浅谈高层建筑设计存在的问题

摘要：本文主要就高层建筑设计存在的问题进行探讨。

关键词：高层建筑；设计；问题

引言

随着科学技术的发展，高层建筑成为城市空间中一道独特的风景，近年来我国的高层建筑也发展迅速，如上海的金茂大厦 88 层，高420.5m。随着结构理论和技术的发展，高层建筑结构形式趋于多样化，高层建筑的表现形式也多种多样，但随之所带来的设计问题也越来越多地表现出来，在成为城市风景的同时，如何搞好高层建筑的设计成为高层建筑设计的一个重要任务，也是为使高层建筑的设计趋于完善所追求的一种理念。

1.高层建筑设计存在的因素

1.1 能量。护墙耗费能量较大，大约占 25%左右的能量，护墙的保温效果弱将消耗能量较大。

1.2 形状。建筑的形体也影响着占地面积多少，例如：圆柱宝塔形状，椭圆形建筑，立方体形状等。

1.3 环境。建筑的环境位置也会影响设计。

1.4 季节。不同的季节对建筑需要的热能不同，冬季风强就会热损失较大，增大冷空气的渗透量，使室内热损失加大。由于建筑某些部位处理不当，墙体内部易产生冷凝水。因此，建筑保温材料的选用，建筑构造的合理性应建立在科学、可靠的基础上。

1.5 风荷载是结构设计的控制因素，随着建筑物高度的增高，风荷载的影响越来越大。高层建筑中除了地震作用的水平力以外，主要的侧向荷载是风荷载，在荷载组合时往往起控制作用。

2.高层建筑抗震设计常见的问题

在高层建筑的建设中，其中最主要的问题是对它的抗震问题的研究，其中又以中短柱问题为最主要的问题。现在首先介绍一下抗震设计中常见的一些问题：

2.1结构的平面布置

外形不规则、不对称、凹凸变化尺度大、形心质心偏心大，同一结构单元内，结构平面形状和刚度不均匀、不对称，平面长度过长等。

2.2底框砖房超高超层

如 2006 年，对在某地设计单位做的一次专题普查，发现有69 幢底框砖房超高超层。新项目亦普遍存在此现象，2008 年某地块住宅竣工交付使用验收中发现有三幢底框砖房超高超层，甚至有超三层的。

2.3抗震构造柱布置不当

如外墙转角处，大厅四角未设构造柱或构造柱不成对设置；以构造柱代替砖墙承重；山墙与纵墙交接处不设抗震构造柱；过多设置抗震构造柱等。

2.4其他问题

有的底层无横向落地抗震墙，全部为框支或落地墙，间距超长；有的仅北侧纵墙落地，南侧全为柱子，造成南北刚度不均；有的底层做汽车库，设计时横墙都落地，但纵墙不落地，变成了纵向框支；还有的底框和内框砌体住宅采用大空间灵活隔断设计，其中几乎很少有纵墙。不少地方都采用钢筋混凝土内柱来承重以代替砖墙承重，实际上将砖混结构演变为内框架结构，这比底框砖房还不利，因内框砖房的层数、总高度控制比底框砖房更严，因此存在着严重抗震隐患。更为严重的是，这种情况并未引起目前大多数结构工程师的重视。

3.高层建筑暖通空调设计

3.1冷冻水系统设计不合理。冷冻水系统设计存在不合理之处：①有的冷冻水系统由一条主立（干）管引进，分几个环路，分环上不设阀门，给系统运行调节、维修管理造成不便；②有的空调系统为双侧连接，两侧热负荷及空调器数量相差悬殊，而供、回水支管管径却相同，两侧水力不平衡，难以按设计流量进行分配；③空调水系统同程、异程混用，给调试、维护带来一定的困难。

