【摘要】建筑是凝固的藝術(shù)，高層建筑以其宏偉的體量，給觀者以震撼的藝術(shù)感受，高層建筑不是僅僅單一的個(gè)體，而是融入到城市建筑群的重要組成部分，高層建筑的設(shè)計(jì)需要考慮諸多方面的因素。本文論述了高層建筑設(shè)計(jì)的理論方法和設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問題。
高層建筑已經(jīng)有了一百多年的發(fā)展歷程，在其發(fā)展的過程中其建筑風(fēng)格也是不斷變化的，由高層建筑風(fēng)格的發(fā)展變化，可以看到高層建筑設(shè)計(jì)理念的更新是推動(dòng)建筑風(fēng)格變化的重要因素。近代隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 尤其是鋼鐵、電梯的出現(xiàn)以及后來鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和建筑阻尼器的應(yīng)用， 為高層建筑發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的機(jī)遇， 高層建筑也成為城市空間中一道獨(dú)特的風(fēng)景。 近年來，我國(guó)高層建筑也得到迅速發(fā)展，高層建筑是我國(guó)城市發(fā)展的必然產(chǎn)物， 而城市的發(fā)展也依賴高層的支持。一幢幢雄偉壯麗的地標(biāo)性高層建筑也成為一個(gè)城市的代名詞。例如：上海的金茂大廈、深圳的地王大廈、天津的津門津塔等等，高層建筑對(duì)城市的社會(huì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響也正變得日益明顯。因此，重視對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)理念的探討，進(jìn)一步完善高層建筑設(shè)計(jì)理念是推動(dòng)高層建筑設(shè)計(jì)健康發(fā)展的有效途徑。
一、高層建筑塔樓和裙房的設(shè)計(jì)
高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造，而應(yīng)以人的尺度為參考系數(shù)，充分考慮人觀察視點(diǎn)、視角和高層建筑塔樓和裙房的關(guān)系以及和周圍環(huán)境的關(guān)系等多方面內(nèi)容。
裙樓的設(shè)計(jì)應(yīng)注意如下問題：高層建筑的設(shè)計(jì)必須解決和地面的結(jié)合問題以及與周邊建筑物的聯(lián)系問題，以加強(qiáng)城市空間的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，因此其裙樓處理就顯得特別重要。建筑物的裙樓是從街上見到的部分并在視覺的40度仰角范圍內(nèi)，根據(jù)開敞空間的進(jìn)深，有時(shí)這部分會(huì)升高或降低一層。雖然建筑的這部分對(duì)整個(gè)城市影響較小，然而它對(duì)于街道的尺度、人情化空間的創(chuàng)造方面卻有著重要的影響。建筑的裙樓立面設(shè)計(jì)一般不同于上部立面，需要刻畫細(xì)致并要體現(xiàn)人的尺度，從而使下部空間的設(shè)計(jì)豐富多彩。高層建筑的“高寬比”大，裙樓的設(shè)計(jì)要注意強(qiáng)調(diào)建筑的穩(wěn)定性，避免頭重腳輕的視覺感受，巧妙的運(yùn)用一些處理手法高層建筑的塔樓部分雖然變化的余地不大，但是底層部分卻可以進(jìn)行一些巧妙的處理來豐富空間形式。一般可以采用底層架空和入口縮進(jìn)的手法，底層架空的處理手法是現(xiàn)代建筑的特征之一，它可以在高密度的環(huán)境中爭(zhēng)取到寶貴的用地，把城市的道路、廣場(chǎng)和建筑有機(jī)地結(jié)合在一起，形成通透的、公共的開放空間，給市民以小憩之地；同時(shí)還可以改善人流、視覺擁擠的狀況，連通幾個(gè)主要的公共場(chǎng)所，以增加城市空間的層次。高層建筑臨近城市道路布置時(shí)，，爭(zhēng)取基地面積的有效使用，緩解各種矛盾沖突；并有可能在建筑的形體設(shè)計(jì)、間組織等方面形成新穎的構(gòu)思。設(shè)計(jì)時(shí)可以結(jié)合外部體型、立面線條組織、裝飾材料的色彩及質(zhì)感等要素進(jìn)行設(shè)計(jì)。
