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现代城市高层建筑设计探讨

1.高层办公建筑标准层平面的设计

(1)在标准层设计中,由于垂直体需要竖向贯通,故常将电梯,楼梯,设备用房等集中布置,并与相应的结构形式形成“核心体”,以抵抗巨大的风力和地震力,这部分通常称为“核心筒”。核心筒与整个标准层平面的关系大致可以分成三种:集中式,分散式,综合式。集中式分为中心集中和偏心集中式。中心集中式适应性比较强,适应各种不同的标准层平面,相对其他布局方式有最长的采光边界线,通风相对有劣势。偏心集中式是核心筒布置的标准层的一端或一侧,通常总平面布置中人流车流受到一定限制的时候常采用这种形式,并且这种布置方式可以使得交通核和设备用房争取到一定的采光面。分散式是将核心筒分成几部分,进行分散布置。可以对称布置在标准层的两端或四角,也可以自由分散布置,甚至移出主体之外,可产生独特的建筑风格。然而实际工程中根据场地要求,规模,层数要求,使用功能等不同要求,更多的是采用综合式布置核心筒方式。(2)影响标准层平面的因素很多,包括建筑功能要求,审美要求,管理要求,气候要求等等,通过设计师的创作构思方能确定标准层平面。一般来说,其平面形式包括塔式平面,板式平面和交叉型平面及其各种衍生。塔式平面布局方形平面布局具有开间和进深尺寸接近、布局紧凑、管线集中、布置灵活、挡光影响较小、体形方正、雄伟挺拔等优点。塔式平面也有各种平面形式,如正方形,三角形,圆形等等。塔式平面布局的结构合理,抗震性能好,施工方便,一般采用框筒结构或剪力墙结构,底层裙房部分空间开阔,可灵活布置功能,符合现代高层商住综合体的要求。塔式平面布局的缺陷主要在于北向房间的朝向较差,同时又有完全东西向房间,日照也不利,同时靠近核心筒房间的采光职能依靠间接或人工采光,通风也需依赖机械设备来完成。板式平面布局的标准层面宽远大于其进深尺寸,由多个独立单元组合在一起,这种布局方式可以使每个单元都可以得到良好的朝向、采光。但是与此同时,板式布局也有它自身的弱点,比如受制于进深尺寸的限制,势必增加了走道长度,增加交通面积,致使平面利用率不高。板式布局要想达到预期的面积指标和容积率,势必要将其开间尺寸加大,这样就会和用地界限发生矛盾。因此,处理好板式布局的开间进深比例问题,就成了其设计的关键所在。交叉型平面如“碟型”、“Y型”、“风车型”等平面布局方式,布局紧凑,分区明确,有比较充足的采光面,有较好的灵活性。大部分高层办公标准层设计首先应满足办公使用的合理性,宜选择的方式以长方形、正方形为主,尽量稍选用圆形,梭形等不利于使用和装修的形式。

2.高层办公建筑标准层设计要点

2.1标准层平面柱网进深、开间尺寸、核心筒尺寸的合理性

标准层平面功能应考虑业主或者市场需求,如果进深过大,对于小型办公如面积规模在50~100m2的办公无法合理使用,如果进深过小,平面使用率又太低。根据办公空间使用的合理性及有效性,柱网开间尺寸选择在7.2m~8.1m比较合适,必要时可加大到9~10m。如果标准层采用框架-筒体结构,进深尺寸控制在8~12m左右是比较合理的,同时开间柱距的选择应当尽量满足装修地坪的模数,一般控制在0.5m或0.6m为模数较好。外边框架柱与核心筒的轴线距离控制在11~13m时比较合理,一般除去走廊宽度(1.8~2m)室内能保持10m左右进深。如果超过13m,结构将承担过大压力,梁截面过高会影响室内净高。核心筒的结构尺寸一般控制在大于两侧外边柱网间总尺寸的1/3比较合理,否则核心筒面积过小对于结构刚度不利。核心筒合理使用尺寸和结构合理设计之间应当有所平衡,而非简单地偏向某一方面。核心筒两侧的柱网应当对齐,以便传力于核心筒比较直接均匀,而不应相对柱网错开设置。柱网布置时还需注意一些细节:(1)外边柱应尽量贴邻结构外边线,以保证室内空间使用效果相对完整。如外幕墙为全玻形式可以保持柱边到幕墙之间为300~400mm净尺寸,以便于柱子装饰和阴影盒的设置。(2)标准层的四个角部尽量取消柱子,好处在于其一:角部景观好,且离办公出口较远,可以设置较好的独立的供主管使用的办公室;其二:一般设计立面时,为保证良好的立面效果,至末跨时用于尺寸调整,即使设柱,此跨也与中跨尺寸不一,同时柱跨尺寸如发生修改,角部就是余量处,可以微调而非大改。(3)电梯厅不宜对外边柱,站在电梯厅内不宜能看见柱子,此设计特别对整层出租的用户非常重要,电梯出口处可能设计为放大前室或休息等候区,都是公司形象的重点区域。电梯内视线所及之处如有柱子是不舒服的心理感受。

