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1.1平面构成
超高层办公楼在平面构成上可分为线生形和形生形两种。其中,线生形是以基本线型的组合发化,可生出无穷发化的平面形式。基本线型有两种:直线、曲线。而形生形是以基本形为构形基础要素,创造新形体的构形方式。基本形有:正方形、矩形、正三角形、园形、菱形等。基本形经渐变、弯曲、切割、错叠、群化、减切、伸展、拉压等,可产生各种新的形式。而将原形作交合、取舍,也可产生许多新形式。不同的平面组合构成不同的建筑形体,从而形成极具特征及标志性的写字楼产品。
1.2体型研究
办公楼在功能方面的定位较为简单,设计人员在进行建筑体型设计时,一般不需要过多地考虑建筑内容与功能等问题。但是,由于办公楼常处于繁华地段,代表着某个区域的整体风貌,其体型设计必须实现与城市建设的总体规划、城市地域特点、周围环境等方面的协调。因此,设计人员必须在设计中对超高层建筑的各个角度进行完善处理,以保证建筑的圆融性。同时,超高层办公楼的建设在某种程度上代表着时代的风貌、社会的特征,在设计体型时,设计人员还应当尽量地结合当前时代以及社会环境,通过应用新型节能的材料、技术、工艺等,使建筑在体型及外立面,凸显出对于生态化、人本化的设计理念。
1.3标准楼层技术参数
标准层主要由核心筒、办公区域、走道三部分组成,其中核心筒主要包括客用电梯、后勤服务电梯(兼消防梯)、疏散楼梯、卫生间、茶水间、空调机房、机电管井等。核心筒面积对标准层的实用率起着决定性作用,在精细化设计中应注意尽量压缩核心筒面积,对机电管井及设备用房进行多方案比选,控制面积。办公区域进深主要根据室内采光、结构、朝向及景观、家具布置等方面决定,常规做法为8~12m。
1.4垂直交通体型
超高层办公楼垂直交通以电梯为主,楼梯为辅。影响电梯厅尺度的因素主要有以下几个方面:①写字楼的定位是超甲级还是准甲级、甲级,不同的定位对电梯厅公区尺度要求不同;②电梯轿厢深度决定电梯厅的最小宽度,对于单侧布置和双侧布置应满足规范及空间舒适度的要求;③可以利用高区电梯厅在低区设置辅助功能(如卫生间、空调机房等)以提高利用率。
1.5消防设计
设计人员为超高层办公楼设计消防装置,要考虑到消防通道、消防出口、防火分区、疏散楼梯以及灭火设备等几个方面的问题,同时要做好对于消防控制中心的设计。具体而言,在进行消防设计时,要保证不同功能分区入口的独立设定,并采用防火卷帘、隔墙、防火门等分隔不同防火分区,还要做好对于防火分区疏散宽度的控制。每个分区要分成不同的防烟分区,而各防烟分区的面积要在500m2以下,可用结构梁作为防烟分区的划分界限。此外,必须设置简单明了畅通的疏散楼梯,除了疏散楼梯方面的设计要求外,还要做好对于相邻的安全出口之间的最大距离设定。
1.6机电设备
机电系统划分应根据物业类型、产权模式、营销定位等方面综合确定。机电系统分为空调系统、强电系统、弱电系统、消防系统。空调系统一般分为风机盘管加新风系统、变风量全空气系统、多联机系统;强电系统主要从以下几个纬度重点考虑:负荷主要为生活给水、通风系统、公共照明系统等,发电机房负荷主要考虑消防;弱电系统应根据业态定位结合智能化统一考虑,常用的系统有智能监控、信息网络、停车智能化、公共空间灯光控制系统等;消防系统主要分为室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、气体灭火系统。
2案例分析
