新时代高层建筑设计探讨.doc

1、1新时代高层建筑设计探讨摘要：在处理高层建筑与城市的关系时应当充分考虑具体城市的具体情况，考虑这个城市的地理环境、文化背景，以及城市经济、技术水平、市民的生活状态等等因素。本文探讨了新时代高层建筑设计。 关键词：新时代；高层；建筑；设计 中图分类号：TU208.3 文献标识码：A 文章编号： 随着经济的发展，人民生活水平的提高，高层建筑如雨后春笋在我国大地上矗立起来，城市向高空发展变成了当今城市的特点。我国正处在城市化的历史进程中，人口众多，耕地减少，高层建筑成为城市建筑的主要形式之一。 一、 高层建筑主体设计 对于一个城市而言, 高层建筑往往具有一定的代表性和象征性, 可以反映一个城市的经济

2、水平和发展程度, 选择合理的造型就显得尤为重要。高层建筑由于其结构形式的限制以及使用功能的要求, 在造型上往往追随于建筑的结构形式, 而不能有太多的变化, 有的高层建筑甚至直接将结构形式外露而不加修饰。高层建筑的主体部分是它的塔楼, 塔楼的表现形式对高层建筑的造型起着决定性的作用, 现今国外和国内的许多高层建筑都有着独特的外形和明显的识别性, 对一个城市具有一定的代表性, 这可以说是高层建筑存在的一个原因。随着近年来资源短缺问题的出现, 全球提出了可持续发展, 而高层建筑就环保节能方面来说是2很浪费的, 随之就出现了“生态型”建筑的概念, 如生态建筑师诺曼?福斯特设计的法兰克福商业银行总部大厦

3、, 在强调象征意义和功能的同时, 就引入生态的概念, 是世界上第一座“生态型”超高层建筑。其建筑平面呈三角形, 宛如三叶花瓣夹着一支花茎: 花瓣部分是办公空间, 花茎部分为中空大厅, 中空大厅起自然通风作用, 同时还为建筑内部创造了丰富的景观; 而气候设计大师杨经文设计的马来西亚吉隆坡梅纳拉大厦则体现了利用空中开放空间连通建筑内外, 贯彻“生物气候大楼”思想, 引入了大量的植物, 立面上螺旋上升的垂直绿化和底部斜坡的绿化都有助于调节气候, 尽可能地拉近了人与自然的距离, 较好地完成了室内外空间的过渡与衔接, 同时对形成良好的城市空间环境也是一种深化。可以看出目前高层建筑设计的一个新要求就是要实

4、现“生态节能型” 。 高层建筑主体的下部分裙房虽然对整个城市影响较小, 但它对于街道的尺度和人情化空间的创造等方面却有着重要的影响。建筑的裙楼立面设计一般不同于上部立面, 需要进行细致的设计, 从而使下部空间丰富多彩而不至于感到苍白, 并要体现人的尺度, 因为裙房部分跟公众视觉接触较密切, 对街道空间感影响也较大。而高层建筑的最上部分屋顶对整个建筑形象起到强化个性的作用,虽然它较少影响到生态环境, 但对塑造建筑的标志性及丰富城市天际线具有重要的作用, 因此应根据建筑的基座、楼身等因素加以塑造。 二、建筑位置及朝向设计 高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响容积率过高很难满足3日照要求，阳光有

5、着巨大辐射能量，在严寒地区人们十分珍惜阳光带来的暖和。据有关资料分析，地球每年接收的能量有 60 亿亿 KW，这么大能量弃之可惜，从某种意义上讲，地球本身就是巨大的太阳能接收器，阳光不仅对人的身体健康有着很大影响，对建筑的节能也有着十分重要的意义。严寒地区城市规划应注重应用日照原理，合理的确定建筑位置和朝向，使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能，因此，建筑的方位和节能有着直接关系。如在北纬 4045 地区，冬天建筑的朝向所得到的辐射能量几乎比夏天多两倍，而在夏天东、西向所得到的能量比南向多 2.5倍，不同朝向，不同季节，建筑物所得到的太阳辐射热能量不同，热损失也不同，尤其是在冬至前后，由于太阳高

6、度角低，房间所接收的太阳光线的面积比夏天多许多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况，按其太阳高度角做出日影响图，以确定冬季每天的日照时间，建筑南向开窗面积尽可能大一些，在满足采光条件下，北向、东向开窗尽可能小一些，从而获得更多的太阳光线，减少热损失，保持室内舒适的温度环境。 三、高层建筑围护结构墙体设计 1、外墙是围护结构的主体部分，高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋，前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重，因此，围护结构属于填充材料，为了减轻荷载，达到保温、隔热要求，采用轻质高效保温材料，目前，在严寒地区常用的墙体做法有：页岩陶粒混凝土空心砌块；黏土空心砖和实心砖复合墙体；黏土实心砖或空心

7、砖岩棉夹心复合墙体等。但存在新问题较多，节能的效果仍达不到标准的要求。围护结构的4材料布置分外侧和内侧，在严寒地区的同一气候条件下，由于材料层次布置不同，所取得的保温效果也不同，为防止墙体内产生冷凝水，保温层设在外侧更合适。 2、高层建筑的围护墙体不宜采用外侧保温的聚苯乙烯泡沫板（舒乐板、PG 板） ，岩棉板等轻质保温材料。一幢建筑的寿命少则几十年，多则上百年，材料的应用和建筑整体的寿命应同步。对于轻质的外保温复合墙体，笔者认为存在以下不足： （1）抗震能力差，易松散，与结构构件结合不好，整体性能差。 （2）不能承受外部装修贴、挂荷载，如贴石材安装装饰构件等。 （3）不能承受有振动的凿、刨的装

