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【摘 要】核心筒的设计质量将会直接影响超高层建筑的使用安全和结构安全，本文首先对核心筒的概念和作用进行分析，并对影响超高层建筑核心筒设计的制约因素展开分析，最后对超高层建筑核心筒的设计要点进行总结，为超高层建筑核心筒的设计提供资料参考。
【关键词】超高层建筑；核心筒；设计
【中图分类号】TU973.17 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）16-0019-02
超高层建筑作为一种能够显著提高土地资源利用率的建筑样式，在现代城市化不断推进的背景下应用广泛。但超高层由于技术要求高、施工周期长、工程建设难度大，如果在建筑施工中不能做好关键技术的应用，必然会带来巨大的消防、安全和生态问题。核心筒是超高层建筑的核心结构，其设计和施工质量将会直接影响到建筑的使用安全和寿命周期。随着我国超高层建筑项目与日增多，超高层建筑核心筒设计施工技术进步显著，但在具体的核心筒设计中，仍然受到一些因素制约，影响了核心筒结构的设计质量，对建筑施工安全、使用安全和寿命周期带来影响。因此，在超高层建筑设计中，如何对核心筒结构进行优化设计，已经成为现代超高层建筑设计和施工技术进步与发展的关键。
1.超高层建筑核心筒概述
1.1 核心筒概念
所谓超高层建筑，就是指建筑高度大于100m的高层建筑，超高层建筑相比于普通建筑和高层建筑，其建筑设计的要求和方法都有着明显的不同。超高层建筑的塔楼部分由水平空间和贯穿各层水平空间的垂直空间两部分构成，我们在水平面和垂直体交汇处截取任意单元，并将与其垂直体交汇的单元的竖向空间积层作为标准层。标准层设计时需要将楼梯、电梯和设备辅助用房集中布置，并将其组合成具体的核心结构来提高结构强度和稳定性，这部分核心结构即为核心筒。
1.2 核心筒作用
核心筒是超高层建筑的核心结构，其内不仅包含转换站、电梯系统、防烟楼梯间、公共服务空间，还包含整个标准层的洗手间、垃圾间、服务台等，其不仅发挥着交通运输的作用，还是维持大楼正常运转和日常供电、供暖和通信等功能的重要区域。核心筒的设计不仅要与建筑的高度相符，而且其发挥着重要的功能性作用，因而核心筒的设计是超高层建筑设计中的重点内容。
2.超高层建筑核心筒设计的制约因素
超高层建筑核心筒的设计，受到经济性、安全性和建筑高度、平面形状、电梯布置等因素影响。在核心筒设计中，必须综合考虑这些因素，才能确保核心筒的设计符合建筑设计要求。
2.1 经济性因素对核心筒设计的影响
超高层建筑功能多、工期长、工艺要求高、造价昂贵，由于核心筒的设计直接影响着整个建筑设计，因而其设计对建筑整体造价影响巨大。在建筑行业市场竞争日益激烈的今天，在核心筒设计中实现对建筑成本的优化，已经成为超高层建筑经济性设计额关键。在标准层设计中，有效的提高其经济性，能够有效降低核心筒的面积，以最小的经济成本投入，完成整体建筑设计要求，并保证标准层的使用率最大化。这能够极大的提升建筑空间品质，为人们营造更加舒适、宽敞的建筑内部使用空间，实现建筑的优化和造价的降低。
2.2 安全性对于超高层建筑核心筒设计的影响
超高层建筑相比于普通建筑，其存在着疏散困难、功能复杂、体积大的特点。由于核心筒影响着整体建筑的使用，并且是超高层建筑结构设计中的关键，因而其设计会对建筑的安全性带来极大影响。如果核心筒设计不到位，不仅会导致建筑水、电、空调系统无法有效发挥作用，还可能导致建筑整体结构受力和荷载不达标，影响建筑的使用安全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在超高层建筑的核心筒设计中，首先要考虑的就是核心筒的结构安全性，确保核心筒的结构设计符合建筑结构稳定性要求。在现代超高层建筑设计中，常见的核心筒结构包括框架体系核心筒、剪力墙体系核心筒、框架剪力墙体系核心筒、筒体结构核心筒等，不同的核心筒结构其适用性和特点不同，因而在核心筒设计中要根据建筑整体设计要求选择合适的设计方法，并根据建筑结构的特点进行优化设计。除此之外，由于核心筒还担负着交通运输功能，在其设计中还要做好消防疏散的安全性设计，保证消防电梯、防烟楼梯和避难层能够在火情发生时发挥作用，并确保核心筒设计符合我国相关消防疏散法规。