太古汇,为大型综合性建筑,座落于广州天河路。主体建筑分为五部分,包括一栋212m高的42层办公楼1,一栋166m高的29层办公楼2,一座132m高的28层五星级酒店,一座文化中心,以及裙楼商业。两座办公楼及酒店,均为超高层建筑。各组成分别位于用地四角,利用裙楼商场把各部分联合起来。地下共四层,地上的第三层裙楼屋面为一公众文化广场。屋面花园提供市民休闲场所,为城市作出贡献,与城市相互依存。整体构思是以功能各异的塔楼,分别坐落于用地四角,因其高度、体量、朝向的差异,形成效果丰富的群体。如璀璨的长方体水晶,从稳重的石材基座生长出来,各塔楼向外的角部对角切出球面弧线,形成的弧面与城市空间友善对话,塔楼之间也姿态亲和。
3结束语
随着大城市土地资源的稀缺,超高层办公楼建筑将会随着经济的发展和科学技术的进步而不断增加,这是社会和经济发展的必然。当然,我们也必须充分地意识到,超高层办公楼建筑的发展给我们带来了标志、形象、空间、容量,但同时也带来了社会、生态、防灾、安全、维护、管理等等的负面影响。所以,超高层办公楼建筑建设至今,一直争议不断,特别是当前世界能源和经济的不景气,使人们对超高层办公楼建筑越来越持怀疑态度,引发了众多的讨论,这些是每个建筑师都需思考的问题。
作者:吴彬彬 单位:广州中交南沙置业有限公司
参考文献
[1]冯琪.高层办公楼电梯系统设计浅析[J].城市建筑,2010(8):35~37.
关键词:超高层建筑 绿色建筑 给排水 消防
中图分类号:U664.88文献标识码:A
广州某超高层办公楼占地 27770 平方米 ,建筑高度 148.65 米,建筑总面积 144613.5 平方米。地下 3 层,地上 29 层。使用功能主要为: 商务办公楼 。
1 、生活给水系统
生活给水供水方式
《建筑给水排水设计规范))(GB50015—2003,2009年版,以下简称“建规”)中第3.3.3—3.3.6条对建筑物内生活给水系统的作了详细的规定。并且规定超高层建筑宜采用垂直串联供水方式。串联供水需要在中间设置转输水箱,超高层建筑基本每隔15层会设置一个避难层,可利用避难层设备房,设置转输水箱及转输水泵。生活水池及第一级转输水泵设置于地下室。第一级转输水泵将水提升至第15层的避难层的中转水箱内,靠中间水箱的重力向下供水。超压部分设置减压阀供水。同时第15层的避难层内设置第二级转输水泵,供水至第30层的避难层的中间水箱内。30层以下部分靠第二级避难层的中间水箱重力供水。以此类推,形成超高层的串联供水。为了解决避难层下面2~3层如果直接靠上面的中间水箱供水会出现压力不足的情况,可以采取错层供水,即底层避难层下方2~3层的用水由上一层避难层的中间水箱供水。
中间转输水箱兼高位重力水箱,并适当设置减压阀,可以满足每个用水点水压在0.05MPa~0.35MPa之间,转输水泵采用水位控制。这样基本上可以每隔一个避难层设置中间转输水箱,有效减少机房占用面积。此供水系统承压不会超过1.6MPa,此种供水方式安全可靠。广州某超高办绿色商务办公楼给水供水方式即按此原则布置,分区如下:
一区:地下三层至地上一层,由市政生活给水管网直接供水,水压及水量不足时由负一层备用变频调速生活给水机组加压供水;
二区:二至六层,由十五层转输水箱减压供水;
三区:七至十层,由十五层转输水箱直接供水;
四区:十一至十四层,由屋顶高位水箱减压供水;
五区:十五至十七层,由屋顶高位水箱减压供水;
六区:十八至二十一层,由屋顶高位水箱减压供水;
七区:二十二至二十五层,由屋顶高位水箱直接供水;
八区:二十六之二十九层,由屋顶变频调速给水机组加压供水。
生活给水设施
地下一层设生活调节水池及泵房,水池有效容积136 m3,分两格;泵房内设生活转输泵两台,向十五层转输水箱供水,一台工作一台备用。同时设一区备用变频调速给水机组一套,当市政给水不满足使用要求时,应急供水。
