超高层建筑设计要点范文

导语：如何才能写好一篇超高层建筑设计要点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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[关键词]超高层 建筑 电气

中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）01-0313-01

1、 引言

每个建筑都有自己在特点，无论是在建筑在建设规模方面，还是在其使用功能方面，以及在独特的建筑规格方面，都是独一无二的，同时，一个建筑要想正常的满足人们的需要，要保证其正常的工作，因此，电气系统和电子信息系统是不可或缺的，必须保证其正常安全设置。以此，也必须选择正确合适的位置，且对于所要求的电气设备也要有相应的规模和特定的地点，确保电气系统在充分保证安全的条件下，能够充分的满足客户的需求。

对于超高层建筑而言，也要在保证高层建筑电气系统要求的基础上，在关键处做特殊设计和处理，更加确保其安全性和高质量。超高层建筑的规模大，设施设备多，因此其使用的负荷会很大，同时输送道路长，为安全起见，供电系统的安全性要保证足够的高等。由于超高层建筑的特殊性，导致了电气系统设计的高难度。

2、 国内超高层建筑现状

随着于1976年的广州白云宾馆的建立，我国拥有了超高层建筑，进而建筑结构材料和架构体系、建筑防火、垂直运输、远距离通讯等问题也相近解决，致使我国在近四十年内，超高建筑的发展迅速，且规模不断扩大，高度不断增长以及综合性越来越高。

3、 超高层建筑供配电设计要点

3.1 超高层建筑负荷分级

超高层建筑功能主要用于人员较多且疏散存在一定困难的地方，如酒店、写字楼和商业、公寓等场所，而建筑用户的负荷分级有一定的要求。但是对于航空障碍标志灯和消防负荷的要求一般要按一级负荷别重要的负荷要求供电。

3.2 超高层建筑供电电源、电压的选择

由于超高层建筑的规模和布局的不同，最终导致建筑要求的超高层建筑的负荷分级、用电容量和地区供电条件的不同，所以，供电电源的供电回路及电压等级也是不确定的，要根据以上不同点来设定供电回路和电压等级。但是，对于超高层建筑，其供电的安全和可靠应该引起足够的重视，为避免一些麻烦的危险，对于电源要有两个及以上的电源来进行供电，当然，两个电源不能来源于同一个电网或者在同一个电网中，但是彼此直接的关系不是很密切，当其中一个电源停止供电时，另一个电源能够继续正常供电。

3.3 超高层建筑变配电站设计

对于超高建筑来说，高是其最突出的特点，然而供电半径却是电气设计的影响因素250米是低压配电线路的长度界限，200米却是超高建筑的界限，所以当建筑的高度在上一台阶时，需要设置更短的变配电站，使其处于负荷的中心。对于高压配电室的位置也不固定，既可以放在主体建筑的地下，也可以为其设置独立的房间，而分配变电站应设在冷冻机房附近、顶层或者避难层等处。

（1）为了尽量节能，通常将变压器放在超高层建筑上，但是需要注意一些问题：

当变压器的位置距离居民的位置很近即变压器的上层或者下层有居民居住时，要考虑好电磁屏蔽、降噪、隔振以及防水等措施。

（2）在进行对楼上变压器机器高低设备选型时，需要考虑其体积和重量，因为这两样对运输产生很大的影响。

3.4 超高层建筑应急电源与备用电源

对于超高层建筑而言，规模大、高度高是很明显且突出的特点，并且这些地方的人员往往会很密集，对火灾的扑灭也不是易事，当然在进行对人群疏散时所需的时间也很长，因此，超高层建筑中应不可少应急电源。

3.5 超高层建筑配电方式

对于超高层建筑配电的方式，一般有放射式和树干式两种，而在这两种方式中，数放射式配电系统的可靠性比较高，因此，在超高层中一般采用放射式供电。

3.6 超高层建筑导体的选择及敷设

当对超高层建筑的导体进行选择时，要考虑建筑物的干扰，因为用于承载负荷电流的是密集型母线槽，但它毕竟是刚性结构，所以在使用时应该慎重。当所选在的地址是地震烈度较高的地区，则可以选择电缆，因为用电缆供电既能提高抗震，又能提高性价比。

对于超高层建筑导体的敷设也是有一定的要求的，对于其中的竖井而言，应该按照避难层上下错位设置；高、低压电缆竖井应该分别设置；两路及以上的高压电缆应该分开敷设；消防线路、普通线路应该分竖井敷设。

3.7 超高层建筑应急照明

对于超高层建筑避难层的照明，其照明地面平均水平照度不低于3lx，而对于垂直疏散区域和避难走道的照明地面平均水平照度应不低于5lx。但是，对于超高层建筑中的大型商业的备用照明和营业厅照明应该按照一级负荷供电。

3.8 超高层建筑航空障碍灯

由于超高层建筑的高度，一些空中飞行物可能会误撞到建筑物上，因此在超高层建筑的最高部位设障碍灯，当最高层的水平面积比较大时，除在制高点设置障碍灯的同时，也要在的转角处分别设置。

4、 超高层建筑的防雷、防灾和接地设计

超高层建筑的高度比较高，但遇到雷雨天气时，相对于附近低的东西或建筑，其更容易与乌云产生共鸣， 从而于雷电发生反映。而这些超高层建筑一般又是具有重要性、适用性和高价值性的建筑，因此有必要进行防雷设计。

超高层建筑遭雷击的概率很高，因此要做好接地工作，以此降低雷击带来的危害，如可以采取防直雷击、侧雷击、闪电感应、电磁脉冲等措施，还可以将其他设备设施接地。

超高层建筑是一个人群比较密集的地方，并且是一些重要的的地区，因此必须要进行防灾设计，设计避难层，且彼此之间的距离不能大于50米。对于没有游泳池、溜冰场等无水设施的超高层建筑，需要设计火灾自动报警系统。各避难层之间的火灾应急广播系统、与中心的有限和无限呼救信号、手动报警系统等都应该是独立的。

5、 结论

超高层建筑是一个很复杂的系统，其中的电气系统更是于居民息息相关，通过分析超高层建筑电气系统的要点，能够进行更好的完善，有助于超高层建筑的发展。

参考文献

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关键词 超高层建筑；防火设计；避难层

中图分类号 TU97 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)071-0116-02

超高层建筑是今后建筑发展的必然趋势，然而防火问题一直是制约其发展的重要因素之一。由于导致高层建筑发生火灾的因素较多，扑救难度大，高层建筑应立足于自防自救，采取可靠的防火措施，达到预防火灾的目的。本文从超高层建筑火灾特点出发，得出了超高层建筑防火设计要点，并给出了三种超高层建筑防火措施。

1 超高层建筑火灾特点

超高层建筑火灾具有以下几个特点：

1）火势蔓延快：高层建筑各专业竖井林立，发生火灾时，这些竖井就像高耸的烟囱，构成火势迅速蔓延的主要途径。试验证明，烟气竖向扩散速度为3 m/s～4 m/s，100 m的高层建筑在

25 m/s～35 m/s左右，烟气即顺垂直通道从底层扩散到顶层，与此同时，火势也将蔓延扩大。

2）人员疏散困难：高层建筑层数多，人员集中，垂直疏散距离远，发生火灾时，要使人员迅速疏散到地面或建筑物内避难层及不受火灾威胁的安全部位，是十分艰难的。数千人、甚至数万人若从整幢大楼疏散到地面，少则几十分钟，多则几小时。

3）火灾扑救难度大：高层建筑火灾的扑救由于受到消防设施条件的限制，给灭火工作带来很大难度。如果超过消防登高车辆的高度则无法从室外扑救，只能依靠自救，即依靠室内的消防疏散设施。

2 超高层建筑防火设计要点

按规定，我国高度超过100米的建筑为超高层建筑，防火设计按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95执行。由于导致高层建筑发生火灾的因素较多，扑救难度大，因此高层建筑应立足于自防自救，采取可靠的防火措施，达到预防火灾的目的。因此，针对一上特点，高层建筑防火设计必须强调几个问题：

1）合理布置高层建筑总体布局和防火分区。总平面布置中的主，附体关系，该建筑与四周建筑的间距及车道的设置等等，均属与防止蔓延和迅速扑救密切相关的问题，也是进行建筑方面设计方案时须首先考虑的重要因素之一。合理的总平面布置，不但有利于火灾扑救，而且对防止火势蔓延有极大帮助。设计时需不折不扣执行。

