超高层建筑的设计难点

本文摘要：超高层楼宇就像一条竖立起来的街道，不存在着安全性、内部交通、环境、能源消耗等多种无法彻底解决的问题，越是向低处发展，安全性、耐久性及限于舒适度等问题就愈，对结构、建筑、机电、暖通、电梯等专业的拒绝就越高。

超高层楼宇就像一条竖立起来的街道，不存在着安全性、内部交通、环境、能源消耗等多种无法彻底解决的问题，越是向低处发展，安全性、耐久性及限于舒适度等问题就愈，对结构、建筑、机电、暖通、电梯等专业的拒绝就越高。难题1结构系统由于超高层建筑结构的特殊性，建筑内部的梁柱将不会不可避免的不存在，在结构设计中要考虑到异型柱的用于，办公场所及会所等设计中，充份全面考虑到梁柱的影响、回避及利用是设计的难题难题2横向交通设计超高层建筑，核心筒的设计须要均衡通风、节约能源、更容易确保、增加公摊、有所不同业态核心合上下统一等多方拒绝，是建筑设计的难题之一。往往须要通过多方案论证较为，寻找线性规划方案。高层建筑与其它建筑之间的仅次于区别，就在于它有一个横向交通和管道设备集中于在一起的、在结构体系中又起着最重要起到的核（Core）。

而这个核也才是在形态包含上举足轻重，要求着高层建筑的空间包含模式。随着高层建筑建设的发展、高度的减少和技术的变革，在高层建筑的设计过程中，渐渐演化出了中央核心筒式的内核空间包含模式。在建筑处置上，为了谋求尽可能宽阔的用于空间，期望将电梯、楼梯、设备用房及卫生间、茶炉间等服务用房向平面的中央集中于，使功能空间占有最佳的通风方位，力求视线较好、交通便利。

在结构方面，随着筒体结构概念的经常出现、高度的减少，也期望能有一个刚性更加强劲的筒来忍受剪力和外用叉。在建筑的中央部分，有意识地利用那些功能更为相同的服务用房的围护结构，构成中央核心筒，而筒体正处于几何方位中心，还可以使建筑的质量焦点、刚性中心和型体核心三心重合，更为不利于结构受力和抗震。

这种内核空间包含模式，经过长年的实践中检验，以其结构合理、使用方便和耗资比较便宜的优势，迅速之后沦为高层建筑中尤为风行的空间布局形式。当然，除了中央核心筒式的内核布置方式之外，高层建筑还有其它的布局方式，如外核式布局和多核式布局等等。

尽管中央核心筒式布局的筒体周围的房间必须人工通风和机械通风，总会多少给人带给不适感，但是仍然以前，内核式的布局形式仍然占有着主导地位。内核式的布局形式及其变种不仅在数量上占据绝对优势，而且，大多数知名的超高层写字楼建筑也都使用这种形式。难题3电梯在超高层建筑中，较慢、高效、稳定的横向服务是难题之一。电梯作为横向交通工具，对其数量的配备、掌控方式及有关参数的指定将不仅直接影响建筑物的一次投资（一般电梯投资大约占到建筑物总投资的10％左右），而且还将影响建筑物的用于安全性和经营服务质量。

在建筑物内，合理地搭配电梯的台数、容量、运营速度、掌控方式十分最重要，而建筑物内的电梯日后指定和加装用于就完全出了永久的事实，以后若想减少或改型十分艰难，甚至是不有可能的了，因此，在设计中应当在设计开始时对电梯的配备应予以充份推崇。现代超高层建筑大都多达60层，建筑内人口流动大，横向交通主要倚赖电梯，有效地设计超高层建筑的电梯的关键是运用各种局部电梯展开服务，并把局部区域电梯系统组织起来。通向这些局部区域，通过由地面始发站至局部区域的空中候梯厅之间的较慢来回电梯展开服务，乘客抵达空中候梯厅后再行换乘区间电梯。为了需要将乘客以最慢的速度载运抵达目的地，一般以建筑每30～35层为一局部区域。

