高层办公楼设计.ppt

高层办公楼建筑设计 公共建筑设计 内容框架一 办公建筑的概念 定义 分类二 高层建筑的起源 发展及趋势概况三 高层建筑的利与敝四 高层消防设计相关规范五 高层建筑结构设计六 裙房的设计七 标准层的设计八 垂直城市及未来高层建筑的探索 高层办公楼建筑设计 一 办公建筑的概念 定义 分类办公建筑 供机关 团体和企事业单位办理行政事务和从事各类业务活动的建筑物 公寓式办公楼 由物业统一管理 根据使用要求 可由一种或数种平面单元组成 单元内设有办公 会客空间和卧室 厨房和厕所等房间的办公楼 酒店式办公楼 提供酒店式服务和管理的办公楼 综合楼 由两种及两种以上用途的楼层组成的公共建筑 商务写字楼 在物业统一管理下 以商务为主 由一种或数种单元办公平面组成的租赁办公建筑 高层办公楼建筑设计 办公楼根据使用对象可进行如下分类 高层办公楼建筑设计 办公楼的组成 应根据任务 性质和规模大小来决定 二 高层建筑的起源 发展及趋势概况 一 高层建筑的定义自古以来 人类在建筑上就有向高空发展的愿望和需要 东西方古代建筑发展的历史已充分证明了这一点 但是 真正实用 舒适 经济上可被普遍接受 技术上先进 安全可靠 实施快捷的高层建筑 是由十九世纪末诞生 二十世纪逐渐发展成熟的 高层办公楼建筑设计 现代高层建筑的划定标准主要是建筑高度 而依据则是基于本国的经济技术条件和消防装备等具体情况 所以 各国对高层建筑的起始高度的定义就有很大差异 1 直到1972年国际高层建筑会议上 美国宾夕法利亚州伯利克市 才对高层建筑的定义取得了较统一的认识 并将之划分为四类 第一类高层建筑 9 16层 最高到50米 第二类高层建筑 17 25层 最高到75米 第三类高层建筑 26 40层 最高到100米 第四类高层建筑 40层以上 高度100米以上 高层办公楼建筑设计 2 我国现行 高层民用建筑设计防火规范 规定 1 10层或10层以上的居住建筑 包括首层设置商业网点的住宅 2 建筑高度超过24米的公共建筑 不含单层主体超过24米的体育馆 剧院等及防空地下室 3 高度超过100米的所有居住及公共建筑均属超高层建筑 高层办公楼建筑设计 特例 桥梁建筑大跨建筑 位于法国西南部的米约大桥 大桥桥面离地270米 而斜拉索最高点离地有343米 比埃菲尔铁塔还要高出23米 体育馆建筑面积为42627平方米 拥有6000只座位 主馆为四层 附馆为两层 局部为三层 高29m 高层办公楼建筑设计 二 高层建筑的概况1 区域上高层建筑诞生于美国 成熟于美国 由美国传向世界 已成为二十世纪特有的建筑现象 现在美国已不再热衷于高层建筑了 其重心已转向了亚洲 尤其是中国 日本 马来西亚等国家 芝加哥是高层建筑的故乡 早期的发展阶段 芝加哥与纽约交替领先 大有一竞高下之态势 纽约的帝国大厦 1931年 钢构 102层 381米 办公 纽约世界贸易中心大厦 1972北楼 1973南楼 110层 412米 钢构 办公 曾先后位居世界最高楼达很长时间 而芝加哥的西尔斯大厦 1974年 钢构 110层 443米 办公 重又夺回最高名次至不久以前 为马来西亚之佩重纳斯双塔突破 高层办公楼建筑设计 2 高度上正在寻求向新的高度攀升 英国的利物浦之塔方案139层 550米 日本鹿岛公司构想200层 808米 日本甚至提出了埃罗普利斯500层 