保,充分考慮高層建筑的空間占用,科學合理的進行利用。
3、 欣賞價值性
隨著人們對于生活品質的追求,對審美的要求也不斷的提高,高層建筑不再應該是一棟棟冰冷的鋼筋混凝土,應該給人們提供使用便捷的同時帶來相對應的視覺享受。設計既實用又環保并有欣賞價值的高層建筑,其實也是對城市空間環境的一種點綴。
總之,高層建筑是人為設計、為人服務的城市建設項目,因此以人為本的建筑理念應該是高層建筑設計的根本要求。應充分考慮人們對高層建筑的視覺觀感、親近感等要求,把冰冷的混凝土鋼筋水泥建造的高樓大廈真正的變成人們生活的一部分,有親切感和實用感。
參考文獻:
也暴露出諸如能耗、消防安全等問題。筆者結合青島魯商廣場項目,
與同行分享超高層建筑設計的經驗。
1 項目概況
青島魯商廣場本項目選址在青島市南區核心位置,地塊形狀
不規則,地勢東南高、西北低,最高點與最低點高差約為5.45m,
用地面積32 996.30m2。
本項目由魯商置業有限公司開發建設,是集商業、餐飲、影院、
辦公于一體的綜合建筑。地下二至四層主要功能為機動車停車庫和
設備用房,地下一層至地上五層為商業、餐飲和娛樂功能,地下室
及一至五層商業裙樓部分整體連通,裙樓上部為兩棟獨立的超高層
辦公塔樓,1# 塔樓地上28 層,高138.85m;2# 塔樓地上32 層,
高158.85m。總建筑面積270 492m2(其中地上166 233m2,地
下104 259m2)。
2 設計要點
2.1 核心筒基本布置原則
核心筒設計是標準層平面設計的核心內容。其設計原則是應
方便結構布置合理、經濟和設備使用便捷,并能高效利用空間。一
般情況下,核心筒位于標準層的形心,形狀應與標準層平面輪廓相
關聯,占據采光和通風不利的中心位置,將周邊光線和視線良好的
撰文 張東華 中國建筑標準設計研究院
青島魯商廣場超高層建筑設計要點簡介
位置留做使用空間。
項目中1# 塔樓將核心筒置于標準層的形心,把一個衛生間從
剪力墻的范圍內剝離出來,同時,為了滿足結構體系需對稱布置,
將空調機房及豎井也從剪力墻內提出。在高區時,把這個衛生間置
于低區電梯井的位置,既實現了結構的高效和各種系統恰當的平衡,
又在高區每層增加了29.46m2 共計206.22m2 的可使用面積,達到
了辦公樓使用效率最大化的設計目標。
2.2 核心筒電梯設計
超高層核心筒的設計中最重要的內容是電梯的設計,主要包
括電梯數量、電梯分區方式和電梯布置方式的確定,可以參照《全
國民用建筑工程設計技術措施2009——規劃建筑景觀》。本項目
核心筒設計中把兩部消防電梯設在一處,與一部疏散樓梯共用一個
前室,這樣理論上可以節省4m2 的前室面積,且利于形成較高品
質的服務電梯廳。2# 塔樓共有32 層,由于只在16 層設
置了一個避難層,與現有規范沖突,后經性能化設計和專家評審,
要求將避難區的面積做到本層建筑面積的50%。我們盡量壓縮設
備機房的面積,達到了這一標準,同時滿足《高層民用建筑設計防
火規范》中第6.1.13 條對避難區的凈面積的要求。另外,
由于外立面造型的需要,屋頂無法設置直升飛機停機坪,經過與當
地消防部門的溝通,同意取消這一設置。
Design of a High-rise Building
237
2.3 節能設計
當今玻璃幕墻幾乎是世界各大城市辦公樓立面的主流,它外
觀簡潔、通透、富有現代感,然而也帶來了建筑能耗的增加。如何
解決這個問題,至今是個難題。較新的技術手段如使用雙層玻璃幕
墻,還處在基礎理論研究階段,尚未廣泛推廣[1]。就現階段來說,
嚴格遵守公共建筑節能設計標準,通過設計手段減小窗墻比是有效
降低建筑能耗的一種方法。
原RTKL 方案設計中,外立面全部為透明封閉的玻璃幕墻,
平均窗墻比大于0.6。參照暖通專業對于嚴寒地區B 類辦
公建筑的相關研究結論:“窗墻比增加0.1,耗能量約增加3%;
在公共建筑節能設計中,各朝向的最佳平均窗墻面積比為0.4,平
均窗墻面積比如果超過0.6,在目前的節能技術條件下,要滿足公
共建筑節能設計標準的要求就不經濟了”。
為此對原方案進行了修改,增加了大面積的實體幕墻,并增
加了可開啟窗扇。經過調整,建筑的平均窗墻比降低
了33%,根據文 的研究,該調整可使建筑總能耗減少3.4% 左右,
空調系統能耗減少約6.7%。
參考文獻
[1] 劉晶晶,林波榮,秦佑國.關于雙層玻璃幕墻節能輔助設計方法探討. 華中建筑,2006(5).
