高层建筑设计原理

高层建筑设计原理HIGH-RISEBUILDINGDESIGNPRINCIPLES同济大学继续教育学院2高层建筑设计原理HIGH-RISEBUILDINGDESIGNPRINCIPLES概论裙楼及地下室结构选型总平面设计造型设计标准层设计经典案例一·概论1.1高层建筑的定义、分类·一些国家对高层建筑的规定·我国对高层建筑的规定·高层建筑分类和耐火等级1.2高层建筑的发展·国外高层建筑的发展·我国高层建筑的发展1.3高层建筑设计特点1.4高层建筑类型在1972年国际高层建筑会议（美国宾西法尼亚州伯克利市）上，对高层的定义取得了比较统一的认识，并把高层建筑划分为四类：第一类高层建筑：9～16层（最高到50m）第二类高层建筑：17～25层（最高到75m）第三类高层建筑：26～40层（最高到100m）第四类超高层建筑：40层以上（高度在100m以上）一些国家对高层建筑的规定1.1高层建筑的定义、分类根据我国现行《高层民用建筑设计防火规范》（GBJ45-82）规定，10层及10层以上的住宅及高度超过24m的其他民用建筑为高层建筑，具体如下：十层及十层以上为高层住宅。除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑，大于24m者为高层建筑(不包括建筑高度大于24m的单层公共建筑)；建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。我国对高层建筑的规定我国现行的《高层民用建筑设计防火规范》根据高层民用建筑的使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度将其分为两类。并规定一类高层建筑耐火等级为一级，二类高层建筑的耐火等级不低于二级.高层建筑分类和耐火等级1.1高层建筑的定义、分类高层建筑的发展可以追溯到古罗马时期（公元80年），当时罗马城中已建10层高的砖石建筑。高层建筑是在19世纪中期产业革命后逐步发展起来的。近代高层建筑的发展大致可以分为五个时期。国外高层建筑的发展1.2高层建筑的发展第一时期第二时期第三时期第四时期第五时期时间1865～18931893～一战前一战后～1929二战后～1970s1970s～现在特征结构主义古典复兴装饰主义“方盒子”“高技派”折衷造型各异代表作家庭保险公司大楼帝国大厦格雷垒大厦西格拉姆大厦纽约哈顿总部地点芝加哥纽约纽约芝加哥全球全球我国的高层建筑最早可追溯到战国高台建筑时期。但我国近代的高层建筑发展晚于欧洲国家，但随着经济的发展，其发展数量呈急速上升趋势,并且超高层建筑逐渐盛行。截至2012年，我国共建成超高层建筑94幢，主要集中在经济发达的长三角和珠三角地区，二线城市的数量也在显著增加。国内典型超高层建筑有上海环球金融中心（492m）、台北101大厦（509m）和上海中心（632m）等。我国高层建筑的发展1.2高层建筑的发展高层建筑是在一定场地条件下实行竖向空间拓展，以争取更多楼层面积和总建筑面积。这种按竖向空间基层的相同楼层就是标准层，它是高层建筑设计的核心问题。标准层的空间布局的组织需要在设计过程中细细推敲。标准层1.3设计特点高层建筑是城市空间的主角，尤其是特大城市中的超高层建筑，往往是作为地标性建筑，要在设计过程中注意它的象征性和识别性。同时，高层建筑影响城市轮廓的起伏节奏和城市天际线的分维值，对城市的艺术形象具有决定性作用，因此在设计过程中要与城市整体进行联系。1.3设计特点城市空间高层建筑高度较高，与一般建筑相比，还需要考虑风压、侧向位移、地震等因素，因此在结构上有很高的要求。同时，不同的结构会有不同的结构占有面积，因此，在设计前期进行合适的结构选型十分重要。结构选型1.3设计特点1.3设计特点高层建筑高度较高，与一般建筑相比，还需要考虑风压、侧向位移、地震等因素，因此在结构上有很高的要求。同时，不同的结构会有不同的结构占有面积，因此，在设计前期进行合适的结构选型十分重要。