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高層建筑設計論文范文1

首先定義一下尺度，所謂的尺度就是在不同空間范圍內，建筑的整體及各構成要素使人產生的感覺，是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實大小之間的關系問題。它包括建筑形體的長度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關系，及對行為主體人產生的心理影響。講到尺度時應注意它與尺寸之間的區別，尺度一般不是指建筑物或要素的真實尺寸，而是表達一種關系及其給人的感覺，尺寸是用度量單位，如：公里、米、尺、厘米等對建筑物或要素的度量，是在量上反映建筑及各構成要素的大小。不同的尺度帶來的感覺是不一樣的，有的尺度使高層建筑顯得挺拔或厚重，有的則使高層建筑顯得龐大或輕飄，它直接影響人的心理感受，由此可見，尺度在高層建筑設計中處于一個至關重要的位置。

高層建筑設計中尺度的確難以把握，因它不同于日常生活用品，日常生活用品很容易根據經驗做出正確的判斷，其主要原因有：一是高層建筑物的體量巨大，遠遠超出人的尺度。二是高層建筑物不同于日常用品，在建筑中有許多要素不是單純根據功能這一方面的因素來決定它們的大小和尺寸的，例如門，本來可以略高于人的尺度就可以了，但有的門出于別的考慮設計得很高，這些都會給辨認尺度帶來困難。

高層建筑設計時，不能只單單重視建筑本身的立面造型的創造，而應以人的尺度為參考系數，充分考慮人觀察視點、視距、視角，和高層建筑使用親近度，從宏觀的城市環境到微觀的材料質感的設計都要創造良好的尺度感，把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度：城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度。

1、高層建筑設計中的外部尺度

1.1城市尺度

高層建筑是一座城市有機組成部分，因其體量巨大，高度很大，是城市的重要景點，對城市產生重大的影響。從對城市整體影響的角度來看，表現在高層建筑對城市天際輪廓線的影響，城市的天際輪廓線有實、虛之分，實的天際線即是建筑物的輪廓，虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線，高層建筑在城市天際線創造中起著重要的作用，因城市的天際輪廓線從一個城市很遠的地方就可以看見，也是一座城市給一個進入它的人第一印象。因此，高層建筑尺度的確定應與整個城市的尺度相一致，而不能脫離城市，自我夸耀，唯我獨尊，不利于優美、良好天際線的形成，直接影響到城市景觀。高層建筑對城市局部或部分產生的影響，是指從市內比較開闊的地方，如：廣場、干道、開放的水系和綠地所看到的天際線，也直接影響人民的日常生活。因此，城市天際輪廓線不僅影響人從城市所看的景觀，也直接影響到市內居民的生活與視覺觀賞。

高層建筑對城市各構成要素也產生重大的影響，高層建筑的位置、高度的確定，也應充分地考慮該城市尺度、傳統文化，不當的尺度會對城市產生不良的影響，改變了城市傳統的歷史文化，也改變了原來城市各構成要素之間有機協調的比例關系，如：上海市，黃浦江可謂是城市一條重要水系，原先具有寬大、雄壯的氣勢。但由于東方明珠塔的建成，又過于靠近黃浦江，其他高層建筑也跟著靠近黃浦江建設，使黃浦江的尺度感變小了，失去了原有的雄壯，而改變了老上海的歷史與文化，從這一角度講，東方明珠塔的建成又是一件憾事。

1.2整體尺度

整體尺度是指高層建筑各構成部分，如：裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關系及給人的感覺。整體尺度是設計師十分注重的，關于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種，但都強調整體尺度均衡的重要性。面對一棟建筑物時，人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規律，如果得到這一點，就會認為這一建筑物容易理解和掌握，若不能得到這一點，人對該建筑物的感知就會是一些毫無意義的混亂和不安。因此，建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的，在設計時要注意下面的兩點：

1.2.1各部分尺度比例的協調

高層建筑一般由三個部分組成的——裙房、主體和頂部，也有些建筑在設計中加入了活躍元，以使整棟建筑造型生動活躍起來。一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關系，而這三個部分尺度的確定，應有一個統一的尺度參考系（如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系），不能每一部分的尺度參考系都不同，這樣易使整個建筑含糊、難以把握。

1.2.2高層建筑中各部分細部尺度應有層次性

高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的，各個主要部分應有更細的劃分，尺度具有等級性，才能使各個部分造型構成豐富。尺度等級最高部分為高層建筑的某一整個部分（裙房、主體和頂部），最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺等這些為人們所熟知的尺寸，使人們觀察該建筑時很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級之間還有1～2個尺度等級，也不易過多，太多易使建筑造型復雜而難以把握。

1.3街道尺度

街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知，也是高層建筑設計中重要的一環。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定，主要考慮到街道行人的舒適度，高層建筑主體因為尺度過大，易向后退，使底層的裙房置于沿街部分，減少了高層建筑對街道的壓迫感。例如：上海南京路兩邊的高層建筑置于后面，裙房置于前使兩側的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12，形成良好的購物環境。

為了保持街道空間及視覺的連續性，高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑相一致，宜有所呼應。如：在新加坡老區和改建后的一條干道的兩側，為了不致造成新區高層和老區低層截然分開，沿新區一側作了和老區房屋高度相同中相似的裙房，高層稍后退，形態效果良好的對話關系。

1.4近人尺度

近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經常為使用者所接觸，也易被人們仔細觀察，也是人們對建筑直接感觸的重要部分。其尺度設計應以人的尺度為參考系，不宜過大或過小，過大易使建筑缺少親近性，過小則減小了建筑的尺度感，使建筑猶如玩具。

