時間：2023-03-25 11:25:38
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建筑物底面對建筑物空間形態的水平方向和垂直方向的穩定性都是十分重要的，由于建筑物是鋼筋水泥等重物的砌筑而成，因此結構荷載必須能將其重量向下作用于地面，而建筑設計的一個基本要求就是要檢測地基是否能承載所選擇的結構體系中向下的作用力(如圖1)。因此，在建筑設計最初階段就需要對主要的承重墻和承重柱的分布和位置作出總體考量。豎向和水平向結構體系設計在低層、多層和高層建筑中設計基本原理都是一致的。豎向結構體系成為設計的控制因素有兩個:①較大的垂直荷載要求有較大的墻、柱或井筒;②側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。側向荷載與豎向的荷載相比，其對建筑物的效應不是線性增加的，而隨建筑物的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時，在風荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比。在高層建筑中，不僅是抗剪，而更重要的是抵抗變形和整體抗彎，可見，高層建筑在結構受力性能方面比低層建筑更加復雜。圖1高層建筑結構受側向荷載和豎向荷載示意(a)受風荷載示意(+壓力，－吸力)(b)在風荷載和重力荷載組合作用下結構受力示意
2高層建筑設計中存在的問題
高層建筑在進行設計時為了更好地滿足對大客流量和開闊的視野空間的要求，通常在樓梯設計時是以寬大的敞開樓梯來作為主要的客流通道，同時，為了更好的滿足建筑防火方面的要求，高層建筑在進行設計的時候要采用封閉的樓梯間或者是防煙樓梯間，如圖2。因此，在進行高層建筑設計的時候，設計人員通常采用防火卷簾來作為封閉方式，這樣能夠更好的達到防火方面的要求。在進行設計的時候為了更好的滿足相關規范要求，同時確保樓梯的數量和形式滿足使用方面的要求，但是，這種設計方案是一種不可取的方式，在出現火災的時候，人員在疏散方面存在著一定的安全隱患。在進行高層建筑設計的時候還是存在著一個非常明顯問題，就是地上層和地下層共用樓梯的問題，在防火方面，為了避免在出現火災的情況下建筑內的人員由地上層進入到地下層，不應該出現共用樓梯的情況。但是在實際設計時，由于在結構設計方面要考慮的問題非常多，因此，在樓梯設計時經常會出現地上和地下貫通的情況，這樣能夠在結構上面更加便利，但是也是會導致出現一定的安全隱患。在很多的高層建筑設計中，設計人員對樓梯的設計方案并沒有得到很多施工人員的注意，同時，在進行設計的時候對疏散通道的寬度也存在著一定問題，疏散通道的寬度在進行設計的時候通常是會受到疏散門的影響，因此，在進行設計的時候，要對防火審核非常重視。
3高層建筑中建筑設計的措施
3．1高層建筑整體設計探析
(1)主體設計。當代高層建筑設計中的一個全新的要求就是實現建筑本身的生態節能，這就要求對建筑本身主體的裙房部分加強設計，裙房的設計對高層建筑周圍街道的人性化空間的創造等有很大影響。對裙房的設計不僅要注重人性化，更要注重形式的多樣性。(2)處理手法上的巧妙運用。高層建筑的實際建筑設計階段，高層建筑的塔樓設計并不能有很大的變化空間，但是可以從底層部分入手運用一些巧妙地處理進行空間上的拓展，通常都是采用入口縮進和底層架空等手段進行設計。
3．2高層建筑中的分類建筑設計探析
(1)底層入口設計。底層入口相對來說很重要，在北方地區，高層建筑的底層入口在設計上首先應該避開地域內的冬季迎面風，保證冬季的底層溫度。而在我國的南方地區，一定要保證底層入口設計的通風散熱，因為南方的夏季較為炎熱，可采用局部或全部架空的方式避免對通風的阻礙。
(2)建筑圍護設計。一般來說大部分人在高處都會有一定的恐懼心理，尤其在高層建筑上。在高層建筑的設計中一定要注重防護欄的設計，良好而合理的設計可以在使用性上給人以安全感。
