高层综合楼建筑技术创新途径的探讨

李 晓 刚

(山西建筑工程(集团)总公司，山西 太原 030002)

高层综合楼建筑技术创新途径的探讨

李 晓 刚

(山西建筑工程(集团)总公司，山西 太原 030002)

阐述了高层综合楼的发展现状及其特点，并对高层综合楼楼盖技术、幕墙设计技术以及其他技术革新进行了研究探讨，有利于高层综合楼建筑技术的不断提高。

高层综合楼，楼盖结构，幕墙，技术创新

高层综合楼是集商业、办公、居住、娱乐等功能为一体的大楼，其是当代快速发展的社会经济和日益进步的科学技术的必然产物。高层综合楼在促进节约城市用地、完善办公体系、提升办公管理质量和效率、加快城市化进程方面具有积极作用。高层综合楼复杂的功能化特征，其对建筑设计施工技术提出了更高要求。如何实现高层综合楼建筑技术创新途径，已成为当前高层综合楼建设研究的焦点问题。

1 高层综合楼及其建筑技术概述

1)高层综合楼发展现状。

高层综合楼的产生是社会经济、科学技术及城市化进程发展至一定程度的必然产物。较普通高楼建筑，高层综合楼无论是从空间布局和功能设计方面，还是从外在美观和综合性能方面都具有突出表现。高层综合楼最早始于美国，譬如“水塔广场”大楼、“摩天大楼”等，而在我国则产生于二十世纪二三十年代。改革开放以来，国内社会经济发展迅速，各种建筑工程配套设备和技术的不断进步，为高层综合楼在国内的发展带来了无限潜能。高层综合楼既有效的提高了办公管理质量和效率，又降低了城市用地，为国内城市化进程注入了强劲动力。总而言之，伴随着建筑领域中新型建筑材料、新型施工技术以及新型工程设计结构的不断完善，为高层综合楼的发展创造了极其有利的物质条件。

在未来城市化建设中，高层综合楼的设计和施工应既要考虑大楼功能的多样化发展，又要满足其健康、舒适的要求。由此可见，高层综合楼设计施工中应注意一定影响因素[1]，具体包括噪声污染的控制、大楼自然通风和室内空气质量、私密性、自然光和视野、摇晃和振动等。

2)高层综合楼建筑技术概况。

伴随着高层综合楼功能更加多样化、面积范围愈来愈大、施工工段内容更加复杂等趋势的发展，传统的建筑技术已不能适应其发展要求，应对高层综合楼建筑技术进行不断地创新和完善，但必须考虑其自身特点，具体有：

高层综合楼面积范围广阔、功能应用多样且齐全、集办公、商业、居住、娱乐等为一体，其知名度、影响力以及广告效应优异。

高层综合楼因其丰富多样的外观设计，其对城市景观具有美化增彩效益，对于城市环境的保护和城市形象的美化具有积极作用。

高层综合楼因其具有科学、合理、规范的设计，其在功能分配、区域布置方面较普通高楼更加合规，不但有效的降低了市政建筑资金成本，而且对于城市用地的节约具有积极效果。

此外，高层综合楼作为城市发展的主要标志，其也代表着城市科学技术发展。高层综合楼的日益完善和发展，对于城市交通联系路线缩短、城市环境质量改善、社会和经济效益的实现方面作用显著。

当前，高层综合楼功能多样化发展，离不开其建筑施工设计技术的不断完善和优化。下面就高层综合楼楼盖技术、幕墙设计技术以及其他技术革新进行逐一探讨。

2 高层综合楼楼盖技术创新分析

高层综合楼一个突出优势就是城市基地面积利用率较高，在保障建筑面积、占地空间及其他条件下，采取层高降低、体积减少以及降低建筑总高度的措施，其关键是以建筑楼盖结构总厚度的降低最为有效。当前，常见的高层建筑楼盖主要包括密肋式楼盖、现浇宽扁梁加平板、多孔空心楼盖以及无梁楼盖等[2]，其中以多孔空心无梁楼盖为典型代表。

多孔空心无梁楼盖通常采用GBF一次性薄壁管现浇，较普通主、次梁肋形楼盖，其优点主要表现有：首先，可以有效的增加建筑使用面积约一层面积大小，实现经济效益超过百万元以上；其次，楼板底部较为平整，无主、次分割等，无需吊顶，并且能够自由分割平面，方便其随意改动、调整等；第三，高层建筑内，除核心筒部位外，包括空调管线、水管线、电管线等可在楼层内任意布置，并且不需要任何穿孔打洞施工作业；第四，采用GBF一次性薄壁管现浇技术，不但将底模制模施工难度有效降低，而且明显的简化了楼板底模施工，进而促进施工工期缩短。此外，多孔空心无梁楼盖技术还有效的促进了高层建筑空间利用率的提高和二次装修费用的降低。

尽管如此，多孔空心无梁楼盖技术存在着一定不足之处，主要有：1)相对于普通主次梁肋形楼盖而言，在施工造价方面空心无梁楼盖相对较高，这易给建设单位造成工程成本造价的误区，对多孔空心无梁楼盖技术产生的综合经济和社会效益产生忽视；2)在工程施工实践操作过程中，GBF薄壁管供应单位易与高层综合楼施工单位产生经济合同纠纷，一方面GBF一次性薄壁管现浇技术将给施工单位造成一定的经济损失，另一方面GBF薄壁管供应单位为维护自身经济效益而拒绝与施工单位签订分包合同，由此严重限制了多孔空心无梁楼盖技术实践应用；此外，国家和行业中有关多孔空心无梁楼盖技术规范、制度、规程等尚未出台，不利于多孔空心无梁楼盖技术的运用及推广。