防火分区是延缓火势蔓延的重要措施，包括水平和竖向两种。水平防火分区是应用防火墙，防火门及防火卷帘等将各楼层在水平方向分隔为两个或几个防火分区，根据《高规》要求，每一分区内要相应装设一些使防火门能自动关闭的装置，并且在建筑施工时，要做到防火卷帘安装时，卷筒与梁，卷筒与墙壁之间不能留有缝隙，能充分发挥其防火、阻烟作用。竖向防火分区主要指对建筑内部的垃圾井、水井（水管井）、电井（强、弱电）及楼、电梯间实行防火阻隔（水井、电井要求封堵），最大限度地降低火势蔓延速度，控制火灾燃烧面积。

2）确保建筑物耐火能力。《高层民用建筑设计防火规范》规定，一类高层建筑的耐火等级为一级，二类高层建筑耐火等级不低于二级，在高层建筑防火设计中应保证建筑物的耐火等级，使火灾发生时建筑物结构在较短时间内不会损坏，为人员疏散赢得时间，同时也减少火灾损失。可靠的耐火构造能减少起火，蔓延及保护人和建筑的安全。设计中除了应首先保证主体结构的耐火能力之外，还须对天棚，墙面等装修部位的耐火性能给予充分的考虑。

了追求建筑外观效果，部分高级公寓和住宅采用了玻璃幕墙，国内外建筑界对此颇有争议（日本、德国等国家明文规定禁止使用）。其中部分原因在于玻璃幕墙不但因抽风作用而成为火势蔓延的途径，而且在火灾发生后，常常等不到人员疏散完毕，幕墙就已达到耐火极限而向下掉落，严重影响人群的疏散。

3）加强自然排烟设计及安全疏散设施设置。目前，高层建筑中玻璃幕墙和竖向管道常常成为火势蔓延的途径，造成火势跳跃防火分区，扩大火灾损失；其次，大量高层建筑火灾证明了烟是高层建筑火灾中最大的杀手。因此，防排烟设计与安全疏散设施的设置是高层建筑防火设计中十分重要的环节。

国家明确规定电梯前室及相关地方增设防排烟系统，疏散楼梯增设正压送风系统。此外，还要加强自然排烟设计。自然排烟是一种经济、简单、易操作的排烟方式，宜优先采用；但由于楼梯间存在热压差（即烟囱效应），烟气往往充满楼梯间，使人们无法疏散，因此，要求楼梯间有一定的开窗面积，且排烟窗应设在墙面上方，同时要求能方便开启。

除了按规定设置不同形式的、数量足够且分布合理的疏散楼梯外，必须在防火门及疏散通道前上方及其附近设置明显的指示标志，以使人员能顺利疏散。

3 超高层建筑防火措施

3.1 避难层

有资料显示，城市安全部门曾经做过一个试验，让一名身强力壮的消防员从第33层跑到第1层，用了35分钟。如果是一名身体素质一般的人员或老人、小孩，所需时间肯定会更高，并且人在紧张慌乱的情形下，要在楼梯间内长时间行走，绝大多数的人会体力不支。而火借风势，30秒内就可以从第1层到达第33层。这样算来，在超高层建筑中人们跑到楼外逃生的可能性几乎为零。因此，在高层建筑中设置避难区域是解决这一问题的最有效办法，为疏散中的人群提供休息的场所，为残疾和受伤人员提供保护，直到得到消防人员的救助。这些避难层也可以用作救援队的疏散指挥点，实现建筑内的有序疏散。因此，我国《高层民用建筑设计防火规范》规定 ：建筑高度超过100米的公共建筑，应设置避难层（间）。

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【关键词】：超高层；结构设计；特点；要点

中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

引言

超高层建筑的建造，其所以如此之快，除了有的城市为了有一个高大的形象建筑之外，主要还是超高层建筑能在有效面积的土地上，得以发挥最大的使用效益。也尽管建造超高层需要的费用比一般高层建筑高出很多，但在我国的城市建设中，随着日益快速发展的需要，为土地使用率的提高，必然会使超高层建筑以更快的速度发展。

一、超高层建筑设计的特点

1、超高层建筑由于消防的要求，须设置避难层，以保证遇到火灾时人员疏散的安全。由于机电设备使用的要求，还需要设置设备层。一般超高层建筑是两者兼而使用，而对于更高的多功能使用的超高层建筑，它不只每15层设一个避难层兼设备层即可，还需要设有机电设备层。对于这些安放有设备的楼层设计除考虑实际的荷载之外，更需考虑设备的振动对相邻楼层使用的影响。

2、超高层建筑的平面形状多为方形或近似，对于矩形平面其长宽比也是在2以内，尤其抗震设防的高烈度地区更应采用规则对称平面。否则，在地震作用时由于扭转效应大，易受到损坏。

3、超高层建筑的基础形式除等厚板筏基和箱基外，由于平面为框架-核心筒或筒中筒，基本没有一般高层建筑中所采用的梁板筏基。同时，由于基底压力大要求地基承载力很高，除了基岩埋藏较浅可选择天然地基外，一般均采用桩基。

4、房屋高度超过150m的超高层建筑结构应具有良好的使用条件，满足风荷作用下舒适度要求，结构顶点最大加速度的控制满足相关规定要求。

二、超高层建筑结构设计要点

1、平面设计

从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意味着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，还由于重心高地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，从而造成附加弯矩更大。

在满足地下室车库层和底层架空或者底层商铺的前提下，遵循对称、均匀、周边、拐角的原则，在结构周边、拐角和核心筒等部位对落地剪力墙进行较合理布置，主体结构抗震等级为三级(低于140m)和二级(高于140m)。对结构薄弱部位如楼电梯周围，内庭院周围均设置了120mm厚楼板，采用双层双向拉通钢筋予以加强;对少量肢长受到限制的短肢剪力墙(墙肢长度∶墙厚

2、基础设计

超高层建筑一般多设二层或更多层的地下室，其基础的埋置深度均能满足稳定要求。而对于基岩埋藏较浅无法建造多层地下室不能满足埋置深度要求的，则可设置嵌岩锚杆来满足稳定要求。

（1）天然地基基础。对于基底砌置在砂、卵石层的建筑，多是采用等厚板筏形基础。但也有工程采用箱形基础。

（2）桩基基础的设计。超高层建筑的桩基础，由于基底压力大，要求的单桩竖向承载力较高，因此，均采用大直径钻孔灌注桩或有条件的工程场地采用大直径人工挖孔扩底灌注桩。桩端持力层的选择应考虑层厚较大和密实的砂、卵石层或中风化、微风化基岩，以减少桩端沉降变形。

3、核心筒外墙的连梁设计

核心筒外墙的连梁纵筋计算超筋是非常普遍的情况，《高规》对连梁超筋有专门的处理措施，而且研究文献也不少，但计算模型的选取也是重要因素之一。《高规》规定，跨高比小于5时按连梁考虑，即连梁属于深弯梁和深梁的范畴，其正截面承载力计算时，已不能按杆系考虑，也就是已不符合平截假定，但许多分析软件仍然把连梁按杆系计算，其计算偏差当然是很大了。按“强墙弱梁”和“强剪弱弯”原则进行连梁设计时，虽然《高规》对连梁设计有具体要求，但这个“弱”要到什么程度，还是取决于设计者的理解和经验。本工程核心筒外墙的连梁按《高规》要求进行设计，除连梁均配置了交叉暗撑外，对非底部加强部位剪力墙的边缘构件也进行了加强处理，以满足“多道抗震防线”和“强墙弱梁”的要求。

4、转换层设计

高层建筑应保证大空间的需求的房间具有足够的刚度，从而防止转换层沿竖向的刚度变化过大，应建立严格的转换层上部和下部结构的侧向刚度比例。高层建筑的转换层抗震的结构设计中，转换层结构的侧向刚度不小于上一层结构侧向高度的百分之七十，并且根据高层建筑的指数设计的规范要求。控制转换层结构的下部与上部的等效侧向刚度比宜接近于1。同时还应保证一定比例剪刀墙的落地，加大落地厚度，从而提高剪刀墙混凝土的强度等级，减小洞口的尺寸，从而尽量使纵横墙形成筒体。整体结构的分析过程，应对转换层的薄弱部位的楼板平面的变形对建筑结构受力的印象程度。并通过剪刀墙的布置方式的调整，从而使相应的结构与刚性相接近，避免了扭转，实现平面布置的规范。合理地加强框支剪力墙转换层以下竖向构件的配筋率，按相关规定确保整体稳定和结构抗倾覆；同时，使用现浇钢筋混凝土楼板来达到增强结构整体性的目的。保证核心筒内部楼板厚为150mm，并且是双层双向的配筋以及相关围护材料为新型轻质材料，从而有利于减小地震反应，减轻建筑自身重量。

