关于城市高层建筑设计的模式研究

【摘要】随着高层建筑近年来在国内的兴起以及对于国外高层建筑的经验的吸收，我国在高层建筑地域设计方面的探索空前的活跃。建筑师们逐渐的意识到高层建筑在借鉴国外施工经验、技术的同时，也要结合、发掘、弘扬本国的建筑设计理念以及设计方法，建设具备中国或者地域特色的高层建筑。

【关键词】城市；地域主义；高层建筑；设计

目前我国的高层建筑很少涉及到建筑地域主义概念，与国外的相关研究设计存在着较大的差距。也正是基于我国高层建筑在空间与时间上缺乏的文化延续性以及关于高层建筑地域主义的理论的欠缺，尝试论述一种极具地域特色的高层建筑设计模式。

1 高层建筑结构的设计特点

1.1 轴向的变形不容忽视。轴向的变形之所以不能忽视，其主要原因有：首先是高层建筑的竖向荷载数值很大，巨大的荷载会在柱中引发明显的轴向变形，继而影响连续梁的弯矩，只是连续梁的中间支座负弯矩值变小以及端支座负弯矩增加；其次还会极大的影响预制构件的下斜长度，为此需要根据轴向变形的计算来对下斜长度实施调整；最后会对构建侧移以及剪力产生影响。

1.2 水平荷载是决定性因素。水平荷载成为主要因素有两方面的原因：首先，高度一定的楼房，其竖向的荷载大体上一定，而作为水平荷载的地震作用以及风荷载会随着建筑结构的动力特性不同而发生较大幅度的变化；其次水平荷载对于结构产生的倾覆力矩以及引发的轴力与楼房的高度的二次方成正比，而楼房的自重以及楼面荷载在竖构建中所产生的弯矩以及轴力与楼房的高度成一次方关系。

1.3 结构延性是设计的重要指标。高层建筑相比于低层建筑而言，重要的区别就是结构需要具备足够的延展性，以保证建筑在地震作用下可以具有足够的变形，避免倒塌。为此，需要在结构设计中采用相应的措施来提升结构的延展性。

1.4 严格控制侧移。高层建筑由于自身的高度，侧移变形会随着高度孙素的增加，为此需要将水平荷载作用下产生的荷载控制在一定的范围。

2 地域主义在高层建筑中的体现

2.1 注重对传统文化内涵的关注

高层建筑设计中地域原则的体现不仅仅局限于在建筑形式上借鉴与参考地域特征，还要更加深入的挖掘地方文化与建筑设计模式的关系，使得建筑的形式以及空间传达出深层的文化内涵。推而广之，要在多方面实现高层建筑与地域特色的协调，例如居民的审美取向、地域文化精神、传统信仰、风俗习惯以及生活习性等。

2.2 注重场地环境之间的联系

高层建筑的存在多少会给人们的认同感出现矛盾，如何在建造高层建筑时尽量的减少甚至维持原有的结构特征，避免高层建筑给场地带来的消极影响是重要的课题。

2.3 注重高层建筑的技术模式与地方文化的结合

在实施高层建筑的设计时，通过不断的探索地方文化结构与高新科技技术的连续性，以达到发展新的技术美学的目的。面对高层建筑对地域风格带来的影响不能简单的采取抵制态度，应该让它成为实现地域特色与高层建筑结合的手段以及表现地域主义的工具。

3 高层建筑地域主义的设计方法

3.1 借鉴地方传统美学符号

通过借鉴当地的传统建筑形式，是形成具有地域性特点高层建筑的主要渠道。因为每一个地区都具有不同于其它地方的建筑风格以及人文环境，例如吉隆坡的双子大厦借鉴了伊斯兰教中常用的圆形与方形结合的图案以及光顶形式，达到了传统艺术与技术的有机结合；上海的金茂大厦也同时汲取了中国的传统思想与设计意向，通过使用密檐塔的收分比例建造了现代的中国塔。