2.2标准层合理层高的选择

2.2.1办公室合理净高的选择

按照办公楼的档次确定办公楼的标准层净高,通常高档办公楼或者5A级写字楼的净高要达到2.7m以上,顶级办公楼2.8m,甚至更高。为满足此类办公楼整层出租的可能,尽量做到走廊净高同办公室室内净高。中档办公楼的净高一般要求控制在2.6~2.7m,走道净高控制在2.4~2.5m,如同样要求整层出租也应当保证走道净高同办公室净高。一般档次的办公楼,一般面对分隔租售的中小客户,基本不会有整层出租的情况。办公室内大部分区域2.5~2.6m,空调管线可以烟办公室室内周边吊顶布置,局部区域可以降低净高,但一般控制在2.4m以上,走廊净高要求达到2.2~2.3m。

2.2.2影响标准层净高的因素

(1)结构梁板尺寸结构梁的高度对净高影响非常大,比较多的做法是设计宽扁梁,极限梁高度为跨度的1/15。次梁设置尽量不选择十字梁,而是将次梁平行于主梁设置,以便核心筒内管线方便高位地接入办公室室内,核心筒边梁在不涉及影响开门、消火栓嵌墙设置的前提下可做上翻设计。(2)空调等机电形式通常顶级写字楼会采用全空气VAV系统,简单地讲,供冷供热全部是用风管完成,送风回管都在吊顶内,占用空间非常大,一般至少要400~500mm的空间高度。在合肥某项目中,采用此系统。新风采用每层标准层的4个角部进入核心筒4个角部的空调机房。这一处理在新风处理上比较好但是管道空间太多以至于后期现场配合带来很大困难。这种情况下适当提高层高100~200mm较为合适。一般档次的办公楼多采用风井盘管加新风的空调系统形式,供热、空调均通过水管及表冷器送至室内风井,形成冷热空气。新风独立处理后送至室内,这一系统在办公区域内风管相对较小,在室内需要的空间一般在主梁以下300mm。有时由于标准层平面较大,会将空调机房拆分多高,形成多组空调系统。这种方式在走廊中存在大量空调水管,通常将主水管设置走廊等便于检修的地方,并且因为水管有间距和放坡要求,因此走廊净高会有影响,吊顶较室内低200~300mm。另一种较为常用的空调方式为VRV系统,可以用于高端或低档次办公楼。优点是各户能独立控制,独立用电计量,特别适用于分隔租售的小空间办公。但其需要室外设空调机位,影响立面。如果层数不多的办公楼会选择将室外机放置屋顶,但是一般而言距离不宜过长,否则热效率损耗很大。VRV系统的一大优点是室内风管几乎没有,其冷媒管可以贴梁底安装,仅需200mm左右高度,也可梁上穿洞安装。室内风井挂在梁格内,常有将室内周边一圈吊顶降低200mm做冷媒管的做法。排烟管,喷淋主管,强弱电桥架等也都是影响标准层层高的主要因素。比如电缆桥架一般至于风管下方,高度200mm左右,不小于150mm。(3)吊顶方式关于吊顶建筑通常预留100mm为净高计算依据。当然如果吊顶内灯具选用如果高度过高会致使100mm的空间不够,建议保持在150mm比较合理。近年来也有高档办公楼开始采用系统吊顶方式,将风水电灯等工种管道末端以同意设备带方式布置,比如利用灯具作为回风等。

3.结语

高层建筑标准层的设计映衬着社会经济发展形势和物质追求。建筑师的任务就是在设计中,更多的考虑城市,考虑城市中大多数人的需要,让建筑在最大程度上变得亲切。我们共同肩负着保护人类生存环境的责任,未来的高层建筑标准层的设计应采用符合生态原则的设计方法。注重空间品质,加强环境意识,创造具有可持续发展意义的工作和生活空间是高层建筑标准层设计的未来发展方向。

作者:李东东 单位:上海高亚建筑设计事务所

参考文献

[1]孙小坚,王志扬.浅论高层住宅楼标准层设计[J].中国建设信息,2004,14.

[2]陈颖.商务类高层办公楼标准层设计分析[J].中外建筑,2014,04.

[2]覃晓旭.论民用建筑标准层的设计原则[J].现代装饰(理论),2011,04.

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