摘要:本文主要从建筑专业的角度浅析一下超高层的设计方法,包括城市环境与超高层建筑的规划布局、整体造型设计、平面设计、交通运输设计、避难层设计、结构设计等。结合本公司在广州所做的两个超高层项目:一个写字楼项目,一个商住楼项目为实例加以阐述。同时作为作者本身的项目操作过程的一种经验总结。
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***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***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
作者简介:
广州瀚华建筑设计有限公司建筑师。