在近人尺度處理中，應特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分，檐口、門、窗及裝飾的處理，使其尺度感比以上幾個部分更細。對入口部分及建筑周邊空間加以限定，創造一個由街道到建筑的過渡緩沖的空間，使人的心理有一個逐漸變化的過程。如：上海圖書館門前采用柱廊的形式，使出入館的人有一個過渡區，這樣使建筑更具有近人及親人性。

1.5細部尺度

細部尺度是指高層建筑更細的尺度，它主要是指材料的質感。在生活中，有的事物我們喜歡觸摸，有的事物我們不喜歡觸摸——我們通過說“美妙”或“可怕”來對這些事物做出反應，形成人的視覺質感，建筑設計師在設計過程中要充分運用不同材料的質感，來塑造建筑物，吸引人們親手去觸摸或至少取得同我們的眼睛親近感，或者換言之，通過質感產生一種視覺上優美的感覺。勒。柯布西埃在拉托爾提建造的修道院是運用或者確切地說是留下大自然“印下”的質感的優秀典范，這里的質感，也就是用斜撐制作在混凝土上留的木紋。

2、高層建筑外部尺度設計的原則

2.1建筑與城市環境在尺度上的統一

注意高層建筑布置對城市輪廓線的影響，因為在城市輪廓線的組織中，起最大作用的是建筑物，特別是高層建筑，因而它的布置應遵行有機統一的原則進行布置：

（1）高層建筑聚集在一起布置，可以形成城市的“冠”，但為避免其相互干擾，可以采用一系列不同的高度，或雖采用相仿高度，但彼此間距適當，組成有關的構圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉彎處，以豐富行人的視覺觀賞。

（2）若高層建筑彼此間毫無關系，隨處隨地而起不到向心的凝聚感，則不會產生令人滿意的和諧整體。

（3）高層建筑的頂部不應雷同或減少雷同，因為這會極大影響輪廓線的優美感。

2.2同一高層建筑形象中，尺度要有序

高層建筑設計時，應充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度這一尺度的序列，在某一尺度設計中要遵守尺度的統一性，不能把幾種尺度混淆使用，才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機統一。

2.3高層建筑形象在尺度上須有可識別性

高層建筑物上要有一些局部形象尺度，能使人把握其整體大小，除此之外，也可用一些屋檐、臺階、柱子、樓梯等來表示建筑物的體量。任意放大或縮小這些習慣的認知尺度部件就會造成錯覺，效果就不好。但有時往往要利用這種錯覺來求得特殊的效果。

高層建筑設計論文范文2

關鍵詞：逆作法高層建筑設計

一、工程概況

十甫名都商廈位于廣州市第十甫路和第十八甫路交接處，地上十五層，地下三層，基坑深度14.3米，建筑平面約為長90米寬29米的矩形。由于場地西邊為西關風情民居，距用地紅線不足3米，北邊為第十甫路步行街，距離約4米。規劃部門明確指示，必須嚴格控制基坑水平位移及豎向沉降，絕不允許出現鄰近房屋產生裂縫或路面開裂、下沉的情況。另一方面，甲方從商業角度出發也提出要求，一是地下室的邊線應盡量貼近用地紅線，以取得最大使用空間；二是要求盡量縮短工期，力求比鄰近同類建筑先封頂，以便售樓。在這種情況下，逆作法施工技術便充分體現其優越性。

二、地質情況

該場地地質分布情況自上而下大致如下：

1、淤泥質粘土，流塑，飽和，平均厚度1.9米，c=10KPa，φ=6~8°；

2、中粗砂及粉砂層，飽和，松散，平均厚度7.5米，c=0，φ=28~30°；

3、粉質粘土層，飽和-稍濕，可塑-堅硬，平均厚度5米，可塑土c=30kPa，=14º。硬塑土c=31kPa，=18º；

4、全風化泥質粉砂巖，平均厚度3米；

5、強風化泥質粉砂巖，平均厚度5.5米；

三、設計思路

針對工程設計要求和地質條件，工程師結合逆作法的特點，確定了以下幾個重要設計措施：

1、為了有效地控制基坑變形，采用地下連續墻作為基坑支護手段，可同時具備擋土和止水作用。利用地下室各層樓面的梁板體系作為水平側向支撐，地下連續墻將與內襯墻一起構成地下室外墻，成為永久性構件。

2、為了爭取時間，最大限度縮短工期，從首層樓面開始，向上下兩個方向同時施工，爭取地下室與上部結構同時完工，具體施工步驟將在下一節介紹。

3、出于逆作法施工需要，地下室豎向構件采用鋼管柱。長度3層樓高，一次吊裝到位。

4、人工挖孔樁從現地面開挖，為了準確安裝鋼管柱，鋼管柱底以上的空段部分應考慮工人到樁底定位鋼管柱時的操作面，一般操作面不小于60cm，故空段部分樁徑為鋼管柱直徑加上1.2米，而基樁部分直徑按承載力要求確定。

當以上幾個因素明確后，設計方案便基本明朗。

四、逆作法步驟

1、施工地下連續墻。經計算地下連續墻厚度800mm，標準槽段長度6米，深度18米左右，即到達基坑底面以下3-5米，且下端進入強風化層不少于1.5米，以確保止水效果。槽段之間采用工字鋼剛性接頭。

2、施工人工挖孔樁。人工挖孔樁分為基樁部分與上部空段兩部分。當基樁部分澆灌到樁頂設計標高以下1米時，便由工人下去安裝定位環并調校水平，然后由工人在下面扶正，卡位，保證其垂直度后，在地面用十字架固定鋼管柱上端，用高拋法澆筑管內高強混凝土。

3、開挖至-4.5m標高。此時地下連續墻處于懸臂狀態，現場監測得最大水平位移發生頂點處，約3.7mm,平面位置在矩形長邊中部。施工首層樓面梁板及上部普通混凝土柱，在平面靠近第十八甫路處預留10米X10米出土口，方便運輸。

