浅谈现代高层建筑设计分析

刘俊

摘 要：随着现在经济社会的高速发展，城市化进程的加快，高层建筑逐渐成为了城市建筑发展的主体，是城市显著的象征。因此，我们必须做好城市建设中高层建筑设计工作，深入的分析设计过程中的要点和难点，在保证高层建筑安全性的前提下，设计出具有该城市鲜明特色的高层建筑，为城市增加一道亮丽的风景线，满足人们观赏和使用的要求。本文主要阐述了高层建筑当中建筑设计的主要原则、要点，并对高层建筑设计过程中应该要注意的若干问题进行分析探讨。

关键词：高层建筑；设计；探讨

1 现代高层建筑设计主要原则

1.1 高层建筑设计符合城市规划

高层建筑设计应该符合城市规划发展的要求，因此，在高层建筑设计中主要从以下几点进行把握：

1）对用地性质的规划：在具体建设项目的选址上，按照控制性详细规划限定这一项目只能在某一允许区域内选择基地地块；对用地进行开发的场地设计，控制性详细规划限定该地只能做一定功能性质的使用。

2）对用地范围的控制：规划是由建筑红线与道路红线来完成的。

3）对用地强度的控制：通过容积率、建筑覆盖率、绿化覆盖率等指标来实现。

4）对建筑用地范围的控制：由建筑控制线来限定。即基地允许建造建筑物的区域。城规中一般都要求建筑控制线从红线退后一定距离。

5）规划中对建筑高度、交通出入口的方位、建筑主要朝向、主入口方位等方面的要求，在场地设计中也应同时予以满足。

1.2 整体尺度

高层建筑的整体尺寸对城市空间有着重要的影响，这些尺寸主要包括各部分尺寸的比例、街道尺寸、近人尺寸以及细部尺寸等等。

1）各部分尺度比例的协调

一般，高层建筑主要由三个部分组成的：裙房、主体和顶部，也有些建筑在设计中加入了活跃元素，以使整栋建筑造型生动活跃，一个造型美的高层建筑是建立在很好地处理了这几个部分之间的尺度关系的基础上的，而这三个部分尺度的确定，才能更好的在形式和空间上塑造出高层建筑的美。

2）高层建筑各细部尺度应有层次性

高层建筑各部分细部尺度的划分是建立在整体尺度的基础上的，各个主要部分应有更细的划分，尺度具有等级性，才能使各个部分造型构成丰富，细腻耐看。

3）街道尺度

街道尺度指是的高层建筑临街面的尺度对街道行人所带来的视觉影响，因此，为了保持街道空间和视觉的连续性，高层建筑在临街面应与沿街的其他建筑相互协调统，宜有所呼应。

4）近人尺度

近人尺度指的高层建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸给人的感觉。通常，这个部分为使用者接触较多，也容易引起人们仔细观察，它是人们对建筑物感触的重要部位，其尺度设计应以人的尺度为参考系，不宜过大或过小。

5）细部尺度

细部尺度指的是高层建筑更细的尺度，它主要是指材料的质感。设计师在建筑设计过程中要充分运用不同材料的质感，来塑造建筑物，吸引人们亲手去触摸或取得同我们的眼睛亲近感。

2 高层建筑设计的基本要点

2.1 水平荷载设计

1）由于相对于某些具有特定高度的楼房来说，其竖向荷载值在一般情况下都是定值，但在地震作用和水平荷载的风荷载双重作用下，其数值的变化是随着高层建筑结构动力特性的不同而不断发生变化的，这种数值的变化值幅度也较大；

2）因为楼房的楼面和自重承受的荷载在竖构件中会引起弯矩和轴力在数值上发生变化，造成仅仅与楼房高度的一次方成正比，而水平荷载对高层建筑结构产生的倾覆力矩和在水平荷载情况下竖构件中产生的轴力是与楼房高度的两次方成正比的。

2.2 高层建筑的采光设计

在高层建筑物中，建筑的墙体和室内的天花板可以使用有效吸收太阳光的材料，这样在冬季可以保持室内的温度适宜，在炎热的夏季，可以减小温热效应，减轻高层建筑内空调制冷系统的能源消耗。