十五层设生活转输水箱及泵房,转输水箱有效容积20 m3,分两格;泵房内设生活转输泵两台,向屋顶生活水箱供水,一台工作一台备用。
屋顶设生活水箱及泵房,水箱有效容积20 m3,分两格;泵房内设变频调速给水机组一套。
2、生活热水系统:
办公楼内主要热水使用部位为卫生间洗手,为了贯彻节约环保绿色理念,采用太阳能集热器加热和空气源热泵辅助加热的集中热水供应系统。太阳能集热器设在屋顶机电设备房屋面,空气源热泵机组设在屋顶地面,储热水罐、加热循环泵、热水供水泵设在屋顶地面,所采用设备均为防水型并设置防雨、防风遮板。
3、污、废水系统:
生活排水系统采用污、废分流排放方式。室内餐饮废水经隔油器处理后,排至市政污水管网。卫生间污水经化粪池处理后,通过室外污水管道,排至市政污水管网。
室内洗浴废水、冷却塔排水等优质杂排水,集中排至中水处理站污废水调节池。
经中水处理站处理后的中水供室外绿化、室外冲洗地面及水景补水使用。
空调冷凝水水质较好,经收集后直接作为中水供冲厕、冲洗室内车库及空调循环冷却补水用。地下室粪便污水通过污水泵加压送至室外化粪池处理、其他废水经潜污泵提升排至室外废水管网。
4、中水系统:
中水处理工艺采用:
预处理废水调节池接触氧化池膜生物反应器消毒中水池用水点。洗浴废水等优质杂排水经中水处理工艺处理:地下一层设污废水格栅井;地下三层设污废水调节池、中水处理站、中水清水池及中水泵房。处理后的中水用于室外绿化及水景补水等使用。
5、空调冷凝水回收系统:
空调冷凝水水质较好,经收集后直接作为回用中水供冲厕及空调循环冷却补水等使用。
地下三层中水泵房设空调冷凝水池一,在中水泵房内设置变频调速中水给水机组,供三层至十四层冲厕使用。冲厕剩余冷凝水接至空调冷凝水池二,由中水泵房内空调冷却水加压泵加压供裙楼屋顶空调循环冷却补水用。回收水量不足时使用自来水补水至各收集池,自来水进水管口高出溢流边缘的空气间隙不小于150mm。补水管进水由水位控制,冲厕优先使用空调冷凝回收水。排水管道设置超越管、水池设置溢流管。
6、消防系统
对于超高层而言,必须立足于自救,采取的消防给水应该从安全的角度出发来确定其供水方式。一般超高层建筑会采用临时高压或者常高压供水,可以结合建筑的高度和结构形式综合经济比较来选取。
目前市场上的水泵、阀门、管材压力等级都可以达到2.5MPa,这样一般100m~ 150m之间的超高层建筑一般可以采用一泵到底的供水方式,即与一类高层消火栓系统供水方式相同。在地下室设置消防水池和消防水泵,屋顶设置屋顶消防水箱稳压,中间设置减压阀分区供水。建筑高度高于150~250米的超高层一般采用转输水箱串联供水方式,与生活供水方式类似。在避难层设置转输水箱和转输水泵。转输水箱既是上面消防区域的消防水池,又是下面消防区域的屋顶消防稳压水箱。对于建筑高度大于250米的建筑,消防给水方式应该采用最安全的方式,可以采用常高压供水方式,在设备层或者屋顶上设置满足火灾时间所需水量的消防水池重力供水,或者高压与常高压相结合的方式。
广州某超高办绿色商务办公楼的消防供水方式即按此原则布置,此楼高度小于150米,消防给水系统采用一泵到底,不设中间水箱及转输泵。
室内消火栓供水采用临时高压系统,室内消火栓设计水量40升/秒,室外消火栓设计水量30升/秒。在地下二层设置一套消火栓泵。室内消防系统竖向设两个分区。高区: 十五层至二十九层,由消防给水泵加压供水。低区: 地下三层至地上十四层,由消防给水管网经减压阀减压后供水;消火栓的布置保证室内任何部位有2股消防水柱同时到达,水枪充实水柱不小于 13 米。