5、电梯设计

超高层建筑内主要竖向交通由多部高速电梯承担着人的竖向动线运动。由于甲级办公楼行业规定，电梯等候时间和电梯的运输能力(5分钟内运送人员占总人数的比例：HC5)是另一个重要指标，对其产生直接影响的是电梯的速度、数量和载客人数。另外，电梯的数量和大小又直接影响着建筑面积的大小。

此外，超高层内按照《高层民用建筑设计防火规范》规定，还需布置消防电梯，电梯数量按照标准层单层面积决定。除了客运、消防关系着电梯的设计外，整栋建筑中的所有货运流线，也需通过建筑的竖向交通解决。因此，超高层建筑肩负着整栋建筑的客运流线、货运流线、消防疏散三个重要的方面。

三、新技术的推广和应用

为执行国家建筑技术经济政策，积极推广建设部推广的建筑十大新技术，根据本工程的实际情况，在保证工程总造价不超出投资限额的情况下积极推广使用建筑新技术和新材料。

1、使用高强度钢筋。采用高强度钢筋，充分利用钢筋的抗拉性能，减少钢筋用量，减小构件配筋率，节约工程造价，总体经济效益明显。

2、竖向钢筋接驳采用埋弧对焊或机械连接，可保证钢筋的连接接头的质量。

3、采用高强和高性能混凝土。下部楼层柱及剪力墙混凝土强度等级采用C55；地下室底板、外侧墙及后浇带采用微膨胀抗渗混凝土，以增加混凝土的抗裂性能，取得较好的防水效果。

4、砌体采用新型轻质墙砌体材料，减轻结构自重，减少地震作用，降低基础造价。

结语

超高层建筑自身特点大大增加了超高层建筑的不稳定因素，因此，不能将超高层建筑视为普通建筑的拉伸和重叠，以免影响到建筑的使用效果。在实际设计过程当中，要根据超高层建筑的特点开展相应施工环节的加强，减少安全隐患，确保超高层建筑整体质量，确保我国建筑行业的健康发展。

参考文献

【1】秦荣.高层与超高层建筑结构[M].北京：科学出版社，2012.

【2】范跃虹，黄宗襄，林振声.超高层和大型公共建筑设计、施工与研究[M].上海：同济大学出版社，2012.

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关键词：超高层；电气设计；建筑电气

由于超高层建筑高度较高、建筑密度大，超高层建筑的主要使用功能多为酒店、写字楼、商业、公寓等业态，人口密集度高，疏散难度大。因此其电气设计需要根据建筑特点进行特殊设计，从而保证建筑的电气安全，降低危险系数，确保建筑的安全运行。本文在国内超高层建筑发展现状的基础上，结合设计施工经验，分析目前超高层建筑的设计要点，并重点介绍照明以及防雷的电气设计方法。

1国内超高层建筑发展现状

在城市经济不断繁荣的同时，许多超高层建筑成为了各城市的地标，尤其是在一些城市，超高层建筑的发展更加迅速。超高层建筑是现代科学技术和现代建筑技术相结合的结晶，并将现代城市前沿的给排水系统、供电、智能控制科技成果综合一体。在超高层建筑的总体设计中，电气设计占据着主要的地位。超高层建筑具有建筑面积大，电气设备多的特点。从而使得电气设计属于超高层建筑总体设计中技术难度较高的工程设计之一。下面通过自身的设计与施工经验，从多个方面分析目前超高层建筑的设计要点，并重点介绍照明以及防雷的电气设计方法。

2超高层建筑供配电设计要点

主要从以下几个方面进行分析超高层建筑供配电设计。

2.1超高层建筑负荷分级

超高层建筑的使用功能比较多样，一般包括酒店、商场、写字楼、商业公寓等，都属于人员密集并且疏散难度大的建筑功能。对于这种功能较多，消防难度较大的建筑，其用户负荷分级需要针对其特别的重要用户进行针对性的设计，从而保证在关机时刻重要功能的顺利实现，稳定运行。其管理部分的负荷级别可以参照表1中所示。其负荷密度与其自身的建筑功能、建筑面积、建筑高度以及附属功能等因素有关。一般在80～120W/m2。

2.2超高层建筑供电电源设计

超高层建筑的供电来源应该至少有两个，并且这两个电源的联系不应该太大，以免两个电源同时断电，让建筑陷入停电的风险。一般而言，当一路电源出现故障，中断供电，另一路电源能够为建筑用户提供一级以上的负荷供电，从而提高建筑的用电稳定。并且超高层建筑应该注意应急电源的设计，一般由柴油发电机组担当，其容量能够在两路电源同时断电后能够维持二级以上负荷用电即可。电源数量和工作方式建议如表2。

2.3超高层建筑变配电站设计

超高层建筑由于建筑高度高、建筑密度大、用电量多的原因，其电气的供电半径较大。一般而言，低压配电线路的长度不超过250m。从而对于建筑高度在200m以上的建筑需要对其供配电方案进行特殊的设计才能保证建筑的正常用电。通常的设计方案是超过200m高度的建筑设置多出变电站和配电站，从而使得变配电站设置在建筑用电负荷的中心位置，高压电配电室设置在建筑物地下。并且设置独立的变电站、配电站，根据建筑中电气负荷的分布设置。并且在建筑物的高楼层上设置变压器需要考虑与邻近房间的电磁屏蔽降噪防水等建筑效果，而且根据设备的体积和重量选择折当的运输安装方式。一般不采用体积或重量较大的变压器，从而降低设计运输以及安装难度。在节能功效上，应根据高层楼宇建筑实际用电负荷需求，首先按略高于配电变压器最佳负荷率选择配电变压器，一般配电变压器负荷率在70%更加节能。其次在配电变压器优选三角形立体卷铁芯高效节能经济型配电变压器其不仅有效提高建筑供配电系统的电能转换效率、降低配电变压器的运行能耗，同时还可以降低配电变压器空载电流延长配电变压器的综合使用寿命。再次电机拖动系统能耗约占整个建筑电气能耗的91%，同时大多数电机拖动系统中其电能转换利用效率普遍较低，存在非常大的节能降耗优化设计潜力，应根据实际情况针对其进行专门的配电设计，降低电能的损耗。

2.4超高层建筑的应急电源

为了保证消防设计，计算机数据等重要设备的供电稳定，一般超高层建筑除了采用多路供电外，更会设置应急电源备用，保证重要设备在危机时刻供电。对于两路供电的建筑而言，当一路供电失败之后，应急电源便应处于启动待送电状态，在第二路电源中断后应急电源能及时对重要设备供电，保证其正常使用。但是应急发电机组不能与国家电网并网运行，从而在电力回复后，应自动停止发电机组。当UPS及EPS的应急电源与应急发电机配合使用时，停电初期，可先使用UPS或EPS作为应急电源，但是作为与自动起动的应急发电机配合使用时的EPS的工作时间不宜小于10min，待柴油发电机电源进人稳态后，使用应急发电机电源。图1为数据中心UPS供电系统示意图。

3超高层建筑的防雷接地

建筑应该按照当地雷雨云的生成频繁程度、雷暴平均强度，建筑物具体高度以及形状，设计相应的防雷等级。一般可设置法拉第笼式保护，屋面设置避雷带结合避雷针的联合保护方式。并采用联合接地的方式降低接地电阻。对大楼进行电磁屏蔽设计，防止雷暴时电流浪涌对楼内重要电子设备造成损坏。

4结语

上文对超高层建筑电气设计中的重要部分的设计思路进行简单的归纳和分析。但在实际工程中，应该按照不同的建筑功能、当地具体的电气环境进行因地制宜的设计，充分考虑其电气系统的安全、兼容、安装、维护等各方面工作。文章最后对超高层建筑的应急电源以及防雷接地进行了比较详细的介绍。

参考文献：

[1]韩风明.超高层办公建筑电气设计[J].现代建筑电气，011,02(1):37-41.

[2]范玉山.超高层建筑电气设计的关键技术分析[J].江西建材，2016(2):22-22.

[3]孔嵩.超高层建筑电气设计关键技术解析[J].建筑电气，2015(5):39-44.