4、開挖至-7米標高，施工負一層樓面梁板及上部結構。在二層樓面梁安裝吊車梁，設計該梁時應考慮吊運土方和機械時的最大荷載，負一層樓面出土口位置與首層一致。對于地下連續墻而言，首層和負一層樓面的水平剛度可視為兩個鉸支座。但是出土口處的槽段應設置腰梁和鋼支撐。現場監測得最大水平位移發生頂點處，約5.3mm。此時上部結構施工至三層樓面。

5、開挖至-14.3米標高（地下室底板底），從-9.5米開始即采用盆式開挖，即在周邊留有4.5米左右的反壓土，以控制連續墻的位移，保證基坑安全。此時地下連續墻可視為下部為連續的彈性支座，上部兩個鉸支座的連續梁，受荷形態簡化為上三角形下梯形。現場監測得最大水平位移發生在-9.7米標高處，約13.2mm。此時上部結構施工至七層樓面。

6、施工負二層樓面主梁梁格，即樓板及次梁暫不施工，以便吊土，通過主梁和腰梁系統為連續墻提供一定的側向支承，其概念類似于對撐系統。

7、完成其余土方工作，施工底板和負二層樓面，吊出挖土機，封閉出土口。至此地下室土建主體已完工，同時上部結構也已封頂。在整個施工過程中，地下連續墻最大位移為14.3mm，位置在-11.3米標高處，遠小于規范限值。基坑周邊場地未發現明顯下陷，鄰近房屋未見明顯裂縫，保護效果非常理想。

五、心得體會

在整個逆作法的設計與施工過程中，筆者從成功中獲得很多經驗，也碰到不少問題，現就這一工程幾個關鍵技術問題的處理方法作了整理，以供參考：

1、設計中應進行逆向思維。在正作法中，地下室的剪力墻如核心筒、人防墻及地下室外墻等作為豎向構件承擔荷載。但在逆作法中，剪力墻是先施工上一層，再施工下一層，受力模式已發生變化，故建立計算模型時應按大梁輸入。

2、鋼管柱與梁板的連接。本工程采用環梁節點，須預先在鋼管上焊接抗剪環箍，且定位要求精確。當施工期間地下室標高發生改動時，其處理措施相當麻煩，因為現場補焊環箍操作困難，而且管內混凝土可能因溫度過高而影響受力性能。

3、鋼管柱吊裝的垂直度控制。由于逆作法的施工工藝的特殊性，決定了地下室的豎向構件必須采用鋼管柱或格構式鋼柱，而吊裝這一豎向構件時如何控制垂直度成為關鍵因素，本工程先在樁頂標高以下1米處安設一定位鋼板，定位鋼板有三個調節螺栓，以調節鋼板水平，鋼管柱中部采用鋼筋制成籠狀定位架，在地面也設有井字形定位木架，實踐證明，這種定位方法取得較高的精度，可以滿足工程需要。

4、地下室樓面梁與連續墻的連接。在逆作法工程中。內襯墻尚未完成，邊跨的樓面梁一端支承在鋼管柱上，另一端則必須支承在地下連續墻上。原設計思路在地下連續墻鋼筋籠中預埋鋼筋，地下室開挖后鑿去砼保護層后，扳出鋼筋與梁鋼筋焊接即可，但由于施工誤差及建筑方案修改，這些預埋鋼筋位置偏差太大而失去作用，實際施工中采用植筋的辦法解決，因連續墻中鋼筋太密，將梁端彎矩適當調幅到跨中。

5、底板周邊連續墻連接處止水措施。這個部位的止水成功與否對整個地下室的止水乃至使用安全有著決定性作用。本工程地下連續墻鋼筋籠中與底板位置預埋一豎向鋼板，澆筑底板前焊接一水平止水鋼板，實際效果非常理想，底板周邊未發現滲漏現象。

6、樁基類型的確定。從鋼管柱安裝定位的要求來看，人工挖孔樁是較好的選擇，筆者曾在另一個工程中使用鉆孔灌注樁，由于泥漿的擾動，鋼管柱難以保證垂直度，開挖后發現偏心較大。就本工程的地質情況而言，淤泥層和砂層比較厚，本來并不適合采用挖孔樁。但是，筆者認為當連續墻進入不透水層（強風化層）并且圍合之后，進行坑內抽水，在沒有水壓力的情況下挖樁發生涌土、流沙的可能性不大。事實證明，這一措施是有效的。

七、小結

十甫名都商廈已封頂并投入使用，從該工程實例看，逆作法與常規的施工方法相比有著不可替代的優勢，例如：

1）顯著地縮短了工程施工的總工期，經計算，本工程采用逆作法比采用正作法縮短了至少兩個月工期，取得巨大的商業效益；

2）基坑變形小，相鄰建筑物影響小，實測結果顯示基坑頂點變形不足20mm，周邊路面沉降量也極小，未造成不良影響；

高層建筑設計論文范文3

【關鍵詞】:高層建筑;圍護結構;節能;

復合墻體節能是我國的國策,建筑節能是節能中的重中之重,應該列為我國建設工作中的重要位置。建筑能論文耗在我國整個能耗中的地位也越來越重要。1996年中國建筑年消耗3·3億噸標準煤,占能源消耗總量的24%,到2001年已達到3·76億噸,占總量消耗的27·6%,年增長比例千分之五;隨著建筑業的高速發展和人民生活質量的改善,建筑能耗占全社會總能耗的比例還會繼續增長。據有關數據顯示,我國當前的房屋建設規模堪稱世界第一。目前全國房屋數量有400億m2左右,房屋建筑規模看來已超過所有發達國家,僅去年一年房屋竣工面積是19·7億m2,這幾年差不多都是接近這個數字。而據預測,到2010年,我國房屋總建筑面積將達到519億m2,其中城市171億m2。然而,截至到去年,我國節能建筑的總面積還只有2·3億m2,在每年近20億m2的竣工面積當中,只有五六千萬平方米是節能建筑,只占3%左右,也就是說有97%屬于高耗能建筑。我國的高層建筑有近七十年的歷史,然而城市中任何建筑都是城市設計、規劃的一部分,城市設計是一項十分復雜的工作,我國在這方面的經驗不多,而且管理機制尚不健全,往往受一些因素的影響,工作不甚周密和協調,甚至失去控制,有許多的問題等待我們去解決,有待于探索和改進,所以說,今天的高層建筑設計仍處在一個不太成熟的階段。