關鍵詞:城市建設;高層;建筑;設計
Abstract: a building is a symbol of the city, the stand or fall of it to a city of image is a big influence, especially in high-rise buildings, reasonable construction design is high-rise building and the urban space is the important basis of harmony. In this paper, the construction of the city the main points of the senior architectural design is discussed.
Key words: the city construction; Top; Architecture; design
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
建筑設計是科學與藝術、邏輯思維與形象思維相結合的多科學的創造性勞動,由于其決策及評價標準的綜合性,必須采取綜合管理的方式才能協調好各方面的關系,更加充分地體現城市意識。 建筑除了本身的功用外,也被譽為凝固的藝術 。重要的建筑是一個城市的象征,它的好壞對一個城市的形象影響也是很大的,特別是在高層建筑中 ,合理的建筑設計是高層建筑是否與城市空間融洽的重要依據。
一、城市建設中高層建筑的設計原理
高層建筑設計時,不能只單單重視建筑本身的立面造型的創造,而應以人的尺度為參考系數,充分考慮人觀察視點、 視距 、視角,和高層建筑使用親近度,從宏觀的城市環境到微觀的材料質感的設計都要創造良好的尺度感,把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度:城市尺度、整體尺度、 街道尺度、 近人尺度、 細部尺度。
1、城市尺度。高層建筑是一座城市有機組成部分, 因其體量巨大, 高度很大, 是城市的重要景點, 對城市產生重大的影響。從對城市整體影響的角度來看, 表現在高層建筑對城市天際輪廓線的影響, 城市的天際輪廓線有實、虛之分, 實的天際線即是建筑物的輪廓,虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線, 高層建筑在城市天際線創造中起著重要的作用, 因城市的天際輪廓線從一個城市很遠的地方就可以看見, 也是一座城市給一個進入它的人第一印象。
高層建筑對城市各構成要素也產生重大的影響, 高層建筑的位置、高度的確定, 也應充分地考慮該城市尺度、傳統文化, 不當的尺度會對城市產生不良的影響, 改變了城市傳統的歷史文化, 也改變了原來城市各構成要素之間有機協調的比例關系。
2、 整體尺度。建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的,高層建筑一般由三個部分組成的裙房主體和頂部,也有些建筑在設計中加入了活躍元,以使整棟建筑造型生動活躍起來。 一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關系,而這三個部分尺度的確迫感。
3、街道尺度。街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知,也是高層建筑設計中重要的一環。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定,主要考慮到街道行人的舒適度,高層建筑主體因為尺度過大,易向后退,使底層的裙房置于沿街部分,減少了高層建筑對街道的壓迫感。 為了保持街道空間及視覺的連續性,高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑相一致,宜有所呼應。
4、近人尺度。近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺 。這部分經常為使用者所接觸,也易被人們仔細觀察,也是人們對建筑直接感觸的重要部分。 其尺度設計應以人的尺度為參考系,不宜過大或過小,過大易使建筑缺少親近性,過小則減小了建筑的尺度感,使建筑猶如玩具。 在近人尺度處理中,應特別注意建筑底層及入口的柱子、 墻面的尺度劃分,檐口 、門窗及裝飾的處理,使其尺度感比以上幾個部分更細。
