办公楼层机电系统应对建筑设计的分析及策略论文_高仕新

高仕新

上海茂秀置业有限公司 上海 200042

摘要:房地产行业已经完全进入了“白银时代”,追求建筑产品的高效能和性价比成为了主流。在这样的大趋势下,同样条件下更灵活的户内分隔,成为了设计专业孜孜不倦追求的目标。本文以机电为着眼点,试从建筑、结构、室内各专业的配合中,简单分析一些机电专业适用的应对策略,真正让设计创造价值。

关键字:建筑 结构 室内 沟通 应对策略

0.前言

近几年的地产行业,国内外的大形势的影响下,地产公司的利润趋薄,为了追求利润的合理最大化,精细化管理的要求呼之欲出。此要求涉及招标、设计、施工、成本、营销、运营多个条线。本人混迹于顾问公司、设计院、地产公司多年,一直从事与机电相关的设计、设计管理。在此,本提出自己的一些愚见,希望对看到这篇文章的朋友有所帮助。

1.居中核心筒与偏置核心筒

以前的高层建筑,多以居中核心筒为主,是有多方面的原因的。第一,规范上的优势,核心筒居中布置,使得疏散距离变得最短,从而可以让核心筒的布置更灵活,更人性,最终达到提高得房率的目的;第二,地域上的优势,以前的上海,高层建筑的密度,相对现在来说还是偏低的,高层建筑的景观可视面,几乎是360度的;第三,结构上的优势,居中核心筒的结构刚心和质心偏离小,核心筒的能效较高。综合以上三点主要原因,居中核心筒的高层办公楼,占据了绝对的主流。

但是近些年,已建成的高层、超高层建筑项目越来越多,导致新建的高层建筑景观可视面变窄,为了使租户得到最好的景观视角,尤其是沿江建筑群,偏心筒设计也解决了这些新出现的矛盾;而且,标准层的面积不能仅依据建筑规范,社会对日照问题的日趋敏感,也严格限制着建筑方案的设计,一些建筑的标准层面积被迫压缩到了1500平左右,偏心筒的结构跨距可以控制在14m以内,结构更容易实现,这也从另一个侧面帮助了偏心筒的设计。

2.核心筒及各个功能空间占比

在这里,我们先来了解一下核心筒的组成要素。核心筒主要由垂直交通、垂直与水平交通转换、机电用房及管井、配套功能用房四大功能块组成。其中,垂直交通主要包含双跑梯或者剪刀梯、客梯、货梯和消防电梯;垂直与水平交通转换主要包含楼梯前室、消防电梯前室、合用前室和电梯厅;机电用房及管井主要包含空调机房、新风机房和机电管井;配套功能用房主要包含公共卫生间、茶水间和清洁间。

我们先看一组相关的数据统计,统计了核心筒中各功能空间的面积大小及所占比例,详见下表1。

表1 标准层核心筒占比分布

从上表的统计数据可见:

(1)核心筒占标准层面积的20%至30%之间。

(2)电梯井道是核心筒中面积需求最多的功能空间,高层办公楼电梯井道约占核心筒总面积的20%左右,超高层办公楼电梯井道约占核心筒总面积的35%左右。

(3)各种设备机房和管道竖井是核心筒中面积需求第二的功能空间,约占核心筒总面积的20%。

(4)卫生间、清洁间和茶水间等是核心筒中面积需求第三的功能空间,一般约占核心筒总面积的10%-12%。

(5)疏散楼梯是核心筒中面积需求第四的功能空间,一般约占核心筒总面积的8%-12%。

(6)交通通道作为必要的联系空间,一般约占核心筒总面积的7%。

3.建筑设计对机电规划的影响

既往我们在办公标准层的处理中仅就机房大小、管井大小提资建筑,能满足机电使用、维修的基本要求即可,并没有考虑项目建成之后销售出租的需求、物业的需求、用户使用的便利。

本文前一部分已经描述了核心筒内机电管井、电梯、机房。但是,机电专业不仅仅是简单的罗列机电要求,给建筑师出难题。作为机电专业的负责人,应该从项目定位、区位分析出发,思考如何从纯粹的设计配合工作升华到站在用户的角度,从产品的立场来考虑如何进行设计配合工作。

有了这样的思维转变之后,发现设计工作其实也可以从被动变为主动、从完成任务到期待结果的转变、从枯燥的机械动作到充满生命活力的设计构想实现的转变!这是一种令人愉悦的状态!