高層建筑體形龐大,如容積率過高,相鄰建筑互相遮擋、不通透,形成大面積陰影區,城市人居環境質量下降,市中心人口膨脹、交通擁擠。除此之外,近些年在某些城市建高層建筑已成風氣,設計者往往貪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略生態環境的保護、建筑設計節能意識淡薄,造成高能耗、低效益,影響常年使用,浪費巨大。

建筑節能包含兩部分內容,一部分是加強圍護結構的保溫隔熱能力,另一部分就是從供暖、供冷的熱源、輸送渠道及實現方式來節約能源。一般的房子里,30%的熱量從窗戶跑掉了。如果選用雙層玻璃,中間再充上惰性氣體,就可在一定程度上阻斷熱量散發。35%熱量從墻體散發,如采用隔熱材料,增加保溫層,節能效果就很明顯。智能化建筑首先要達到節能的標準和良好的居住舒適度,其次才是家具的智能化和安全保衛的智能化。實際上,智能化建筑不一定就是豪華的,但它必須是低能耗的。美國有些智能化建筑造價比普通建筑還低15%,因為它們追求合理的結構,講究實用功能和外觀的簡潔,利用了可回收材料,而不追求豪華裝飾。還可以充分利用地熱泵技術,如冰島等國家,建筑房子時先在地上打兩個洞,通過電泵將地下水循環起來,為整座房子供熱。惟一耗能的就是電泵。而在丹麥等國,由于地處海邊,太陽能和風能的利用條件得天獨厚,使用熱泵技術時結合風能與太陽能,用風能與太陽能來帶動電泵就可以做到“零能耗”。所以建筑節能不僅是建筑本身的節能,且由城市的綜合環境、氣候條件、總體布局;建筑物的形體變化、朝向;護結構保溫、隔熱的性能;門窗質量等許多綜合性因素構成,因此,高層建筑的節能首先應為設計者重視。

1優化建筑位置及朝向設計高層建筑的定位首先應考慮對城市環境的影響容積率過高很難滿足日照要求,陽光有著巨大輻射能量。據有關資料分析,地球每年接收的能量有60億億千瓦,這么大能量棄之可惜,從某種意義上講地球本身就是巨大的太陽能接收器,陽光不僅對人的身體健康有著很大影響,對建筑的節能也有著十分重要意義。城市規劃應注重應用日照原理,合理的確定建筑位置與朝向,使每幢建筑能接收更多的太陽輻射熱能,因此,建筑的方位與節能有著直接關系。如,在北緯40°~45°度地區,冬天建筑的朝向所得到的輻射能量幾乎比夏天多兩倍,而在夏天東、西向所得到的能量比南向多2·5倍,不同朝向,不同季節,建筑物所得到的太陽輻射熱能量不同,熱損失也不同,尤其是在冬至前后,由于太陽高度角低,房間所接收的太陽光線的面積比夏天多得多。在確定建筑的方位時首先應考慮環境情況,按其太陽高度角做出日影響圖,以確定冬季每天的日照時間,建筑南向開窗面積盡可能大些,在滿足采光條件下,北向、東向窗盡可能小些,從而獲得更多的太陽光線,減少熱損失,保持室內舒適的溫度環境。

2優化圍護結構墻體設計(1)外墻是圍護結構的主體部分,高層建筑的圍護結構不同于磚石結構房屋,前者是鋼筋混凝土框架或剪力墻結構承重,因此,圍護結構屬于填充材料,為了減輕荷載,達到保溫、隔熱要求,采用輕質高效保溫材料,目前在寒冷地區常用的墻體做法有:頁巖陶粒混凝土空心砌塊;粘土空心磚與實心磚復合墻體;粘土實心磚或空心磚巖棉夾心復合墻體等。但存在問題較多,節能的效果仍達不到標準的要求。圍護結構的材料布置分外側和內側,在寒冷地區的同一氣候條件下,由于材料層次布置不同所取得的保溫效果也不盡相同,為防止墻體內產生冷凝水,保溫層設在外側更為妥些。

(2)高層建筑的圍護墻體不宜采用外側保溫的聚苯乙烯泡沫板(舒樂板、PG板),巖棉板等輕質保溫材料。一幢建筑的壽命少則幾十年,多則上百年,材料的應用與建筑整體的壽命應同步。對于輕質的外保溫復合墻體,筆者認為存在以下不足之處:1)抗震能力差,易松散,與結構構件結合不好,整體性能差。2)不能承受外部裝修貼、掛荷載,如:貼石材,安裝裝飾構件等。3)不能承受有振動的鑿、刨的裝修,如:剁斧石面層、予留洞、槽易出現冷橋。4)墻表面易出現裂紋。除此之外,復合墻體由于框架梁拉、剪力墻的嵌入,墻體內容易造成冷橋,是保溫、隔熱的薄弱環節。據測定,高層建筑所出現的冷橋約占整個熱損失的5%~13%,因此應引起設計者重視,采取有效構造措施盡可能避免產生冷橋。(3)國外普遍推廣采用混凝土空心砌塊用于高層建筑圍護結構保溫,歐、美各國取得不少先進經驗。如:美國研制的TB型保溫隔熱復合砌塊;波蘭的咬合式保溫砌塊,兩塊組合成320厚墻體,在空心砌塊內填入高效保溫材料,墻體傳熱系數K=0·1209W/m2·k~1100W/m2·k;芬蘭研制的一種空心砌塊,空隙之間填入聚胺脂保溫材料,300厚,傳熱系數K=0·25W/m2·k~0·28W/m2·k。某些歐美國家50%左右的建筑已應用多種形式的混凝土空心砌塊。由于混凝土空心砌塊保溫效果好,又具有一定強度,避免了輕質復合材料墻體的一些弊端。