5、細部尺度。細部尺度是指高層建筑更細的尺度,它主要是指材料的質感。 在生活中,有的事物我們喜歡觸摸,有的事物我們不喜歡觸摸。建筑設計師在設計過程中要充分運用不同材料的質感,來塑造建筑物,吸引人們親手去觸摸或至少取得同我們的眼睛親近感,或者換言之,通過質感產生一種視覺上優美的感覺。
二、城市建設中高層建筑設計要點
1、高層建筑采光設計
高層建筑在生態設計中的目標之一,是優化日光的使用,減少人工照明的耗能需求。大部分被動日光技術都是控制進入的直射光線,減少其對視覺舒適度的潛在負面影響,如眩光;以及通過減少熱量獲取來減少建筑制冷的負擔。當太陽光有效地分布到建筑各處而沒有眩光的時候,就可以認為是很好的室內照明了。先進的日光采集系統設計有以下方法:
(1)通過將陽光反射至屋頂平面, 日光可以到達比那些靠傳統窗戶或天窗采光更深的工作區域, 但不增加窗戶附近的日光強度;
(2)通過利用相對小的進光區域有效傳統日光, 可以不對陽光輻射產生嚴重的制冷負荷, 從而達到節省能耗的目的;
(3)仔細設計阻擋陽光直射的系統, 可以減少陽光直射導致的眩光和溫度不適。設計的難度在于每天和全年陽光位置及獲得的不斷變化。自然采光的建筑無論設計得多好,只有在日光有效利用和代替人工照明的情況下才能節約能源。當然,進行采光設計時,可以在人工照明節能和少量增加陽光熱量獲得之間尋求平衡。我們可以完善座位和工作平面規劃,通過更好的窗戶和立面設計來減少眩光,獲得自然采光。研究表明,太陽光的適當獲得和開闊視野可以提供一種舒適感。然而,為保證一個安全、舒適的工作環境,使用者應該可以控制光線的數量和質量;設計者需綜合考慮能耗、背景光線、屋頂燈和窗戶的自然采光等因素, 并為使用者提供最好的視覺環境。
2、高層建筑的消防問題
高層建筑往往在功能上是多元的,而其中設備又較復雜,本身存在很多引起火災的潛在因素。例如,超高層建筑的電器設備很多,一旦維護、管理或使用不當,就可能引發火災;未妥善管理明火;施工以及機械故障等。 從引發火災的原因來看,與普通建筑幾乎相同,然而在高層建筑中,如果發生火災,會比普通建筑帶來更大的危害。具體來說,高層建筑的消防問題主要表現在以下幾方面:
(1)火災蔓延迅速
由于超高層建筑中存在許多可燃物,它們形成了許多縱向煙筒。當火災發生時,這些煙囪的拔風抽力效應可以促進火焰及煙氣的蔓延,高度越高,抽力越大,這種效應就越強烈。超高層建筑的煙筒效應是最難防范的,雖然可在管道內設置一些防火閥,然而這些防火閥可能出現控制失靈、無法嚴密閉合等情況,從而導致有火溢出直至延燒。
關鍵詞:高層建筑;低碳;設計;方法
中圖分類號:TU97 文獻標識碼:A
隨著我國城市化進程的加快,建筑能耗問題越來越受到關注,低碳環保的生活理念越來越深入人心,倡導低碳建筑設計是改善城市環境質量、節能減排,實現城市可持續發展的重要措施。本文就高層建筑低碳設計中相關問題進行探討,以促進我國低碳經濟的發展。
1.低碳建筑概述
1.1低碳建筑概念
當前,發展低碳經濟是我國基本國策,低碳環保理念已為人們所認可,低碳建筑設計已成為建筑行業發展的主要方向。低碳式建筑主要是指在保證滿足相關使用要求的前提之下,將低碳理念融入到建筑設計內,將先進的節能減排的技術和產品應用于建筑設計中,通過提高能源的利用率來降低建筑的能源和資源的耗費,實現保護環境,減少二氧化碳排放量的效果。
1.2低碳式建筑應用現狀
就目前看來,低碳式建筑的應用并不廣泛,在應用區域與應用范圍等各方面都存在一定差距。就建筑本身而言,低碳式建筑主要應用在玻璃幕墻方面,在屋頂、外墻和地板等方面的研究使用相對缺乏;就應用區域而言,由于夏熱冬冷地區的制冷供暖的能耗相對較大,低碳式建筑在夏熱冬冷地區的應用明顯較寒冷地區多些。
1.3低碳式建筑的優勢分析
1.3.1低碳建筑能夠有效的控制能耗。低碳建筑在設計施工和使用的過程中,都充分的考慮到了經濟、環保、耐用以及能源控制。因此,低碳建筑能夠有效的控制能源的小號,相對于普通建筑而言,低碳建筑能夠減低能耗超過 70%,在西歐國家,其建筑設計充分的融入例如低碳經濟的理念。