防火设计我国高层建筑一般按高度分为民用和工业两个大类，若干小类。在民用建筑大类中，从建筑功能来看，高层建筑有办公楼（分商业和行政办公楼）、旅馆、病房楼、住宅、公寓以及综合体等多种类型。其中，办公楼、旅馆、住宅是三种主要的建筑类型，分别占国内已建高层建筑的35%、15%和40～50%的比率。两大类、若干小类1.4高层建筑的类型二·总平面设计2.1总平面设计要点2.2总平面交通组织·高层建筑与城市交通系统的衔接·高层建筑基地内的交通组织2.3防火设计高层建筑不同的类型、规模和裙楼功能配置对总平面布局有不同的特点，主要反映在以下三个方面：一是居住类建筑重视朝向和日照间距，重视绿地率；二是高层公共建筑重视沿街商业价值的挖掘，对地面停车有明确的要求，而居住区为了争取绿地也鼓励地下停车；三是裙楼功能配置复杂的高层建筑出入口较多，交通组织复杂，容易引起流线交叉。不同类型的高层建筑2.1总平面设计要点居住类建筑重视朝向和日照间距，重视绿地率高层公共建筑重视沿街商业价值的挖掘，对地面停车有明确的要求裙楼功能配置复杂的高层建筑出入口较多，交通组织复杂在总平面设计中需要考虑的重点问题是场地处理、建筑布局以、交通组织设计及高层建筑在城市中的景观效应等，因而地下车库出入口和塔楼位置的选择和布局十分重要。地下车库与塔楼2.1总平面设计要点高层建筑基地应与城市道路相邻接，否则应设基地道路与道路红线所划定的城市道路相连接，高层建筑项目规划要点和控制图则一般都规定了基地车流出入的方向。平面接口2.2总平面交通组织高层建筑与城市交通系统的衔接主要体现在接口形式上，有平面和立体两大形态。其中，立体接口一般为高层商业综合体使用，除了重庆等山地城市，高层住宅和城市交通系统之间一般很少有立体接口。立体接口是指建筑基地道路以立体交叉的形式与城市道路接口，这种形式通常用于高层建筑直接与轨道交通、封闭式汽车专用道或空中和地下步行系统相连接。立体接口为高层建筑选择交通方式提供了更大的弹性，同时能减轻高层建筑产生的大量机动车对城市道路的压力，因而为不少大型高层建筑项目所采用。立体接口2.2总平面交通组织“方大企业总部”获奖作品/HuasenArchitects方大总部与城市公交总站相结合方大总部与城市空间的立体接口方大总部与城市空间的立体接口方大总部与城市空间的立体接口高层建筑基地内的交通组织就是基地内交通设施的平衡与分配，设计时应主要考虑三个方面的内容：首先是交通流线特征，即高层公共建筑是单座建筑或建筑群的人流、车流、物流特征，而高层住宅设计的则是居住区的道路交通体系；然后交通设施的分配与平衡，即停车量与建筑面积之间的比例，停车方式的要求，以及地面和地下停车的比例；最后是在道路设施及路权上体现人车冲突模式，清晰划分人行道、非机动车道、机动车道、人非混用车道、机非混用车道。交通设施的分配与平衡，突出表现在高层住宅区的人车冲突模式及道路分级方面。基地内部的交通组织2.2总平面交通组织总平面交通组织(新加坡Ardmore公寓大楼)防火间距2.3防火设计消防车道通常按照单向车道来设计，其宽度应不小于4m，消防车道上空4m以内的范围不应有障碍物。消防车道与高层建筑外墙距离宜大于5m，为便于设置登高救援的登高车操作场地。近端式消防车道应设有回车道或回车场，回车场规模不小于15mX15m。消防车道转弯处需要有合理的转弯半径（9~12m）。消防车道2.3防火设计通常把登高消防车能靠近高层建筑主体，便于消防车作业和消防人员进入高层建筑进行抢救人员和扑灭火灾工作的建筑立面，称为该建筑的消防扑救面或消防登高面。高层建筑的底边至少有一个长边，或周边长度的1/4且不小于一个长边的长度范围，作为消防扑救面。在这一范围内，不应设置高度大于5m，进深大于4m的裙房，且在此范围内必须设有直通室外的楼梯或直通楼梯间的出口.消防扑救面2.3防火设计消防扑救面2.3防火设计三·裙楼及地下室3.1裙楼平面设计要点3.2裙楼功能分区与流线组织3.3裙楼中庭设计·封闭性中庭·线型中庭·贴边型中庭·并联型中庭·分段式中庭3.4地下室设计3.1设计要点第一，裙楼与周围环境及城市空间的协调与近地空间的营造。