自动喷淋系统供水采用临时高压系统,在地下二层设置一套自动喷淋泵。喷淋系统按 中 危险 Ⅱ级设计。净空高度8~12m的场所喷水强度采用12L/min. m2。净空高度超过12m的场所采用自动扫描射水高空水炮灭火装置,设计流量为20L/s,与自喷给水系统共用给水泵。自动喷淋系统竖向设两个分区。高区: 十四层至二十九层,由喷淋给水泵加压供水。低区: 地下三层至地上十三层,由喷淋给水管网经减压阀减压后供水;
7、管道材料:
超高层建筑由于管路系统内压力较大,管材及设备也有其特殊要求。如果忽视了这一点,可能会留有事故隐患,故需引起设计重视。本工程从本着安全经济的原则选择如下管材: 室外生活给水管采用钢丝网骨架塑料复合管,电熔或法兰连接。室内生活给水干管采用钢塑复合压力管(PSP管),G型或扩口连接;给水支管采用不锈钢管,环压、卡压或锥螺纹连接。室内雨水管采用钢塑复合管、卡箍连接。室内污、废水自流管采用机制排水铸铁管,内外壁涂环氧树脂,柔性橡胶圈承插接口或卡箍连接。室外埋地雨、污、废水管道,采用HDPE双壁波纹管,承插密封圈连接。
关键字:高层办公楼;核心筒;合理;效率
中图分类号:TU97 文献标识码:A
随着中国经济发展及城市化发展趋势,中国经济正面临着前所未有的机遇。以北上广及沿省开放城市的近30年演变可知,城市建筑中的一大类:商务办公楼,其数量及规模均以惊人的速度增长。商务办公楼是在统一的物业管理下,以商务为主,由一种或数种单元办公平面组成的租赁办公建筑。对于成熟的开发商,既要保证办公楼的开发周期和建设成本,更要考虑其建筑设计达到功能空间的最大化和资源利用的最优化。高层商务办公楼是第一首选。
在高层商务办公建筑中,标准层是其主要办公空间的体现者。根据用地现状,使用对象,管理模式等的不同,标准层表现出各种形态。作为高层办公楼标准层的核心,核心筒设计,既包括消防疏散,人流分配,也包含卫生间布置、空调类型、电气等设备一系类辅助空间的设计内容。核心筒设计的合理性直接关系着办公标准层的使用效率,因此对其加以系统的分析十分必要。本文将就其核心组织设计内容加以分析。
高层办公楼标准层的核心筒布置形式
根据核心筒平面布置位置分类,可分为集中式、分散式和综合式三类。前两类又可分为不同的小类。见右侧图示。
1、集中式
考虑到疏散和使用上的均衡性,集中式大多数将核心筒部分放在接近中心的位置。
(1) 正方形(或长宽比小于1.5的长方形)标准层平面中,外墙到核心筒的距离一般10-15m,(详见实例项目一),标准层面积一般为1000~1500 m2。由于正方形标准层平面外墙面积小,且内部使用功能比较经济合理。因此成为多数高层商务办公建筑采用的标准层布置形式;
(2)长方形(长宽比大于2)标准层平面中,外墙到核心筒距离可以做到30米(详见实例项目二)需设置中间框架柱。其标准层面积一般做到1500-2500m2。长方形的标准层由于长宽比太大,对结构不利,节能效果不好,大面积的阴影对城市的市容影响较大,所以高层商务办公楼一般选用长方形的标准层平面不宜是大型的。
2、分散式
当标准层面积达到3000 m2以上时,集中式已经很难满足功能布置需要,必然要将核心部分分散布置(详见实例项目三)。此类建筑常用于政府机关办公楼等在功能和体量上要求有较大面积要求的建筑中。考虑到采光及视觉要求,通常采用长宽比大于3的条形标准层平面。
3、综合式
综合式为上述两种方式的结合,以日常使用的电梯为核心,可以将标准层平面分成几个区,每个区组织成相对独立的核心系统,各个区既独立又保持一定的联系,成组的核心主要适用于大型、特大型标准层平面。