由于超高层建筑使用多梯系统，为了提升电梯群的用于效率，以最慢的速度符合乘客的必须，延长乘客等候时间，为此不应使用微机电梯控制系统，通过计算机控制系统及时地处置大量信息，辨别各站台的调用信息和各电梯的方位、方向、启闭状态、轿厢内调用等各种状态，以提升载运能力，提高服务质量，提升超强建筑的经济效益。电梯微机群控系统主要有以下几个方面:1.轿厢抵达各停靠站台前不应滑行，抵达两端站台前强制滑行、行驶，防止撞到覆以和冲底，以确保安全性。2.对轿厢内的乘客所要抵达的站台展开注册并通过指示灯作为接收者信号，在抵达登录站台前滑行行驶、消号,对候梯的乘客的调用展开注册并做出接收者信号。

3.装载直驶，只停轿厢内乘客登录的站台。4.当轿厢到达某一站台而出3组时，另有站台调用，该轿厢与另外行经中同方向的轿厢较为各自至调用层的距离，近者到达调用车站并消号。5.末端站台乘客调用，调用抵端站台轿厢与3组轿厢之近者服务。

6.在各站台设置轿厢方位显示器，对站台乘客展开预报，避免乘客的惊恐情绪，同时可使乘客向接收者电梯预先移动，延长候梯时间。7.站台调用被注册接收者后，轿厢抵达该站台时理应声音警告候梯乘客。8.运营中的轿厢扫瞄各站台的滑行点，根据轿厢内或站台若无调用要求否停车9.乘客站台调用轿厢，同站台能获取服务的所有电梯的应答器皆做出接收者。10.控制室将电梯群分类，分单数层站停车和双数层站停车，所有电梯都以端车站为起点，在中间层车站，单数层站台调用双数层站台的轿厢，控制室不注册，不不作接收者，反之也一样。

11.中间站台调用往返电梯不注册，不做出接收者。12.轿厢已完成运送任务，若无调用信号或被命令继续执行其它服务，则电梯逗留在该站台，轿厢门关上，等候其它的调用信号。13.控制系统时刻监控电梯的状态，同时扫瞄各站台的调用的状态。

难题4供电安全性和稳定性作为超高层建筑，安全性必定是供电系统设计所必须十分留意的地方，其次是供电可靠性。配电系统的设计上，须要考虑到多电路供电及可用发电机组的配备。因超高建筑的高度，逆配电房可以考虑到设置在塔楼中部的楼层，以增加低压配电的损耗。

可用柴油发电机设置于地库层，供电电压使用10千伏输入，再行经变压器升压至低压配电，确保配电至塔楼的高层。　　在超高层建筑的配电系统上，供电距离、电缆的长度、电缆大小的必要调整以及加装时的施工工艺也是难题之一。由于超高层面积大、楼层多，大自然不会经常出现远距离供电的问题，因此后备电源可考虑到使用高压发电机来发电，从而解决问题了这个难题　　另外还必须特别注意的是，超强高楼遇上强风时，可能会经常出现左右摇晃。由于超高层建筑物不会有一定的摆动度，在下降主干线的设计上可以考虑到将电缆相连铜母线槽配电，以降低超高层建筑物在摆动时对铜母线槽转乘组件方位的推挤压力，增加再次发生故障及修理的机会，也比较地减少了主干系统的寿命。

　　竣工后业主的使用方便也是必需要考虑到的，在电气设备的空间决定方面要有可调整的空间。作为超强高楼，楼层多，机电方面的设备大自然也多，而对于业主方面，他们认同是期望享有尽量多的用于空间，这样就不会和我们的电气设备所闲置的空间构成一个对立，这也是很多高层建筑物都会遇到的一个问题。

为了让业主取得更好的用于空间，在化学键电缆和竖井方面要尽量减少切换竖井和增大竖井等所闲置的空间，以便获取出有更加多的空间给业主用于。难题5消防　消防难题：超高层建筑由于其类似的结构和功能拒绝，导致其内部火灾荷载大，火势蔓延到很快，人员撤离艰难，救援可玩性大，构成根本性火灾的隐患大。消防设计要点：以防火控火耐火超高层建筑防火的主要技术措施。