(3)服務設施設計。高層建筑在設計初期要充分考慮到建筑的服務設施，這對高層建筑的整體感覺非常重要。首先在底層入口處要設置值班室，方便對出入人員的管理，其中要配置先進的夜間電梯緊急呼叫裝置以及公用電話等，還要有特定的停車處和分戶信箱。
3．3高層建筑設計中的安全問題探析
(1)高層建筑的防火問題。防火問題對于大多數建筑尤其是高層建筑來說異常重要，建筑設計師要對防火問題的設計進行加強。
(2)電氣的問題。高層建筑的電氣問題主要分為三個方面，一是消防電源與配電問題，要求供電電源來自不同發電廠或不同的區域變電站，以保證突發事件時供電及時解決。二是應急照明問題，高層建筑發生火災或者其他突發狀況時事故照明要正常。三是高層建筑的電梯安裝問題，電梯的位置設置要合理，電梯運行過程中噪音不應太大，且最大荷載量應符合高層建筑的需要，方便快捷。
(3)防雷擊問題。防雷擊問題也是高層建筑設計的重點，應本著“整體防御、綜合治理、多重保護、突出重點”的原則，從結構設計上做好防雷工作。高層建筑的頂端是防雷設計的重點，可以安裝避雷針、避雷網或者避雷帶等。同時要利用建筑中的鋼筋作接地裝置，建筑周圍也要做避雷帶，內部金屬物體也要接地。
4結束語
我國當前主要通過常微分方程求解器對高層建筑結構力學進行分析。高層建筑結構力學常微分方程求解器功能強大，自適應求解效果非常好，可以有效滿足對用戶進行預先解答，提高解答的精度，降低解答指定的誤差限。當前我國在高層建筑結構分析通過對常微分方程求解器的應用，有效實現了對高層建筑結構樓板變形時的動力計算、穩定計算和靜力計算，實現對數據的整體分析和處理。建筑人員通過使用常微分方程求解器的分析，有效降低了在進行高層建筑結構分析時的處理量，降低了高層建筑結構分析中的方程組數，有效提高運算效果，從本質上實現了對建筑結構的優化。
在對高層建筑結構常微分方程求解器進行深入研究的過程中，清華大學教授包世華和袁駟有效提高了常微分方程求解器的應用，實現了對常微分方程求解器的深化研究。袁駟教授利用有限元技術，對偏微分方程的半離散化進行控制，有效實現了對常微分方程組的求解，提高了對結構線性函數的應用。通過常微分方程求解器的直接求解，對有限元線進行實際應用，有效對一般力學問題進行計算，在很大程度上提高了一般力學問題的計算效果。而包世華教授對半解析-微分方程求解器方法進行分析深化，有效將半解析-微分方程求解器方法應用到高層建筑結構結構靜力、動力、穩定性的分析驗證中，提高了對高層建筑結構力學分析的效果。
2高層建筑結構彈塑性動力分析方法
高層建筑結構彈塑性動力分析方法在高層建筑結構力學分析中又被稱為時程法。高層建筑結構彈塑性動力分析方法主要是對地震波直接輸入結構，完成結構的彈塑性性能分析。這種方法要求結構力學分析人員建立專門結構彈塑性恢復性動力方程，通過逐步積分法實現對地震過程中速度、加速度、位移等的時程變化，完成對建筑結構的描述。高層建筑結構彈塑性動力分析方法對建筑結構在強震的作用下彈性及非彈性階段的內力變化進行深入研究，有效對高層建筑構件可能出現的損壞、開裂、屈服、倒塌進行分析，提高建筑結構力學的分析效果。當前在國內的高層建筑結構彈塑性動力分析方法主要輸入地震波為隨機人工地震波，結構模型的計算多采取層模型。除此之外，高層建筑結構彈塑性動力分析方法還加大了對樓板結構變形的分析，使用并列多質點計算模型進行計算，對高層建筑結構的基礎轉動和評議進行研究，有效提高了對土體、基礎及上部結構耦合振動的模擬效果。
近年來我國還高層建筑結構彈塑性動力分析方法中對扭轉振動進行分析，取得顯著進展。高層建筑結構彈塑性動力分析方法能夠有效對高層建筑結構中存在的薄弱環節進行分析，提高對結構延展性、變形的實際分析效果。高層建筑結構彈塑性動力分析方法預計的破壞形態與實際地震的破壞效果非常接近，有效對地震危害進行防護處理，提高了高層建筑結構的防震效果。但是當前對高層建筑結構彈塑性動力分析方法的整體看法不一。部分人員認為采取大型高速計算機對典型地震波進行分析；但是部分人員認為典型地震波本身不一定能代表真正的地震，因此在進行研究的過程中要對研究算法進行簡化，對近似方法進行研究。隨著高層建筑結構彈塑性動力分析方法的逐漸發展，越來越多國家在進行高層建筑結構力學分析的過程中開始對地震波根據實際情況進行選取，模擬效果大幅提高。