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关键词：超高层建筑 建筑设计要点 绿色建筑设计策略

中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：

前言

在当前的建筑工程中，要做到人、自然和建筑的和谐统一发展要求，促进经济效益、社会效益和环境的协调一致发展，同时还要确保国民经济，人类社会和生态环境的可持续发展。超高层建筑作为城市化发展的标志，也是城市综合实力的体现。在我国，由于城市化起步晚，超高层建筑设计可以说是一项崭新的设计内容，是城市空间中的一道独特风景。超过层建筑设计现阶段的工作中越来越注重对绿色策略的引用。本文从超高层建筑设计的发展趋势开始分析，指出了绿色策略在超高层建筑设计中应用的必要性，并探讨了其设计要点与结构体系设计，指出了超高层建筑实现绿色节能多元化的意义与作用。

1、超高层建筑设计的发展趋势

随着能源短缺与环境破坏的加剧，人类正面临着前所未有的生存挑战，为了应对这一危机，必须要采取相应的措施来实现节能环保的可持续发展。作为现代城市建筑中最重要的组成部分，超高层建筑在设计中更要体现出节能低碳、绿色环保的可持续发展理念。并且就目前的发展形势而言，建设绿色超高层建筑已经成为建筑设计的主要发展方向。因此，这就要求建筑设计人员在对未来的超高层建筑进行设计时，要做到将充分利用土地资源，加强生态环境设计；大力开发新能源的应用，提高建筑的节能效益；提高水资源利用率，杜绝水资源浪费的现象；尽可能的采用绿色环保新型材料，提高建筑室内的环境质量。

2、超高层建筑设计绿色策略应用的必要性

在节能、低碳和环保等理念、相关政策及市场需求等多各因素推动下，建设绿色超高层已成为一种必然趋势。在建筑全寿命周期内，比常规超高层建筑能耗显著降低、室内环境质量显著提高、对周围环境影响显著下降、高效稳定运行的低碳和可持续发展的超高层建筑。 可以看出，绿色超高层建筑无论从设计、施工、还是运营角度都比普通超高层建筑效果改善。因此可以发展绿色超高层建筑真正能够达到绿色、生态、可持续发展。

3、设计要点

超高层建筑作为一种较为特殊的建筑结构形式，其整体高度是非常大的，就我国目前的超高层建筑来讲，超过200m的建筑就有很多。过大的高度使得超高层建筑在设计中需要注意更多层面的问题。在对其进行绿色设计时，是与其他普通建筑的绿色设计有着一定区别的。笔者以为，可以从空间组织和顶部设计要求这两方面来讨论这些区别。

3.1空间组织

一般来讲，超高层建筑在现代城市的发展中是一种具有标识意义的建筑，代表着这座城市的发展水平。因此其空间组织以及其外观造型的设计都需要得到很大的重视。为了达到绿色建筑的效果，笔者建筑在超高层的外观设计中尽可能的不采用玻璃幕墙，以减少城市的光污染，同时也利于城市气候的调节，减少高压风带和风口。超高层建筑的裙房虽然对城市影响较小，但它对于街道的尺度和人情化空间的创造等方面却有着重要的意义。裙楼立面设计不同于上部．通过不同形式的玻璃幕墙、实墙和广告牌等元素的有机组合，使下部空间丰富多彩而生动。在主入口前设置下沉式广场，与地下超市相连。使得地上空间引入到地下，扩大了空间界面，非常富有情趣，给人留下深刻印象。独特的广场空间．以人和环境为设计重点，不仅为公众提供了一个舒适的休闲场所，而且使塔楼的形象特征更加突出。

3.2顶部设计要求

超高层建筑顶部是构成城市天际线的重要因素之一，造型独特的顶部设计对超高层建筑的整体形象起着画龙点睛的作用，并成为林立在建筑群中区别于其他建筑的一个重要标志。如要使超高层建筑的顶部在白天透射出天空的湛蓝，晚上成为灯塔，其顶部与主体立面形成退台，这就需要通过增加高度来进行视觉修正。运用”隐蔽”的手法：采用高高的女儿墙．精巧的屋顶，半透明的建筑材料将顶部的功能用房隐藏起来。顶部条纹在材料、色彩上和中段相呼应。主楼的平面呈切边三角形，为不等边六角形，顶部则收缩为三角形，就象一颗璀灿的钻石镶嵌于屋顶，装点着城市的天空。若在顶部不仅设置设备用房，而且再设置一个空中会所，集休闲、娱乐、餐饮于一体，即解决了隔热、遮阳、改善室内微气候以及节约资源等功能，又使人能感到前所未有的大气之感，一览众山小的气魄．望尽全市风景。

4、结构体系

超高层建筑高耸挺拔，但对结构设计无疑是个不小的挑战，地震作用是决定选择其结构体系的关键。显著提高工作和生活效率：超高层建筑将工作和生活设施适当集中，一般性工作和生活问题在建筑内部即可解决，极大地方便了人们工作和生活。根据超高层建筑结构的复杂程度和不规则性，确定结构抗震性能化设计的合理性能目标，采用弹性、弹塑性的方法进行分析，对结构不同部位采取不同的加强措施。人为控制结构在地震作用下的损伤顺序和程度，达到合理的结构抗震设计。虽然钢结构体系在超高层建筑结构设计中具有很多优点，但其缺点是导热系数大、耐火性差。因此，结构体系为全现浇钢筋砼结构体系，主楼平面呈切边三角形，利用楼、电梯间墙体形成内筒。

5、建筑节能多元化

超高层建筑的能耗为一般建筑的数倍，这是个综合性的课题。包括：新能源的开发和应用，选择低能耗的设备，智能化的管理，有效利用自然资源和管理资源，使建筑和设备方面的寿命成本最小，减少污染并达到可持续发展。从建筑设计角度讲，群体布局、单体设计、构造处理都是节能的关键。例如就热水供应这一环节的能耗来讲，若要实现较好的节能效果，可以通过采取多种热源供应的方式，分别根据不同的热水需求采用独立热泵机组或太阳能热水器等供暖措施。

6、结语

总之，在现代城市的发展进程中，超高层建筑必将成为未来主要的城市建筑发展方向，为了减少建筑对自然生态环境的破坏，促进绿色城市建设的发展，在进行超高层建筑的设计中，必须要引入一定的绿色策略，通过对空间组织以及结构体系等方面实施环保节能的技术措施，加强建筑的节能多元化发展。使超高层建筑真正成为一个具有节能，环保、绿色品质、景观特色以及实用价值的现代化城市建筑。

参考文献

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［关键词］超高层建筑 电梯井道 电梯厅 避难层 停机坪

中图分类号： TU97 文献标识码： A

随着城市化进程的加剧，土地资源的利用越来越高效，城市中心区出现了越来越多的100米以上的超高层建筑。超高层建筑在建筑设计方面有一些独特之处，如电梯数量多、井道占标准层面积大，涉及到火灾时人员逃生方面的避难层设计，以及超高层建筑屋顶的停机坪设计等，笔者借曾经设计过的某超高层建筑实例，对这些特殊设计做一些探讨。

（一）电梯井道和电梯厅的巧妙利用

超高层建筑垂直交通一般都设计有几组电梯，每组电梯分段服务不同的高度区，随着建筑楼层的增加，电梯的数量相应增加，电梯井道所占的辅助面积也不断增加，导致标准层的有效使用面积降低。而仔细研究可以发现，在某些楼层，电梯厅或者电梯井道是可以作为某类房间使用的，比如卫生间。笔者设计的某超高层建筑，总建筑高度为169.75米（室外地坪到屋顶停机坪地面），地下4层，地上共39层。裙房（7层）功能为商业综合体，主楼（39层）功能为办公，其1-7层部分空间为商场所用。主楼标准层平面建筑面积为1480平方米，12层和26层设计为避难层。除2台消防电梯外，还设计有3组共12台电梯，4台电梯为一组，分别服务不同的高度区。低区电梯服务1-11层，12层（避难层）为其机房层，中区电梯服务1、13-25层，26层（避难层）为其机房层，高区电梯服务1、27-39层。低区电梯的井道在13层以上已不安装电梯，但井道四周的剪力墙因为结构需要仍然存在，这部分空间虽因结构、采光等不利因素不能作为办公之类的开敞空间使用，但可将其设计为卫生间，并利用井道旁的水管间安放卫生间的给排水管道（如图1所示）。如此设计，既能让井道的狭小空间得到利用，又能使卫生间这类辅助（公摊）空间不占用标准层宝贵的使用面积。按照同样的思路，笔者将中高区电梯之间的电梯厅在8-11层也设计为卫生间（如图2所示）。这种在各种“角落”安放辅助空间的设计，使得高层建筑业主的使用空间相对完整，空间利用率提高。