1.3.2低碳建筑更加符合建筑美學的特點。低碳節能建筑不同于普通的商品化的建筑住宅,在其施工的過程中,會強調地域的文化特色以及本地材料使用,因地制宜,充分的考慮到了當地的氣候特點和自然條件,因此,建筑的設計和材料使用充分的結合了當地的風情,從而形成了獨具特色的建筑作品,使建筑的使用者能夠享受到更加健康、環保的生活。
1.3.3低碳建筑更能夠適應當地的季節變化。傳統的建筑設計與當地的自然氣候特征是隔離的,外部氣候環境與室內環境是封閉的,因此,這對于室內的空氣是不健康的。而低碳建筑設計在設計過程中,根據氣候的四季變化,能夠促進室內環境的自然的調整。
2.低碳式建筑設計的關鍵技術
2.1優化建筑位置及朝向設計
在建筑設計時,首先應該考慮建筑位置對于一座城市的環境所帶來的影響。因此,要選擇合適恰當的建筑位置。同時,通過建筑位置和朝向的考慮,有利于對采光進行充足設計,在采光方面減少電能的耗費,從而將低碳理念得以充分貫徹。在低碳式建筑的設計過程中,應該注重對日照原理的應用,按照太陽高度角做出相關日影響圖,確定冬天時期每天的日照時間,使每幢建筑都能夠最大程度地接收到太陽輻射的熱能,從而確定建筑位置和朝向。在滿足采光條件的前提之下,建筑的南向開窗面積應該盡量增大,而北向和東向的開窗面積則盡量減小,力圖增大采光面積,從而獲得更為充足的光線,減少熱能損失,保證室內舒適宜人的環境溫度。此外,積極采用現代科技成果,使用智能遮陽系統和門窗自動系統,都能夠在一定程度上降低室內照明能耗,實現低碳節約。
2.2優化圍護結構墻體設計
為了使低碳式建筑能夠更好地滿足通風、透光、保溫等一系列需求,在圍護結構墻體設計也需要更好的設計優化,使其能夠根據外界條件的變化而變化,從而實現室內外物理環境的良好統一,能源消耗得到很大程度上的降低。目前,圍護結構墻體設計涉及的產品主要有外墻保溫和隔熱、熱物理性能優異的外窗和玻璃幕墻、基于相變材料的蓄熱型圍護結構和基于高分子吸濕材料的調濕型飾面材料等等。此類建筑材料的使用大多應該建立在科學合理的基礎之上,不但可以提高低碳式建筑的使用壽命,而且也節約了建筑的運行成本。
2.3可再生能源技術一體化設計
隨著科學技術的發展,可再生能源逐漸被發掘并不斷應用于經濟之中。將建筑與可再生能源技術相結合,進行一體化設計,不但有利于提升建筑本身的使用功能,而且也能夠實現節能低碳的效果,將低碳理念充分貫徹實施。當下,我國低碳式建筑設計中與太陽能技術相對整合得較好。在利用太陽能節約生活用能之外,更能將其進行轉化,如使用太陽能熱水器等集熱器將太陽能轉化成為建筑用能,以提升集熱效果,使低碳式建筑的構建所需能源得到節約,修建安裝難度大大降低。
2.4水、熱環境設計
在低碳式建筑設計之中,水、熱環境的有機結合也是重要關鍵的技術之一。在節水方面,需要綜合考慮水質和水量兩方面的問題。而低碳式建筑中大多采用節水型設備,在收集雨水的同時能夠處理污水;而對于小區一般常見的景觀用水,在低碳式建筑設計之中也大多加以一并考慮,從而實現對水資源的綜合利用,與水環境的和諧相處。在熱環境方面,低碳式建筑也應加以充分考慮,通過利用太陽能等,不但要顧及建筑設計小區的熱供應的舒適性,也要充分顧及節能環低碳的要求。
2.5運用當代科學技術的新設計
在現代社會,低碳式建筑設計已經不是建筑行業本身的問題。通過與其他技術的結合,都將會有利于低碳式建筑的設計、構建與實現。目前,主要有以下幾種運用當代最新技術方法的低碳式建筑設計技術,如基于數字化技術的低碳建筑設計技術、基于物聯網的低碳建筑設計技術、基于仿生學的低碳建筑設計技術、基于建筑腔體概念的低碳建筑設計技術、基于遺傳算法的低碳建筑設計技術等等。通過運用這些新科學新技術,將能夠極大促進低碳技術在建筑設計中的操作,提升其建筑效率,快速推動傳統建筑向低碳式建筑的發展進步。
3.當前低碳式建筑設計采取的主要方法
3.1主動建筑低碳設計
主動建筑低碳設計之中,主要包括以下方面。首先,建筑立面通過選擇素混凝土,有利于節省一次性瓷磚貼面、花崗巖大理石和粉刷層,也能夠避免開采石材的過程之中對大自然的破壞;其次,通過就地取材和攪拌混凝土,有利于減少運輸環節過程之中對能源的浪費;此外,通過對屋面綠化,有利于吸收二氧化碳,從而實現低碳建筑這一理念;同時,通過采用主動式自然采光設計,對采光加以合理利用,使室內光照環境得到改善,實現能源的節約。
3.2被動建筑低碳設計