对于高层商务办公楼来说,集中式是最为常见的核心筒布置形式。由于可将标准层面积控制在一定的面积之内,适用于各个大小公司的租赁需求,办公区域与辅助空间区域相对独立,在使用上也灵活可变,并可分层租赁,十分有利于使用和管理。
电梯组织
电梯是高层办公建筑最主要的日常交通工具,他直接涉及到高层办公建筑的日常使用情况,在核心筒部分占有重要的地位,电梯和门厅的设计组合是核心筒布置的核心,其他功能将围绕此部分组织。
高层办公楼电梯服务的方式
(1) 全程服务,即核心筒内电梯在建筑物的每一层均停靠开门。这样在使用上和管理上比较方便,但是一旦停靠的层数过多,在早晚高峰时段上将严重影响电梯的使用情况。
按照《资料集》标准,10层以下采取全程服务是最为合理的。但百米内的办公楼,开发商考虑到租赁上的多样化和管理上的简单化,在一定的标准层面积内电梯服务更多采用的是全程服务,设计上利用提高电梯的运行速度来提高电梯的使用效率。例如实例项目一、二、三。
(2) 分区服务,在高层办公楼中,可采用奇数、偶数层分开停靠的方式,也可采用将电梯分服务区分段,以充分利用电梯的输送能力。也有的在建筑物上部设置转换厅以接力方式为上区服务。
此方式一般多运用于超高层办公楼中,百米内的商务办公楼,可以在早晚高峰时段的管理上运用分区服务的方式,但考虑到电梯使用的高效性,也会合理采用电梯分区服务的设计,将核心筒分成高低区停靠,将低区电梯所占的面积在高区也可以利用。例如实例项目四。
电梯组设计
根据计算或者估算确定电梯数量后,利用电梯厅对电梯进行组织构成电梯组。常见形式有多台电梯单侧排列和多台电梯双侧排列两种。例如实例项目一,实例四(1)采用电梯单侧排列,实例项目二、三、四(2)采用电梯双侧排列。
电梯组是办公楼标准层的一块门面,也是日常活动最核心的地方,所以在设计时就应当考虑进内装修的定位。对商务办公楼的电梯组的内装设计,讲究大方简洁美观的原则,这样的话,电梯组合尽量运用对称的形式,在电梯组内不要出现设备检修门,消火栓、楼梯门等各种杂乱的因素,保证电梯组的完整性。
消防电梯的设计
根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)(以下简称《高规》)6.3.2规定的标准层面积划分消防电梯数量。消防电梯一般会与疏散楼梯合用前室,平时兼作货运电梯。高层商业办公楼的货物流线比较简单,只是一些家具和办公用品的搬运,通常一部电梯已经可以满足使用上的需要。所以开发商考虑到投资的合理性,通常将1500平方米作为标准层面积的分割线。
三、疏散楼梯布置
高层办公建筑中楼梯一般只是作为日常辅助交通工具,从开发商立场而言,所占面积越少效益越高。但是由于楼梯最主要的作用是消防疏散,所以设计时与消防规范有密切联系。
依据《高规》6.2.9,《民用建筑设计通则》(以下简称《通则》)6.7.2,表6.7.10, 6.7.3, 计算疏散人数可确定楼梯的最小宽度,按照层高计算楼梯的梯步高宽和平台宽度,最终得出疏散楼梯的最小平面尺寸。
依据《高规》6.1.5,表6.1.5, 6.1.7, 6.1.8, 每个独立的办公空间设置满足疏散和使用要求的房间门,并使每个门到疏散楼梯的距离符合规范要求。实际工程中,通常设置两台疏散楼梯可满足要求。平面布置上宜将楼梯尽量靠中心布置,并形成双向疏散的格局,以便达到经济合理的目的。
四、空调系统的选用
在标准层平面设计时,空调机房的面积也会占有相当大的比例,这与整栋楼空调系统的选用有直接关系。列表分析高层办公楼常见的空调方案:
卫生间布置和其他设备管井
卫生间布置
依据《办公建筑规范》3.3.5和每层办公人数计算结果,确定卫生间器具的数量,再根据《通则》6.5.3的要求进行卫生间布置,同时也要考虑留出适当的清洁间。考虑整层出租的需要,也要在核心筒处留出茶水间位置。