第二，建筑主、次入口空间及各种流线的组织。第三，裙楼空间的设计需要一定的通用性和灵活性。这是为了满足不断变化的市场要求，也就是说功能变更对空间的要求能够通过装修调整。首层大堂的空间尺度把握，尽量中心无柱（特别是旅馆），且应注意中庭的尺度和空间的艺术效果。第四，裙楼交通系统的组织及与塔楼和地下车库交通系统的关系。注意塔楼、裙楼、地下车库三套流线的分离，以及内部与外部流线的划分，矛盾的焦点往往集中在首层平面的布置。第五，层高的把握。裙楼的层高与空间类型有关。不含中庭空间和特别空间（如影视厅堂、室内球类运动场以及货舱室购物商业空间）的裙楼层高一般都应有4～6m，首层一般5～6m，二层及以上楼层一般4～5m.裙楼是指与高层建筑主体相连的，高度不超过24m的附属建筑。作为相对较矮的部分，裙楼对城市生态的影响较小，但是对街道尺度和城市公共空间去有重要的影响。因此裙楼的功能与流线组织以及体形设计很重要。裙楼设计的要点主要有五个方面。通过裙楼虚空间的处理，减弱了高层建筑的压迫感（香港唯港荟酒店）中庭的尺度和空间的艺术效果（香港唯港荟酒店）矛盾的焦点往往集中在首层平面的布置（香港唯港荟酒店）裙楼的层高与空间类型有关（北京银河SOHO）裙楼功能分区与流线组织和裙楼的功能组合方式有关。为了简化设计，可以将高层建筑的功能分为若干空间模块来研究。虽然不同的功能模块在裙楼中的空间比例不同，但高层建筑中，同样的功能模块内部，细分的分区和流线组织却没有本质差别，所不同的只是个功能模块直接的连接方式，这也是裙楼的交通流线组织的主要内容。3.2功能分区与流线组织立体的方式来表达空间模块（香港唯港荟酒店）图示的方式来表达空间模块（深圳证劵交易所新总部大楼）中庭空间类型按其空间方位及与母体建筑的相对位置关系通常可分为五大空间类型：封闭型中庭、线型中庭、贴边型中庭、并联型中庭和分段型中庭等。3.3中庭设计所有的侧面都不直接对外，平面形状可以为任何形式。这是最常见的基本形式。如深圳书城宝安城方案。封闭性中庭3.3裙楼中庭设计长向中庭，两长向侧面为建筑所围。此类型一般应做商业中庭。线型中庭由于长度方向实现与空间景物的变化处理，长可以获得十分丰富的艺术空间效果。如同济大学图书馆扩建中庭。线型中庭3.3裙楼中庭设计至少有一侧面直接对外，对外面可以提供室外景观、自然光和太阳能。如图所示，香港唯港荟酒店的中庭两侧对外。贴边型中庭3.3裙楼中庭设计在一幢建筑中布置两个以上，彼此有交通联系又各自服务一个区域的中庭。如美国芝加哥拉什大学医学中心（Perkins+Will）中庭、香港汇丰银行以及同济大学综合楼中庭。并联型中庭3.3裙楼中庭设计美国芝加哥拉什大学医学中心（Perkins+Will）中庭只限于建筑局部区域的中庭。其一般用途有：在高层建筑中，作为某基层服务的中庭；在新老建筑整合品和中，作为过渡的中庭；在建筑综合体中，作为非联系的独立中庭。分段式中庭3.3裙楼中庭设计·地下车库最小面积=所需布置的最小车位数X35㎡·出入口数量和宽度：·大中型地下车库的车辆出入口不应少于两个，特大型地下车库的车辆出入口不少于3个·坡道净宽度：双向行驶不少于7m，单向行驶不少于4m。出入口之间的净距离不少于10m。停车50辆以下的车库可设一条宽度不小于4m的单行坡道出口，停车100辆以下的车库可设一条宽度不小于7m的双行坡道入口，100辆以上的车库需设两个车辆出入口，间距不小于10m地下车库：车位数3.4地下室设计地下车库：出入口视线3.4地下室设计地下车库：坡度3.4地下室设计·停放小轿车的地下车库层高一般为3~3.4m·人员疏散：最大防火分区面积为2000㎡，每个防火分区人员安全出入口不少于两个，在同一时间人数不超过25人或≤50辆车时，可设一个安全出入口。采用封闭楼梯间。·柱网布置：每柱距停3辆车比较合适，通常柱距为8.1~8.4m。地下车库：其它3.4地下室设计四·标准层设计4.1标准层设计要点4.2标准层平面形式·一般标准层平面形式·特殊标准层平面形式4.3标准层核心体排布