2.3 高层建筑的抗震性

在高层建筑进行抗震设计的过程中，要注意构造柱一定要正确的安置在建筑大厅的四角和墙体的转弯处。还有注意墙体横面和纵面交接的地方设置抗震性比较好的构造柱。因此，对高层建筑进行设计时，设计方案的步骤要根据规定有序进行，层层递进的。在对高层建筑进行设计时，要严格按照国家颁布的关于建筑抗震标准的有关规定进行抗震设防，防止抗震设防的标准不能很好的把握。

2.4 高层建筑结构延性的设计

高层建筑相对于低层建筑来说，其结构要显得柔一些，在地震作用下很容易引起变形，因此，为了使高层建筑具备较强的抗变形能力，避免倒塌，就需要注重高层建筑结构延性的设计，从而保证高层建筑具有足够的延性，抗变形能力也会随之得到提高。

2.5 高层建筑的消防設计

通常，高层建筑都是建设在人员密集的地区。因此，高层建筑一旦发生火灾，就难以扑灭，电梯就会降到底层不能使用，除了消防用的电梯除外，被困人员离开发生火灾区主要通过楼梯，这样就增加人员疏散的难度和延长疏散的时间，此外在灭火过程中，还会受到建筑物内很多因素的影响。

3 高层建筑设计过程中应该注意的问题

3.1 抗风的问题

预测到建筑物附近的气流情况以及建筑物所发生的性状。结构不稳定破坏，疲劳破坏，过份变形而发生的屈服，围护结构的严重破坏都可以引起高层建筑的安全隐患。风灾损坏的主要形态之一是工程结构的损坏和倒塌，因此，工程抗风设计计算的合理和全面与否是工程安全的重要关键，抗风设计也是工程结构中的重要研究课题。

3.2 防火的问题

防火的总体布局要保证畅通安全，在楼道的设计上要保证人员的流动畅通，便于紧急情况时人员的疏散。有采光设施或者照明系统，让人员在疏散中能保证安全快速的撤离，已避免发生踩踏等其他伤害。合理进行防火分区。在高层建筑的楼道内消防器械、疏散通道必须合理的分区，做到在火灾发生时，可以及时的采用灭火措施和人员疏散。消火栓的位置应保证同层任何部分由两个消防栓的水枪同时到达。

3.3 电气的问题

1）消防电源与配电。高层建筑要求供电是①供电电源必须是来自于两个不同的发电厂保证一个要时有遇到问题或者突发事件另一个也可以正常工作，从而确保建筑的正常运行②供电电源来自于 2 个不同的区域变电站。③一个电源来自于区域变电所而另一个时自备的发电设备。

2）电梯

电梯在设计中要保证位置合理，让电梯的运行中的噪音不要打扰用户的正常生活。电梯的最大载荷也要根据居住结构作相应的调整，保证居住者在平时能方便的出行。电梯在遇到紧急情况是要有方便快捷的方法使人迅速撤离，为了保证电梯正常而安全的运行，以利于救人、灭火。

3）应急照明

应急照明的安装要合理人性化，应急照明主要安装在疏散楼梯、消防电梯前室、消防控制室、自备电源室、变配电室、消防水泵房、防排烟机房的墙面上或者顶棚上。应急照明包括疏散指示照明，即标志出口位置的出口标志灯和引导只想出口的指向标志灯，满足疏散通道的照明要求。

3.4 排烟的问题

高层的火灾事故中，绝大多数的人员伤亡都是因烟气窒息、中毒，在不具备自然排风条件的封闭楼梯间要设计在楼梯入口处设置阳台或者凹廊。保证在发生火灾时能排除烟，降低人员的伤亡。现在设计中为了提高使用面积，采取消防电梯与居住用电梯合用消防电梯前室与防烟楼梯前室合用，采用常闭防火门。

3.5 防雷击的问题

高层建筑防雷系统应该按照“综合治理，整体防御，突出重点，多重保护”的原则，充分利用高层建筑物的结构，将防雷措施做好，进行治理。找齐高层建筑物的顶端和其他易受雷击的部位装设避雷针或者避雷带、避雷网。利用结构中的主钢筋作引下线，利用整个钢筋混凝土基础作接地装置。在建筑物周围用扁钢做避雷带。

4 结语

随着人类社会生产力的发展、建造技术水平的不断提高和使用空间的日趋紧张，越来越多的高层建筑拔地而起，为满足人们对建筑的使用需求，我们必须在高层建筑设计中，积累丰富的经验，合理的规划，是以为高层建筑设计、规划得到有效保证，并符合实际需求，为城市发展建设起到积极促进作用。