总而言之，伴随着高层建筑的楼盖新工艺技术的不断完善和优化，以及国家相关行业对其技术规范制度建立健全，其在高层建筑施工设计中应用和推广将愈来愈广泛。

3 高层综合楼幕墙设计技术分析

幕墙设计墙体材料最早为砖石砌体，发展中经历了实体墙面、金属框结构、铝合金玻璃幕墙、全玻璃墙面等阶段，其中以铝合金玻璃幕墙为典型代表。衡量幕墙结构的物理性能主要包括空气渗透性、保温性、风力变形性、雨水渗透性以及隔声性等。对幕墙性能分别进行分级，如表1～表5所示[3]。

表1 幕墙的空气渗透性能分级 m2/(m·h)

表2 幕墙的保温性能分级 W/(m2·℃)

表3 幕墙平面内变形性能分级

表4 幕墙的雨水渗透性能分级 kN/m2

表5 幕墙的隔声性能分级 dB

以铝合金玻璃幕墙为例，其在结构设计、原材料加工、安装施工以及施工监理中应采取一定的技术措施，以确保铝合金玻璃幕墙质量安全。具体包括：首先，应充分考虑铝合金玻璃幕墙抗震性能，通常要求在地震烈度高于8度地区禁止使用铝合金玻璃作为高层综合楼外围幕墙；其次，铝合金玻璃幕墙设计要求中，铝合金型材必须按照GB 5237标准要求进行规范，并且其阳极氧化膜厚度必须在AA15级以下，壁厚应大于3 mm；第三，采用具有相对较高安全性的玻璃作为铝合金玻璃幕墙材料，以确保其质量安全，譬如采用热喷涂镀膜玻璃作为弧形玻璃幕墙，而采用真空磁控阴极溅射镀膜玻璃作为热反射镀膜玻璃应用；第四，采用丁基密封胶或硅酮密封胶作为半隐框、隐框幕墙中空玻璃用密封胶，而采用丁基密封腻子或聚硫密封胶作为明框幕墙中空玻璃用密封胶；第五，国家认定检测机构对制作完成的玻璃幕墙进行取样，按照相关检测标准对其抗空气渗透性、抗风压变形性以及抗雨水渗漏性等进行检测；此外，在铝合金玻璃幕墙功能设计时应避免受主体结构内力作用，以确保其使用安全性。

4 高层综合楼其他技术创新分析

针对高层综合楼功能复杂多样化特征，其在结构设计、水电暖布置、工程施工中应相互协调、相互统一。在高层综合楼技术创新中还包含了高层综合楼防火防灾设计、高层综合楼设备层改造利用、大空间应用等问题[5]，具体分析有：

1)高层综合楼防火防灾设计。

针对高层综合楼火灾所具有的火势蔓延途径复杂多样、火灾危害性强、人员疏散难度大、人身财产损失严重、消防救火实施困难、装饰装修材料易燃、易导致大型火灾等特点，高层建筑防火设计中应着重对电梯井道等竖井管道设计和楼体外围幕墙的防火设计。其中，在高层建筑的电梯井道和其他各类管道竖井设计方面，首先要确保材料的防火性能，其次要求各管道单独使用，防止烟火互串，再次采用水平分隔方式对电缆井进行设计施工，最后特别注意空调系统、通风系统、垃圾管道等防火处理；在高层综合楼外围幕墙的防火设计方面，首先采用不燃材料作为窗体填充材料，其次确保玻璃幕墙防火极限大于1 h，再次规范楼体内装修装饰材料应满足相应的燃烧性能等级。

2)高层综合楼设备层改造利用。

高层综合楼设备层的设置位置以上下管道以及其他管道集中到设备层里进行水平交叉点最少处为宜，既可以使管道沿着楼体底层向楼外伸出，也可以将半地下室作为设备层应用。由于高层综合楼体内各种管线结构复杂多样，这就对其面积和容量提出更高要求，而相应的对建筑空间造成损失。因此，可根据高层综合楼体实际布置情况，对其设备层进行改造，以提高其空间利用率。

3)高层综合楼大空间利用。

当前，在部分高层综合楼中，存在着空间面积较大，位置相对偏僻的区域未得到充分利用，造成了一定的损失。对高层综合楼大空间空闲区域的有效利用，也是当前高层综合楼建筑技术创新中一个研究的重点问题。

5 结语

伴随着城市化进程的日益加速，高层综合楼建筑数量和规模日趋扩大。为促进高层综合楼建筑多功能作用的显现，应不断的对高层综合楼建筑技术进行创新。

[1] 杜宏良.高层综合楼建筑技术创新措施的研究[J].科技传播，2011，12(下):36.

[2] 湖南省统计局.湖南统计年鉴(1998，2001)[M].北京：中国统计出版社，1998，2001.

[3] 袁军建.高层综合办公楼未来发展的趋势[J].环境设计，2010(9)：56-57.

[4] 赵西安.玻璃幕墙设计，施工与监理[D].北京：中国建筑科学研究院，1996.

[5] 李 翔.高层综合楼建筑技术创新途径的探讨[D].长沙：湖南大学硕士毕业生论文，2003.

The technology innovation way of high-rise complex building

Li Xiaogang

(ShanxiConstructionEngineering(Group)Corporation,Taiyuan030002,China)

The paper illustrates development status and characteristics of comprehensive high-rise building, explores its floor technology, curtain wall design technology, and other technological creation, which will be some help for continuously improve comprehensive high-rise building construction technology.

comprehensive high-rise building, floor structure, curtain wall, technological creation

1009-6825(2015)07- 0014- 02

2014-12-23

李晓刚(1978- )，男，工程师

TU974

A