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摘要：随着社会的发展，城市中的超高层建筑越来越多，这不仅集中体现了我国科技的进步，也象征着我国综合国力的增强，标志着城市竞争力的提高。然而，超高层建筑不可避免地要消耗大量的人力、物力与财力，其设计及维护需要大量的金钱，这使其已经违背了原先设计这种建筑的节约的目的。同时，在超高层建筑设计中还存在许多问题，需要人们的重视。本文主要针对超高层建筑设计中需要注意的问题展开分析。
关键词：超高层建筑；建筑设计；问题
1、由普通问题转化而来的特殊问题
1.1设备与设备系统设计方面的问题
从土建工程的角度出发，超高层建筑的建造在技术方面一般是没有问题的。我国曾多次提出超高层建筑的建造，由此可见超高层建筑的建造在技术上是可行的。然而，如果从设备及设备系统的角度出发，超高成建筑的建造就没那样简单了，因为超高层建筑并不是将普通建筑进行拉伸和简单地叠加。这样一来，存在于一般建筑中简单的问题，在超高层建筑内就变成了相对特殊的问题，要求相关人员给予特别关注并进行相应的处理。另外，高层建筑必须承受侧向的风力，该问题也是人们必须予以重视的。
1.2防排烟系统设计中的问题
1.2.1没有正确认识排烟方式的差别
在城市用地不断紧张的同时，越来越多的超高层建筑拔地而起。有些开发商为节省投资，在超高层建筑设计的过程中，对于消防电梯间前室、防烟楼梯间及其前室的防烟设施的设计都是运用自然排烟的方式，并无有关机械防烟设施的设计。然而，事实上，在外界自然环境的影响下，超高层建筑内不可再使用自然排烟的方式。
1.2.2未对不具备自然排烟条件的封闭楼梯间进行防烟设计
在超高层建筑设计中，特别是那些大型的商场中，在中部设有封闭的楼梯，为了节省投资，扩大商场的使用面积，很多设计中并没有根据规范去设正压送风，也没有增设前室。
1.3电梯设计中存在的问题
电梯在超高层建筑中也是非常重要的，被看作是“生命线”。以纽约世贸中心为例，在这个超高层建筑中共有246 个电梯，在这些电梯高速运行的时候，若大楼发生了15.24 cm 以上的晃动，那么电梯钢缆将由于一松一紧而造成的受力不均而带来损害，甚至引发危险。针对这种现象，他们设计了相应的报警系统以及电梯钢缆随动的跟踪机构，从而对电梯钢缆的长度进行及时调整，使其均匀受力。
此外，还有些现象是在普通建筑设计中不会出现的，即在冬天气温较低的条件下，很可能因为低层与地下室内的冷空气进入电梯井，在烟囱效应的影响下，产生强大的气流，使得电梯门无法关上。同时，也可能把底层的某种气味带入高层中，例如厨房的油烟味等，如果在底层和地下室内进行电焊操作，或者有燃气泄漏，气流就会把火源带进高层，造成极端危险的情况。
通过以上分析，可以看出对于普通建筑来说比较简单的事情，在高层建筑中都可能成为复杂的问题，甚至很大的麻烦。究其原因，主要在于它特别高，并且结构复杂，使其在设计与维护等许多方面存在很大的问题。
2、消防问题
超高层建筑往往在功能上是多元的，而其中设备又比较复杂，本身存在很多引起火灾的潜在因素，例如，超高层建筑的电器设备很多，一旦维护、管理或使用不恰当，就可能引发火灾；未妥善管理明火；施工以及机械故障等。
从引发火灾的原因来看，与普通建筑几乎相同，然而在超高层建筑中，如果发生火灾，会比普通建筑带来更大的危害。具体来说，高层建筑的消防问题主要表现在以下几方面。
2.1火灾蔓延迅速
由于超高层建筑中存在许多可燃物，它们形成了许多纵向烟筒。当火灾发生时，这些烟囱的拔风抽力效应可以促进火焰及烟气的蔓延，高度越高，抽力越大，这种效应就越强烈。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆超高层建筑的烟筒效应是最难防范的，虽然可在管道内设置一些防火阀，然而这些防火阀可能出现控制失灵、无法严密闭合等情况，从而导致有火溢出直至延烧。
2.2人员疏散困难