被動建筑低碳設計之中,主要包括在外墻使用外保溫和中空玻璃,使用保溫屋面等措施,使建筑中的能源利用效率有效提高,從而有利于建筑節能低碳。此外,通過被動式自然采光設計,充分利用陽光來為空間照明,都能夠優化低碳建筑的能源系統,實現低碳式建筑的理念。
3.3使用新能源與新材料
在低碳式建筑設計的方法之中,通過利用新能源和新材料也是目前較為熱門的方法。其中,利用太陽能、地熱能、風能和生物質能等可再生能源;因地制宜,使用周邊工業項目的余熱、余氣等是當前運用新能源來進行低碳建筑設計的主要方法。在使用新材料方面,運用綠色建材,采用無污染的材料與保溫隔熱涂料等節能材料,都顯示了新材料在節能低碳建筑中的重要作用。
4.結語
為了有效的保護生態環境,實踐低碳經濟,促進人與自然和諧發展,低碳建筑的設計理念需要融入每一個設計和開發房地產的人的骨髓中去,只有建筑企業不斷的堅持綠色科技創新,進行建筑技術個性,才能夠實現低碳經濟下的建筑設計不斷的朝著生態、環保、節能的方向發展。
參考文獻
[1]韓放.低碳式建筑設計方法及相應技術[J]民營科技2013(3)
關鍵詞:高層單體建筑;建筑設計;結構設計;施工工藝;重難點
Abstract: The construction of the function with the form becomes more and more complex, how to make high monomer building more perfect, must want to do the design work before construction, the construction of high-rise construction monomer is more complex, the structure design of the whole project puts forward more strict requirements more difficult, therefore has become the emphasis and difficulty in the design of high-rise building design monomer building. This paper mainly analyzes the problems of attention should be paid to the study of single building design in high-rise.
Key words: high monomer building; architectural design; structure design; construction technology; difficulties
中圖分類號:TU2文獻標識碼:A文章編號:
現代化的高層單體建筑是隨著科技的進步和城市的發展逐步發展而來的,在土地資源嚴重短缺的今天,高層建筑具有很大的優勢,可以節約用地、緩解住房緊張、美化城市空間和減少基礎設施的建設。單體建筑主要對相對于群體建筑
而說的,在建筑群中,每一個獨立的建筑均可稱為單體建筑。在高層建筑群中,
任何一個高層建筑就是高層單體建筑。高層單體建筑的發展,開創了建筑行業的歷史新紀元。但是隨著高層建筑的飛速發展,高層單體建筑中的問題也日益增多,許多問題必須要從源頭解決,這就需要做好設計工作,本文主要提出了在高層單體建筑設計中要注意幾個要點。
一、高層單體建筑設計的特點
(一)水平荷載的決定作用
首先,由樓面的使用荷載和樓房的自重在豎向構件中形成的彎矩和軸力數據,是與樓房高度的一次方成正比例關系,水平荷載對建筑結構產生的傾覆力矩,加之由此在豎向的構件中形成的軸力,與樓房高度的二次方成正比例關系。其次,
對具有一定高度的樓房建筑來說,豎向的荷載基本上是一定的,地震作用和風荷載通常作為水平荷載,它們的數值是不確定的,隨結構動力特點的變化會有較大幅度的變化。因此水平荷載在整個建筑中具有決定作用。
(二)不容忽視軸向變形問題
在高層單體建筑中,豎向的荷載數值比較大,可以在柱中產生比較大的軸向的變形,因而會對連續的梁彎矩產生一定影響,引起連續梁的中間支座處負彎矩值變小,湍支座的負彎矩值和跨中正彎矩值增大;豎向的荷載能對預制構件下料長度產生一定影響,必須要根據軸向變形的計算值,對下料的長度進行調整:豎向的荷載還能對側移和構件剪力產生一定的影響,與構件的豎向變形相比,會得出比較不安全的結果。