首先,为了得房率,核心筒在满足功能需求的前提下,紧凑成了设计第一原则,因此,核心筒的交通规划直接影响机电用房的布局。有了这个概念,在此提供上海市北外滩的两个项目实例,金茂78#和92#来具体分析,两项目的核心筒布置详见下图1、图2。

图1 78#T2塔楼核心筒布置

图2 92#T2塔楼核心筒布置

上图中实线为客流动线,虚线为物业动线。作为高端办公楼,物业公司对物业人员往往有比较高的要求,例如物业人员的日常巡查及检修不得进入租户区域。以整层出租为例,78#的核心筒布置,满足了客流动线与物业动线的分离;而92#核心筒布置,两者不可避免的产生了交叉,降低了租户体验感。但是,从图中也不难看出,78#核心筒的走道面积相对较大,占据了核心筒面积。表1中78#和92#走道在核心筒中的占比分别为7.4%和14.5%,也从侧面量化了这一点。

其次,北外滩处于虹口区滨江段,与外滩区域、陆家嘴片区形成三角对望的态势。

所以北外滩项目的南侧临江景观面极佳,偏心筒的设计就是为了满足这特定的建筑需求而产生的。为了满足办公楼可售/可租货值更大化的需求,办公楼层建筑规划出更多的江景租户面积,也变得顺理成章。详见下图3、图4。

图3 78#T2塔楼标准层平面

图4 92#T2塔楼标准层平面

从图中可得,78#景观面的进深为11.65m,92#景观面的进深为17.10m,而且78#的平面尺度在50m,92#的平面尺度仅在46m左右。因此,这17.10m更显得难能可贵,彰显了建筑师对项目周边情况的掌控力度。

但是我们不禁会细问,为什么两个同处北外滩的项目,一个采用居中核心筒,另一个采用偏置核心筒?我们再从两个项目的所在的具体地块分析一下,情况就一目了然了,详见下图5。

图5 地块脉络分析图

图中分别描述了两个地块与周边的相对关系,92#属于临江的第三排,而78#属于临江的第五排,78#T2塔楼到江边的直线距离有800m,江景这个因素对78#项目决策的影响力已经微乎其微,反而自身设计的提升占据了主导地位。

通过对两个项目的得房率、交通规划及景观面规划多方面综合比较,再结合两项目自身的特点,建筑师最终选择了两种截然不同的建筑逻辑,这两种建筑语言非常契合其项目具体所在地的特定因素。

基于两种核心筒规划,机电规划也应做出相应的动作。根据78#的交通规划设想,必须在核心筒内部,设置一条人行通路,可以覆盖消防梯前室及全部的机电管井及机电用房,居中核心筒的疏散距离已不成问题,所以机电规划在此时更具灵活性,机电规划的时候,可以更重视后期的运营。而92#的交通规划,核心筒的一边紧贴幕墙,因此消防疏散距离成为了限制因素,这势必会影响人形流线的合理性,也增加机电布置的难度,机房门直接面向租户区,后期的噪音和低频震动都是不得不重点考虑的问题。

总而言之,机电工程师需要跟建筑师有个良好的互动,建筑师需要考虑的是,在规划垂直交通的同时,兼顾水平交通及两者之间的转换;而机电工程师在配合建筑师完成核心筒的同时,更需要着重考虑的是,办公楼层在整体交付后,机电系统的应对租户的灵活性和改造可能性。在前期设计阶段,机电工程师的敬业心、责任心和专业度,都会给后期的改造难易程度和租户使用的舒适度产生难易量化的效应。

4.结构体系对机电管线的影响

阐述了建筑与机电互相纠结的关系,接下来分析一下结构与机电相互制约的关系。剔除结构安全性因素对项目的影响,单纯从设计角度上来说,结构和机电都是为了建筑服务的,都是为了实现建筑的最终效果。

结构与机电的主要矛盾点,就在于净高要求。根据现在的结构要求,各地有不同比例的预制率和装配率,例如上海,2016年7月28出文,规定出让的土地都要求不小于40%的单体预制率或者不小于60%装配率要求,基于工程进度的压力和工程现状,地下室一般采用混凝土结构,而地上部分一般需要采用钢结构或组合结合结构。组合结构指的是核心筒采用混凝土结构,其他区域采用钢结构;全钢结构就更容易理解了,在此不作赘述。钢梁与混凝土核心筒的连接可采用铰接形式,这使得靠近核心筒附近的梁高尺寸可以做小,此区域正是机电管线最密集的位置,梁高的减小,对机电的布置有利;而全钢结构采一般需用刚接形式,主梁的中间段梁高能做小,但这对机电布置帮助不大。

