谈综合类超高层建筑的设计管理

吴 铁 海

(太原理工大学，山西 太原 030024)



谈综合类超高层建筑的设计管理

吴 铁 海

(太原理工大学，山西 太原 030024)

结合太原市某超高层建筑的特点，介绍了该建筑的设计管理过程，并从层高控制、结构选型、设备选型、专项设计等方面，阐述了超高层建筑设计过程中的重点管控内容，以供参考。

超高层建筑，层高，结构方案，专项设计

0 引言

近年来，随着经济持续、健康、高速的发展,建设工程大规模的展开，特别是超高层、大型城市综合体等建筑在全国各地迅速崛起，这类建筑设计新颖别致，能够展示一个企业甚至一个城市的形象，但同时也为建设单位的设计管理提出了新的挑战。本文通过笔者在某超高层设计管理，阐述综合楼超高层建筑的设计管理在不同阶段的侧重点及经验教训，希望起到对工程设计管理人员提供一点指导作用。

1 工程实例

1.1 工程概况

某工程位于太原市核心老城区，地块周边环境优越，属于旧城改造项目，也是省重点工程。总建筑面积6.7万m2，地下2层，地上39层，建筑高度176.39 m(见图1)。

1.2 工程特点

该建筑体型复杂，是一栋单塔落地无裙房建筑，底层为切角的四边形呈八边形，向上逐步曲线渐变为四边形，八个面均呈三维曲线变化，每层建筑面积略有不同。外墙采用玻璃幕墙，幕墙外设84根竖向三维变化的铝板装饰柱。方案整体效果简洁大气、挺拔向上，富有新时代气息，同时也满足了建设方的各种功能需求。

1.3 设计过程管理概况

该工程方案设计委托境外公司，扩初设计及施工图设计委托当地的设计院进行，以节省部分设计费用。当地超高层建筑起步较晚，对于该类建筑的设计经验略显不足，且设计周期较紧张，后期在设计过程中也暴露出各种各样的问题。基于此，为保证设计的品质，达到建设方最初要求的效果，对于专业性强的分项，建设方委托专业的设计单位进行深化设计，这样对不同专业之间的界面划分、专业间协调提出了更高的要求。

本项目在初步设计、施工图设计过程中，通过在建筑层高、外立面优化、结构方案选型、电梯数量、空调系统等方面均进行了技术经济分析，以达到建筑效果、使用功能及建造成本的相对平衡。

2 超高层建筑设计过程中重点管控的内容

根据相关资料统计，在方案设计、初步设计、技术设计阶段，影响项目投资的可能性为35%～95%，施工图设计阶段影响投资的可能性为5%～35%。本文结合上述项目在设计管理过程中重点管控内容，对超高层建筑在设计管理过程中的管控要点进行分析、阐述，希望对设计管理人员在工作过程中起到一定的指导作用。

2.1 层高控制

建筑物的层高直接影响建安成本，如何在层高加高带来舒适性的增加与建安成本增加之间达到一个平衡，是问题的核心。标准层的层高，根据成本上测算，建筑的层高每增加100 mm，单层的单方造价约相应增加3%～5%。

经调研，多数高端写字楼的标准层层高达4.5 m，后期装修后的净高在2.9 m以上，以保证办公区域使用的舒适性。本项目经过建筑、结构、机电各个专业深入的讨论，并引入BIM技术进行优化设计，最终确定层高为4.2 m，室内使用空间净高为2.9 m，达到了5A级写字楼对于层高的要求，保证了空间的舒适性，层高降低也有效的降低了建筑安装成本。

地下室的层高也对工程造价影响较大。原设计方案地下3层，土方开挖深度深，基坑支护费用大，地下工程造价高。经论证后改为2层，并采用双层机械停车位，满足了停车数量需求。单层层高加大，节约了1层结构梁板，同时土方开挖量、基坑开挖深度、基坑支护费用、地下室墙体厚度及配筋等也相应的降低，这一项取得了巨大的经济效益。

2.2 结构选型

结构方案对建安成本的影响虽然不能和方案设计阶段相提并论，但在初步设计阶段，结构选型对施工图阶段是否可以降低建安成本起到了主导作用。

上述的项目在结构方案确定方面，方案一为型钢混凝土结构，结构外形的不规则体型通过悬挑结构来解决；方案二为核心筒采用型钢混凝土，外围采用钢结构。方案一造价低，但核心筒外围梁、柱截面积较大，使用空间受影响，对后期内装、机电管线的排布灵活性降低；方案二造价比方案一高15%，但核心筒外围梁、柱截面小，使用空间好，施工速度快。由于本项目按照5A级办公楼标准设计，建设方考虑一次性投资较高，最终确定按照型钢混凝土结构实施。当然，并不是所有的超高层建筑都可以适用本项目的结构方案，本项目之所以选择方案一，也是综合平衡的结果。