3影響建筑節能的其他因素(1)高層建筑護墻體耗能量較大,占整個建筑耗能的25%左右。建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一,體形系數越大耗能越多,國外的一些高層建筑造成圓塔形,比如美國洛杉磯的好運飯店、法國戴高樂機場候機樓、紐約第三大街53號辦公樓都是圓型或橢圓形,我們知道,相同的面積,圓的周長最短,這樣使建筑外露面積較小。因此,基于能量損耗的考慮,高層建筑的形體變化不宜過多、復雜。(2)高層建筑的“風環境”是影響建筑耗能因素之一。在冬季,風力對建筑的熱損失很大,增大冷空氣的滲透量,使室內熱損失加大。由于建筑某些部位處理不當,墻體內部易產生冷凝水。因此,建筑保溫材料的選用,建筑構造的合理性應建立在科學、可靠的基礎上。3·6恢復補償功能將試件放入水中養護14天測其膨脹率,然后放空氣中任其干燥28天。失水后的試件產生微量干縮,重新放入水中后試件恢復失去的膨脹和自應力值,經試驗,第一天恢復20%~30%;第3天恢復40%~50%,14天基本全部恢復。3·7微小裂縫自愈合性能如果蓄水池或建筑物地下室墻板由于某種原因出現微小裂縫,膨脹纖維防水劑中部分成分的AI3+和SO42-在CaSO4、Ca(OH)2溶液中形成針柱狀鈣礬石晶體。當重新接觸水后繼續增長,經過一段時間會發生物理和化學的結合,晶體大量填充縫隙,使裂縫愈合。

高層建筑設計論文范文4

1．1綠色建筑的基本內涵

綠色建筑在中國是一個新型概念。早在十九世紀中葉歐洲工業革命之際，工業化對人們的生產和生活帶來了巨大便利和進步的同時，也為自然環境帶來了巨大的災難。人們逐漸在享受工業革命的狂歡中冷靜下來，開始思索生活的意義和真諦。伴隨著人本主義的理性回歸，人們開始更加關注生活質量，熱衷于環境保護，在此基礎上逐漸形成了綠色建筑的概念和雛形。隨著現代化的不斷發展，人們對綠色建筑開始從模糊到清晰，從感性到理性，最終形成了一套系統的綠色建筑設計理論。該理念倡導在建筑物的生命周期內，盡可能減少其對自然環境和生態的影響和破壞，并通過一系列措施，如:節約能源、節約水電、節約物料等，到達節約能源保護環境。持有該觀點的理論家認為，綠色建筑設計旨在為居民打造一個生態、健康、舒適的生活環境。也就是說，雖然綠色建筑盡最大可能建設對生態環境的影響，但是，它并不能影響人們對居住舒適度的追求，體現了以人為本的設計理念。

1．2綠色建筑的設計準則

按照綠色建筑學家所倡導的理念，綠色建筑希望達到人與自然和諧共生的局面。因此，實踐中，其設計準則體現在以下幾個方面:1．節約資源;2．遵循氣候條件;3．以人為本;4．系統的規劃理念;5．提高建筑資源的利用率;6．充分結合項目所在地的場地條件。具體來說，綠色建筑設計理念應當以當地場地條件與整體設計結合起來，建筑物要適合當地條件的自然法則，根據氣候、地質、水文等多方面、多角度進行考量，減少對環境的破壞和影響。當然，先進的科學技術和新型材料的使用也能夠有效實現節能、環保的要求。

2綠色建筑設計在高層民用建筑中的具體應用

2．1項目選址

民用高層建筑一定要以居民生活質量和舒適度為選址第一要旨，既不要緊鄰大道和城市中心區域，也不能選址在杳無人煙的偏僻山區。在選擇過程中，要對備選地的氣候、地質等條件進行仔細調研，充分利用場地原有的自然環境和有利條件，對施工設計進行充分論證和分析，進而規劃居民的朝向及規格。

2．2建筑節能

我國人口的爆發式增長使得民用高層建筑物越來越受人們重視。通常情況下，人們比較喜歡居住在20米以下的建筑物中，但是由于當前用地緊張及經濟核算指標等多方面因素的影響，很多高層民用建筑物都已經超過20米。但是，人類對高考環境會普遍產生畏懼和不適應，因此必須設計一個平衡、舒適的高空居住環境。當前，解決這個問題的普遍做法是，提高公共區域的綠化率，增加環保節能材料的使用等都能破解這個難題。

1）建筑物要盡量多個角度向陽。

很多居民選擇住宅的第一個要求時就向陽。在現代節能科技中，通常采用追逐陽光的辦法來實現居民的這一要求。高層民用住宅具有非常鮮明的高低差異，同時又有非常豐富和可供選擇的戶型格局，使得各個房間的日照時間具有很大差異。設計者為了盡可能滿足環保節能的要求，同時為居民創造更多的光照時間，在工程設計時，要控制好每個樓的樓間距，設計更多的南北通透型房子，確保單個住宅都有規定的光照時間，滿足居民采光需求。