（二）避难层设计的安全设计思考

避难层是高度超过100米的超高层建筑有的，因为超高层建筑发生火灾时人员完全疏散到地面用时比较长，所以超高层建筑中应设计避难层，作为一个安全的场所提供给疏散的人群，让他们就地等待救援，或者作为向下一个安全区域转移时的临时休息场所。避难层的设计是超高层建筑消防安全设计的一个及其重要的方面，《高层民用建筑设计防火规范》对避难层的设计做出了详细的规定，如避难层设置，自首层至第一个避难层或两个避难层之间不宜超过15层；通向避难层的防烟楼梯应在避难层分隔、同层错位或上下层断开，人员必须经避难层方能上下；等等。

笔者在参与前述超高层建筑的设计过程中，对避难层的设计，除《高规》中对避难层的几条规定之外，还另有几点体会：①，避难层划分区域时，应尽量将避难区划分在消防扑救面一侧；避难区内应包含楼梯间，其他区域应经过防火隔间或防烟楼梯间前室通向同层避难区。防烟楼梯在避难层应断开，前室门开向避难层，人员的疏散应经过避难层才能到达下一个楼层。②，避难层的避难区域不宜设计为开敞式，因为当避难层以下的楼层发生较大火灾时，烟火会沿着高层建筑的外墙向上蔓延，从而包围整个建筑，烟火一旦借助风势进入开敞的避难区域，就会导致避难层失去避难功能，因此，作为一个安全的区域，避难区域与其他区域应采用防火墙分隔，并通过防火门连通。若避难区封闭设计，应相应增设加压送风设施；若避难区域开窗，则应设防火窗，窗槛墙应为不燃烧体，且高度不低于0．8 m、耐火极限不低于2 h。

（三）停机坪设计

超高层建筑停机坪的设计源于直升机在高层建筑的救援方面有其它救援方式不可取代的地位。火灾时，直升机可在很短时间内飞抵火场，利用空中优势正确寻找起火部位、判断燃烧物的性质，观察人员逃生情况，并把信息及时反馈到火场总指挥部。在形势危急的情况下，直升机还可直接充当“空中消防车”的作用。直升机的另一重要用途是用于救生。高层建筑发生火灾时，通向地面的疏散通道很容易被火势切断，人员只能选择逃往楼顶，这些人员就要靠直升机来运输疏散。因此，超高层建筑的停机坪设计也是消防安全设计的一个重要方面。

停机坪的平面形态可分为圆形、方形、矩形三种，按布置形式可分两种：(1)，直升机升降区和避难场所集中布置。此种布置通常要求场地面积较大，以确保直升机升降、悬停、消防器材的搬运、人员疏散、伤者救护、收容等诸多要求，其平面形状尺寸不宜小于直升机旋翼直径的1.5倍。一般根据现用机型的尺寸．场地面积实际满足20mX20m即可。(2)，直升机升降区和避难场所分开布置。此种布置方式较灵活，只需满足升降区15mX15m即可，但避难区域应符合安全、方便的布置原则。

停机坪在设计时要注意几个方面：①，作为救援的场所，停机坪应配备消防设施，如消火栓；②，作为直升机的起降部位，停机坪应距离其他突出物5米以上，以防直升机起飞降落时受到干扰；③，因为其特殊的高度，停机坪尤其要注意防雷设计，以保障救援时的安全性。

参考文献：

张兴权 曲鹏，谈建设屋顶直升机停机坪的意义和要点，消防科学与技术，2003年1月

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【关键词】建筑；给排水设计；要点控制

1 引言

随着我国经济的持续快速健康发展，建筑业和建筑技术的发展也突飞猛进。高层和超高层建筑的发展既解决了城市人口拥挤造成的居住及工作环境问题，同时还极好的缓解了紧张的城市用地压力，所以说超高层建筑的普及是顺应经济社会发展的大势所趋。但是随着建筑高度的增加，也出现了一些问题，尤其是给建筑给排水设计带来了诸多困难。另一方面，超高层建筑越来越多，而相关的给排水方面的规范条文相对滞后，为了适应超高层建筑的给排水设计要求，加强对超高层建筑的给排水系统设计的要点控制与研究则尤为重要。本文就目前建筑给排水设计的主要内容出发，重点论述超高层建筑在给排水系统设计中要点控制，及应该注意的问题，为提高超高层建筑给排水方面的功能提供帮助，确保办公、生活用水、消防用水的充足等，具有非常重要的意义。

2 建筑给排水设计要点控制与研究

目前我国经济水平和建筑技术的发展，以及城市人口拥挤等带来的问题日益显著，使得建筑逐步向高层、超高层方向发展，超高层建筑已日益成为衡量城市发展水平的重要标志。

1972年美国召开的国际建筑会议上明确指出超高层建筑是指楼层数在40层以上或者建筑高度大于100m的高层建筑。在《高层民用建筑设计防火规范》中要求，除去面积小于5.0平方米的卫生间、厨房和不宜用水扑救的部位外，均应设置自动喷水灭火系统。现阶段超高层建筑给排水设计中需要注意的关键在于供水方式的选择，中间转输水箱的计算，以及消防给水和排水系统。

2.1 选择合适恰当的供水方式

超高层建筑一般选择变频供水和重力供水相结合的供水方式，每隔15层会设置一个避难层兼设备层，并设置中间转输水箱。通常每30层还可设计一个大区，在每一大区进行分区设置，概括为两种方法，其一是将每个大区分为4个小区，在其中均设置一台变频泵，向上供水；第二种就是将大区分成两个小区，然后设置变频泵，向上15层供水，同时利用重力向下15层供水。第一个大区一般设置在地下室，不用向下供水，中间转输水箱即高位重力水箱，可以保证每个用水水压在正常的压力范围内。转输水箱通过控制水位来实现供水，而变频泵是使用压力自动控制功能实现供水的。中间转输水箱仅设置在大区内，这就有效的降低了占地面积。30层的建筑管材设备承压在1.5～2.0Mpa之间，现阶段采用的设备和技术都可满足此承压要求。对于一些供水压力要求较高的酒店、宾馆等，为避免出现供水忽冷忽热的现象，一般在屋顶设置供水箱借助重力供水较为合理，而造成的二次污染问题则由物业管理来解决。因酒店、宾馆等用水变化较大，如采用变频供水，则会造成能源无法充分利用，因此，一般情况下超高层的酒店、宾馆建筑可采用屋顶水箱重力供水方式。

目前给水设计中为了避免设置高位水池带来的二次污染，常采用变频调速供水设备给生活给水系统加压，这也是为了在此环节实现节能。在选择变频设备时，要注意主泵的的流量不宜过大。生活给水系统的竖分区要划分合理，这也是实现变频设备节能的重要原因，如分区内层数较多，变频设备的设计流量加大，在用水量较小的情况下，水泵的负荷将会增加，还会因为分区内系统压力过高，耗能也相应增加。

2.2 计算准确的中间转输水箱的容量

超高层建筑中通常采用中间转输水箱来进行供水，它包括消防转输水箱和生活转输水箱。根据国家标准《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》（2009）中规定，消防中间转输水箱容积计算，当使用串联水泵转输时，中间转输水箱既是上区输水泵的吸水池，也是本区消防给水的屋顶水箱，储水容积按照15-30min的消防设计水量来计算的话，不宜小于60立方米。假如超高层建筑消火栓用水量为60L/s，自动喷水用水量为50L/s，那么中间转输水箱的容积=（60+50）×10×60+（60+50）×5×60=99000L，其中10min的水量为屋顶水箱水量，5min为上区输水泵的吸水池水量，如果存在其它用水，消防系统则把有可能在火灾时启动的消防系统的水量叠加，得到的结果就是中间转输水箱的容积。

《建筑给水排水设计规范》（2010）中对生活给水系统水量是这样规定的，中间转输水箱的转输调节容积宜取5-10min转输水泵的流量。生活给水系统中中间转输水箱也有两个作用，第一是作为中间转输水箱上区加压水泵的吸水井，为上区水泵提供3-5min的用量；第二是为下区传输泵调节容积。第二个作用满足了初级水泵启动次数不大于六次每小时调节水量的要求。比如当采用变频供水系统时，上区水泵流量为6L/ s，转输水泵的流量为6L/s，那么中间转输水箱的容积就是6×5×60+6×10×60=5400L。当采用重力供水系统时，中间转输水箱也是有两个作用，一是作为上区水泵的吸水井；二是要有一定的调节容积来存储本区用水，这一部分的容积按照重力供水区最大用水量的50%计算。最后将吸水井的容量和调节容积相加就是整个重力供水系统的中间转输水箱的容积。