塔樓設(shè)計(jì)應(yīng)該注意如下問題：高層建筑的樓身是其形式的主要表達(dá)者，在改變建筑與城
市的關(guān)系方面，起主要作用。近年來隨著低碳環(huán)保的觀念深入人心，生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)意識(shí)加強(qiáng)，豎向上的開放空間越來越多的成為高層建筑的有機(jī)組成分，天井和空中庭院可以幫助自然通風(fēng)采光，調(diào)節(jié)室內(nèi)小氣候，給人提供新鮮空氣，樓宇內(nèi)的空中花園設(shè)計(jì)也的到廣泛應(yīng)用。如生態(tài)建筑師諾曼·福斯特設(shè)計(jì)的法蘭克福商業(yè)銀行總部大廈在強(qiáng)調(diào)象征意義和功能的同時(shí)，就引人生態(tài)的概念，是世界上第一座“生態(tài)型”超高層建筑，其建筑平面呈三角形，宛如三葉花瓣夾著一支花莖：花瓣部分是辦公空間，花莖部分為中空大廳，中空大廳起自然通風(fēng)作用，同時(shí)還為建筑內(nèi)部創(chuàng)造了豐富的景觀。可以看出目前高層建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)新要求就是要實(shí)現(xiàn)人與建筑、人與自然的完美統(tǒng)一。
二、高層建筑設(shè)計(jì)與城市空間
高層建筑是否與所處的城市空間融洽， 其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)一部分取決于公眾在所創(chuàng)造空間中的感受。而在進(jìn)行一項(xiàng)高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)， 規(guī)劃部門所出臺(tái)的各種條文政策及規(guī)范將扮演著重要角色， 它強(qiáng)制性的要求必須顧及城市環(huán)境， 營(yíng)造舒適的城市空間。可以看出， 高層建筑設(shè)計(jì)與城市空間的協(xié)調(diào)以及城市空間的營(yíng)造是通過建筑設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃兩方面的共同作用來完成的。城市空間是城市最基本的也是人最能感受和接觸的城市要素。高層建筑是城市空間的元素， 空間設(shè)計(jì)就必須考慮城市中人們的心理。優(yōu)秀的高層建筑并不是排斥城市空間的明星建筑而是一個(gè)能創(chuàng)造人性的場(chǎng)所， 又融入文脈的關(guān)系， 不去破壞城市空間的和諧。優(yōu)秀的高層建筑要考慮使用者的需要， 以城市的公眾利益為追求的目標(biāo)。意大利著名建筑師布魯諾. 賽維在他的建筑空間論 中曾談到：“盡管我們可以忽視空間， 空間卻影響著我們， 并控制我們的精神活動(dòng)”。有關(guān)研究表明， 引起人們心理體驗(yàn)的，不僅是建筑物的物理實(shí)體， 主要是使用建筑空間的人和活動(dòng)。考慮高層建筑由于其體量的巨大， 往往給街道空間一種突然的壓迫感， 使人感覺好像從一個(gè)大空間突然進(jìn)入一個(gè)小空間， 這是由于高層建筑的體量所造成的對(duì)比。因此凡是處在街道兩旁體量巨大的高層建筑在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行后退處理， 并在其退出的用地上設(shè)計(jì)廣場(chǎng)空間， 這個(gè)廣場(chǎng)空間將起到空間的緩沖作用，而且由于高層建筑的建筑面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其用地面積， 容納的人員較多， 出入口人流密度相對(duì)較大， 后退出的廣場(chǎng)空間也起到緩解交通壓力的作用，從另外一方面講， 廣場(chǎng)空間往往在街道空間以及城市空間中起到非常重要作用， 能夠給公眾留下較深的印象， 也往往能成為城市的節(jié)點(diǎn)， 這就是共享空間的好處。下沉式的廣場(chǎng)往往更容易給人留下印象，就空間形式而言它是一種非常富有情趣的空間。