(三)控制好側移
高層單體建筑與較低的樓房建筑不同,結構的側移成為設計中的關鍵因素。隨著高層單體建筑高度的不斷增加,在水平荷載下,結構的側移變形不斷迅速增大,所以要把水平荷載作用下的結構側移控制在一定的范圍限度內。
(四)結構延性的設計
高層單體建筑與較低的樓房建筑相比,其結構更加的柔和,在地震作用下會發生較大的變形。為了確保結構進入塑形階段后,仍然具有很強的變形能力,并且還要避免倒塌,必須要在結構構造上采取有效的措施,保證結構具有很強很足夠的延性。
二、高層單體建筑設計的要點
高層單體建筑的高度和層數會不斷的增加,當它們增加到一定程度后,建筑的技術合理性、功能適用性及經濟的可行性都會隨之發生質的變化。與較低層的建筑相比,高層單體建筑的受力特點必須要考慮以下兩點:一是水平力和地震作用產生的位移和結構內力應該為控制結構的因素;二是要考慮到柱軸變形和截面的剪切變形對結構變形和結構內力產生的影響。如圖為某一高層單體建筑的結構圖,下面將針對該建筑,對結構方面的要求進行分析探討:
1.要考慮高層單體建筑遭遇巨大的地震力和風力時產生的水平側向力;
2.要嚴格控制高層單體建筑的高寬比例,從而保證建筑的穩定性;
3.要使高層單體建筑的體型、立面和平面的剛度和質量盡量保持勻稱和對稱,是整體的結構不會出現薄弱環節;
4.要妥善處理好因為地震、風力、基礎沉降和溫度變化造成的變形節點的構造,處理好這些構造能夠有效處理好變形問題;
5.在基礎深和重量大的地質條件下,要考慮到怎樣保障可靠安全的施工條件和設計技術問題。
高層單體建筑的基本單元包括剪力墻、框架、框簡和核心筒,這些單元可以組成很多種結構承重體系,通常有剪力墻結構、框架結構、簡體結構和框架一剪
力墻結構,還包括用于超高層的其他的一些結構體系形式。為了確保結構物在水平力的作用下仍具有足夠的剛度、延性和承載能力,高層單體建筑的體型設計應該是簡單簡潔的,結構布局也要符合一定的規則,建筑物的基礎埋深和高寬比必須要滿足一定的要求,建筑在水平面的強度和剛度也要有一定的保證。
三、高層單體建筑設計過程中應該注意的問題
(一)防火的問題
依據防火有關規范的規定,高層單體建筑疏散樓梯各層的位置應該保證不變,這樣不會造成錯誤的疏散,可以在二層平臺和同一開間底層設置通向地面的樓梯,要做好合理的平面設計,必須遵守防火規范的各種要求。
(二)抗風的問題
設計時必須要預測建筑物附近的氣流狀況,還要考慮建筑物的各種性狀,結構疲勞破壞、不穩定破壞、過份變形發生的屈服和圍護結構的破壞,都是一些安全隱患。工程結構的倒塌和損壞,是風災損壞的重要表現形態,因此工程抗風設計的計算全面性和合理性是關系到工程安全的重要關鍵因素。抗風設計在工程結構中也是比較重要的研究課題。
(三)電氣的問題
1.做好應急照明
當高層單體建筑發生災害。火災和其他故障時,照明系統會發生中斷,這是必須要啟用事故照明。安裝應急照明時要符合人性化的標準,要安裝在消防電梯前室、疏散樓梯、自備電源室、消防控制室、變配電室、防排煙機房和消防水泵房,應急照明主要包括疏散指示照明。
2.電梯
設計電梯時要保證位置的合理性,運行時的噪聲不能打擾用戶的正常生活,電梯的荷載也要進行相應的調整,保證用戶的方便出行和使用。當遇到緊急情況時,電梯必須要有方便快捷的方法讓人迅速地撤離。為了保證安全正常的電梯運行,還要考慮把消防泵房、排水設施、變配電站和柴油發電機房設置于地下室內。因此電梯井底排水和地下室排水是同樣重要的。電梯的供電系統也要有兩套,一套用于正常的供電系統,另一套在緊急情況下作為備用供電系統進行發電,從而保證電梯的正常運作。
3.做好排煙的問題
當高層單體建筑發生火災時,排煙問題會成為非常重要的問題,排煙工作做不好很容易造成窒息死亡。所以要保證在發生火災時能夠盡快排煙,降低傷亡率。在設計中要采取居住用電梯和消防電梯的合用,還要采用常閉防火門。
四、結束語
總之,隨著科技的進步和經濟的發展,高層單體建筑近年來得到了突飛猛進的發展。人們對建筑結構的要求越來越高,必須要做好建筑設計工作,不斷采用新技術提高設計的水平和質量。本文總結了高層單體建筑設計中的要點問題,對促進高層單體建筑的設計起到了積極的作用。
參考文獻:
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關鍵詞:高層建筑;結構選型;設計要點
