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高层建筑设计原理上海中心大厦SHANGHAITOWERHigh-risebuildingdesignprincipleGenster一.项目概况二.高层建筑标准层空间构成与设计三.高层建筑结构选型与概念设计目录四.高层建筑防火技术与设计五.设备与建筑设计六.造型与立面设计01项目概况一项目概况上海中心大厦ShanghaiTower项目选址上海陆家嘴金融中心区Z3-1地块，基地邻近有上海金茂大厦、上海环球金融中心等多幢超高层建筑项目定位在满足使用功能的前提下，将“上海中心”设计成为满足公众审美层面与专业审美层面的标志性、地标性建筑，成为建筑、人、城市和谐共生的领袖之作功能目标商务活动“中心”商务交流休憩“中心”市民休闲娱乐“中心”01金茂大厦环球金融中心上海中心容积率：12.51地上建筑面积：38万m2地下建筑面积：16万m2绿化率：30％建筑密度：45％建筑总高度：632m用地面积：30370m2技术经济指标02区位分析周围环境分析浦东新区拥有包括浦东国际机场、浦东国际信息港、浦东国际深水港、·磁悬浮列车和轨道交通等大型公共建筑和基础设施，能够充分满足商务需求。开发开放10多年来，浦东新区城市综合功能迅速提升。以四个国家级开发区为主要载体，深入推进功能开发，陆家嘴金融贸易区集聚了包括中国人民银行上海总部在内的360家中外资金融机构，证券、期货、产权等要素市场的集聚辐射能力和资源配置能力进一步增强。设计理念建筑的造型为盘旋上升的形态,其最初构想来源哲学“发展的螺旋式”这一逻辑概念。小至原子、分子,大至宇宙,都以螺旋上升的方式发展变化,体现了设计者试图表达的具有哲学思辨的世界观。这种“螺旋式曲线”包涵了一切事物的变化规律,是事物经过自身发展,经过曲折的过程由低级阶段向高级阶段回复性前进的过程在此理念的基础上,建筑的形态与中华文化中象征宇宙螺旋塔的造型相结合,象征着中国与世界、空间和时间的联系,始终以开放自由的心态面对世界的变化与发展同时也表达了中国未来发展的信心。设计理念与技术上海中心的设计突出了高层建筑的一个理念,即“垂直城币”的概念这一理念来源于该项目的设计公司Gensler所的理解的”现代中国开拓进取的精神和人类拥抱传统、重新审视自我的梦想和抱负”。大厦设计运用创新的外层材料和中庭解决方案是对传统层叠式功能结构理念的挑战,以期将高质量的城市生活概念引入高层建筑,手造一座立体城市上海中心的设计强调建筑竹为场所对未来生活的预测和引导美国建筑师亨利·库白曾提出“市民摩天楼”的概念,他认为一种面向城市开放的、而非以统治性的姿态参‘到城干中的介入方式,是未来高层建筑应有的品质。城市天际线本设计的一个重要方面即是要考虑新建上海中心的建筑高度与金茂大厦、环球金融中心的形体关系问题。如何才能使这三者形成完整而和谐的关系,设计团队Gensler经过建立模型与函数分析,最终确定建筑高度为632,比环球金融中心高出140通过这幢建筑的高度函数曲线可以看出,三者的高度之差所具有的数列关系形成一条平缓上升的曲线,不仅产生了视觉上的和谐效果,同时也象征着踏实进步、不断追求卓越的精神早在20年前，上海便规划了在金融贸易区建设三栋标志性建筑。上海中心为最后一块“拼图”。上海中心以其柔和、旋转的优雅造型，屹立于全球摩天大楼殿堂摩天大楼比照上海新地标中国绿色建筑体系认证美国ＬＥＥＤ绿色建筑体系认证世界最高绿色建筑幕墙设计、安装难度世界之最世界最大体积民用建筑底板浇筑中国第一高楼我国安装最高的能源中心软土基上建造的85万吨单体技术与荣誉……建成后的上海中心，将与金茂大厦、环球金融中心共同构成一个品字型的超高层摩天大楼组群，以其独一无二的形态屹立于黄浦江畔，集中体现了城市发展的高度和速度。金茂大厦——过去环球金融中心——现在上海中心——未来未来展望02高层建筑标准层空间分析二高层建筑标准层空间分析上海中心的平面基本构形由三段圆弧构成的圆导角三边形（其中之一切角），旋转上升并均匀缩小，演进为一个平滑光顺的非线性扭曲面，形成了大厦独特的立面造型。