现代高层建筑设计原理探讨

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摘要：现代城市中，形式各样的高层建筑比比皆是，它已成为现代化城市中不可或缺的一道亮丽风景。在某种程度上来说，高层建筑反映了一个城市的现代化水平。但在现实中，由于很多高层建筑往往只片面追求标新立异，各种设计尺度把握不好，过于突出自我，而忽视了与城市的协调，因此，在进行高层建筑设计时必须从多个方面来综合处理各种尺度。

关键词：高层建筑 设计原理 尺度

中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：

高层建筑从出现到现在，已经有了上百年的历史，在这期间不断的发展中，其风格是日新月异，功能也随着现代建筑水平的提高而越来越先进和多元化，它不但使现代城市得到了更多、更大的多元空间，也让城市的景观变得更加多姿多彩。如何建造一个与城市充分融合的高层建筑，已成为建筑设计师们追求的最高目标。

1 高层建筑主体结构的设计原理

高层建筑的设计跟低层建筑有一定的不同，其设计需要考虑各个方面的因素，不但要突出本身的功能和特点，更要从整个城市的大局出发，使其跟城市的文化、景观等融为一体。

1.1宏观尺度设计

从宏观尺度来看，高层建筑是整个城市中比较重要的有机组成部分，特别是城市的一些标志性高层建筑，往往对城市的整体景观有着很大的影响。高层建筑的主体结构在设计时，必须处理好以下两点：

首先，高层建筑要与城市的整体规划相协调，做到有机的统一。在一个城市的轮廓线中，高层建筑属于主要的结构，它极大地丰富了城市的轮廓线。城市的轮廓线有虚实之分，高层建筑的轮廓即是实的轮廓线，而各建筑物顶点之间用光滑曲线连起来，就形成了一个城市虚的轮廓线。高层建筑的设计必须与城市的整体规划相一致，如果脱离了城市规划，高层建筑将会孤立的存在于城市的大环境中，不但不利于城市轮廓线的视觉效果，还会影响到城市传统的人文、史观，会让人有一种别扭、不舒服的感觉。城市，是人们生活、工作的地方，让广大的人民愉快的工作和生活是对城市的基本的要求。

其次，高层建筑在设计时，要做到与本区域的其他建筑相协调。各种建筑应该做到互相呼应，特别是同类型的高层建筑，最好在中间用其他类型的建筑间开，做到错落有序、统一、协调；高层建筑的顶部要尽量减少雷同，以保持城市轮廓线的优美感。

1.2微观尺度设计

和谐社会需要的不仅是人与人之间的和谐，还包括建筑特别是高层建筑与人之间的和谐。人与高层建筑的和谐，指的是高层建筑在设计时，不能只片面追求建筑本身的立体造型的创造，而必须立足于以人为本的原则，以人的观察视角、视点、视距等尺度为参考系数，设计好高层建筑的使用亲近度，使人与高层建筑和睦而协调。微观尺度方面应把握好以下两点：

一是整体尺度的设计。高层建筑虽然是由许许多多的部分组成的，但裙房、主体、顶部却是其最基本的组成部份，必不可少。高层建筑各结构之间最重要的就是均衡性，一个结构均衡、匀称的高层建筑体，就是在充分理解并科学、合理地运用比例的基础上，通过各种手段调节人们的实际感受，使人和高层建筑体之间呈现出一种自然而和谐的效果。一座成功的高层建筑，必须合乎以下两点：⑴结构单元的比例必须合理而协调，能最大程度上符合人的视觉感受，使人们容易接受。⑵高层建筑中各部分之间应该富有层次感。高层建筑各部分应在整体结构的基础上，使其水平因素和垂直因素的比例与整体比例相配，使得大中有小，小中有大，主次分明，层次鲜明并产生强烈的统一性和协调性。

二是细部尺度的设计。细部尺度是指高层建筑中各细小单元的尺度，主要是指所使用的建筑材料的质感。在高层建筑设计中，成功的整体造型需要通过各立面的细部来烘托、渲染，同时又对立面的细部有整体上的制约。高层建筑在设计过程中，可以充分运用各种建筑材料不同的质感，来塑造、表现高层建筑各种不同的视觉效果，使每个人在面对高层建筑，甚至是同一个人在不同的角度所得到的视觉感受都有所不同。