因此在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)廣場(chǎng)和建筑應(yīng)該作為一體來考慮。對(duì)于一個(gè)城市而言， 高層建筑往往具有一定的代表性和象征性， 可以反映一個(gè)城市經(jīng)濟(jì)水平和發(fā)展程度， 在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)， 要考慮同城市的聯(lián)系，要適應(yīng)城市整體的要求， 這樣才能更加發(fā)揮新建筑的作用， 使城市不斷充實(shí)完整， 豐富城市的生活， 增加城市的活力， 這是建筑師應(yīng)具有的一個(gè)重要理念。高層建筑的塔樓部分雖然變化的余地不大， 但是底層部分卻可以進(jìn)行一些巧妙的處理來豐富空間形式。一般可以采用底層架空和入口縮進(jìn)的手法。底層架空的處理手法是現(xiàn)代建筑的特征之一， 它可以在高密度的環(huán)境中爭(zhēng)取到寶貴的用地， 把城市的道路、廣場(chǎng)和建筑有機(jī)地結(jié)合在一起， 形成通透的、公共的開放空間， 給市民以小憩之地，同時(shí)還可以改善人流、視覺擁擠的狀況， 連通幾個(gè)主要的公共場(chǎng)所， 以增加城市空間的層次。高層建筑臨近城市道路布置時(shí)， 入口空間凹入建筑下部可以避免主體的被迫后退， 緩解入口處各種矛盾沖突，并有可能在建筑的形體設(shè)計(jì)、空間組織等方面形成新穎的構(gòu)思， 這種入口后退架開的處理不僅空間層次豐富而且給人的印象也深刻。其實(shí)， 從使用的角度來看， 這類空間因易于到達(dá)、便于使用以及特殊的空間性質(zhì)， 其使用頻率也很高。城市街道生活中最重要的是街道上行人與大樓之間的關(guān)系。高層建筑物必須形成與周圍建筑物的聯(lián)系以加強(qiáng)城市結(jié)構(gòu)， 并促進(jìn)在其底部的城市生活。建筑底層架空空間的開放程度較高，是布置城市公共開放空間的有效手段，對(duì)裙樓屋面而言是底層架空， 故可視為建筑底層架空空間的特殊形式， 這種處理方式可營(yíng)造歸屬感和私密性較強(qiáng)的公共活動(dòng)空間。
三、高層建筑設(shè)計(jì)的建筑與結(jié)構(gòu)的結(jié)合
高層建筑的設(shè)計(jì)要保證其使用階段的安全性，其抗震和抗風(fēng)性能是極其重要的。
抗風(fēng)的問題：預(yù)測(cè)到建筑物附近的氣流情況以及建筑物所發(fā)生的性狀，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定破壞，疲勞破壞和超過允許的最大變形而發(fā)生的屈服，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞都可以引起高層建筑的安全隱患。風(fēng)災(zāi)損壞的主要形態(tài)之一是工程結(jié)構(gòu)的損壞和倒塌，因此，工程抗風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算的合理和全面是工程安全的重要關(guān)鍵，抗風(fēng)設(shè)計(jì)也是工程結(jié)構(gòu)中的重要研究課題。
在高層建筑的建設(shè)中，抗震問題的研究極其重要，其中又以規(guī)則性問題為最主要的因素，抗震設(shè)計(jì)中常見的一些問題有結(jié)構(gòu)的平面布置，外形不規(guī)則、不對(duì)稱、凹凸變化尺度大、形心質(zhì)心偏心大，同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，結(jié)構(gòu)平面形狀和剛度不均勻、不對(duì)稱，平面長(zhǎng)度過長(zhǎng)等。為了解決這些問題，需要建筑設(shè)計(jì)時(shí)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)相互結(jié)合，在滿足安全的前提下滿足建筑表現(xiàn)和建筑功能的要求。
四、高層建筑的消防設(shè)計(jì)