2001米高的方案 另外 建筑师们尚在寻求向地下 深海 空间横向发展等可能性途径 3 现代高层起因起因 是城市人口的极度膨胀 用地变得非常紧张 迫使建筑向空中发展 加之 有着强烈的视觉 广告效应和精神 心理作用 同时 经济技术的迅速发展也为其提供了直接的物质条件 垂直交通及其它设备 结构 材料 施工 管理 能源技术等 高层办公楼建筑设计 4 五个发展阶段 见下表 古塔 精神崇拜 军事作用 河南嵩山的嵩岳寺塔是中国现存最早的砖塔 建于北魏孝明帝正光元年 520年 距今已有1470年的历史 嵩岳寺塔总高41米左右 周长33 72米 塔身呈平面等边十二角形 中央塔室为正八角形 塔室宽7 6米 底层砖砌塔壁厚2 45米 塔室于底层开东 西 南 北四门 高层办公楼建筑设计 芝加哥学派 十九世纪七十年代产生于美国 现代高层建筑的起源 他們使用鐵的全框架結構 使樓房層數超過10層甚至更高 由于爭速度 重時效 盡量擴大利潤是當時壓倒一切的宗旨 傳統的學院派建筑觀念被暫時擱置和淡化了 這使得樓房的立面大為淨化和簡化 為了增加室內的光線和通風 出現了寬度大于高度的橫向窗子 被稱為 芝加哥窗 高層 鐵框架 橫向大窗 簡單的立面成為 芝加哥學派 的建筑特點 高层办公楼建筑设计 SOM设计事务所 国际主义风格建筑的堡垒 高层办公楼建筑设计 三 高层建筑的优点与问题 一 高层建筑的优点主要表现在五个方面 1 高层建筑向空中 地下发展 可以少占土地 解决城市人口剧增 用地紧张的问题 并且 节约的土地可供布置绿化 美化环境 这些绿地在火灾 地震等紧急情况下可作安全隔离带和疏散用地 2 高层建筑可节约市政工程投资 这是相对集中使道路管线缩短所致 3 满足大企业对办公楼的规模 形象的需求 高层办公楼建筑设计 现在正风行的智能大厦 intellegentbulding 需要将全体工作人员与现代化办公设备容纳在一个大楼内 以发挥集约 综合效率 同时 宏大有个性的大楼造型是企业形象的最佳体现 4 高层建筑的地下室是城市的防空地下室 5 高层建筑是大城市的重要景观 高层办公楼建筑设计 二 高层建筑的问题1 垂直交通问题这是高层建筑大量人流 货物能否快捷上下 并保证安全的关键所在 也是设计中建筑师的重要工作内容之一 2 结构问题高层建筑的结构问题主要是抵抗侧向风力 地震力 尤其是风力 3 高层建筑的外观问题处理不当 会造成严重的环境问题 从总体来说 既要处理好与周围环境的整体关系 又要寻求自身形体上的突破 创造有个性 丰富 符合建筑自身性格和时代审美特性的作品 高层办公楼建筑设计 深圳市地王 68层384m1996 建成时亚洲第一高楼 高层办公楼建筑设计 4 密集高层建筑的出现对城市的影响由于经济的发展 城市内的寸土寸金成为必争的目标 因此 市中心区往往高层建筑非常密集 处理不好会对城市环境产生严重的影响 如 天窄 人小 车拥人密 气污 声噪 风急 树稀 阴暗等等 位于纽约曼哈顿区5马路和6马路之间的洛克菲洛中心 由14幢高楼组成 是处理较成功的世界上最集中的高层建筑群之一 历经十年左右才建成 高层办公楼建筑设计 5 高层建筑的环境心理问题高层建筑与环境间的相互影响非常复杂 以下为几个主要方面 1 阳光与阴影根据不同地区的特定自然气候状况 对阳光需求有明显的差异 高层建筑会留下一条长长的影子 但它具有流动性特点 塔式高层建筑的终日阴影最小 