Zone1Zone2Zone3Zone4Zone8Zone7Zone6Zone5标准层构型概况建筑高度：632m结构高度：574m塔楼层数：地下5层，地上124层大楼竖向划分为9个区1个裙房商业区4个办公区2个酒店/服务公寓区1个全球企业馆1个观景区每个区被两层高的设备层分隔空调设备电力设备逃生区域电梯设备维修保养设备裙房/商业办公酒店/公寓全球企业馆观景/设备地下室Zone1Zone2Zone3Zone4Zone5Zone6Zone7Zone8Zone9竖向分布解析裙房平面标准层形态同等面积的不同形状平面围合的建筑物的表面积变化。这种圆润三角形的结构，在照顾造型的前提下，极大的减少了建筑物的表面积，从而减少了与外界的能量交换和能量损失，是一种十分有效的手段。造型设计对节能的影响：标准层形态对比核体部分壳体部分用于办公、居住、娱乐、休息（如客房）等人们日常使用的部分。通常将辅助用房集中布置，竖向对齐贯通，并与相应的结构形式结合形成坚强的“核心”，用以抵抗巨大的风和地震侧移。典型标准层标准层核体布局模式将“核体”部分集中起来，在标准层中独立成区布置。标准层有良好的采光、交通流线以及和工作和居住等功能相适应的空间划分（避免相互干扰）。集中式布局相对于金茂大厦、环球金融中心的近似正方形的平面布局，这样的布局少了视线和光线死角，不仅可以让办公人员能在更多的角度欣赏大厦周围的美景，而且在冬季阳光可以更多的进入建筑内部减少了建筑的能耗。其标准层虽保持相同的形态，但由于旋转而上并且逐渐缩小的形体，其面积逐渐缩小变化：第七层：4553.3m²一百十七层：2070.7m²标准层面积中间大部分3000m²左右为面积有效率最大方案底层至顶层面积随着扭转逐层减小形成盘旋上升的形体方案对形体的底层与顶层面积之比也做了详细的比较分析在结构上,该比例亦会关联结构柱网的轴线位置,从而影响平面的面积利用率经过仔细的研究,选定40%与50%两套方案，为下一步平面的综合设计提供了依据。办公部分标准层布局Zone2~5－－办公区典型平面布置开放型办公空间进深尺度较大、空间大、空间布局灵活可变办公单元按功能关系和工作流线进行分组，组与组之间采用家具加以分隔，联系方便采光、通风效果较好但大空间声音及视线干扰较大适用于需要大型集体办公的高层建筑——高级职员可安排在小房间或隔间内，小型会议、接待室等用房可靠一边或集中布置在核心筒周围周围一圈独立办公空间以及会议室ZONE2~ZONE5办公空间尺度1.空间尺度因素采光、通风方式：自然光以及人工光消防方式:3h的防火墙疏散出口(通向消防楼梯)疏散人数:213人/出口(通向消防前室)疏散人数:160人/出口标准层规模:4500m²结构形式:核心筒体系空间重组的多样性与灵活性：办公单元按功能关系和工作流线进行分组，组与组之间采用家具加以分隔，联系方便层高:5300mm2.柱网使用巨型柱共享空间设计商务休闲层中庭功能排布餐饮健身多功能厅艺术展厅便利店前台中庭挑空近70米形成空间渗透，且休息空间设置于靠近建筑外壳的部分，可以直接采光通风，拥有良好的视野和景观。酒店部分标准层布局Zone6~8－－酒店区典型平面布置客房标准层面积1950~2400共有十八间客房平面形式与尺度点型交通走道围绕中央核心筒式布置，有效率高，空间浪费少，但方向性略差。ZONE5~ZONE7客房单元设计A单元B单元C单元用巨型柱作为卧室与客厅的分隔将卫生间与浴室分开设客房单元设计D单元E单元F单元卧室客厅洗手间卫生间服务用房设计服务用房设置于核心筒中位置隐蔽，且服务的辐射范围变大，可以提供快捷优质的服务。