2）要善于利于自然風。

建筑節能設計中充分利用風能來滿足居民對冬暖夏涼的要求，在設計過程中應充分利用自然風，通過合理的規劃建筑物之間的間距，根據當地的風向，合理布局，盡量減少對夏季自然風的阻擋，避免冬季有過多的風吹向建筑。在建筑內部形成過堂風，使得住宅內的空氣流動順暢。通過對自然風的有效利用，盡量減少使用空調和地暖等能源，起到節能減排的作用。

3）學會利用保溫層。

隨著外墻保溫技術以及屋面保溫技術的發展，在高層民用建筑設計過程中，應在建筑物的外墻、屋面、墻、梁、柱等部位采取保溫技術，起到冬暖夏涼的作用。

4）科學設計陽臺。

目前綠色節能建筑設計中，廣泛采用挑出式陽臺設計，這種設計在提高建筑面積的同時，還可以為高層住宅形成遮陽區，不僅起到了節能的作用，同時起到了平衡建筑內部的生態系統的作用。第五，使用節能窗戶。隨著建筑高度的不斷提高，建筑所受到的風力、氣壓也在不斷地增長。對窗戶的隔聲、防風、抗壓也有了更高的要求，安裝合適的節能窗可以有效地降低能耗，減少光污染。第六，善于利用水資源。在進行高層民用建筑的綠色設計時，根據建筑所處的地理環境，設計規劃出合理的給排水系統，充分利用水的流向和回收。對雨水和中水進行回收利用，通過對雨水的收集、節流、儲存、處理進而實現水資源的循環使用，實現建筑設計的節能、生態、綠色發展。

3經典綠色建筑設計賞析———紐約Narbiry大廈

紐約Narbiry大廈是美國民用綠色建筑設計的經典案例，它在距離主城區約5公里的地方，設計160層，近一千米高，是一個新型摩天樓設計。Narbiry大廈是一個城市綜合體概念，其中建有酒店、公寓、室內娛樂、餐飲、藝術中心、大型shoppingmall等。該建筑的設計師以綠色環保為設計理念，將整個建筑建造成為具有環保作用作用的復合型建筑，因此也獲得了美國綠色建筑協會的褒獎。從該大廈的整體結構來看，大廈以自然、生態為設計基本理念，為大廈設計各種環保節能型硬件設施。例如，在大廈的能源來源途徑中，幾乎一半是風能，在綠色屋頂、室內溫度、水質轉化等方面都采用了節能環保材料。同時，還采用了節能環保技術，降低碳排放和綠色隔離系統。紐約Narbiry大廈在設計之初，就充分論證了各種生態技術在其中的使用，大膽采用具有低碳、節能、環保的綠色材料，推動了國際建筑節能設計的發展。

4結語

高層建筑設計論文范文5

《高規》第7．3．6規定：“室外消火栓的數量應按本規范第7．2．2條規定的室外消火栓用水量經計算確定，每個消火栓的用水量應為10－15l/s“，但是《高規》的《條文說明》是這樣解釋：“室外消火栓的數量應保證供應建筑物需要的滅火用水量，其中包括室內、室外兩部分“，筆者認為《條文說明》的解釋超越了《高規》的規定。室外消火栓是室外消防用水取水口，理應按室外管網來考慮。可以想象得到，室外管網供水流量一旦確定，即使設置再多的室外消火栓，其室外消火栓所能取到的水量的總和也就是室外管供水總量。當設計把室消防用水儲存在室內消防水池時，室外管網一般就按室外消防用水量來確定，因此室外消火栓的數量應按室外消防用水量經計算來確定，但是《高規》第7．4．5．3規定“水泵接合器應設在室外便于消防車使用的地點，距室外消火栓或消防水池的距離宜為15－40米“。從這個規定可以看出，水泵接合器的15－40米范圍內在一般情況下要設置室外消火栓。因此，在工程設計中，在布置水泵接合器時，要考慮其相對集中，以利于與經計算的室外消火栓數量對應，一旦設計中有較多的室內消防系統需要較多水尖接合器，且分散布置時，則需要適當增設“額外“的室外消火栓。

二、水泵接合器數量的確定

眾所周知，水泵接合器的主要用途是當室內消防水泵發生故障或遇大火室內消防用水不足時，供消防車從室外消火栓取水，通過水泵接合器將水送到室內消防給水管網，供滅火使用。

《高規》7．4．5－1規定：“消防水泵接合器的數量應按室內消防用水量經計算確定，每個水泵接合器的流量應按10－15l/s計算：“這里指明水泵接合器的數量是按室內消防用水量經計算確定。筆者認為這一點不好照搬，我們從水泵接合器用途不難知道，水泵接合器是消防車從室外消火栓取水來增補室內消防用水不足的接口。如果室外消防用水量遠遠小于室內消防用水量時，那水泵接合器設那么多是沒有意義的，筆者最近做一個工程－－廈門國際會展中心，按一類高層建筑設計，室外消防用水量為30l/s。但其室內大水滴噴淋系統設計用水量為133l/s，室內水幕噴淋系統設計用水量為167l/s，室內消火栓系統設計用水量為30l/s，這些用水量按火災延續時間計算均儲存在地下水池中。按規范7．4．5－1規定，水泵接合器的數量應分別設10個，12個和2個。12個水泵接合器要12輛消防車從12個室外消火栓中取水供給，而室外的供水條件上遠遠達不到這個要求的，即使考慮到由消防車距離運水，那也不可保證大水滴淋系統和水幕噴淋系統的正常工作。因這兩個系統要正常工作時的用水量很大，不可能在短時間內有那么多消防車遠距離運水來達到同時供水，如時間過長，那這兩個系統也失去作用，最后時間一長就靠消火栓來滅火，因此筆者認為應對一些滅火系統可以適當減少水泵接合器的數量，可以分別設3－5個就足夠了；而對消火栓系統應重點保證，故水泵接合器的數量按室內消防用水量計算的同時應考慮室外供水能力綜合確定，達到既節省投資的目的，同時又保證消防的安全可靠性。