2.3 设备选型

对于综合类超高层建筑，设备的投资占的比重也比较大，本项目针对占设备投资总额比较大的电梯和中央空调系统进行了系统的优化。

根据项目的功能分区及电梯的利用率以及电梯数量对标准层使用面积的影响等因素，经过专项论证，确定项目分区配备12部电梯，其中2部为消防梯、2部观光梯、低区4部客用电梯、高区4部客用电梯。这样的设计，能够满足消防、办公使用、低区商业使用等多方面的功能需求，且提升了项目的档次。

对于中央空调系统，结合当地供电、供暖紧张的实际情况，在施工图设计阶段采用燃气型溴化锂机组设备。但采用燃气型机组在设备初始投资、运行费用、设备占地面积、使用寿命等方面与电制冷设备相比均不占优势，最终经过建设单位与当地电业局、供热公司充分沟通，将空调系统改为空调冷热源采用电螺杆机制冷+集中供热的方案，取得了较好的经济效益。

2.4 专项设计

对于一个建设项目，配套专业的专项设计也是影响成本的重要因素，主要是在幕墙、智能化、室外景观市政、泛光照明、室内装饰装修、室外综合管网等方面，本着满足使用功能、提升项目档次、提高舒适性、造价相对较低的原则，在实施前都进行了深入的技术经济论证，均取得了较好的经济效益，降低了成本，这里不再赘述。

3 总结

通过对上述超高层建筑全过程的设计管理，笔者在项目竣工后也认真总结获得的经验及取得的教训，主要如下：

1)建筑的方案对于建设方来说是一个产品，而对于建筑师来讲更多的偏向于一个作品，故在方案评选及后期设计落地方面，建设方应更多的站在投资方角度去审视设计方案，在建筑的美感及项目投资方面达到一个合理的平衡。

2)建筑的平面功能分区必须明确，特别是综合体楼中有商业的区域，减少因招商等前期需求调整导致过程中的设计变更。

3)方案阶段应对建筑面积进行预估，对塔楼标准层面积、层数及层高的合理性进行评估。

4)对各专业宜多做技术经济分析，比选方案。通过前期的设计对影响成本方面进行有针对性的管控，有效降低成本。

5)在设计管理中，应把外装及内装选型方面对土建、机电的影响作为设计过程中一个重点管控内容，或把外装、内装的设计前置，能减少因土建、机电与装饰的协调带来的返工，减少项目建设的无效成本；如果项目为精装修交付，则对内装设计的管理更显重要，精装交付并不是简单的毛坯加装修，而是系统集成。

6)重视地下室柱网的整合设计及地下室层高的设计。地下室柱网的合理性，直接影响到项目的土建造价，也影响建筑空间布置的合理性、使用性和多样性。所以在扩初阶段，必须整合各种业态的不同需求，考虑适当的预留，合理的整合柱网，特别要注意地下停车库的有效性。

对于地下室层高，宜满足使用功能的前提下，尽量减少地下室的挖深，这样能够在土方开挖量、基坑支护桩的长度、地下室外墙厚度等多方面都有较好的经济效益。同时，地下室埋深小，对于地下室底板、侧墙的防渗漏均有很大的益处。

7)超高层建筑电梯布置的合理性要充分调研。通过测算人流量确定电梯数量，同时，在标准层布局、核心筒设计时应统一考虑，尽量集中布置，保证核心筒面积满足要求的情况下最小化，使标准层使用面积的相对最大。

8)标准层层高设计分析在扩初阶段尤为重要，因为层高设计关系到成本的测算，面积的测算，以及结构类型的确定。层高设计应考虑内装设计的因素、项目档次、建筑物总高度与容积率的权衡、成本的控制等多个方面。

9)关注各专业之间的界面划分，避免出现设计管理中的灰色地带。

4 结语

设计管理贯穿房地产开发的整个管理过程，该工程只是超高层和综合性建筑的一个例证，本文笔者以该工程为载体，分析了设计管理中遇到的一些主要问题，并提出实际解决思路和经验，尽管观点还存在一定的局限性和瑕疵，但可以为同类型工程提供一些参考。

[1] 杨晓林.房地产开发与管理[M].北京：科学出版社，2012.

[2] 孟建民.深圳市建筑设计研究总院.建筑设计技术细则与措施[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[3] 郭全丰,杨殿鹏.工程设计阶段对工程造价的影响[J].科海故事博览·科技探索,2011(1)：90-92.

[4] 周 蓓.建筑工程设计前期对工程造价的影响[J].中国房地产业,2011(5)：102-103.

On design management of comprehensive ultra-high-rise buildings

Wu Tiehai

(Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China)

Combining with the features of some ultra-high-rise buildings in Taiyuan City, the paper introduces the design management process of the building, and illustrates the main monitoring content from the height control, structural type selection, equipment selection, and special design, so as to provide some reference.

ultra-high-rise building, storey height, structural scheme, special design

1009-6825(2017)08-0241-03

2017-01-06

吴铁海(1977- )，男，在读工程硕士

TU972

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