服务用房设计服务用房设置于核心筒一端以及中部客房交通分析疏散楼梯消防电梯客运电梯货运电梯核心体设计Zone2Zone5卫生间设备间消防电梯本区客运电梯封闭楼梯核心体设计Zone6Zone7货梯卫生间设备间消防电梯本区客运电梯封闭楼梯核心体设计Zone8Zone9卫生间设备间消防电梯本区客运电梯服务间核心体设计Zone10消防电梯客运电梯封闭楼梯电梯设计电梯系统电梯设计Zone1Zone2Zone3Zone4Zone5Zone6Zone7Zone8Zone9电梯服务方式：分区服务电梯设计Zone1Zone2Zone3Zone4Zone5Zone6Zone7Zone8Zone9上海中心配备3台世界最快18m/s的升降电梯，仅一分钟就可以从底层抵达632米高的顶部电梯设计电梯设计电梯设计转换层设计Level18Level19Level20Level21Zone2~Zone3Zone2区电梯部分通过转换机房转换成为Zone3电梯Zone3~Zone4时由znoe3电梯转换为Zone4电梯电梯设计双层电梯建成后的上海中心大厦日常容纳人员会在1万至2万，为解决超高层建筑的垂直交通压力，共配备了149台电梯，垂直运输的就达到108台。在客流量较大的办公区域，上下两层轿厢的“双层电梯”将大显身手，提高运送效率。为了保障楼内人员在发生险情时快速疏散，大厦分为9个区间，每个区间的底层都设为专用避难层，可乘坐独立的消防电梯迅速抵达大楼底层。这些消防电梯将使用防火电缆、专用电源，轿厢也是防火的。侯梯厅形式A.多台并列B.凹试式对列机房设置高层区机房隔音层井道电梯节能设计五个分区均有各自的餐厅供应楼梯间防烟楼梯封闭楼梯服务空间卫生间通风口其它部分设计---设备层每个分区均设有设备层(上层避难层也设有一定数量设备间4000mm)层高：6600mm充分满足了设备间的层高要求Zone1Zone2Zone3Zone4Zone5Zone6Zone7Zone8Zone97层19层B5~B1层31层45层59层73层86层101层B5~B1每层均有设备间层高：3400mm~6000mm115层其它部分设计---避难层Zone1Zone2Zone3Zone4Zone5Zone6Zone7Zone8Zone96层18层30层44层58层72层85层100层114层每隔14层有一层避难层level6其它部分设计---避难层避难层与设备层相结合的形式避难间设备间三小时防火墙结构转换层板式转换层03高层建筑结构选型与概念设计核心筒巨型柱环带桁架（8道）伸臂桁架伸臂桁架伸臂桁架伸臂桁架伸臂桁架三高层建筑结构选型与概念设计结构造型设计分析建筑的主要承重体系从内至外可分为三重结构一一核心筒、筒外巨柱和悬臂梁三者形成稳定的体系。双层外表皮系统的荷载则通过连系杆件附加在主体结构上建筑的基本平面形式为圆形,由对称均衡的体系包括组合巨柱、核心筒、带型析架与钢制悬臂析架实现主要的结构功能而由三角形平面的扭转而形成的建筑造型主要依靠最外层的幕墙来实现外层的玻璃幕墙以钢制联系杆件与建筑主体连结,内外幕墙中间的空腔形成共享空间,向内部开放。茎结原理结构剖析建筑从下至上划分为9个区域,在结构上以设备转换层的析架结构加以划分,同时这一析架结构作为“箍梁”在体系中还起到结构稳定作用。核心筒核心筒+悬臂桁架+巨柱巨柱+带状桁架核心筒+巨柱钢筋混凝土和钢结构组合而成的混合结构体系竖向结构:核心筒和巨型柱水平结构：楼层钢梁、楼面桁架、带状桁架、伸臂桁架和组合楼板。主体结构详解超级柱（在zone1~5设有角柱）中庭层带状桁架设备避难层钢柱钢梁外伸悬臂梁核心筒主体结构详解核心筒本工程核心筒在立面上共分为9个区域，墙体厚度随高度上升而递减，其厚度从1200mm变化至500mm。其中在4区、5区避难及设备层墙厚发生突变。核心筒截面在1区至4区呈正方形九宫格筒体。到第5区后，四个角部的墙体开始向两边收缩，形成切角方形布置。至第7区时，原有的九宫格变为十字型五宫格筒体。1-4区方形布置5-6区切角方形布置7-8区十字形布置巨型柱构造主柱截面尺寸最大为3.7X5.3米。巨柱的布置宜结合建筑布局及结构性能综合确定。主巨柱设置于核心筒内隔墙对应位置，通过伸臂桁架协同抗侧力，可获得相对较大的力臂次