三、消防水池容積的確定

消防水池是儲存消防滅火用水的構筑物，容積的確定關系著滅火的安全性。《高規》7．3．2規定：“市政給水管道和進水管或天然水源不能滿足消防用水量；市政給水管道為枝狀或只有一條進水（二類居住建筑除外），只要符合上述條件之一時均應設置消防水池。“《高規》7．3．3對水池的容積作了規定：“當室外給水管網能保證室外消防用水量時，消防水池的有效容積應滿足在火災延續時間內室內消防用水量的要求；當室外給水管網不能保證室外消防用水時時，消防水池的有效容量應滿足火災延續時間以內消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。“一些地方針對這兩條規定，卻有不同的設計方法。

在福州地區，室內及室外消防用水量均儲存了消防水池中，原因是市自來水公司無法保證市政供水的安全性，這顯然會增大消防水池的容積。如每一幢高層建筑均要把室內及室外消防用水量儲存在消防水池，那將會造成很大的浪費，筆者認為是不可取的。

廈門地區是當室外給水管網能保證室外消防用水時，消防水池只滿足室內消防用水量。一般做法為：從市政引兩根進水管構成室外環狀供水，以保證室外供水的安全性，消防水池設在地下室，只考慮室內消防用水量，但不允許考慮火災時水池的補水量（規范沒有作明確規定）。故筆者認為這種做法不妥，這樣導致一幢高層公共建筑地下室一般都儲存了四、五百噸的消防用水，一般占地均有二百多平方米。像廈門國際會展中心，地下室儲存了2600噸的消防用水，水池占地890平方米，筆者認為這種做法很不經濟，僅工程造價就增上百萬元；同時又增大管理的難度，如要清洗，定期換水等，又造成水資源的浪費；如果消防用水和生活用水合建水池，那必然會造成生活二次供水的水質污染。所以筆者認為既要保證消防安全，又要降低工程造價及管理方便，首先要加強自來水公司的責任度，保證城市環狀供水的安全可靠性，然后適當加大高層建筑的進水管，使得進水管在保證高層建筑的室外消防用水量的同時能夠在火災時補充消防水池的水量。這樣經計算可以適當減少消防水池的容積，達到經濟合理。同時筆者建議鄰近高層建筑共用消防水池，對這一點希望有關市政部門能夠牽頭，對共用水池進行合理地管理，這也需要有關部門進行合理公正的規劃控制。

香港在這一點上值得我們學習，香港的建的消防水池就很小，相當于一個水泵吸水井，容量一般不超過50噸，他們只保證初期火災的用水量，中、后期火災的用水量直接靠市政管道的供給，大廈本身只提供提升設備及市政管道的接口，在高層建筑林立的香港就可節約了很多的建筑面積供各種用途使用，我們應向這一方面學習與借鑒。

四、消防給水系統的形式

對高層建筑消火栓給水系統形式的選擇，首先我們應保證系統的安全可靠性，其次我們應盡量選用經濟合理的供水形式。

按服務范圍分：獨立的消防給水系統和區域集中的消防給水系統筆者建議盡量采用區域集中的消防給水系統就如上述所講：鄰近高層建筑共用消防水池，但這往往得不到推廣。主要原因是各開發商不能協調好，這就要求有關部門能夠牽頭，共同解決管理及費用的問題，使幾方面都能夠接受。

按高度來分：分區水和不分共給水

當消火栓栓口的靜水壓力不大于0．80MPa時，采用不分區給水形式，當消火栓栓口的靜水壓力大于0．80MPa時，采用分區給水形式。分區供水方式又包括：并聯分區供水方式；串聯分區供水方式；減壓閥分區供水方式。

關聯分區供水方式：各個分區互不干擾，自成體系，對系統更加安全可靠，但造價高，維護管理較困難。

串聯分共供水方式：各區水泵壓力相近或相同，不需高壓泵，高壓管；但水泵分散，管理困難同樣造價高。

高層建筑設計論文范文6

關鍵詞：高層建筑；給水；方案

1生活、消防水池(箱)應分建

從水質保護和消防泵定期試水維護保養角度出發，認為分建水池及共用吸水管的作法對優化地下室設計、有效利用地下室面積、降低造價起到積極作用。

1.1生活、消防合建水池(箱)存在弊病

雖然消防管網與生活用水管網是分開獨立設置的，但由于采用合建貯水池和高位水箱必然對生活用水水質造成污染。因此，單獨設置生活貯水池和消防貯水池，從根本上消除了對生活用水水質造成污染的因素，消防泵試水運轉的排水只需直接回水到消防貯水池中，利用水池中的存水消能，從而達到節約用水的目的。

1.2分建生活、消防水池(箱)的意義

只要措施得當，是完全可以避免許多人擔心的生活用水與消防用水分別設置貯水池會增加造價和使消防用水變質發臭的問題。只要所貯存的消防用水采用合格的自來水，在向貯水池充水過程中適量加些氯酚殺菌劑，貯水池的開口、通氣部分有必要的防塵、防蟲措施，貯水是不會變質發臭的。當然每年將貯水放空，更換一次仍然是有必要的。