2.3 其他因素对核心筒设计的影响
除经济性和安全性因素外，在核心筒设计中还要考虑建筑高度、标准层面积形状、电梯系统布置等因素。因而，核心筒设计必须综合考虑建筑结构特点和标准层面积、形状，只有全面考虑所有的关键要素，才能实现核心筒设计的优化。
3.超高层建筑核心筒组成部分及设计要点
3.1 电梯系统设计
电梯系统包括客用电梯、消防电梯、后勤服务电梯等不同用途的电梯轿厢、电梯厅、电梯井道、设备等。客运电梯及后勤服务电梯承担了日常使用的垂直交通，消防电梯作为消防人员紧急情况下救援疏散用。因此，电梯系统设施布局不仅要易于识别、便于集散、紧凑高效等基本要求，还必须满足防火疏散的相关要求。关于电梯系统的相关研究第四章将进行详尽的叙述。
3.2 安全疏散系统设计
超高层建筑一旦发生火灾，不仅火灾扑灭难度大，而且由于超高层建筑容纳人数多、结构复杂，其疏散和救援系数也较大。随着人们对建筑消防安全重视度不断提高，如何提高超高层建筑核心筒设计质量，已经成为影响整体建筑安全疏散系统效用的关键。超高层建筑核心筒的安全疏散系统设计主要包含防烟楼梯和消防电梯两部分，在防烟楼梯和消防电梯设计中，不仅要考虑相关法律和法规的影响，还需要对气压、排烟系统、送风系统、风道等进行优化设计。一般来说机械加压送风的防烟楼梯间和消防电梯合用前室，宜分别独立设置送风系统，当必须共用一个系统时，应在通向合用前室的支风管上设置压差自动调节装置。楼梯间宜每隔二至三层设一个加压送风口；前室的加压送风口应每层设一个。剪刀楼梯间可合用一个风道，其风量应按二个楼梯间风量计算，送风口应分别设置。楼梯间宜每隔二至三层设一个加压送风口；前室的加压送风口应每层设一个。剪刀楼梯间可合用一个风道，其风量应按二个楼梯间风量计算，送风口应分别设置。消防电梯的电梯井需要独立设置，并保证期耐火极限符合要求，除此之外还要做好井道与容量的设计，并在消防电梯轿厢装修时尽量选择防火隔热材料。
3.3 设备用房及管井设计
核心筒的设备用房设计包括空调机房设计、电气设备间及竖井设计和供排水管设计等。空调机房设计要做好类型选择，根据建筑的规模、各点来综合选择空调系统。电气设备间则包括强弱电系统设计，并在电气设备间设计时避开烟道、热力管道及其他潮湿设备，以确保电气设备的使用环境良好。供排水管井设计则包括生活供水、消防供水和排水及空调系统等，供排水系统设计不仅要保证标准层的功能需求，还要保证建筑的用水系统和消防系统等正常发挥功能。
3.4 辅助用房设计
超高层建筑的辅助用房是提高建筑整体空间指标和管理水平的关键，辅助用房包括卫生间、垃圾间、开水间、服务台等，在这些辅助用房设计中，不仅要考虑面积，还要对其位置进行优化设计与布置，从而最大化的提高人们的使用舒适性，提高超高层建筑的使用体验。
综上所述，为了提高超高层建筑核心筒设计质量，就必须把握好核心筒的概念和作用，并把握好核心筒设计的影响因素，只有这样，才能在核心筒设计时做好核心筒结构和设计的优化，实现核心筒设计质量的提高，从而超高层建筑的整体设计质量。
参考文献
[1]万黎萍,张声扬.浅谈超高层建筑标准层实用率与核心筒设计的关系——以广州珠江新城超高层建筑为例[J].城市建筑, 2016(14).
[2]陈占欣,崔明波,丁盼龙.对于城市超高层建筑物的混凝土框架-核心筒结构讨论[J].商品与质量·建筑与发展,2014.
论文作者:吴晓勇
论文发表刊物:《建筑知识》2017年16期
论文发表时间:2017/7/18
标签：核心论文; 高层建筑论文; 建筑论文; 电梯论文; 结构论文; 楼梯间论文; 系统论文; 《建筑知识》2017年16期论文;