高层建筑细部设计研究

郭宗明

(中国建筑上海设计研究院有限公司 福建省福州市 350000)

引言

作为建筑整体的局部构成，建筑细部指的是整个建筑物中处理局部的连接部位，既可以表现为局部界面或空间，也可以是实在的构件，具有烘托建筑气氛、完善年建筑功能的作用，在传承文化方面发挥着巨大的作用。高层建筑细部构造充分体现了高层建筑艺术的丰富多样性和高科技的特征，它提升了建筑的品质，使之更具人性化和美感。各个因素相互之间既有复杂的关联又能给构造细部造成影响。如何从各种作为表象的高层建筑细部中探求其规律，是继承建筑细部设计和继续创造建筑细部的关键。

一、高层建筑的历史发展及结构表现

1 高层建筑的历史发展

作为人类文明进步的过程的一种象征，高层建筑（high-rise building,tall building）的历史发展表达了人类对理想生存环境的构想。古观象台、埃及金字塔、墨西哥玛雅人塔庙及中国古代高台建筑等一些中西方建筑中就明显体现出了建筑向高空发展的趋势[1]。然而这些建筑都只是形体上的高达，但没有达到空间立体化的要求，高层建筑的具体概念是在19世纪的工业革命发展时期提出的，作为一种新的建筑类型出现在人们面前，此后伴随着钢结构设计的改进，高层建筑的构造及结构技术上不断完善。我国高层建筑事业的发展于 1990年后也逐步向先进水平迈进，高层建筑的高度和数量明显增多，亚洲地区将成为世界的高层建筑业发展的中心。这些为高层建筑的发展奠定了坚实的基础，为人们不断创新高层建筑技术提供了更多的可能，使建筑师在量变的基础上实现质变。

2 高层建筑的结构表现

哥特式建筑结构的研究始于中世纪，哥特大教堂可以看作是中世纪教堂建筑中的奇观，随着工农革命的开展和经济的不断发展，工业用铁、钢材、钢筋混凝土等新型材料的出现，使得结构艺术传统在高层建筑中得到了充分的运用[2]。根据建筑结构体系形式的不同，可以将高层建筑结构分为钢筋混凝土结构体系、钢结构体系及组合结构体系三大类。

步入 21世纪后，高度更大、功能全面、体量大、规模大成为高层建筑结构的发展趋势，同时对高层建筑结构的要求也越来越高。高层建筑的结构设计理念在保证结构安全的基础上，最大限度的减少成本投入，提出了以下四种发展方向：1）核心筒的分散和分离,中庭空间的介入；2）结构体系更具周边化、支撑化、空间化的特点；3）联体结构；4）创新改变建筑体形。芝加哥汉考克中心、西尔斯人厦、香港中国银行大厦等建筑可以体现出高层建筑钢结构体系的不同形式，详见图1、2、3。

二、高层建筑细部设计的研究层面

1 建筑文化层面

人文因素是确保高层建筑的细部设计和建筑整体步调相统一的前提，建筑细部的定位受不同社会文化背景下人们对建筑的不同功能和风格需求的影响，因此，在进行高层建筑的细部设计时一定要以建筑文化层面为根本。21世纪的高层建筑设计逐渐从国际化走向多元化，建筑细部设计可以表现出不同的设计理念及建筑风格。建筑师在设计过程中一方面要充分利用先进的建筑技术，另一方面还要重视建筑文化层面的细部研究，从而使高层建筑更具文化和艺术价值[3]。如果高层建筑细节没有实现创新，知识通过拼接、抄袭的方式去塑造建筑形象，导致建筑细节过于生硬，就无法体现建筑文化。

图1 芝加哥汉考克中心

图2 西尔斯人厦

图3 香港中国银行大厦

2 建筑技术层面

建筑技术作为建筑艺术支撑，在实现建筑艺术的过程中占据着举足轻重的地位。基于高层建筑的特征，现代建筑成为感性设计和理性技术设计的综合体，只有以技术层面为根本，才能使高层建筑细部研究获得新的突破和进展。在对高层建筑进行细部设计时要将感性空间设计和理性技术设计融合起来，二者相辅相成，共同渗透于建筑细部设备和结构等各环节中，只有将建筑细部设计建立在技术层面上，才能体现现代建筑审美的趋势。

3 心理感知层面

高层建筑影响着一座城市环境的平衡，在城市观感中十分显眼，具有很强烈的象征效果，设计过程中如果掺杂了设计者的情感，那这些情感就会随着建筑规模的扩大而被放大，不同人对高层建筑的反应也就非常明显[4]。高层建筑在带给人们振奋的同时也产生一些不良影响，人们生活方式发生较大的改变，很对居民缺少互相的交流，甚至不认识隔壁的邻居。很多人堆高层建筑产生反面或正面的反映，所以，高层建筑细部设计过程中要充分的考虑不同的空间环境传达给不同人群的心理含义。在细部设计研究过程中一定要基于使用者的心理感受，满足人的心理需求，创造个性化的建筑细部。在这方面，1931年建成的102层帝国大厦表现的非常到位，如图4。