生活用水與消防用水分建貯水池不會增加造價。在實際工程設計中，分建貯水池對優化地下室的設計、有效利用地下室的面積、降低造價起到積極作用。分建貯水池，總貯水容積數并沒有隨池數增加而變化。合建貯水池，水箱須按規范要求采取有效措施防止消防貯水不被動用，分建時不存在被動用的問題。合建貯水池不允許與建筑物地下室的底板和側壁共用作為池底和池壁，當池頂上層為潔凈用房時，允許樓板作池頂共用；當池頂上層為非潔凈用房時應獨立設池頂，確保生活用水水質，給設計帶來諸多不便。而消防貯水池往往可直接利用地下室的底板、側壁和頂板作池底、池壁和池頂，池內也無需設置導流墻，有效水深增加，減少水池的占地面積，降低造價。

分建的消防貯水池，按規定需要貯存火災延續時間內室內外消防用水量。由于貯水量大，一般都進行分格布置，在實際工程中，由于生活貯水池占據條件較好的位置，使得消防貯水池在分格設計后，雖然容量保證了，然而每臺消防水泵單獨布置吸水管存在一定的困難。高規規定，一組消防水泵吸水管不應少于兩條。當其中一條損壞或搶修時，其余吸水管仍應通過全部水量。也就是說，允許采用共用吸水管做法，使得設計變得簡單易行，水泵布置整齊有序，便于管理和維修保養。

1.3高位共用水箱消防出水管上止回閥型號選擇及設置

高位水箱出水管上的止回閥是依靠水箱靜壓開啟的，一般靜壓只有幾十kPa，故選定的止回閥一定要有開啟壓力小、關閉快的特點。梭形止回閥、微阻緩閉止回閥、消聲止回閥都不能滿足要求，最適宜的止回閥是旋啟式止回閥。采用旋啟式止回閥，應安裝在水箱底高度不小于15kPa處，且必須安裝在水平管段上。

許多教科書和設計手冊在水消防系統的原理圖中，隨意將止回閥畫在豎管上，使許多設計人員誤認為:只要選用開啟壓力小的止回閥，無論止回閥水平安裝或豎向安裝均滿足要求。共用水箱消防出水管上的止回閥豎向安裝時，止回閥的閥瓣在重力作用下，長時間下垂而開啟，消防管網存水與高位合用水箱中的生活用水直接接觸，當消防管網中壓力出現微小波動時，部分存水進入合用水箱，污染生活用水，這種情況廣泛存在于多層住宅建筑。

1.4結論

從保護水質和消防泵定期試水維護管理角度出發，生活、消防水池、管網和高位水箱均宜分別獨立設置；

采用共用吸水管作法，使設計簡化，設備的維護管理方便；

分建貯水池對優化地下室的設計、有效利用地下室面積、降低造價起積極的作用；

高位水箱出水管上止回閥必須水平安裝。2室內給水宜采用分區恒壓變頻供水方式

高層建筑如由屋頂水箱供水，由于水箱供水壓力低，最上面3-4層的水壓和水量過小，不能滿足熱水器供水，分區恒壓變流量供水方式，進行合理的分區，選擇合適的供水泵和變頻器，保持設定的壓力，達到恒壓供水的效果，提高了水的品質。

采用水箱供水，在夜間水壓升高時(或啟動水泵)水箱進水，供水壓力由用水點和水箱的高差決定，高差越大，供水壓力越大。所以，頂層供水壓力最小。如果水箱不能及時補水，水位將更低，壓力更小。一般情況下，頂層熱水器即使能打開，供水量也極小，不能正常作用。

要解決供水壓力不足問題，可以從增加供水壓力或減少管道阻力損失兩方面考慮。頂層供水壓力明顯不足，加大供水管管徑，減少管道阻力損失對供水系統影響很有限，不能解決問題。所有只能采用增加供水壓力。提高供水壓力可以有4個方案:

（1）提高水箱的底標高，增加用水點和水箱的高差。提高水箱的底標高雖然節約投資，但對建筑外立面影響效果很大，破壞建筑整體的美觀協調，且水箱提高1m，只能提高10kPa，當水箱底標高離屋頂8m，水箱充滿水的情況下，才能確保頂層淋浴器的供水壓力。所以該方案沒有采用的可能性。

（2）每戶增設增壓泵。在每戶進水管上安裝小型增壓泵，可基本解決供水壓力問題，但水泵安裝在室內噪音很大，開啟時不但對住戶有影響，而且通過管道傳給其他用戶。

（3）氣壓給水設備。氣壓給水系統工作原理，上水通過水泵加壓送至壓力罐和用戶，隨著氣壓罐內水量的增加，水罐內空氣被壓縮，壓力升高，但壓力升高至最大工作壓力時，壓力控制器使水泵關閉。用戶用水時，氣壓水罐里的水在壓縮空氣的壓力下被送至給水管網，隨著氣壓水罐內水量的減少，空氣體積膨脹，壓力減小，但壓力降至設計最小工作壓力時，水泵再次啟動。如此循環工作，氣壓供水最大的問題是壓力罐體積龐大，占用了很大的空間，增加的建筑造價，減少了綠化面積，對于小區總體環境有一定的影響，目前采用很少。

（4）分區恒壓變量供水系統。該系統是在高層建筑給排水設計中采用較成功的提供供水壓力的方法。分區恒壓變流量供水方式，根據計算得到供水小時最大流量的揚程，選擇合適的供水泵，配置相應的變頻器，在保持設定的工作壓力情況下，由用戶用水量的變化通過變頻器控制水泵電機的轉速，由水泵電機轉速的變化，改變供水量，滿足用戶使用舒服性要求，達到恒壓供水的效果。每分區設定兩個水泵交替使用，延長設備的使用壽命。

另外，取消屋頂水箱，能夠減少二次污染，提供了供水的衛生標準。在投資方面，與硅水箱比較也相差無幾。由于取消屋頂水箱，建筑外觀效果更好，同時，在物業管理上，減少了清洗水箱的麻煩。但是有一點，就是小區在停電時，樓上用戶沒有水箱儲備，如設置一定的備用電源，則更為完美。

參考文獻