其他设备管井
强电间和弱电间:分别为5平方米左右,需要直接对外开检修门,根据标准层面积的不同,设备间的大小会调整。
给排水最主要的管井为消防喷淋管井,还有卫生间的水管井,雨水管井可以和其它水管井合并。水管井的布置尽量可以长向开门,便于检修。
如果设置公共走道,根据《高规》8.4.1,应设置走道排烟设施,为了减少走道的管道,通常设计时,将排烟管井尽量分布在走道的两端,这样只需在吊顶下设置百叶解决走道排烟的要求;高层办公楼的开启窗无法真正满足消防排烟的要求,对办公空间一般选择做机械排烟系统,排烟井可与走道排烟井合用;按照前述所述,每个楼梯设有正压送风井,合用前室的正压送风井,每个管井为1.5m2左右;卫生间如果没有外墙开窗取风,则需要排风管井;茶水间的排风管井不能和卫生间排风合用。
了解各个设备管道的走向,才能比较合理经济的布置所需的管井,配套的设备管井在方案阶段也需要同时考虑,预留位置,不然对核心筒的布置也有一定的影响。其后进一步深化时,设备专业可以按照实际情况进行计算,最终确定各个设备用房和管井的位置和大小。将所有辅助功能尽量集中布置,可以留出更大面积的办公场所,灵活布置办公空间。
项目实例
项目一:
项目二:
项目三:
项目四:
结论
综上所述,高层办公楼标准层核心组织设计,是各专业在实现功能的前提下整体设计最优化的过程,而这个过程看上去纷乱复杂且互相影响制约。此外开发商需要追求投入产出比以及利益最大化以及未来的市场接受度;相关政府审批部门也有城市规划区域等多方面要求。因此作为设计工程的项目主师,需综合把握各方面的因素与诉求,把握设计过程中的主要矛盾,方可设计出成熟的作品。
参考文献:
[1] 戴松涛,田燕.高层办公建筑的标准层与核心组织,国外建材科技, 2004.
[2] 李珣聪 高层办公楼标准层平面规模和经济指标 1994~2010中国学术期刊电子出版社
[3] 中国建筑工业出版社,建筑设计资料集(第二版)4,1994
作者简介:
姓名:董平华
出生日期:1979/ 5 / 17
1)地理位置和当地气候条件决定了体形系数,建筑的最佳朝向,日照间距,窗户的大小,景观的配置等。气候影响建筑之间是否需增加连廊,比如新疆严寒地区,建筑之间设置连廊非常必要,而广东厦门等夏热冬暖地区可考虑结合景观做室外遮阳。严寒和寒冷地区因为冬季室外气温低不适合做大型水景。
2)建筑的总体布局应方便使用顺应物流和人流。设计过程中应画出流线分析图,尽量减少人和车,人和物,员工和来宾之间的交叉。厂区内的建筑应该整体考虑,主次分明,对外功能较强或者功能重要的建筑应具有标识性。厂区内的空间设计更是不能忽略的内容,应考虑空间的主次,主次轴线的安排,广场的设置。在场地允许的情况下主要建筑前面应有主要广场的衬托。而主轴线可以是厂区内的主要人行或者景观大道,也可以是指向主要建筑的空间序列。厂区内建筑的尺度往往比一般民用建筑更为巨大,如何在这样的环境里设计厂前区的民用建筑。某汽车厂厂前区综合办公楼最初的方案是个长300m的办公楼,且不论使用的不便,更有防火的要求和结构设计的不经济。这种对建筑尺度的迷失应该在设计中尽量避免。而我们在设计中也不要忘了人舒适的步行距离是200m~300m,过大的尺度往往意味着人性化的缺乏。需要人步行交通的建筑之间距离不宜过大。厂区内的民用建筑,宿舍食堂办公楼等与体型巨大的厂房如何在体量上取得协调,如何避免这些体量较小的建筑在庞然大物面前显得渺小而杂乱。在某汽车厂前区中,我们采取把几个小建筑连成整体而与巨大的厂房取得平衡的方法,取得了很好的效果。