3.2空调系统的选择不合理。如，某工程甲方要求部分房间要保持恒温恒湿，设计师简单地考虑从系统中分离单独地成为一个支路，增加了运行维护的难度，也加大了能源的消耗。这样的系统满足不了甲方所提的要求。又如，某工程设有指挥大厅、会议厅、计算机房等，此类用房理想的空调系统应是低速风道系统，而设计却采用了风机盘管系统，显然是不合理的。

3.3平面、系统图深度不够，有些应该绘制的内容遗漏。《设计深度规定》对暖通空调平面、系统图要表示的内容做了详尽的规定。然而，相当多的工程设计未完全按规定绘制，存在的主要问题是：供暖平面图，有些未标注水平干管管径及定位尺寸；有的立管未编号；通风空调平面图，有些未注明各种设备编号及定位尺寸；供暖系统图，有的立管无编号，而以建筑轴线号代替；有的管道变化处（转向处）标高漏注；有的甚至未画供暖系统图或立管图；

还有的公共建筑设计，将厨房部分的供暖、通风、空调等内容留给厨房设备生产厂家去做，这是很不合适的。

4.高层建筑防排烟系统的设计

4.1对自然排烟方式的限制条件不理解

由于城市用地紧张，导致建筑高度很自然地在增长，一类高层公共建筑、超高层住宅楼随处可见。为了节省投资，一些开发商及设计人员对建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑，其防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室的防烟设施设计采用自然排烟方式，而未设置机械防烟设施。其实规范已明确规定建筑高度超过50m 的一类公共建筑和建筑高度超过100m 的居住建筑的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室，由于受外界的自然环境影响，不应采用自然排烟方式，应按照《高规》第 8.3.1 条的要求设置防烟设施，才能保证建筑内部的高温烟气顺利到室外空间。

4.2不具备自然排烟条件的封闭楼梯间，未采取防烟设计

《高规》第 6.2.2.1 条规定：封闭楼梯间当不能直接天然采光和自然通风时，应按防烟楼梯间规定设置；《高规》同时规定了防烟楼梯间的设计要求，其中《高规》第 6.2.1.1 条规定：防烟楼梯间应在楼梯间入口处设前室、阳台或凹廊，《高规》第 8.3.1.1 条规定：不具备自然排烟条件的防烟楼梯间应设置机械防烟设施。而实际工程中，尤其是一些大型商场中设在中部的封闭楼梯，为节省投资，增大商场使用面积，许多未按规范设正压送风并增设前室。

4.3作为自然排烟用途的排烟窗设置的形式、位置及开窗面积不准确。

在有的工程中，设计人员将平时作为通风用的自然排烟窗设置为固定窗或者设置类似玻璃墙的半开窗、斜开窗，其设置的形式和位置均不利于自然排烟。应改用直接可对外开启的排烟窗。另需注意，开窗面积应满足《高规》第 8.2.2 条规定的可开启的外窗面积，不应包含固定窗面积和推拉窗打开时另一半的面积。

5.高层建筑设计中的外部尺度

5.1城市尺度。高层建筑位置、高度的确定，对高层建筑的城市各构成要素也产生重大影响。

5.2整体尺度。整体尺度指高层建筑各构成部分，一般在最高和最低等级之间还有1～2 个尺度等级，也不易过多，太多易使建筑造型复杂而难以把握。

5.3街道尺度。街道尺度是指高层建筑临街面的尺度对街道行人的视觉影响。

5.4近人尺度。近人尺度是指高层建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸给人的感觉。

6.结语

设计高层建筑中充分地把握各种尺度，结合人的尺度，满足人的使用、观赏的要求，必定能创造出优美的高层建筑外部造型。对于高层建筑这就要求结构设计人员在工作中严格要求自己，不断学习新规范，力求掌握更为合理的结构计算方法。

参考文献：

[1]陈大昆.住宅的优化设计[J].住宅科技，2001，2.

[2]《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019- 2003.

[3]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045- 95（2001年版）.

[4]高层建筑混凝土结构技术规程[S].