2.3 设计可靠的消防给水系统

提高消防给水系统的可靠性是高层及超高层建筑火灾自救的关键，因此对于超高层建筑在条件许可的情况下最好每个独立分区都设置加压设备，同时减少减压阀，以增加系统的可靠性。《高层民用建筑设计防火规范》中明确规定消防给水在一定的条件下设置水泵接合器，并且要设置于消防水车供水压力范围内的分区中。在采用串联模式的给水方式下，上区由下区水箱抽水供给，就在下区设置水泵接合器供全楼使用。但是与此相矛盾的是，在《自动喷水灭火系统设计规范》中明确给出，当水泵接合器的供水能力无法满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时，当采用增压措施，并且消防局依据实践经验，规定消防车供水能力接近极限的部位设置接力设施。所以说超高层建筑消防给水设计中是否设置水泵接合器存在疑问，并没有一个可靠的答案。从消防安全方面来讲，喷淋系统应该设置水泵接合器，在室内水泵出现问题或者室内消防用水不足的情况下，水泵接合器可从外部取水输送至给水系统中。为了解决高区水泵接合器的设置问题，可备用柴油泵来应对特殊时期。

2.4 排水系统的设计

排水系统设计主要是水气混合的问题，考虑到排水对管材的损害以及水气混合对卫生器具水封稳定的破坏，在排水设计中要严格按照以下进行设计：第一，严格的水力计算，限定最大流量值；第二，为降低水流对管材的损害，每隔一段距离就要设置耗能装置；第三，为保证空气流通设置专用通气管，保持排水管路里外压力一致。

3 结束语

超高层建筑的特殊性决定了给排水设计的难度，在设计过程中要全面考虑各种因素。本文基于实践总结，从给水方式的选择、转输水箱的计算以及消防给水和排水设计等要点控制进行了详细的研究，在一定程度上为超高层建筑的给排水设计提供了依据和帮助，具有重要的现实意义。

参考文献：

[1] 张伟.探讨建筑给排水设计中的几个问题[J].民营科技，2012， （01）

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您好，根据作者的专业，这篇论文我把电气内容放在前边，结构内容放后边了

关键词：高层；钢结构建筑；消防；电气；结构；设计要点

中图分类号：S611文献标识码： A

前言：高层钢结构建筑的电气消防设计水平和结构设计的安全、可靠，直接关系到高层建筑物和民用建筑建筑物的安全使用性能，建筑行业在进行建筑结构设计和消防电气设计中应该根据国家标准和规范，做好建筑工程的消防电源及配电设计、火灾自动报警系统设计、钢结构设计等方面的设计工作,通过优化建筑工程结构设计和消防电气设计不仅可以有效避免安全隐患的出现,防止重大安全事故的发生保障人员的人生安全。

一、高层钢结构建筑消防电气设计的特点

高层钢结构建筑的结构本身在高温下容易失去承载力，室内装修的材料也是可燃的，加上存在人员及货物过于密集、楼层过多的问题，高层建筑存在着严重的安全隐患。高层钢结构建筑容易发生的“烟囱模式”是由于竖井内电气管线多、管道敷设弯曲、电梯间通风设备多等多种原因造成的。烟囱模式在遇到明火的时候，会加快火势的增大和蔓延。经过对许多火灾事故和现场的分析，相关部门发现火灾发生十五分钟之后，火势会不断加大并以极快的速度蔓延，烟雾的扩散程度也会迅速加快。所以，高层钢结构建筑的火灾扑救十分困难，假如发生火灾，就会对人民的身体健康和财产安全造成极大的损害。

二、高层钢结构建筑的消防电气设计要点

1、供配电设计

高层建筑的防火规范必须按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95执行。国家标准《供配电系统设计规范》GB50052-2009规定了供电负荷等级和供电要求。一级负荷应由独立的双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。许多高层钢结构的建筑为一类高层建筑，所以它的供电负荷等级也应该是一级。一类高层钢结构的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、漏电火灾报警系统、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防电气的负荷应该是一级负荷别重要的负荷供电。

2、火灾事故照明和疏散指示照明

高层钢结构建筑的楼梯间、前室、配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间、人员密集的场所、公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20m的内走道应设置应急照明。疏散用的应急照明，其地面最低照度不应低于0.5Lx，疏散照明最少持续供电时间为30min。

3、先进可靠的火灾自动报警控制系统

高层钢结构建筑的火灾报警系统按《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求执行，将火灾报警系统分为三种基本形式：区域报警系统，集中报警系统和控制中心报警系统。火灾自动报警系统的保护对象应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为特级、一级和二级。钢结构的高层建筑的火灾自动报警系统基本上采用控制中心报警系统。控制中心报警系统中至少应设置一台集中火灾报警控制器、一台专用消防联动控制设备和两台及以上区域火灾报警控制器；或至少设置一台火灾报警控制器、一台消防联动控制设备和两台及以上区域显示器，应能集中显示火灾报警部位信号和联动控制状态信号，系统中设置的集中火灾报警控制器或火灾报警控制器和消防联动控制设备在消防控制室内的布置应满足规范要求，宜用于特级和一级保护对象。

4、火灾漏电探测报警系统

高层钢结构建筑内火灾危险性大、人员密集，根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求需设置漏电火灾报警系统。火灾漏电探测报警系统主要探测线路的漏电电流、过电流等信号，发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化，并储存各种故障和操作试验信号不应少于12个月。火灾漏电的探测模块安装在供配电的每一个回路的空气开关下端，探测每一路需要检测回路的漏电电流、过电流情况。每一个探测回路只发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化，不切断回路的电源。火灾漏电探测报警系统的主机安装在消防控制中心的墙上，给值班人员提供准确的报警信号和故障点位置。

5、做好建筑物的防雷与接地

高层建筑的火灾中，由雷击造成的原因占一定的比例。所以建筑设计时必须计安全可靠的防雷和接地装置 ，防止直击雷、侧击雷的直接破坏和雷电波的浸入造成的破坏。钢材是良好的导电体，钢结构的高层建筑像一个导电的铁笼子，所以更要做好建筑物的防雷和接地，还应及时与结构等专业沟通，合理确定位置，使其满足规范要求，减少和预防由于雷击造成的安全事故。

三、高层钢结构建筑的结构设计应注意的问题

1、钢结构设计要安全可靠

钢结构要做到安全合理、符合电气专业相关要求、节点构造方便可靠，并为构件生产、运输、安装提供保障。 结构方案尽可能节约钢材，减轻钢结构重量；钢结构设计生产尽可能缩短制造、安装时间，节约劳动工日；钢结构必须有足够的强度、刚度和稳定性，保证整个结构安全可靠，符合建筑物的使用要求，有良好的耐久性；结构构件应便于运输、便于维护。而且还要注意钢结构使用价值和观赏价值兼备。

2、钢结构建筑设计要实用、安全

钢结构建筑设计要发挥钢结构的优势，满足电气消防设计规范，建筑钢结构的平面布置应力求规则、对称，而且避免钢结构带来的建筑平、立面单调呆板；注意设计深度，保证达到有关的规定要求；注意解决钢结构建筑建筑防腐蚀、防火、防震问题。做好钢结构防锈、防腐处理，使结构布置符合规则性要求，提高防震能力，保证钢结构建筑的实用安全性统一。

四、高层钢结构建筑结构设计技术要点

1、判断钢结构在建筑设计中的适用性

在进行钢结构建筑设计、选用结构设计方案之前，要充分考察建筑项目建设是否适合用钢结构 。钢结构通常用于大跨度、高层、荷载、体型复杂或有较大振动、密封性要求高、吊车起重量大、要求能便于安装拆卸的结构。为了避免不必要的经济损失，要认真考察钢结构在建筑设计中的适用性。

2、确定结构选型与结构布置

“概念设计”这一理念应贯穿于在钢结构设计的整体过程中，运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择，它在结构选型与布置阶段尤其重要。国内常见的钢结构类型主要有：框架、塔桅索膜、网架、平面架、轻钢等。在钢结构选型环节，要注意依据结构设计中主体系与分体系之间试验现象、破坏机理、工程经验、力学关系与震害等因素的综合深入分析，从而全面性整体性的选择最为科学、合理的结构，并且注意合理布置细节。

3、分析结构、预估截面

建筑设计在确定钢结构选型和布置后要注意对钢结构进行分析，以便钢结构于在实际设计中的合理应用，例如利用线弹性分析钢结构。另外还需对构件截面作初步估算，包括梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。设计时应及时与电气等专业沟通，使设计更加优化，这些也是钢结构建筑设计的重要环节。

结语：综上所述，在高层钢结构建筑的消防电气设计以及结构设计过程中，深入了解其消防电气的设计特点以及结构设计特点是关键，做好电气和结构两个专业间的相互配合工作，这既是现代化高层建筑物得到安全保障的体现，也是建筑火灾得到有效控制的体现，极大地保障了人们的生命财产安全。并且随着现代科学技术的快速发展的同时，促进人们不断在建筑电气消防技术中引入了很多新型的现代化设备，不断的完善结构优化设计，进而大幅度地提升了超高层建筑物的安全稳定功能，使其更加符合现代化超高层建筑设计的新要求。

参考文献：

[1] 郭艳靓.消防电气技术在超高层建筑中的应用[J].科技致富向导，2013，(08).