　　屏蔽，建筑工程中用于屏蔽材料、屏蔽构件、屏蔽配件，翻新工程中使用不燃、难燃性建筑材料，易燃易爆场所增强通风，设置防护电气，用于不发火地面等。　　控火，一是把火灾掌控在初始阶段，还包括加装火灾自动报警、自动消防车系统，展开早期观测和初期射门；二是把火灾掌控在较小范围，在建筑物平面和线脚区分屏蔽分区和防烟分区，在建筑物之间尚存必要屏蔽安全性距离，截断火灾蔓延到途径，增大成灾面积，便于实行救援。耐火，强化建筑结构构件的耐火稳定性，使其在火灾中不致过热，难题6测量超高层建筑，一般由超高层塔楼和多层地下室构成，工程测量可玩性大，施工测量如果犯规，导致的损失不会十分相当严重，并且无法填补和修缮，因此工程测量是超高层建筑的重点、难题。

难题7侧向风影响高层、超高层建筑要忍受侧向的风力，一般说道，在长时间的风压状态下，距地面高度为10m一处，如风速为5m／s，那么在90m的高空，风速可超过15m／s。若高达300-400m，风力将更为强劲，即风速超过30m／s以上时，摩天大楼产生的摇晃将十分轻微。对大楼的这种摇晃，首先要考虑到它对电梯的影响，电梯被视作超高层建筑的生命线。

当电梯高速运行的同时，如果大楼的摇晃多达一定尺寸，电梯的钢缆就不会因时紧时松的受力失衡受到损害，并导致危险性。难题8烟囱效应冬天，在气温较低的情况下，不会由于低层(尤其是一层大堂)和地下室的冷空气窜入电梯井，经烟囱效应构成强劲气流，导致电梯关不上门。而且不会将底层的一些气味带回高层，如厨房的气味、油烟味等，此时如在底层或地下室有电焊操作者或燃气外泄就有可能将火源随气流带回高层，极端危险性。同时，由于电梯轿厢与井壁间的缝隙较小，在电梯移动时，气流的摩擦不会产生啸叫，这种现象在金茂大厦也有经常出现。

目前，这是个国际性难题，目前仍未寻找很好的解决办法。难题9管理确保问题一些超高层大楼都曾经常出现过断电、跑完水等事故。

从管理上看除了作好预案，避免事故再次发生和作好备用系统以外，一旦事故经常出现，如何救治，否有一位掌控全局、理解本系统一切细枝末节的人十分最重要。上海金茂大厦的管理层就曾对没一位掌控该建筑14000多个阀门的人深感十分失望。甩玻璃也出了管理这些庞然大物的一个困难。

金茂大厦的幕墙有，10.l8万平方米，据传两架擦窗机倒数工作，一年才能把所有的玻璃甩一遍，而且，由于建筑外形凹凸平缓过于大，檐部又挑很多，有的地方约3m以上，甩玻璃非常艰难。难题10施工难题超高层施工特点：（1）超高层基础使用浅基础。由于建筑低，体量大，承托高层的地基必需超过充足的强度，所以多使用浅基础，持力层映射微风化岩层。（2）超高层地下室深度大、层数多、面积大。

一是要符合建筑功能方面的拒绝，比如人防面积、停车位数量等；二是要解决问题在施工过程中的结构抗浮问题。（3）超高层结构形式多为混合型。

如型钢砼、钢管砼、钢钢砼结构或全钢结。它们的联合特点是：施工简单、工期短、结构性能好且大大节约建筑材料，目前已沦为超高层建筑群尤为简单和主要的结构形式。（4）超高层装饰工程装饰极富变化，工程量大，技术含量低、拒绝低。

超高层建筑的装饰工程的安全性功能特别是在最重要，外用风压，风、水、气的密闭性拒绝低。（5）建筑功能简单，子系统多，加装工程工程量大，拒绝精度高。.。

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