板式则相对大的多 见示图 因此 选址 布局时 应注意保持适当的间距 避免给高层之北侧建筑 环境造成日照问题 尤其地 应避免东西向街的南侧街道终日阴冷 另外 现代高层建筑常使用大片玻璃幕墙 会给城市环境造成眩光 并且 处于高反射玻璃的反射区内 气温会升高10 15 对周围小气候环境影响较大 高层办公楼建筑设计 高层办公楼建筑设计 2 噪声与减噪高层建筑内不可避免地有很多噪声 电梯 设备 管道等 通过设备自身减噪处理 隔声材料的使用及设计上的合理安排等措施 已取得了明显的效果 高层建筑设计中应注意风引起的噪声 窗户采用多层不共振玻璃 保持良好的气密性 建筑外型应尽量简洁 另外 外部环境噪声对高层建筑同样有较大影响 街道布置时 应采用开敞式而避免封闭式 尚可以裙房 低层商业建筑起声障作用 见示图 高层办公楼建筑设计 高层办公楼建筑设计 3 风对高层建筑的影响这主要是指高层建筑的风振动会给人带来不舒适感 风荷载影响人体舒适度的因素有以下几方面 振幅 速度与加速度 加速度变动率 1 6次 秒 即引起人的不适 为抵抗风侧力影响 高层建筑设计时应加大进深和严格控制高宽比 另外 除了风对高层建筑本身有种种影响外 对其周围环境也有一定的影响 因气流收缩而产生负压 随之出现涡流 其中向下的气流会影响周围的建筑 且给行人造成影响 4 其它环境问题 高层办公楼建筑设计 三 对高层建筑的合理控制方法根据具体情况常采用以下几种方法 1 禁止建造高层建筑此法是一项严格的禁止性政策 应慎之又慎地使用 对城市的一些特定区域 地段 可考虑采用严格禁止法 2 限制高层建筑的高度为保持一定区域的整体环境风貌 可采用限制高度方法 如巴黎旧市区分为五个高度区 分别控制在15 18 25 31 35米范围内 另外 一些地质条件差 有地震灾害的地区 应加以高度限制 高层办公楼建筑设计 3 限制高层建筑选址高层建筑设计除单体质量外 更应重视环境的整体效果 4 以容积率控制高层建筑密度密度越大 空地则越少 必将带来缺乏公共活动场地 绿地和人车拥挤等问题 西方国家许多城市的中心区的高层建筑净密度几乎达到90 100 基本占满基地 同时 一些高层建筑的有效容积率更高大50 如帝国大厦有效容积率为25 78 加上地下面积达40 部分地区现行的控制性建筑容积率 旧金山14以内 芝加哥16以内 我国以不超过10为宜 高层办公楼建筑设计 四 高层消防设计相关规范1 高层建筑的底边至少有一个长边或周边长度的1 4且小于一个长边长度 不应布置高度大于5 00m 进深大于4 00m的裙房 且在此范围内必须设有直通室外的楼梯或直通楼梯间的出口 高层办公楼建筑设计 2 高层建筑之间及高层建筑与其它民用建筑之间的防火间距 不应小于下表的规定 高层建筑之间及高层建筑与其它民用建筑之间的防火间距 m 高层办公楼建筑设计 3 两座高层建筑相邻较高一面外墙为防火墙或比相邻较低一座建筑屋面高15m及以下范围内的墙为不开设门 窗洞口的防火墙时 其防火间距可不限 高层办公楼建筑设计 4 高层建筑内应采用防火墙等划分防火分区 每个防火分区允许最大建筑面积 不应超过下表规定 每个防火分区的允许最大建筑面积注 设有自动灭火系统的防火分区 其允许最大建筑面积可按本表增加1 00倍 当局部设置自动灭火系统时 增加面积可按该局部面积的1 00倍计算 一类建筑的电信楼 