高层建筑前期设计方案探讨

张艳

摘 要：我国建筑行业的快速发展推动我国其它行业发展迅速，同时改善人们的生活质量。近年来，高层建筑规模不断扩大，前期设计方案是整个高层建筑设计的基础，优秀的前期设计方案能够降低工程建设成本，提升建筑结构安全性，还能缩短后续设计工作所需时间，引起更多人关注。高层建筑前期设计周期短、工作量大，需要结合建筑类型、高度等特点，选择合适的体系，确保高层建筑方案的科学性、合理性。

关键词：高层建筑;前期设计方案

建筑行业是我国基础设施建设中非常重要的组成部分，其发展直接关系到我国整体经济的发展走向。我国城市化建设的脚步加快，高层建筑已成为解决人们日益增加的物质需求和供不应求的土地使用资源之间矛盾的有效举措。尤其是高层建筑的出现，为改善人们生活和更好地为社会提供服务做出了巨大贡献。对于重要的建筑，不同地区的情况不尽相同，现今人们的环保意识日益加深，因此，对高层建筑的设计和施工等提出了更高的要求。

一、高层建筑设计的基本概念

高层建筑设计是为了满足相应建筑功能而进行的设计，操作过程中将具体物质材料在技术、经济等多个前提条件下形成具有一定价值的产物。在此过程中，需要根据工艺要求，确定高层建筑的柱网尺寸、平面形状、剖面形式、建筑体型等要素，并经过相关计算确立相应的建筑结构和围护方案，并针对高层建筑各个细部进行构造设计。除此之外，还要对高层建筑内部的水、电、气、通风、结构等系统进行协调。广义上来说，高层建筑设计包含了建筑所有组分的设计;狭义上来说，高层建筑设计专门指的是建设方案的设计、初步设计及工程施工图设计;而从设计内容的角度来说，可分为结构设计、物理设计、设备设计等几方面。

二、高层建筑前期设计对建筑环境的相互影响

极端天气的频频出现，人们愈发重视环境保护，在高层建筑前期设计的准备阶段，选址是首要的重点工作。不当的高层建筑选址容易对地表造成破坏，触发不稳定因素的恶化，进而埋下事故的隐患。就风力系统的设计来说，高层建筑的布局可能会引起建筑内部和外部较大的风力差异，而高层建筑间的风力一旦过强，内外气流流动不及时，容易产生狭管效应，导致局部区域的风速过强和过大，出现诸如狂风吹断树干等城市风灾。据相关研究表明，高层风在经过高层建筑的1/3处时，气流在遇到建筑的阻挡后往往受所方面因素影响而由上及下移动，特别是在下移过程中伴随着风速加快，在遇到地面水平方向的气流后容易于建筑底部形成一定强度的涡流，这对建筑外部的活动空间的稳定性会带来一定的影响。现代建筑光污染加重，高层建筑物的光环境设计不当会直接对日照阴影区内的建筑、街道等带来负面影响，进而危害人们正常的生活和生产经营活动。尤其是玻璃幕墙的广泛使用，使得直射日光和其他光源照射到建筑物表面时形成反射眩光，程度严重时会造成建筑物内部和外部的人们出现眩晕、暂时性失明等一系列神经衰弱引发的健康问题。追求视觉效果而忽视了能源的消耗，更会破坏生态环境，据鸟类保护组织统计，在过往的世界各地候鸟迁徙事故中，高层建筑物的玻璃幕墙成为诱发候鸟失去方向性而撞向建筑物导致死亡的主要威胁。

三、如何确定高层建筑前期设计方案

（一）确立核心方案设计

高层建筑设计中核心筒是非常重要的部分，一般采用横交错剪力墙进行围合处理。面积会占据标准层的1/5。一般主要包含建筑内部的垂直交通系统、服务空间和设备空间等。垂直交通系统包括电梯和楼梯。电梯又包括消防电梯、货运电梯和客运电梯。根据高层建筑不同的使用性质，可以进行合并。比如，高层住宅建筑消防电梯可以兼做客运电梯且不需要设置货运电梯;在高层建筑前期方案设计过程中，可以根据建筑性质、规模，对电梯数量进行核算，并根据核算结果选择电梯布置方式，一般情况下宜集中布置形成电梯厅，若建筑层数较高，可以进行分区运行，提升电梯运载能力及速度，降低人员在轿厢内的停留时间，提升使用的便利性与舒适性。高层写字楼可按照3000～5000m2配置1部客梯进行估算;高层旅馆根据客房数量进行估算，一般情况下每100间客房配置1部客梯;高层住宅需要根据楼层住宅户数、层数进行考虑。电梯数量设置在满足实际使用需求的同时，还要满足建筑消防系统要求。楼梯是一部或多部与水平走廊相连，且易于识别，能够为高层建筑集中疏散提供便利的通道。若高层建筑内部出现火灾等危险时，可以通过楼梯进行大面積、大流量的人员疏散。高层建筑楼梯设计过程中要严格遵照相应的消防规范，确保处理好人员的安全问题。在高层建筑方案设计过程中，要明确2方面的重点内容：楼梯数量、通风和防排烟设计，其中，高层建筑的楼梯数量需要根据建筑类别和疏散距离，按规范要求进行设置，如18层及以下的高层住宅建筑可以在满足相应条件的基础上设置1部疏散楼梯，而18层以上的高层住宅建筑就需要设置2部疏散楼梯。而对于高层建筑楼梯的自然通风及防排烟系统，需要重点关注，这部分内容是高层建筑消防设计的重点，同时，也是确保高层建筑人身、财产安全的重要设计部分。

（二）高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收

结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。层刚度比用于判断各层间的刚度分布，避免造成结构竖向刚度不连续、突变，从而形成结构层间位移和构件内力的突变。大底盘多塔楼结构，塔楼的底层是内力突变部位，应注意避免这一层的刚度小于上一层的刚度，造成薄弱层，宜使上下层刚度均匀。设计时应加强竖向构件的配筋，保证在地震作用下不丧失竖向承载力。对于框支剪力墙结构，应严格控制转换层设置高度、转换层上部与下部结构等效刚度比、转换层结构与其上层结构侧向刚度比。

（三）对热岛效应的控制设计

现在我国的很多高层建筑在建筑的格局上已经逐渐的形成了一种封闭的系统和模式，其中室内的采光通风以及取暖制冷等多种活动都需要利用电能来获取从而造成了大量的能源浪费，所以在进行设计的过程中要尽量加强建筑的采光和通风设计减少利用电能进行制冷和采光，另外在进行设计的过程中要尽量加强建筑周围围护结构的保温隔热性能进而减少高层建筑对外部太阳能量的吸收进而保护高层公共建筑而且还要采取适当的遮阳措施，而且还要加强对清洁能源的利用减少对环境的破坏和污染。

（四）前期设计准备环节中要注重生态环保

高层建筑前期设计要注重在不破坏土地资源的前提下，合理布局，开展绿地景观设计营造优雅安静的建筑环境。绿树成荫、舒适宜人的生活空间是实现城市可持续发展的重要前提，保持优美的自然风貌亦是现代宜居社会的理想状态。

四、结语

前期方案设计能够确定建筑整体的文化层次及市场角度，重要性不言而喻。设计单位应高度重视，必须以积极的态度工作，提升自身设计水平;相关监管机构要采取有效措施予以管控，确保不破坏城市空间、形象、环境的协调性;建设方在前期方案设计阶段要进行充分且有效的沟通、分析、讨论，以便达到更为理想的建设效果。

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