8、修，如剁斧石面层、予留洞、槽易出现冷桥。 （4）墙表面易出现裂纹。除此之外，复合墙体由于框架梁拉、剪力墙的嵌入，墙体内轻易造成冷桥，是保温、隔热的薄弱环节。据测定，高层建筑所出现的冷桥约占整个热损失的 5%13%，因此，应引起设计者的重视，采取有效构造办法尽可能避免产生冷桥。 3、国外普遍推广采用混凝土空心砌块用于高层建筑围护结构保温，欧、美各国取得不少先进经验。如美国研制的 TB 型保温隔热复合砌块；波兰的咬合式保温砌块；芬兰研制的一种空心砌块，空隙之间填入聚胺脂保温材料，300 厚，传热系数 K0.250.28 W/m2k。某些欧美国家50%左右的建筑已应用多种形式的混凝土空心砌块。由于混

9、凝土空心砌块保温效果好，又具有一定强度，避免了轻质复合材料墙体的一些弊端。 四、高层建筑的外界面设计 5高层建筑的外界面设计与一般建筑相比有其特殊性。首先高层建筑拥有得天独厚的通风优势,而且随着高度的不断增加,上面的风速和风压越来越大,会导致建筑与外界热交换迅速增加,不利于建筑中的能量保存,热工能耗增多。此外高层建筑较少受到临近的建筑遮挡,所以投射在其上的日照包括直射的、漫射的或被低层建筑屋顶反射的辐射,要比照射在多层建筑上的日照辐射强度高,这在冬季是有利的,但在夏季却是不利的。 另外,气候是由多重对立要素综合决定的,各种气候要素总是在舒适要求的两极之间摆动变化, 建筑随着气候的变化, 要面临

10、采暖与制冷、通风与防风等相互矛盾的要求, 因此建筑外墙应该结合被动系统、混合模式和主动系统的优化来加以设计。因此, 理想的外墙应该是对气候“用”和“防”的辨证统一, 是有利于环境的过滤器。外墙上应该像过滤器一样提供自然通风,控制交叉通风,提供对外景观,予以太阳光保护,调节风雨,在寒冷季节提供保温,在炎热的夏天提供通风、隔热, 使得与外部环境有更直接的关系。双层立面系统是目前处理高层建筑外界面比较理想的手段。 五、高层建筑采光设计 高层建筑在生态设计中的目标之一,是优化日光的使用,减少人工照明的耗能需求。大部分被动日光技术都是控制进入的直射光线,减少其对视觉舒适度的潜在负面影响,如眩光;以及通过

11、减少热量获取来减少建筑制冷的负担。当太阳光有效地分布到建筑各处而没有眩光的时候, 就可以认为是很好的室内照明了。先进的日光采集系统设计有以下方法: 1、通过将阳光反射至屋顶平面, 日光可以到达比那些靠传统窗户或6天窗采光更深的工作区域, 但不增加窗户附近的日光强度; 2、通过利用相对小的进光区域有效传统日光, 可以不对阳光辐射产生严重的制冷负荷, 从而达到节省能耗的目的; 3、仔细设计阻挡阳光直射的系统, 可以减少阳光直射导致的眩光和温度不适。设计的难度在于每天和全年阳光位置及获得的不断变化。自然采光的建筑无论设计得多好, 只有在日光有效利用和代替人工照明的情况下才能节约能源。当然,进行采光设

12、计时,可以在人工照明节能和少量增加阳光热量获得之间寻求平衡。我们可以完善座位和工作平面规划,通过更好的窗户和立面设计来减少眩光,获得自然采光。研究表明, 太阳光的适当获得和开阔视野可以提供一种舒适感。然而,为保证一个安全、舒适的工作环境,使用者应该可以控制光线的数量和质量;设计者需综合考虑能耗、背景光线、屋顶灯和窗户的自然采光等因素, 并为使用者提供最好的视觉环境。 综上所述，高层建筑与人以及城市的各个方面都密不可分。高层建筑的设计正努力体现出更多的人文关怀，朝着生态化、人性化方向发展。高层建筑的规划布局在城市改造和建设中也具有相当重要的地位和作用，对城市的整体空间格局和城市的景观环境产生很大

13、影响。高层建筑与整个城市的关系处理得当，会丰富城市的立体空间、优化城市的结构，而处理不当，就会对城市的整体空间形态起到破坏作用。因而在处理高层建筑与城市的关系时应当充分考虑具体城市的具体情况，考虑这个城市的地理环境、文化背景，以及城市经济、技术水平、市民的生活状态等等因素。 7参考文献： 1 唐昊.高层建筑设计的思考J. 中国城市经济. 2012(03) 2 包玉坤.浅谈现代高层建筑设计J. 经营管理者. 2011(01) 3 刘海鸥.探析高层建筑设计中的低碳设计理念J. 价值工程. 2011(06) 4 魏国,李楠.高层建筑设计存在的问题J. 价值工程. 2011(06) 5 穆广奎,魏蕊.浅谈高层建筑设计J. 中国集体经济. 2011(16)