3)厂区内的建筑风格,设计手法,建筑材料和颜色都应该统一,与周边建筑也应该协调一致。体现工业建筑的美感,体现高效,现代,严谨的工业精神。建筑外观的统一也是形成一个建筑群的必要前提,过多的色彩和体型变化将成为游乐场的效果,而不是一个现代化工厂所需要的。厂区的设计也应该考虑对城市的影响,临街立面对城市景观的影响,厂区内建筑应符合规划局确定的地块性质和建筑风格。
2内部功能分析
厂前区内的办公研发食堂等建筑作为使用方便和舒适更为重要的民用建筑,建筑单体设计应该从平面功能做起,而不应该是先做外观然后去凑平面。平面布置原则如下:根据厂区布局先确定建筑主入口的位置和朝向。确定建筑最优的朝向。熟悉建筑防火规范,民用建筑通则,无障碍设计规范等并加以遵守。遵守规划局关于本地块的限高限界建筑密度和容积率等要求。
1)功能合理。内外分开、动静分开、洁污分开、有气味和噪声等干扰的房间尽量隐蔽。交通便捷,入口位置靠近主要道路,卫生间楼梯布置均匀使得到各处距离尽量相等有利使用,并利于建筑结构受力。人员停留多的房间都有好的朝向,日照充足,通风良好,没有暗房间。
2)结构形式合理。多层建筑多采用现浇框架结构,办公楼的合理柱距为7.2~8.4,考虑一个柱距可分隔为两个开间为3.6~4.2的小办公室。如有地下停车场则应考虑一个柱距能停3辆车,则柱子间净距大于7.5m。普通办公楼柱距大于9m时梁高过大,影响层高非常不经济。但多功能厅,餐厅等大空间则可以采用9m~12m的柱距,并尽量把这些大房间放在顶层,或者独立于主楼设置。办公楼的层高在3.6m~4.2m之间为宜。《办公建筑设计规范》中对办公楼净高的要求是这样规定的:一类办公建筑不小于2.7m,二类办公建筑不小于2.6m,三类办公建筑不小于2.5m,某高层办公楼1:层高4000,梁高h=800,净高2740。某高层办公楼2:层高3850,边梁h=1000,框架梁h=550(宽扁梁),净高2700。某高层办公楼3:层高3900,梁高h=550(宽扁梁),净高2700。笔者所在中国汽车工业工程公司厂前区方案组2012年设计的天津电气传动设计研究所办公楼6层混凝土框架结构层高3850,净高2700。
3建筑形象的设计
高层建筑的不断迅速发展,已成为建筑发展趋势的一种必然方向。但如何有效、合理布置核心筒平面使超高层建筑的“平均得房率”得到有效提高?如何有效布置核心筒内竖向交通,使人员动线通达顺畅、合理?如何解决高层建筑人员疏散问题,合理布置疏散流线?
针对以上问题,本文将着重对高层建筑核心筒设计进行研究和分析,并给出相应的研究方法和解决方案。
【关键字】超高层建筑;核心筒;得房率;竖向交通;消防疏散
1 超高层建筑现状概述
高层建筑发展至今,已经有一个多世纪的丰富发展史。作为建筑设计发展过程中一个重要的里程碑,高层建筑被城市建筑师们誉为“城市的天际线”这一美称,突显出高层建筑及超高层建筑为衡量城市发展的一个必要要素。
据不完全统计,上海现居全球超高层建筑数量之首。其中,上海在1990~1999年10年期间,高度大于150米的超高层建筑为40幢;2000年~2005年仅5年中,上海的超高层建筑已达32幢;至2008年为止,上海目前的高层建筑有8700多幢,超过100米的超高层建筑有400多幢。
2 超高层建筑核心筒设计属性分析
2.1 设计难度分析
超高层建筑之所以被称之为“超高层建筑”,正是因为此类建筑的高度远远超过其他建筑的高度。超高层建筑的建筑高度超过100米,主要竖向交通依靠平面布局当中一个叫“核”的区域完成。此外,超高层建筑的主要结构高宽比区别于其他建筑。电梯运行方式也不同于其他建筑,消防疏散及设备系统也有别于其他种类建筑设计,更加复杂、综合性强,设计难度较大。