超高层建筑内部，往往会聚集大量的工作、生活人员，通常情况下，超过300 m 的高层建筑可以容纳的人数都在万人以上。一旦发生火灾，一切客货电梯必须马上降至底层而不可使用，只有消防专用电梯可以使用，这样一来，大量人员必须由楼梯疏散。建筑的层数越高，人员越多，其疏散的时间就越长。
2.3火灾扑救困难
超高层建筑一旦发生火灾，那么在灭火过程中，就会遇到建筑周围场地小或者登高高度受限制等具体问题。另外，如前文所述，超高层建筑的火势蔓延迅速，也增加了扑救的难度。
综合以上分析，可以看出对于超高层建筑，在设计中必须充分重视消防问题。只有首先全面考虑超高层建筑中可能出现的消防问题，并在相关设计中消除这些问题发生的可能性，才能够实现超高层建筑设计的根本目标。
3、超高层建筑的抗震设计中存在的问题
对于超高层建筑的设计，关于抗震问题的研究是其关键所在，而在抗震设计中，短柱问题表现最为突出。具体问题表现如下。
3.1结构平面设计中的问题
对于超高层建筑的结构平面设计往往存在如下问题：在外形上不对称、不规则，其凹凸变化的尺度也比较大，同时形心、质心偏心大。此外，对于相同结构单元的设计，也存在着结构平面的刚度与形状不对称、不均匀，以及平面的长度太长等问题。
3.2抗震构造柱的问题
在抗震设计中，抗震构造柱也存在一定的问题。例如，在外墙的转角处，大厅的四角没有设置构造柱，有的虽然设置了构造柱，却不是成对的。还有一些设计用构造柱替代砖墙去承重，或者在纵墙和山墙的交接处没有设置抗震构造柱等。
4、我国目前超高层建筑节能设计的思考
前国内针对超高层建筑工程所探讨的关键技术问题多是结构的安全，而对于所面临的建筑节能问题研究和技术投入不够。
4.1 超高层建筑的建筑节能优化设计技术看，建筑的高度变化导致相关参数的变异，进而影响建筑能耗的变化是一个不争的事实，高度超过100 米以上除太阳辐射可以认为基本不变以外，其它的气象参数都会发生很大的变化。而依据国内建筑节能的设计能力来看，大多数设计单位所掌握的用以优化建筑围护结构的建筑能耗模拟软件，都不能反映气象参数沿高度的变化规律，也不能够反映建筑围护结构沿高度变化的表面热交换能力的差别，这就势必无法准确地计算建筑物的能量消耗，更无从谈及科学合理地设计建筑物制冷、空调、配电等一系列设备系统。
4.2 建筑节能设计标准所能约束的节能技术还不能够完全适用于超高层建筑，在现行建筑节能设计标准中涉及到遮阳、通风等技术的规定，对超高层建筑无法适用，标准规定的建筑能耗的权衡判断方法也是基于建筑物全楼整体建模的一种评价方法，而受目前能耗模拟工具的计算能力所限，超高层建筑中的计算对象（如房间数量）规模远远超出了软件的计算能力。从根本上说，超高层建筑的节能设计问题，实质是一个在技术上超出了现行国家标准《公共建筑节能设计标准》所能控制的新技术问题，如果草率地执行现行标准，则工程设计的技术依据显然不足。
4.3 超高层建筑的节能设计仅仅局限于当前建筑节能50％的目标，不符合国家长远发展要求。应根据当地的技术经济能力，结合国家建筑节能中长期发展规划确定出工程的实际节能能目标（即节能率），只有以此为前提做出的节能设计才能体现行业进步，否则，如此重大工程，在投入使用后的不远将来，必然会面临国家节能规划目标的提高而沦为不节能建筑。
建筑节能是国家发展的基本国策之一，超高层建筑又是标志性极强的建筑，抓好超高层建筑的节能设计，将会带动国家和地方的建筑节能事业，促进全社会建筑节能的技术进步。
5、结语
总之，超高层建筑的设计需要注意许多问题，一旦发生灾害，就可能造成人、才、物等多方面的难以估量的损失。如果设计超高层建筑，那么就必须注意由一般到特殊以及重大火灾隐患等问题。
论文作者:肖宁,张仁明
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/17
标签：高层建筑论文; 建筑论文; 建筑节能论文; 电梯论文; 建筑设计论文; 节能论文; 火灾论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;