[2] 刘海鸥.探析高层建筑设计中的低碳设计理念[J].价值工程，2011，(06).

[3] 燕日权,任鹏.超高层建筑燃气设施安全问题的探讨[J].山西焦煤科技， 2004，(03).

[4] 陈颖辉,黄明.浅谈高层建筑的发展[J].昆明大学学报，2005，(01).

[5] 郭彦杰.浅谈超高层建筑节能设计[J].科技信息(科学教研)，2008，(13).

[6] 杨小珊.对超高层建筑中泵送混凝土有关问题的分析[J].建材与装饰(下旬刊)，2008，(07).

[7] 吕明芳.超高层建筑的电梯设计的探讨[J].科技致富向导，2010，(26).

篇9

1.建筑幕墙结构的构成

建筑幕墙结构是由玻璃、石材、铝材、钢材等加工成的板件，经连接、安装而构成的一种建筑工程结构。工程结构是人们为社会生活需要而设计建造的一种工程构筑物，它需要承受各种可能的作用，并能满足各项预定功能的要求并具有足够的可靠性（安全性、适用性和耐久性）。施加于结构物的作用可分为自然和人为环境两类作用。直接施加在结构上的作用又称荷载，如风、雪、雨、海浪、人群、设备等；非直接施加在结构上的直称其为作用，如地震、温度、支座沉降、强制装配等。

2.建筑幕墙结构的一般设计程序与方法

2.1建筑幕墙结构的设计程序

1）根据建筑物特点及建筑设计的要求选择结构体系；2）布置结构体系构件；3）根据结构体系所受作用的状况和结构体系的工作；4）性能确定结构分析（计算）简图（模型）；5）结构体系的荷载组合与受力分析；6）面板厚度设计选择和/或验算；7）支承结构构件设计和/或验算；8）连接节点设计和/或验算；9）绘制图纸和编制技术文件。

2.2建筑幕墙结构的设计方法

根据工程状况，按需要，分阶段，依程序进行。

2.3建筑幕墙结构设计可分为以下3个阶段设计

2.3.1 初步设计，或称概念设计（CONCEPT DESIGN） 选择承载结构体系；布置结构；选择连接方法；用材品种和用量估算（其技术文件包括图纸和说明书）。

2.3.2 技术设计，或称基本设计（BASIC DESIGN） 在初步设计基础上的深入细化设计：绘出结构布置详图；进行结构分析并确定板件截面形式、尺寸；给出各品种型材规格、用量；绘出重要连接节点图。技术文件包括为绘制幕墙结构施工图所必需要的一切图纸和说明书。

2.3.3 施工设计（CONSTRUCTION DESIGN），或称制造、运输、安装设计 是技术设计的具体细化，应满足幕墙结构加工、制造、运输和安装所需要的一切技术参数、图形和文字说明。技术文件包括施工用详细图纸和说明书（包括仿真软件）。

建筑幕墙结构的设计可根据工程规模、复杂程度、建筑设计的进展以及工作要求等状况，采用以上的三阶段，或将阶段1及阶段2合并为一段与阶段3的，即所谓的扩大初步设计与施工设计的两阶段设计。对于较简单的建筑幕墙结构工程，也可将阶段1、阶段2、阶段3合并为一阶段设计。

3.建筑幕墙施工质量的控制方法

3.1建筑幕墙工程前期监理的必要性

1）编制监理细则；2）体系审查；3）审查施工组织设计；4）图纸会审及设计交底；5）审查进场原材料；6）加工制造、施工安装前条件检查复核。幕墙材料是保证幕墙质量和安全的物质基础。幕墙材料概括起来有四大类型：即骨架材料、板材、密封及填缝材料、各种材料都要有合格证书和质保证书，有的材料还应有报告、结构胶的相容性试验报告、幕墙性能试验报告等等，没有合格的证书或合格的试验报告，应坚决杜绝使用。

3.2执行各工序质量验收制度

建筑幕墙施工一般包含有：玻璃板材制作、幕墙节点安装横梁与立柱安装、玻璃板材安装等四道关键工序，对这四道工序中的每一道工序都要对照设计或规范的要求执行严格的检查验收制度，对检查不合格的工序要进行整改或返工，直到合格时方可进行下一工序的施工。

3.3督促并协助施工单位建立技师保证体系

施工单位应有专人负责施工安装质量的检查验收，对发现的质量问题要及时会同现场施工人员进行分析和研究，找出原因并予以改正。检查验收缺席要采取自检、互检及质量管理人员和监理人员最终验收相结合，确保施工质量处于受控状态。

4.建筑幕墙发展趋势

4.1超高层建筑的快速发展必将推动建筑幕墙技术的进一步创新

大量摩天大楼的建设，必将引领世界超高层幕墙设计和施工水平的发展，包括诸如超高层建筑的风环境理论研究、超高层建筑“风阻尼”―――建筑“舒适度”的研究、超高层建筑幕墙抗震安全性的研究、超高层建筑幕墙水密性―――等压腔原理的研究、超高层建筑幕墙防火性能的研究、超高层建筑幕墙防雷性能的研究超高层建筑幕墙中“冷弯玻璃的初始压力如何发展”研究、超高层建筑幕墙中“石材使用限高100m”突破的理论研究、超高层建筑幕墙中双层热通道内空气有序流动的研究、超高层建筑幕墙维修更换技术的研究等等，随着这些问题研究不断深入和完美解决，中国必将成为全世界超高层建筑幕墙高端研发福地。

4.2节能环保幕墙将被大量使用

财政部及住房和城乡建设部于2009年3月23日联合财建【2009】128号及129号文件。具体内容为《关于加快推进太阳能光电建筑应用实施意见》和《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》。这二个重要文件对中国的幕墙行业将带来前所未有的利好和翻天变化的巨变，对于光电幕墙的超常规的蓬勃发展带来巨大机遇。“太阳能屋顶”和“光伏幕墙”说到底是建筑护结构，其主体或叫载体还是幕墙系统。所以国家对光电幕墙的事业上极力推荐改革无疑会使幕墙高速蓬勃发展。同时国家关于大阳能屋顶及光伏幕墙的政策导向必将极大推进光电建筑材料的研发。

这样中国玻璃幕墙就从早期的不节能、不环保的阳光控制膜单层玻璃，发展到既节能又环保的双银Low-膜中空玻璃；再发展到节能环保又发电的光伏玻璃幕墙。

参考文献

[1]赵西安. 建筑幕墙和采光顶设计与施工要点(一)[J]. 四川建筑科学研究，2001（1）.

篇10

关键词：超高层；设计；方法

高层建筑英语称摩天楼（skyscraper），德语称凌云厦（wolkenkra-tzer），她们以不同的意味来描述高楼大厦的含义。古今中外都有憧憬高处的想法。从高处向下看，精神爽快，视界开阔。就建筑发展而言，摩天楼是时代的里程碑，是打破传统高度限界实现人类往高处发展的宏愿的途径，她成为本世纪中最令人眼花缭乱的建筑特有现象。

本文结合公司做的两个高层实际项目，从几个方面论述超高层设计的要点和总结实践中的一些经验。

广州天河城广场 深圳万象城

广晟国际：360米（在建写字楼项目） 东山领汇广场：128.7米（在建商住楼项目）

项目简介

广晟国际大厦：位于广州珠江大道西和金穗路交界处的珠江新城B1-6地块，位于广州新中轴线两侧，占地面积7907平方米，总建筑面积近16万平方米，是一座仍然在建的写字楼项目。该项目总投资约20亿元人民币，于2007年12月28日奠基动工，并计划于2010年年中完成结构封顶，2011年3月正式交付使用。建成后其高度将达到360米，其中地下6层、地上59层，为广州第三高楼。

东山领汇广场：地铁1号线与5号线的交汇点“杨箕站”上盖，楼高128.7米，为一综合性超高层商住项目。项目占地1万多平方米，总建筑面积约5.6万平方米，将分别建有280多套精品住宅和约2万平方米的商业。今年年中正式推出市场，商业也将于年内启动招商工作。