其防火分区允许最大建筑面积可按本表增加50 高层办公楼建筑设计 5 当高层建筑与其裙房之间设有防火墙等防火分隔设施时 其裙房的防火分区允许最大建筑面积不应大于2500m2 当设有自动喷水灭火系统时 防火分区允许最大建筑面积可增加1 00倍 6 高层建筑内设有上下层相连通的走廊 敞开楼梯 自动扶梯 传送带等开口部位时 应按上下连通层作为一个防火分区 其允许最大建筑面积之和不应超过本规范第5 1 1条的规定 当上下开口部位设有耐火极限大于3 00h的防火卷帘或水幕等分隔设施时 其面积可不叠加计算 高层办公楼建筑设计 7 高层建筑中庭防火分区面积应按上 下层连通的面积叠加计算 当超过一个防火分区面积时 应符合下列规定 7 1房间与中庭回廊相通的门 窗 应设自行关闭的乙级防火门 窗 7 2与中庭相通的过厅 通道等 应设乙级防火门或耐火极限大于3 00h的防火卷帘分隔 7 3中庭每层回廊应设有自动喷水灭火系统 7 4中庭每层回廊应设火灾自动报警系统 高层办公楼建筑设计 8 高层建筑每个防火分区的安全出口不应少于两个 但符合下列条件之一的 可设一个安全出口 8 1十八层及十八层以下 每层不超过8户 建筑面积不超过650m2 且设有一座防烟楼梯间和消防电梯的塔式住宅 8 2每个单元设有一座通向屋顶的疏散楼梯 且从第十层起每层相邻单元设有连通阳台或凹廊的单元式住宅 8 3除地下室外的相邻两个防火分区 当防火墙上有防火门连通 且两个防火分区的建筑面积之和不超过本规范规定的一个防火分区面积的1 40倍的公共建筑 高层办公楼建筑设计 9 高层建筑的安全出口应分散布置 两个安全出口之间的距离不应小于5 00m 安全疏散距离应符合下表的规定 高层办公楼建筑设计 10 高层建筑内的观众厅 展览厅 多功能厅 餐厅 营业厅和阅览室等 其室内任何一点至最近的疏散出口的直线距离 不宜超过30m 其它房间内最远一点至房门的直线距离不宜超过15m 11 位于两个安全出口之间的房间 当面积不超过60m2时 可设置一个门 门的净宽不应小于0 90m 位于走道尽端的房间 当面积不超过75m2时 可设置一个门 门的净宽不应小于1 40m 高层办公楼建筑设计 五 高层建筑结构设计1 设计特点与结构形式特点 以考虑水平荷载为主 进行结构强度计算 防止水平位移过大 结构形式 a 按材料分 砖石 钢筋混凝土 钢 钢筋混凝土 钢组合b 按构件形式分 线型构件 平面构件 空间构件 高层办公楼建筑设计 2 从建筑结构的角度必须考虑以下设计问题 1 选择合理的结构体系常用的结构体系a 框架结构体系b 剪力墙结构体系c 框架 剪力墙结构体系d 筒体结构体系 框筒 筒中筒 组合筒 e 巨型结构 高层办公楼建筑设计 3 以交通枢纽 管理系统及服务用房为核心体组织平面 高层建筑中的垂直交通系统不仅起着交通联系的作用 而且它与管井 服务用房组合在一起可以形成建筑平面的核心 在高层建筑中起结构稳定作用 在塔式平面中 一般将核心筒集中在中心部位 主要使用空间置于外圈 以利自然采光 通风和观赏 形成以一个垂直系统的核心的紧凑布局 4 以交通枢纽 管理系统及服务用房为核心体组织平面 在板式平面中 核心体可以是一个或多个 如果是一个 多布置在中心 如果是两个或两个以上 最好是对称布置 这样可以充分发挥核心体对高层建筑的稳定作用 六 裙房设计1 布置方式 1 裙楼在高楼的下部 