从以前混凝土结构到现在的钢结构,也对机电布置造成了不少的挑战。

首先,混凝土结构采用楼板与梁整体浇筑,结构降板较容易实现;而钢结构一般采用组合楼板,楼板需搁置在钢梁上方,小范围内的降板较难实现。

其次,混凝土结构体系中,楼板和梁的高度是重叠的,而且梁可以做宽扁梁,从而提供更多的机电空间;但是钢结构体系中,楼板是搁置在梁上的,在净高计算中,板厚和梁高要分别计算。又因为钢材的自身特性,钢梁只能做高做窄,才能体现钢材的优势,这就压缩了机电空间。

再次,钢结构规范的更新,也进一步限制了机电管线的水平布置。以前,钢梁上开洞尺寸,可以根据结构工程师的考量,适度的调整开洞方案。但是根据新的钢结构设计标准6.5.2条,孔口尺寸及孔口之间的净距均有明确规定,这极大的限制了钢梁的开洞尺寸和位置。不仅制约了施工图的设计,施工阶段的钢结构深化设计也没了发挥的余地。

相对于建筑专业,结构专业的限制性更隐蔽,在方案阶段,经验不足的机电工程师,往往只关注建筑平面,建筑师一般会注意空调机房的布置,而管井则随意放置,此阶段机电工程师应该基于分户和净高,对管井(尤其是消防排烟管井)有一个明确的规划,并返提资给建筑师。在极端情况下,消防水平管道受制于结构形式,,其他机电系统又没有考虑分户可能性,整个楼层不能做分户消防验收,导致对营销造成了太多的压力,也会因此收到一些不必要的投诉。有时候,为了整体的设计效果,我们应该对建筑师适度强势,合理的管井规划,能为后期精装分户的灵活性和吊顶造型的多样性,提供便利的空间。

5.室内设计对机电的影响

众所周知,机电设计中有一块工作范畴是二次机电设计,就是配合室内的机电设计。

与室内专业的配合,就不像建筑那么的大尺度,也不像结构那么的讲原则。室内设计,受制于规范的因素偏少,主要是根据设计思路和风格,完成整个设计。与室内设计的配合比较繁琐,比较注重细节,精装修范围内的机电末端功能又比较单一。机电末端的设计,对于科班出身的机电专业来说,是比较简单和枯燥乏味的,但是对于室内专业来说,是一个一知半解的知识。

机电专业在提资的前,需要室内专业有一个交底,了解对方的设计意图,清楚哪些是对方重点关注的地方,这样在设计的时候可以有的放矢,尽量避免在室内的重点区域布置过多的机电点位,在提资的时候,要尽可能的把提资表述清楚,哪些是红线,哪些是可以调整的,可以调整的范围,都要清晰的告知对方,比如消火栓的开门尺寸、摄像头及疏散指示的设置高度、风口的位置、门禁、紧急报警按钮等等。不要让对方有理解上的歧

下转第287页

义,这样可以使双方的沟通和设计更顺畅。

图6 标准层建筑平面图

6.文后语

在国外,建筑师创作一栋建筑,是需要花费很多精力的,建筑师在介绍自己的作品的时候,常常会以“我的孩子”称呼。在我看来,一栋建筑完全可以当成一个“人”来看待,建筑决定了“这个人”长成啥样;结构

是“这个人”的骨骼和肌肉,支撑起整个人;而机电则是“这个人”的血液系统、呼吸系统、泌尿系统和神经系统。所以建筑中的各个专业都是密不可分的,各个专业技术人员之间的良好及密切沟通,才能共同创造一栋完美的建筑。

最后,再提供上海地区另一项目实例平面图,个人认为是设计比较理想的标准层平面,详见下图9。

第一,从上图中不难发现,建筑平面成“方形”布置,核心筒四边的进深尺寸相差不大,是户内空间利用率最高的组合。第二,各区的电梯厅主入口为南北向,而物业流线为东西走向贯穿核心筒的“一字型”走道,做到了物业与客流的分离。第三,空调机房分设在核心筒的四个角,最大限度的减小了空调主风管的尺寸。第四,空调机房出管面没有被剪力墙阻挡,为机电的灵活性提供了条件。第五,幕墙的四个角上没有立柱,给户内最好的区域提供了更优质的景观视角。

此项目的信息不多,根据仅有的信息,在此做简单的分析,希望能对读者的工作有启发性作用。

参考文献:

《商业地产项目定位与建筑设计》

GB50017-2017《钢结构设计标准》

沪建建材[2016]601号上海市住房和城乡建设管理委员会关于本市装配式建筑单体预制率和装配率计算细则(试行)的通知

论文作者:高仕新

论文发表刊物:《建筑细部》2018年第17期

论文发表时间:2019/3/18

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

办公楼层机电系统应对建筑设计的分析及策略论文_高仕新
下载Doc文档

猜你喜欢