图4 帝国大厦

三、高层建筑的"结"(knot)

作为一项古老的建造技术，“结”最初的起源是将不同的构件通过绳索进行绑扎，不同结点互相联系，构成结构。细部在建筑物中主要存在于楼梯、柱、灯具、梁等室内细部和阳台、女儿墙、台阶、门、窗、栏杆等室内细部，这些细部均位于建筑物的联结部位。

1 细部联结部位

细部联结部位包括以下几种结构：1）结构性联结部位在建筑结构中发挥着联结作用，一方面是操作中形态变化的重点部位，另一方面在设计过程中也作为应理性解决的技术部位；2）功能性联结部位，指的是将不同建筑需求及功能联合起来，产生新形态的部位，也是一种必要的收头，能够延伸建筑整体功能，具备双重特性，所以同其他物质的联结形态和方式各不相同； 3）形态性联结部位，指的是不同建筑形态的联结部位，是不同形态系统的交汇点，也可以作为不同结构形态的过渡部位，具有协调知觉秩序的重要作用。

不同建筑需求和建筑功能进行连接，从而出现不同功能部位的连接处，比如，窗是建筑物采光需求及墙体功能的连接；门是居民进入室内及墙体维护功能的连接；窗。门的刻画也可以作为建筑细部设计的一个重要内容，这些部位在建筑结构中都发挥着连接作用。

2 高层建筑细部设计的重要部位

高层建筑的细部设计过程中，形态层面是结构性及功能性联结细部的最终体现，形态性联结部位作为形态处理的主要内容，在细部设计中占有非常重要的地位。按照构件间联结关系的差异，高层建筑细部的形态性联结部位包括构件交接节点、构件衔接节点及构件连接节点。

基于联结部位的概念，能够将联结部位定义为秩序发生转化的部位，在边界状况、尺度及方向等形态特征方面同参与作用的双方具有一定的关系[5]。建筑细部主要产生于建筑不同结构部位、不同功能部位和不同形态部位的连接处，细部设计的重要部位为形体的转折处及变化处、体量的结合处、材料的交接处、色彩的过渡区、新旧的衔接和构件穿插处。

建筑细部具有的功能主要体现在以下几个方面：1)符号功能，不同人的审美观念大不相同，通过建筑细部设计能够将人们的信仰、文化传统和价值关等信息传递出来，可以体现时代的信息；2）突出功能，建筑细部设计具有很强的表现性，建筑细节将建筑主题体现出来，使建筑具有很强的感染力；3)实用功能，墙、门、窗、屋顶等建筑细部可以避免人收到外界自然的伤害，阳台可以让人更加贴切于自然；4)审美功能，建筑细部构造起到美化和装饰的作用，还能够凸显建筑物的气氛和意境，提升美感。

3 细部的设计逻辑

细部设计逻辑分为三种形式：1）结构的逻辑，建筑结构包括剪力墙体系、框筒体系、框架体系、空间析架体系、框架一剪力墙体系及框筒束体系等多种形式，但相同点是连接方式都为铰接或刚接，受力状态为受拉、受弯、受压或受扭；2）建造的逻辑，工厂制造构件是现代高层建筑最显著的特点，在设计节点时，要注重彼此间的层次关系，不仅要符合现场装配及批量生产的工艺标准，还要体现建造过程；3）自然的逻辑，设计高层建筑工作中的一项重要内容就是引入自然的逻辑，保证设计的高效性，满足环保、节能、可持续发展等各项技术指标，将其作为一个有机整体，保证结构系统和功能的统一。

在具体设计过程中，要基于建筑整体出发，慎重对结构暴露和隐藏进行处理，以最合理、最经济的方式运用多种形式处理手法，领悟结构的内在联系。此外，要通过构造手段对通风、采光、保温、排水、防潮等建筑细部设计进行处理，在满足构造要求的基础上，设计、创造和完善细部形式，达到技术要求，使细部形象更丰富。最后，要认真的选择合适的材料，掌握不同种类材料纹理、质地和色彩等性能，合理的应用到细部设计中。

四 总结

在科技飞速发展的时代，建筑细部主题多种多样，高层建筑的细部设计要基于建筑理念的基础，根据不同使用对象、不同使用功能和不同空间环境等因素，从建筑文化层面、建筑技术层面及心理感知层面对细部设计进行研究，掌握高层建筑“结”的构成，利用多种建筑材料，不断进行创新，研制出新型的建筑细部，创造出风格鲜明、杜绝个性的建筑细部，完善建筑细部形象，从而实现高层建筑同城市、人类生活和环境的可持续发展。

[1] 沈晓舟.现代建筑立面造型细部设计[D]. 合肥工业大学 2010

[2] 高原.建构视野下的建筑细部设计研究[D]. 大连理工大学 2010

[3] 朱琳.细部作用下的建筑整体形象设计研究[D]. 哈尔滨工业大学2013

[4] 邵建伟.基于节能新技术应用下建筑细部设计研究[D]. 北方工业大学 2012

[5] 沈晓舟.现代建筑立面造型细部设计[D]. 合肥工业大学 2010