上海中心”项目建筑设计简析

“上海中心”项目建筑设计简析2017年1月•项目概况•建筑设计•分层设计•小结项目概况|区域定位•上海中心大厦项目选址于中国上海陆家嘴CBD金融区Z3-1地块，位于东泰路以西、花园石桥路以南、银城路以东、陆家嘴环路以北，地块面积约3公顷；•上海中心大厦与金茂大厦、环球金融中心用地相连，在区域总体布局中三者的主要朝向相互错开，避免了对视干扰，也有效保证了各自展示形象的可能；•上海中心将与东方明珠遥相呼应，成为统领浦江两岸的制高点。环球金融中心上海中心金茂大厦项目概况|项目定位以及功能目标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。商务活动“中心”、商务交流休憩“中心”、市民休闲娱乐“中心”。项目概况|简介案名上海中心地址上海中心大厦位于上海市浦东新区陆家嘴环路479号(近东泰路)竣工日期2016年3月12日占地面积3.04万平方米容积率2.49万平方米容积率12.51地上建筑面积38万平方米地下建筑面积16万平方米绿化率30%建筑密度45%建筑总高度632米塔楼层数地上118层、5层裙楼和5层地下室开发商上海中心大厦建设发展有限公司项目概况|设计团队•项目概况（设计总包）：Gensler•合作设计（设计咨询及全部施工图设计）：同济大学项目概况研究院（集团）有限公司•结构设计（方案及初步设计阶段结构设计）：ThorntonTomasetti•机电设计（方案及初步设计阶段电设计）：Cosentini•景观设计：SWA（美国）•风洞试验：RWDI、西安大略大学（加拿大）•工料测量：利比工料测量师事务所•酒店咨询：HVS（酒店）咨询公司、大班（酒店）咨询公司•市场咨询：高纬环球公司•其他提供咨询的公司：华东项目概况研究院有限公、I.DEA誉德、上海建科院、柏诚（亚洲）有限公司、增德防火技术服务咨询公司、Koopx项目概况|设计理念•本设计的一个重要方面即是要考虑新建上海中心（632米）的建筑高度与金茂大厦（420米）、环球金融中心（492米）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！•“上海中心”建筑外观呈螺旋式上升，建筑表面的开口由底部旋转贯穿至顶部，与金茂大厦经典隽永的塔形和环球金融中心简洁明快的立体造型形成鲜明对比。从天空向下俯瞰，“上海中心”非对称的顶部卷折状造型，与金茂的点状和环球金融中心的线状顶部遥相辉应，将进一步丰富上海的城市天际线。•项目概况•建筑设计•分层设计•小结设计理念与技术建筑设计|设计理念•上海中心的设计突出了高层建筑的一个理念,即“垂直城市”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。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。建筑设计|设计理念宇宙螺旋塔的造型相结合，象征着中国与世界，空间和时间的联系在经过多番投标及筛选后，上海中心的项目概况方案最终被确定为“龙型”方案，该方案由美国Gensler项目概况事务所提供。从外观上看，“上海中心”像一条盘旋上升的巨龙，“龙尾”在大厦顶部盘旋上翘，632米的“身高”将成为上海新高度。建筑设计|造型与立面•外皮做成旋转收缩上升的样式，让大楼更加具有动感。将尖角改为圆弧状，以减小风压的影响。圆润的角度能包容硬朗的环球和金茂；•而最终玻璃的消耗仅增加18%。立方体外方内圆外三角内圆圆润角度建筑设计|造型与立面建筑设计|设计理念•由三段圆弧构成的圆导角三边形（其中之一切角）作为上海中心外围几何的基本构形，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建筑设计|设计理念建筑设计|结构造型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•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。结构造型设计分析建筑设计|建筑结构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+巨柱建筑设计|建筑结构建筑设计|巨型柱的组成混凝土巨型柱钢骨钢筋笼巨型柱断面图建筑设计|巨型柱经过多轮结构体系选型分析，并与建筑布局充分协调，确定以下巨柱布置方案1～5区普通楼层加强层6～8区普通楼层结论：•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。•巨柱主要作用是减小环带桁架跨度，故不设伸臂桁架与核心筒连接，避免伸臂与核心筒角部连接构造的困难。•巨柱采用SRC组合柱，含钢率控制在4～7％。可有效减小巨柱截面，并提高延性。伸臂桁架核心筒巨型柱环带桁架外伸臂+环带桁架环带桁架抗侧力结构体系巨型框架-核心筒–伸臂桁架（共6道）建筑设计|建筑结构建筑设计|塔冠结构鳍状竖向桁架皇冠结构支承框架结构轮辐结构塔冠结构整体轴侧图建筑设计|雨水收集设备据悉，在大楼最高区域的几层内，已经规划设计了一个巨大的“王冠”。