超高层建筑设计要点分析

文/深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司 李 欣

1 背景

超高层建筑作为城市名片，是天际线不可或缺的重要元素，其对设计合理性、消防救援、建造技术等方面提出更高要求。

2020年，住房和城乡建设部、国家发展改革委联合印发《关于进一步加强城市与建筑风貌管理的通知》，严格限制各地盲目规划建设超高层建筑，随后各地相继出台政策，要求高度不超500m。

2 超高层建筑设计要点

以上海中心大厦与深圳京基100大厦为例，超高层建筑设计需重视以下问题。

1）明确入口，在首层、2层或高层有多个大堂，设置导向标识，避免使用流线重复。

2）为提升使用效率，超高层电梯进行分段、分区、群控设置，需明确到达及转乘楼层。

3）上海中心大厦的设计分为内筒及外筒，立面造型上将主体与幕墙拉开一定距离，形成灰色空间，结构关联旋转的美，使形体更灵动。引入泛光设计后，更体现“龙形”设计理念。但也存在楼层使用率低，内部人员观景效果差等问题。

4）如遇大风，在超高层顶部有明显的晃动感。上海中心大厦拥有被誉为“定楼神器”的阻尼器，阻尼器的单边摆幅极限为1m。2019年“利奇马”台风使上海中心大厦的摆幅达到峰值70cm，是建成后的最大摆幅，感官上使人产生恐慌感，越高越明显。

5）深圳京基100大厦设计建造时间较早，2007年开工，2011年封顶，此时，《建筑高度大于250米民用建筑防火设计加强性技术要求》（公消〔2018〕57号）尚未出台，但深圳京基100大厦早在10年前超前使用备用疏散楼梯概念及消防疏散电梯，突破了技术、消防及结构难点。2018年出台的《建筑高度大于250米民用建筑防火设计加强性技术要求》借鉴了该项目的消防加强措施。

3 超高层建筑设计案例解析

天誉南宁东盟创客城东盟塔（2-1号楼）塔冠高346m，2019年开工，至今仍处于在建状态。

3.1 立面设计与结构设计结合

超高层建筑会设计较多避难层，设计须同步考虑结构加固桁架层与立面，避免在建筑空间内部形成斜撑结构加固，破坏内部使用空间。该桁架加固层上下跨2个楼层，下方空中大堂结合设计，在整体立面上采用三段式元素，造型统一。

3.2 层间防火与立面冲突的处理

根据《建筑高度大于250米民用建筑防火设计加强性技术要求》，在建筑外墙上下层开口之间应设置高度不小于1.5m的不燃性实体墙，且楼板高度不应小于0.6m。天誉南宁东盟创客城东盟塔（2-1号楼）层间防火需达到1.5m高，相较GB 50016—2014《建筑设计防火规范》0.8m的要求，已高出近一倍，且材质要求是实体墙，对立面设计有较大牺牲。将立面横挺、开启扇与实体墙最高处结合设计，下方因钢梁无法与轮廓平齐，采用防火板设计。外幕墙采用背衬作遮挡。

3.3 备用疏散楼梯设计要点

2017年设计初期，东盟塔设计高度为528m，地下室也按528m高的核心筒进行设计。当航空限高通知明确后，高度一降再降，由528m降至472m，后又降至346m。高度降低后，很多电梯空间取消，顺势预留备用疏散楼梯的位置。核心筒整体重新设计，在30层位置，核心筒取消外框，仅保留内筒，该层同时存在6个楼梯，设备管井压力较大。

3.4 消防电梯设计

根据《建筑高度大于250米民用建筑防火设计加强性技术要求》，除消防电梯外，建筑高层主体每个防火分区至少应设置1部可用于火灾时人员疏散的辅助疏散电梯。相较于《建筑设计防火规范》中对消防电梯的规定，消防电梯仅供火灾时消防人员使用，无法作为人员疏散使用。而新增的辅助疏散电梯，可作为普通人员疏散时使用，平时可作为货梯或客梯使用。

本项目辅助疏散电梯与办公客梯结合，平时使用，上升至48层；49层以上为酒店功能，就辅助疏散梯而言仅需停靠51，60及71层即可。

3.5 避难区设计

根据《建筑高度大于250米民用建筑防火设计加强性技术要求》，避难区的净面积应满足设计避难人数要求，并应按不少于0.25m2/人计算，且通向避难区的疏散走道或联系走道的面积不计入人员的避难面积。该规范相较《建筑设计防火规范》中0.20m2/人要求提升了25%。对于超高层建筑而言，避难区与设备区结合设置需各专业协作完成。在保证消防登高面单侧有避难区的同时，因设备间进排风的距离要求，在核心筒及其他位置设置避难区域，导致避难区域零散分布。疏散通道虽连接避难区，但不计入避难面积。

3.6 楼梯间防烟排烟固定窗设置

根据GB 51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》规定，设置机械加压送风系统的封闭楼梯间、防烟楼梯间，应在其顶部设置不小于1m2的固定窗。

因超高层建筑的核心筒大部分位于中部，就结构合理性而言，楼梯间无法直接贴靠外墙。该项目按此规范在避难层设置3个固定窗夹层，并从核心筒内引出，呈管线“十字”交叉，且固定窗夹层使下方净高较低。在靠近幕墙处，需设置可砸固定窗，但影响立面效果。固定窗的作用是在救援后排出楼梯间的热量及烟气，固定窗应采用可砸玻璃。但就超高层建筑而言，在每个避难楼层皆设置固定窗，消防人员如何凿砸外立面玻璃等实际操作问题尚有待研究。

4 结语

作为城市名片及形象地标，未来我国超250m高层建筑将越来越多。超250m高层建筑的相关设计规范还需不断完善，这给建筑设计及施工带来挑战，希望建筑师能在标准规范指导下设计更安全可靠的超高层建筑。