中圖分類號:TU97文獻標識碼: A
引言
隨著我國經濟的高速發展,城鎮化進程的步伐越來越快,城市建設的需要與滿足可供建設的土地供給之間的矛盾日益突出。但是,科學技術水平的發展和提高為解決這些矛盾提供了選擇。高層建筑的出現在一定程度上緩解了這種矛盾。現在,高層建筑的建設規模越來越大,建造速度也越來越快。我國的高層甚至是超高層建筑從無到有,不僅高度不斷增加,建筑功能也越來越齊全,而且建筑類型也越來越呈多樣化的發展趨勢,結構體系的選擇也更為靈活。因此,高層建筑不僅節約城市用地,增加城市景觀,減少城市基礎設施投資,更重要的是能夠滿足更多人的居住需求以及生活條件的改善。
1、建筑結構選型的重要意義
近年來,伴隨城市化進程的不斷推進,高層建筑逐漸成為了建筑行業的主要施工項目,這使得建筑結構的選型也主要以高層建筑為主。高層建筑的結構可供選擇的類型有很多種,其中能夠有效加強高層建筑抗震能力的結構則運用的比較廣泛。高層建筑的設計以及施工通常都要耗費更多的財力和物力,因此控制好高層建筑的質量和抗震效果顯得更加重要。但在建筑結構的選型上卻是不確定的,在這個過程中需要考慮建筑物的自身特征以及相關的外部因素。當前的建筑結構選型具有較高復雜性,在這樣的條件下只有對各類相關要素進行綜合考慮才能夠確保建筑結構選型的合理性,進而保證建筑結構可以滿足使用功能、經濟效益以及美觀性和質量性等多方面的要求。
2、對高層建筑結構選型的思考
2.1從建筑結構部位的角度進行分析
按照建筑結構部位主要可以分為豎向承重結構的選型、水平承重結構的選型以及下部結構的選型。在對豎向承重的建筑結構進行選型的時候,最先要考慮到的一點就是建筑物的高度以及建筑物的用途(是住宅還是辦公樓)。因為不同的結構體系對于建筑強度以及剛度的要求是完全不一樣的。因此,它們適應的高度也是不盡不同。通常說來,框架結構一般是用于建筑高度不是很高、層數也不多、對設防烈度的要求也比較低的建筑設計當中。框架―剪力墻結構以及純剪力墻結構則可以滿足大多數建筑物對高度上的需求,而在建筑層數較多且對設防烈度要求較高的時候,則最好選用筒體結構。除此之外,在進行建筑結構選型的時候還要考慮到建筑物的用途,如果是用作住宅的話則一般采用剪力墻結構。
2.2經濟因素
在進行建筑結構的選型時要對經濟因素做好分析,系統的考慮結構方案經濟性。不僅要考慮到某個結構方案付諸實施時的一次投資費用,還應當考慮到其全壽命周期的費用。在進行結構的施工過程中還應當注意到建筑結構中的安全問題,一些建筑結構材料雖然具有耐熱的特性,但是耐火的功效卻不甚理想,一旦放生火災的話極易造成重大的損失。在出現地震等坍塌性事故時,需要較長的疏散時間,但超高層建筑大多采用鋼筋混凝土結構,在長時間的疏散過程中極易發生其他的安全事故。與此同時,許多建筑的投資都比較巨大,并且在所屬區域一般都是當做代表性建筑來建造的。所以建筑無論是在經濟上,還是在文化乃至政治上都具有較強的影響。為此,在進行結構的選型時務必要強化結構的可靠性,強化建筑的整體性能質量。
2.3高層建筑結構選型中結構的規則性
結合結構承載能力、剛度和變形能力是必須所具有的;應注意破壞而導致的由部分結構或者構件給整個結構失去承受重力荷載、風荷載和地震作用能力的不良結果;對可能產生問題的薄弱部位所應該采用的有效手段予以提高。高層建筑的結構體系大概適宜以下有關的要求:要想使局部突變和扭轉效應而形成薄弱部位得到合理的解決方法,就必須要做到使結構的豎向和水平布置應該具備合理的剛度和承載力分布;應具備多道抗震防線。規則平面布置需要滿足的結構要求。結構平面布置首先要斟酌出對抵抗水平和豎向荷載的有利條件,明確的受力,直接的傳力,達到對稱均勻,在某一程度上減少扭轉所帶來的影響。由于在地震的作用,力求簡單規則是建筑平面必須的關鍵,在風力推動下可以適當放寬。有關于抗震設防的高層建筑,簡單、對稱、規則是平面形狀的主要規則,這樣可以有效減少地震帶來的危害。
2.4建筑結構受力準確性
使用結構不同導致受力方式也有所不同。要根據結構和受力等方面,認真選取適宜方案,要布局合理,遇到突發災難時能夠有效地抗風避震、防火防水,保證建筑物的安全穩定。在風力較大的地殼運動頻繁地區要重視結構的強度和變形范圍內的結構質量,減小建筑因受力時結構不穩定而導致的對人造成的不適感和建筑的不安全性。在地殼運動頻繁區域,由于地殼運動具有多變性,現在科學技術發展的程度難以精確地判斷地震中心和地殼運動時間。所以在施工設計中,不僅要通過精確儀器的計算得到精確結構體系結論,還要統籌考慮周邊環境進行實際勘察。在實際施工場地施工時要因地制宜,選擇合理的結構形式,確保結構受力方式的準確性。