2高层建筑配套设施的设计原理

2.1防火设计

防火设计关系到高层建筑的消防安全，其基本原则的主要有以下几点：

首先，确保疏散通道的畅通和安全。在疏散通道的设计上，要有足够的采光设施或照明系统，要保证在发生火灾等紧急情况时，能够做到安全、畅通、快速的疏散人员，以避免踩踏等二次伤害的发生。

其次，消防给水系统的设计要确保两个足够：足够的消防用水量和足够的消防用水压力。足够的消防用水量，不只是用来直接灭火，更重要的是用来使增压系统正常工作。消防水的压力是通过水箱的高度来实现的，在水箱设置的高度不够的情况下，可以通过设置增压泵来保证足够的消防压力。

再次，各种消防器械和设施的分布要合理，消防栓的位置应该能够确保每一层楼的任何一个地方，都必须有两个以上的消防栓的水枪可以同时到达。

最后，消防器械和疏散通道必须做到安全的隔离，以便于发生火灾时，人员的疏散和火情的控制、消除能够同时进行，互不干扰。可以在楼层的正常通道和安全通道之间设置防火门或防火闸，在发生火灾时将火灾区跟疏散区隔离开来。

2.2 抗风设计

风对高层建筑的安全稳定影响较大，因此应重视抗风设计。风对高层建筑的主要破坏形式是使结构损坏和倒塌，所以在进行抗风设计时应使建筑外形有利于抗风和保证足够的结构强度，为此应进行全面细致的计算。

2.3 电气的设计

①、消防电源与配电。消防电源除了使用正常的配电电源外，还必须配有一个备用的电源，以便在因火灾而使正常电源发生故障的情况下，能够快速使用后备电源。一般都是配置一套柴油发电机组当做后备电源。

②、电梯。电梯的主要功能就是使高层建筑的用户能够安全、快捷的出行。既要不影响居民的正常生活，还要保证使用的安全。电梯的供电电源也必须有两套：一个是正常供电系统，另一个备用供电系统。

③、应急照明。高层建筑的应急照明主要是在因发生火灾或其他灾害而正常照明电源又中断的情况下启用。应急照明的设计安装要做到合理化、人性化，主要是安装在安全疏散通道、变电配电室、自备发电机室、消防器械放置处、楼的顶棚、电梯门口、防火门和防火闸等地方。

2.4 防雷的设计

现代社会中，家庭日用电器越来越多，网络的应用也越来越普遍，大量的电气设备和网络系统如果受到雷击，将会造成相当大的损失。高层建筑由于比一般的建筑物都要高，遭受雷击的机率也大大增加，因此，防雷系统的设计对高层建筑就尤为重要。

高层建筑的防雷设计应当遵循以下四大原则：首先，高层建筑的防雷系统应当遵循综合治理的原则，充分利用高层建筑物中的钢筋结构特点，统一设计好防雷设施，进行统一防护，综合治理。其次，高层建筑的防雷系统应当遵循整体防御的原则。把高层建筑所有的防雷部位作为一个整体，利用高层建筑中的钢筋结构，把避雷针、避雷带、避雷网等装设在在顶端和其他易受雷击的地方。再次，高层建筑的防雷系统应当遵循多重保护的原则。除了利用整个钢筋混凝土的基础作接地装置外，为了防止静电感应产生火花，高层建筑内的金属物体和突出屋面的金属物也要进行接地保护。

3 结论

随着现代社会经济的高速发展，高层建筑为现代城市带来更大的立体空间，大大美化了城市的景观，使城市变得更加多姿多彩，但也会影响到城市的平衡与和谐。所以应从高层建筑的设计抓起，不但要设计好建筑自身功能，同时也要处理好高层建筑跟城市环境的关系，使其真正融入城市，创造出更加美好的城市景观和人文环境。

参考文献：

[1] 武精明,王铁君.小议现代高层建筑设计[J].中国房地产业,2011(4).

[2] 于晓尧.对现代高层建筑设计的论述[J].大观周刊,2012(5).