高楼直接落地 周边全部暴露在外 有利于结构布置及消防扑救 2 裙楼在高楼之一侧 结构相互脱开 3 裙楼包围着高楼 有高楼紧紧相连 应保证高楼至少有1 4的外露面 保证消防扑救 4 裙楼四面包围高楼 但裙楼与高楼之间有一定的露天院落 要保证消防车能开进院落并保证高楼至少有1 4的外露面 以利消防扑救 高层办公楼建筑设计 2 布置原则 1 有利于高层建筑结构体系的完整 保证高层的结构体系直接与基础连接 不要因裙房的布置而破坏高层结构体系自上而下的完整性 2 有利于消防扑救 从消防考虑 裙楼不能全包围高层 必须给高楼留出其1 4周长的外露面 以利消防扑救 高层建筑的周围应有消防通道 当建筑的沿街长度超过150m或周长超过200m时 在平面设计中应在适当的位置设置穿过建筑的消防通道 如有封闭的内院或天井的高层建筑沿街时 要视天井高度的大小设置人行通道或消防通道 高层办公楼建筑设计 七 标准层的设计 一 核 的构成1 垂直交通空间高层建筑垂直交通是筒体的核心部分 包括客梯 消防电梯 货梯 消防疏散楼梯及交通厅 满足通行要求和消防规范的要求 电梯的数量 配置和选型根据建筑物不同的规模和使用性质有关 高层办公楼建筑设计 2 设备管道空间设备管道空间是核心筒的组成部分之一 它包括强电管道间 弱电管道间 给水排水管道间 进气管道间 排烟管道 空调透风管及回风管道 空调管道以及消防管道等 3 公共性服务空间包括开水间 卫生间 设备机械房及工作服务用房等 高层建筑标准层平面 高层办公楼建筑设计 二 标准层平面规模1 根据建筑规模 业主设计要求及建筑层数 建筑高度等因素综合考虑 标准层面积在2000平方米时比较经济 2 尽量提高空间的有效利用率 即标准层有效使用面积与核心体所占面积的比例 核心体面积占楼层面积的25 30 比较经济 3 受建筑物的结构 防火间距及防火分区的限制 高层办公楼建筑设计 三 标准层的柱网设计考虑主要使用功能的单元尺寸 考虑柱网的经济跨度 考虑地下室部分停车等的普适性 目前一般高层采用框 筒结构 开间一般为7 5 8 7m 甚至更大 进深根据使用性质而确定 一般柱网为方形或矩形 美国以租凭跨度来确定进深和开间的大小 四 标准层的平面形式 高层办公楼建筑设计 塔式高层平面 板式高层平面 高层办公楼建筑设计 八 垂直城市及未来高层建筑的探索城市规模的不断扩大 巨型城市不断产生 使人们反思水平扩展城市用地的作法 催生了具有多功能 垂直方向组织空间的新途径 垂直城市 美国 日本等国家对此进行的探索比较多 如美国共生大厦设计 日本空中之城等 高层办公楼建筑设计 东京清水金字塔介绍东京清水金字塔日本清水工程公司正设计在东京修建一座透明的建筑 名为 金字塔城 这座城池高达1 07公里 覆盖陆地和海洋 数十幢100多层的摩天大厦置身其中 可容纳75万名居民和工作人员 就像其它超级大楼一样 建造金字塔城的目的就是为了解决东京拥挤和环境破坏等问题 自动机器人将以新一代碳材料建造这座城市 城内的气候将由太阳能和风力控制 高层办公楼建筑设计 1996年 西班牙的一家建筑事务所CPP Cervera PiozandPartners 建议在上海和香港建造两座被称为 超群大厦 BionicTower 的建筑群 包括位于中央的300层摩天大楼和周遭较矮的建筑群 该事务所希望由此构成一座独立的小城市 提供商场 公寓 电影院可