2.2 平面布置分析
超高层建筑的核心筒设计是整个超高层项目中最为重要的设计内容。核心筒设计决定着高层建筑的形态构成,在空间设计上决定着功能空间的使用模式。超高层建筑中的核心筒在本平面中作为“心脏”,它承载着主要的设备、辅助使用、竖向交通等重要使用功能。但对高层建筑来讲,单层面积因防火分区2000平米的规范要求,有效减少核心筒的面积而增加平均得房率,将会是考验超高层建筑核心筒合理布置的一个重要方面,也是超高层建筑设计中的一个值得研究和探讨的方面。根据核心筒平面布置位置划分:1)平面中心排布;2)筒体偏向一侧;3)筒体偏向某一端部。
以上三种超高层核心筒布置方式均根据项目功能性质不同而具体设计,均有利弊点。以超高层办公建筑作为例子分析结论得出,最合理的布置方式选择应该是第一种(平面中心排布)方式。平面整体使用空间争取至最为宽敞舒适的尺度,能够利用的空间较集中。辅助空间中的卫生间、设备机房及管井、疏散楼梯间、卫生间及茶水间等均布置在平面中央核心筒内,最大的增加了使用空间面积,提高单层面积得房率。
3 超过高层建筑核心筒设计特点
3.1 得房率
得房率是衡量整栋超高层办公甲级写字楼的一个重要指标之一,行业标准要求,一般甲级写字楼得房率须保证在65%以上,因此核心筒的合理布置非常重要。超高层建筑核心筒肩负着重要垂直竖向交通的重任,同时负责整栋建筑的设备机房、机电管井以及功能使用的卫生间、茶水间也布置其中。根据经验得出,超高层建筑当建筑高度在100~200米之间,核心筒的标准大小一般为标准层面积的40%不到,才能算是合理有效的布置方式。
举例说明天津金融街?融世中心项目的超高层办公楼得房率。本项目中A塔楼为一栋建筑高度177.85米,单层建筑面积2000㎡的超高层甲级办公楼。核心筒内布置17台高速客梯,其中总6台低区、6台中区、5台高区客体;筒内中心位置设置2台消防电梯和2间消防楼梯间;2间空调机房及若干设备管井。标准层核心筒面积约为520㎡,约占标准层面积的74%。
3.2 电梯布置(竖向交通)
超高层建筑核心筒内主要竖向交通由多部高速电梯承担着人的竖向动线运动。由于甲级办公楼行业规定,电梯等候时间和电梯的运输能力(5分钟内运送人员占总人数的比例:HC5)是另一个重要指标,对其产生直接影响的是电梯的速度、数量和载客人数。另外,电梯的数量和大小又直接影响着核芯筒面积的大小。
此外,超高层核心筒内按照《高层民用建筑设计防火规范》规定,还需布置消防电梯,电梯数量按照标准层单层面积决定。除了客运、消防关系着电梯的设计外,整栋建筑中的所有货运流线,也需通过核心筒内的竖向交通解决。因此,超高层建筑核心筒肩负着整栋建筑的客运流线、货运流线、消防疏散三个重要的方面。
举例说明天津金融街?融世广场项目的超高层办公楼电梯的布置形式及竖向分区。本项目电梯布置遵守电梯计算规定,通过计算结果在低、中、高区分别布置了6台、6台、5台高速客体,3台一组集中布置于核心筒内,同时在筒中央布置2台1600kg的消防电梯和2间消防疏散楼梯间。(如下图1)
天津融世中心-垂直交通系统分析图1
本项目因是一项成本控制项目,业主物业形式不同于其他常规物业,因此在A塔楼方案期间针对核心筒的布置,给出了多轮方案。通过合理排布及电梯计算规则的不断完善,得房率自65%直升至74%,核心筒布置方案过程如下:
3.2.1 方案一:核心筒布置如右图(一)
电梯布置方式:北侧4台低区并列排布,西侧5台中区及1台消防电梯,东侧5台高区及1台消防电梯,消防电梯均兼货梯使用;标准层核芯筒面积:700平米;得房率:65%;布置分析:核心筒面积大,侯梯厅面积浪费,得房率低,并且导致低区部分核心筒偏心;