3.2 迎合城市轴线、天际线

一个城市的高层建筑往往成为这座城市的地标性建筑，可增加城市的地标性与方位性。由于地标与边缘天际线是最具方位识别性的地域形态要素，也是一个城市的文化个性的体现，高层建筑作为天际线的高潮，更是一个城市的标志。尤其是在当代，高层建筑以其高度与图底关系已然成为天际线的参与者与变革者，具备重要的地域特色与强烈的方位感。为此在设计高层建筑时主动的迎合城市轴线以及天际线会创造出造型丰富的顶部体型以及塑造出场所环境的新秩序。

3.3 结合环境因素实施高层建筑地域性设计

地域环境要素与高层建筑之间存在着复杂的关系，建筑的剖面形式以及外观可以直观的看出是否体现了尊重场所中人的交往以及地域气候环境。例如，通过底层架空手法以及“位移”剖面设计的方法，在实施高层建筑时考虑到了人们的休息场所以及遮阳需求，从而成功的营造了即具备时代感，又具有岭南文化特点的建筑环境。

4 高层建筑的节能

高层建筑由于体型较大，致使相邻建筑物的遮挡、容积率过高、不通透以及阴影面积区域过大等，极大的降低了人居环境的质量。特别是在一些地方，盲目的追求建筑的高度，忽略了生态环境的保护以及节能问题，造成了高能耗、低效益以及浪费严重的后果。

4.1合理的设置建筑的位置以及朝向。阳光蕴藏着巨大的能量，而且对人体也是有益的，合理的朝向布置可以使建筑的到更多的太阳辐射。同时可以在不影响正常采光及使用的前提下将南向的窗设置的较大些，北向以及东向的窗较小些，以达到获得更多能量以及减少热量损失的目的。

4.2 节能门窗的使用。由于门窗比屋面及墙体的保温性能较差，同时加上日常使用中的频繁的开合，因此是影响建筑物散热的主要因素，尤其是窗户的结构与玻璃的性能。门窗与建筑的护结构以及箱体、屋面相比，其隔热性或者保温性都比较低下。同时门窗又是冷风流入的主要通道，因此改善门窗的保温隔热性能，是节能、提高舒适度的重要环节。可以通过在门窗的缝隙粘结橡胶条、使用单框的双玻璃或者采用一玻一膜结构窗，以改善门窗的保温性能。真空玻璃作为继单片玻璃、中空玻璃之后的第三代玻璃产品，通过往玻璃内部冲入氩气或者是空气，以达到较好的透光折减系数以及隔音性能。

4.3 太阳能新技术的应用。太阳能技术发展到今天，其应用技术已经逐渐的趋于成熟，无论在商业的性价比还是在技术上的集热效率方面都已经具备了大规模推广的条件。

5 结束语

随着高层建筑发展的日趋成熟，与高层建筑形式、材料以及力学分析模型也逐渐的呈现出多元化，因此建立新的结构形式以及更为科学合理的力学模型是进一步促进高层建筑发展的重要手段。城市经济的迅猛发展以及城市人口的继续增加所带来的压力，会进一步的对城市高层建筑提出挑战，不仅促进建筑的数量、高度增加，同时也要求建筑的设计模式更加适应于人类的需求。优秀的高层建筑不仅不会破坏城市空间的和谐而且会成为城市的标志与亮点，这就要求建筑的设计模式以创造人性场所、减轻对环境干扰、平衡城市发展与建筑关系，不断的促进高层建筑朝着健康的道路发展。

参考文献

[1] 郭淑珍．钢结构的施工技术及应用[J]．林业科技情报，2004，6 (01)：14.

[2] 张海升，王康强．高层办公楼钢结构安装的施工方法[J]．建筑技术，2004，35 (02)：123-125．

[3] 邸元，寰明武．钢筋混凝土高层建筑结构计算机辅助设计程序ASD的研制．工程力学，2002，(增刊)：623-627.

[4] 国家建筑标准设计96G101．混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图．北京：中国建筑标准设计研究所出版．1997：144

[5] 仲德．创造建筑教育的特色，迎接建筑教育的未来[A]．全国高等学校建筑学学科专业指导委员会．2007国际建筑教育大会论文集[C]．北京：中国建筑出版社，2007：3—1.

[6] 代元鳞．基于传统文化思想的居住建筑设计研究一一以新“中国风”住宅为例[D].西安建筑科技大学.2006：16-21.