3、高層建筑結構設計要點
3.1基礎設計問題
地基是建筑施工的基礎,建筑設計人員在高層建筑結構設計的過程之中需要首先全面了解建筑地質情況,分析建筑結構和建筑環境,結合環境和施工條件,切實提高建筑結構設計在施工過程中的可實行性。我國國土遼闊建筑環境迥異地質情況也各有不同,所以設計人員需要深入研究地質狀況確保施工的順利進行。建筑結構設計人員需要首先勘探水位進一步綜合考慮地質數據、上層結構類型、使用功能和施工條件。再者設計者還需要研究周圍建筑環境的安全度從而觀察建筑物傾斜或者沉降情況。最后設計人員還需要了解建筑物設置位置和標高,分析建筑施工的科學性從而確保建筑工程施工的順利進行。
3.2水平荷載成為決定高層建筑結構設計的決定因素
(1)由于房屋的自重與樓面所使用的荷載在豎構件里面所引起的軸力與彎矩只和房屋的高度成正比。而水平荷載對于結構產生的傾覆力矩,還有因此而在豎構件中所引起的軸力,其與房屋高度的二次方成正比。(2)對某一定高度的房屋來說,豎向荷載在一定程度上是一個定值,但是由于水平荷載與地震的作用,它的數值伴隨著結構動力特性的不同而產生相對較大的幅度的變化。
3.3結構平面設計
使結構平面形狀簡單、規則,剛度和承載力分布均勻是在高層建筑的一個獨立結構單元內所必須具備的條件。在高層建筑的一個獨立結構單元內不應采用極其不規則的平面布置,否則帶來的后果是我們無法預測和估計的。抗震設計的B級高度鋼筋混凝土高層建筑、混合結構高層建筑,其平面布置的要求應遵循簡單、規則,減少偏心。這樣可以有效規避地震給高層建筑帶來的危害,可以達到有效抗震的目的。
3.4結構延性
在地震的作用下高層建筑結構因具備很好的柔和性會形成很大的變形。為了提高其抗震性能投計人員需要強化對建筑結構塑性形變確保其具備較好的抵抗變形能力。在高層建筑結構設計的過程中對高層建筑結構進行合理的強度強化合理處理高層建筑邊角和底座等部分確保其具備充足的延性,從而加強高層建筑的安全性和穩定性。
3.5抗震及連梁
在進行高層建筑抗震設計的過程之中,一般情況下高層建筑不使用單純的框架結構體系而是會選取框架--剪力墻、剪力墻、筒體結構等來實現對自身結構的加固提高其抗震性能。這以上方法可以有效地提高對地震的抵抗效果從而提高建筑結構的經濟性。在框架--剪力墻結構中投計人員可以降低連梁的剛度折減剛度系數。如果在折減之后建筑結構仍然無法滿足設計的需要和設計要求投計人員可以適當內調幅連梁然而在實際調幅的過程中還要保證調幅力度應低于20個百分點。
3.6框剪結構中剪力墻數量的優化
鋼筋混凝土框架―剪力墻結構體系是震區高層建筑使用較為廣泛的結構體系,不僅能為建筑設計提供大空間,且結構具有良好的抗震性能。但是這種結構體系中,剪力墻的數量的最佳配置不僅反映結構的安全性,更是衡量技術經濟性的重要指標。鋼筋混凝土框剪結構中,滿足抗震規范層間位移角限值規定的最少剪力墻數量就是剪力墻數量的最佳配置,且布置對稱、均勻。
3.7豎向荷載設計
在自身情況下應減輕重量。在某些程度上使高層建筑減輕自身重量比多層建筑更具有實際意義。從地基承載力或樁基承載力的情況下分析,假設在同樣地基或樁基的條件下,且不增加基礎造價和處理措施的情況下,采取減輕房屋自重是可以有效解決問題的方法,這樣可以多建層數,在軟弱土層上的經濟效益就會體現出來。因為地震效應與建筑的重量是成正比的關系,所以房屋自重減輕的是可以有效改善結構抗震能力的有效途徑。高層建筑重量大了,可以提高作用于結構上的地震剪力,而且重心高地震的作用還可增加高層建筑的傾覆力矩,會大大提高對豎向構件所產生的附加軸力,從而導致附加彎矩更大。
結束語
高層建筑業在一步步向前發展,市場需求也日趨復雜化和多元化。為能夠滿足當前的市場需求,高層建筑結構設計師必須嚴格按照設計標準來執行并充分發揮主動性和創造力,以工程實際情況為依據,掌握高層建筑結構設計的難點及要點,設計出理想的格局,為后期施工創造良好的設計版圖。
參考文獻
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