“王冠”内有一个精致的雨水收集利用系统和54台垂直风力发电机，计划每年为大厦提供54万千瓦时的绿色电力。节省300个标准游泳池的水量；建筑设计|风力发电设备上海中心大厦高空屋顶上，平均风速估计可达到每秒8至10米，非常适合利用来风力发电。屋顶的外幕墙上安装风力发电机，产生的电力，供屋顶、观光层中的设备使用。这不仅将为大厦提供绿色能源，“空中风电场”有望成为浦东超高层建筑观光的新热点。•外幕墙系统采用双银LOW-E玻璃，通过热反射达到保温功能；•幕墙设计了特制的彩釉，可以有效阻挡夏天的强烈阳光，抑制光污染上海中心大厦外层幕墙逐层收窄，赋予了大楼优雅的锥度造型；•幕墙上的一条V型沟槽则是用来突出大楼的螺旋造型。建筑设计|外立面材料•上海中心大厦戏称为“热水瓶”。双层幕墙像热水瓶一样，之间的空腔成为一个温度缓冲区，避免室内直接和外界进行热交换，起到冬暖夏凉的作用，采暖和制冷的能耗比单层幕墙降低50%左右。建筑设计|幕墙设计内层幕墙外层幕墙中庭幕墙设计建筑设计|幕墙设计•大厦幕墙也是可持续性的绿色设计，与传统的直线形建筑相比，大厦内部圆形立面使其眩光度降低了14%，而且减少了对能源的消耗。•上海中心的设计突出了高层建筑的“垂直城市”的概念。这是未来高层建筑应有的品质。围绕核心空间有9个层次的空中花园，类似传统城市中的“广场”。•这些中庭为建筑提供了互动交往的空间(餐斤、咖啡厅、便利店等)。•同时，建筑内部种植大量的绿化景观，提高交往空间的活动质量。夜晚的灯光将建筑内部的活动反映到城市当中，使建筑与城市形成对话，强化了建筑与城市的关联。建成后的“上海中心”顶部的功能体验空间—“世界之巅”，将成为全球最高的开放式观景台。“上海中心”的核心空间以办公功能为主，附属其他辅助功能。建筑主体将分为五大功能区域，包括A级办公、酒店、商品零售以及各种文化场所。吊杆轮辐支撑水平支撑建筑设计|幕墙设计悬挑钢桁架建筑设计|幕墙设计轮辐水平支撑楼板带水平支撑的轮辐结构在各个楼层将幕墙结构的水平风荷载传递到楼板。楼板轮辐结构幕墙体系轴侧图幕墙体系平面图建筑设计|幕墙设计•上海中心立面共有两层玻璃幕墙,内层玻璃幕墙沿标准层楼板外围布置呈垂直的圆筒形；•玻璃板片为常规的矩形并与每个区不同半径的圆筒体形匹配；•外幕墙采用直立阶梯式幕墙系统，玻璃板片为平面矩形并与与塔楼的几何外形精确匹配；•外层幕墙平面投影近似为尖角削圆的等边三角形,三角形幕墙从建筑底部扭转直到顶部,每层扭转约1°左右,总扭转角约120°；•幕墙的平面形式为轴对称图形，采用了多个园心，以不同曲率来实现平面的柔和之美。平面曲线可划分成138个相等模数组成的截面，通过从竖向控制这些细分截面的角度、从横向控制平面的基准半径、基准点来拟合曲线的形状；•在总体控制上，主要通过竖向几何参数(上部基准外形、下部基准外形和塔楼扭转值)来调整整体形态。建筑设计|幕墙设计•内幕墙首层及2层，顶部以下2层建议采用防火玻璃。•其余各层在内幕墙内侧用窗玻璃喷头保护。•同时，对窗玻璃系统提出以下要求：•建议用于保护钢化玻璃的窗玻璃喷头安装间距约为2m，并应保证喷头距离玻璃表面的垂直距离能确保玻璃表面无洒水盲点；•窗玻璃喷淋的设计用水量应单独考虑，约按7个喷头（按作用面积设计）同时动作考虑设计用水量；标准层火灾对内幕墙的影响中庭火灾对内幕墙的影响建议：•项目概况•建筑设计•分层设计•小结概况•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•5个办公区•2个酒店区•1个观景区每个区被2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1区:5层商业/会议4区:13层办公9区:3层观景/以上设备层5层地下商业/停车Zone1Zone2Zone3Zone4Zone5Zone6Zone7Zone8Zone93区:13层办公5区:14层办公6区:14层办公7区:15层酒店8区:10层酒店+5层精品办公2区:12层办公分层设计|竖向功能布置侯梯厅形式A.多台并列B.凹试式对列分层设计|侯梯厅高层区机房隔音层井道分层设计|机房设置五个办公分区均有各自的餐厅供应分层设计|电梯节能设计防烟楼梯封闭楼梯分层设计|楼梯间卫生间通风口分层设计|卫生间与通风口的设置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B5~B1每层均有设备间层高：3400mm~6000mmZone1Zone2Zone3Zone4Zone5Zone6Zone7Zone8Zone97层19层B5~B1层31层45层59层73层86层101层115层分层设计|设备层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分层设计|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分层设计|避难层与设备间相组合板式转换层分层设计|结构转换层转换层转换层分层设计|项目概况Zone1－－裙房商业区透视图分层设计|项目概况分层设计|项目概况分