城市环境与超高层建筑的规划布局

广晟国际位于广州新中轴线旁，可能是由于此区域位置比较重要，造成了地价高昂。发展商购入的地块面积相当有限。总平面中类圆形的建筑基底也许是一个最好的解决方案。圆形基底的两侧留有两条地下车库出入口车道，再加一定的绿化广场。整个平面的布局十分紧凑。360米的建筑高度，在此区域中其实是和谐的构成部分。因为广州新中轴线中的末端广州电视塔高度达到600米，在同区域的广州西塔高度有432米，本案后面的广州烟草大厦（见实拍图片）也有309米的高度。所以整个中轴线两旁的超高层建筑，是广州市规划局的精心安排，为的是营造中轴线的雄伟气势。只是美中不足的是本案与广州烟草大厦似乎挨得太近了点。下次做规划方案的时候其实可以把问题处理得更好。

东山领汇广场位于广州市中山一路，整个地块分为东西两个区。超高层的塔楼和裙楼以及地下车库主要集中在右手边的东区。西区布置了一些配套用房和地铁出入口以及西区的地下车库。中间部分到时会建设一条规划路。东区的布置还是相当合理的，北面预留一定的集散广场空间。西面的密度相对较低，规划路开通以后西面将作为日后的主要入口和集散、景观空间。这种布局方式对于人流动线组织、城市空间的过渡还是相对协调的。

整体造型设计

广晟国际大厦造型主要以新古典风格为主，造型简洁大气。三段式，楼顶层层退台的惯用造型手法用得恰到好处。超高层外形设计一般在垂直高度上不会有太多的变化，中端保持平直，这样可以增加建筑物的高度感。从片区整体景观分析，在本案的对面也有一农业银行大厦和中国海关大楼为新古典设计风格。虽然周边还有其他相邻的建筑是现代主义的玻璃幕墙、钢结构建筑，但这并不影响整体的和谐感觉。就好像著名帝国大厦和她周边建筑的和谐共存一样。

东山领汇广场立面造型可以分为两部分，上部的住宅造型还是比较规整的，下部商业部分主要以构成的变化手法烘托出商业气氛。上部的住宅造型虽说比较规整，但是细部变化还是有的，只是没有整体大体量的外形变化。以笔者几年来浅薄的住宅工程经验来说，其实住宅部分的变化真的不需要太多。很多时候住宅楼的脚手架还没拆，楼已经卖完了。住宅买家关心的是住宅的户型，实用率，地段以及周边的配套为主。建筑的造型只是看一个大的感觉。丰富的造型，有时候可能是建筑师或业主的一种美学的追求。但是如果要牺牲买家的使用效果来完成这种追求，笔者认为是不太可取的。毕竟买家才是真正的长期使用者。而商业的造型丰富一点，渲染气氛，吸引途人入内购物，是正确的。

平面设计

广晟国际大厦采用了圆形的平面布局方式，这种布局方式有以下的优点：她以最少的外墙长度得到较大的面积，比同面积方形平面外墙长度减少10%；在体积相等时，圆柱体体积比正方体体形建筑外墙面积减少8%左右。她是一种节能型平面。圆形平面空间构成时，其走廊面积可减至最短，平面使用效率高，较为经济；圆形平面及圆柱体的受力性能比其他平面形式好，所受风力比类似矩形或方形平面约少30%，此外，圆筒形建筑形体简洁而优美，具有强烈的标志感和诱目性。

东山领汇广场住宅标准层平面以南塔、北塔两个塔楼组成，两塔平面形式基本相同。但关键点是北塔末端户型比南塔要小，这个主要原因是因为北面临近中山一路主干道和内环路，景观和环境条件不太理想，所以在容积率固定的情况下，将主要的户型安排在了南面。还有一点是中间有四个户型采用旋转45度的摆法，这样就可以争取到三个户型有西南的朝向。毕竟在住宅设计中，朝向和景观是十分重要的，这个直接会影响到住宅的销售情况。

交通运输设计

由于地块大小非常有限，而且超高层办公楼的车辆停放需求又非常的大，广晟国际大厦地下车库共有地下六层。这个深度的地下车库在国内还是比较少见的。但其实从结构设计的角度来说，地下室深入地面，还是比较有利的。坡道形式采用螺旋式坡道。布局简洁，交通路线明确。在本案中是一个合理的选择。

在东山领汇的建筑设计中，东西两个区都是有地下室的。其中大部分的车辆停放都分布在西区地下室，而东区由于地下一层和二层都和地铁连接，商业价值比较大。业主将负一二层开发为地下商业空间，只在负三层停放车辆。值得一提的是，东区负三层的车库由于面积的限制，是没有汽车坡道的。车辆进出只靠中部的两部车载电梯。在规范中，不超过50辆车的地下车库，是允许这样操作的。但是这种情况，笔者还是第一次碰到。

由于楼层较高，广晟国际大厦采用多区电梯系统，楼内竖向交通分成几区，各区由不同容量与速度的电梯服务。每十层或十几层左右分作一区。首层至六层共有30台电梯，七层到十七层共有26台电梯，十八层到二十六层共有22台电梯，二十七层到三十六层共有18台电梯，三十七层到四十四层共有14台电梯，四十五层到六十层共有10台电梯，与标准层的面积一样，层层递减。这样可符合底层人多面积大，电梯多，高层人少面积小，电梯相对少的运输优化配置。而且高层区电梯速度比中低区的为快。

按照规范规定，以电梯为主要垂直交通的高层公共建筑和12层及12层以上的高层住宅，每栋楼设置电梯的台数不应少于2台；由之前东山领汇广场的标准层平面图可看出，两栋塔楼按了规范最经济的标准做了2台电梯。因为住宅的人数远没有写字楼那么多，所以电梯也就没有分区了。其实住宅电梯的数量满足规范最低标准以后，就没有其他的硬性规定了。最要是看楼盘的档次要求和业主的意愿了。

避难层设计

广晟国际大厦避难层结合了设备层设计，在10层留出了1250.7平方米作为避难区，其余作为消防水箱设备间，在27层留出了1488.3平方米作为避难区，其余作为设备间，在44层留出了1251.8平方米作为避难区，其余作为设备间，而28层则单独作为设备间，在避难区不放置任何东西，在以上各层设一排通风百叶，以实现自然通风。

东山领汇广场的避难间分别设置在六层和二十一层，其中六层是裙楼顶层的绿化架空层，作为避难间问题不大，难点是在二十一层住宅层。这个区域的估计售价在3万元/平米左右。业主只想在每一塔中只抽调一个户型作为避难间，因为两塔都多一间避难间的话。他们会大概少赚800万。但对于设计而言，在这么小的空间内，要完成避难的功能，还要与上下的楼梯错开或断开，还是有点难度的。但是最后还是克服了，业主还是比较满意的。

结构设计

广晟国际大厦采用的是框筒――框架+筒体结构体系。而且是内筒外框架结构。这种结构不布置体系的优点是：在超高层写字楼的设计中，电梯和管井必不可少，电梯井和管井本身往往就是一个很好的筒体。她通过楼面梁板与四周柱子相连，即形成了内筒外框架结构。其建筑平面利用系数较高，建筑平面分隔比较灵活，景观视野开阔，中央核心筒结合电梯、厕所、设备管井布置。且随着电梯数量减少，上部楼层适当减小核心筒，进一步扩大有效建筑使用面积。

而东山领汇广场则采用框剪+转换层结构。在同一竖直线上。塔楼为住宅空间，下部作为商业广场。上部开间较小，采用框架――剪力墙结构。下部商业需要大空间要用大跨度框架结构。所以在六层设置了转换层，在上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时，其下部楼层柱网轴线与上部楼层柱网轴线错开，形成上下结构不对齐的结构方式，在此过程中，还出现了斜梁转换等复杂情况，由于建筑形体比较复杂，还要做超限审查，但最后还是通过了。

结语

随着中心城区的不断开发，和土地稀缺资源的不可再生性。在中国未来的发展中，超高层建筑将担任越来越重要的角色。对于建筑设计师来说，这是机遇同时又是挑战，掌握超高层建筑设计方法的要领，在日后的设计生涯中大有裨益。希望读者可以阅读本文浅薄的经验总结后，对超高层建筑设计有所收获。

参考文献：

[1][美]高层建筑与城市环境协会编著《高层建筑设计》罗福午 英若聪 张似赞 石永火 译 中国建筑工业出版社 1997.7

[2]许安之 艾志刚 主编《高层办公综合建筑设计》 中国建筑工业出版社 1997.12

[3]吴景祥 主编《高层建筑设计》 中国建筑工业出版社 1987.12

[4]雷春浓 编著《高层建筑设计手册》 中国建筑工业出版社 2002.8