1. 防火的問題：在樓道的設(shè)計(jì)上要保證人員的流動(dòng)暢通，便于緊急情況時(shí)人員的疏散。有采光設(shè)施或者照明系統(tǒng)，讓人員在疏散中能保證安全快速的撤離，已避免發(fā)生踩踏等其他傷害。合理進(jìn)行防火分區(qū)。在高層建筑的樓道內(nèi)消防器械、疏散通道必須合理的分區(qū)，做到在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，可以及時(shí)的采用滅火措施和人員疏散。消火栓的位置應(yīng)保證同層任何部分由兩個(gè)消防栓的水槍同時(shí)到達(dá)。做好建筑物室內(nèi)、外消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，保證足夠的消防用水量和最不利點(diǎn)的滅火設(shè)備所需的水壓，水箱設(shè)置高度不夠而設(shè)置增壓系，水箱的消防儲(chǔ)水量單單對(duì)直接滅火而言，其意義幾乎為零。當(dāng)然為了使增壓系統(tǒng)正常工作，水箱的消防儲(chǔ)量仍然是必須的。消防水池容量越大越好、越安全、這種觀點(diǎn)是片面的。超規(guī)范設(shè)置談不上經(jīng)濟(jì)合理，水質(zhì)也難以保證。
2. 消防電源與配電：高層建筑要求供電是供電電源必須是來自于兩個(gè)不同的發(fā)電廠（或供電電源）保證一個(gè)要時(shí)有遇到問題或者突發(fā)事件另一個(gè)也可以正常工作，從而確保建筑的正常運(yùn)行。
3.應(yīng)急照明：當(dāng)高層發(fā)生火災(zāi)及其它災(zāi)害、故障時(shí)，導(dǎo)致正常照明系統(tǒng)中斷而啟用的照明，也稱事故照明。應(yīng)急照明的安裝要合理人性化，應(yīng)急照明主要安裝在疏散樓梯、消防電梯前室、消防控制室、自備電源室、變配電室、消防水泵房、防排煙機(jī)房的墻面上或者頂棚上。應(yīng)急照明包括疏散指示照明，即標(biāo)志出口位置的出口標(biāo)志燈，滿足疏散通道的照明要求。
4.消防電梯：電梯在設(shè)計(jì)中要保證位置合理，讓電梯的運(yùn)行中的噪音不要打擾用戶的正常生活。電梯的最大載荷也要根據(jù)居住結(jié)構(gòu)作相應(yīng)的調(diào)整，保證居住者在平時(shí)能方便的出行。電梯在遇到緊急情況是要有方便快捷的方法使人迅速撤離。為了保證電梯正常而安全的運(yùn)
行，以利于救人、滅火。電梯的供電系統(tǒng)要有兩套，一套是正常供電系統(tǒng)，另一套時(shí)當(dāng)有緊急情況是自備發(fā)電供電以保證電梯的正常運(yùn)行。
5. 排煙的問題：高層的火災(zāi)事故中，絕大多數(shù)的人員傷亡都是因煙氣窒息、中毒，在不具備自然排風(fēng)條件的封閉樓梯間要設(shè)計(jì)在樓梯入口處設(shè)置陽臺(tái)或者凹廊或設(shè)置加壓送風(fēng)系統(tǒng)，保證在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能排除煙，降低人員的傷亡。現(xiàn)在設(shè)計(jì)中為了提高使用面積，采取消防電梯與居住用電梯合用，消防電梯前室與防煙樓梯前室合用，需要設(shè)置防火門。
五、結(jié)語
高層建筑對(duì)城市及周圍環(huán)境的影響，和建筑本身的功能方案設(shè)計(jì)一樣重要。高層建筑設(shè)計(jì)必須用協(xié)調(diào)其周圍環(huán)境的設(shè)計(jì)方法以嘗試對(duì)原有環(huán)境的最少干擾。高層建筑群是城市的主要建筑標(biāo)注，創(chuàng)造著城市引人注意的輪廓線，它們限定著創(chuàng)造城市活動(dòng)場(chǎng)所的公共空間，為城市中人們的活動(dòng)提供布景。高層建筑是城市空間的元素，優(yōu)秀的高層建筑并能夠融入城市的歷史文化，不去破壞城市空間的和諧。優(yōu)秀的高層建筑要考慮使用者的需要，以城市的公眾利益為追求的目標(biāo)。我們必須在高層建筑設(shè)計(jì)和城市的發(fā)展中取得平衡，才能創(chuàng)造出更好的城市景觀和適合人們生活的宜居環(huán)境。
參考文獻(xiàn)：
[1]布魯諾賽維.建筑空間論.中國(guó)建筑工業(yè)出版社
[2]劉順校、周湘津《高層建筑設(shè)計(jì)》.天津科學(xué)技術(shù)出版設(shè)
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