3基于最優化理論的結構分析方法
基于最優化理論的結構分析方法主要是通過數學上的最優化理論及計算機技術實現對高層建筑結構設計的一種新方法。基于最優化理論的結構分析方法有效實現了對結構設計的被動分析道主動設計的轉變，提高了高層建筑結構設計的靈活性，對設計具有非常好的促進效果。基于最優化理論的結構分析方法對空間的要求較為嚴格，設計過程中要保證以最小的質量產生最大的剛度。因此，設計人員要對框架剪力墻結構中的剪力墻進行充分分析，實現墻體的優化布置和數量選取，提高基于最優化理論的結構分力學析效果。基于最優化理論的結構分析方法中要求保證適度的剛度，對剛度要進行嚴格控制。尤其是在分析剪力墻與地震作用的時，要對剪力墻剛度進行優化設計，確保建立正確的最優化剛度模型，提高基于最優化理論的結構分析方法的模型實際應用效果。目前我國的基于最優化理論的結構分析方法發展還不全面，在進行單位建筑面積上剪力墻慣性矩度量指標設計的過程中還存在較多問題。我國的基于最優化理論的結構分析方法仍處於研究和發展階段。高層建筑結構力學分析人員要對基于最優化理論的結構分析方法中的數學模型進行深入研究，對剪力墻最優剛度進行有效分析，從本質上提高數據分析處理效果，拓寬基于最優化理論的結構分析方法的應用前景。
4基于分區廣義變分原理與分區混合有限元的分析方法
在進行分區的過程中，高層建筑結構力學分析人員要對有限元進行全面分型。有限元中雜交元和非協調元的發展在很大程度上促進了分區廣義變分原理的發展，為分區廣義變分原理奠定了堅實的理論基礎。清華大學龍馭球教授對分區廣義變分原理進行研究，實現了對分區廣義變分原理的深化。龍馭球教授的分區混合有限元法將分區廣義變分原理進行拓展，實現了繼位移法、雜交元法之后的改革和完善。分區混合有限元法對彈性體分類，對勢能區使用位移單元能量分析，將結點位移作為基本未知量。而余能區使用應力單元，將結構應力函數作為基本未知量，實現對能量項的交界面附加。分區混合有限元法在滿足位移和力的基礎上保證了位移的連續和收斂性，有效對總能量泛函駐值分區混合進行方程選取。分區混合有限元法適應性非常強，分區較為靈活，在很大程度上保證了函數的收斂性，對高層建筑結構力學的分析具有非常好的促進效果。
關鍵詞：綠色建筑設計；高層；民用
1引言
隨著社會的發展與進步，人們對于生活居住條件的要求越來越高，這就要求建筑設計者轉變傳統的建筑設計理念，將綠色建筑理念融入到建筑設計中，大力發展綠色建筑生態節能設計，而這也是新時期經濟環境建設的的發展方向。因此，應通過相關手段和措施，使綠色建筑生態節能設計更加完善，推進綠色建筑生態意識的發展，真正地促進綠色建筑生態節能設計水準的提高。那么如何更好地實現綠色建筑的生態節能設計是工作者重點思考的問題。
2綠色建筑生態節能設計原則
2.1實現與自然相和諧的綠色生態原則
綠色建筑生態節能設計的宗旨是實現建筑與自然的和諧共處，真正實現在建筑過程中的生態化、綠色化和可持續性。與自然相和諧的綠色生態原則是綠色建筑最基本的因素，對有限的生態資源進行合理運用，并且實現經濟有效增長與自然規律相統一，實現建筑結構合理化。此外，在將自然生態的綠色植被融入到建筑過程中，真正實現了建筑與自然相和諧，為人們創造和諧的居住環境，體現綠色建筑真正存在的價值，促進建筑行業有序健康發展，進而為社會和人們帶來更多的經濟效益。
2.2體現經濟適度、高效健康原則
現代綠色建筑是一種新型的建筑模式，除了充分實現與自然相和諧的生態原則，保證綠色建筑的生態化、綠色化和環境可持續性的基礎上，還應該堅持綠色建筑的經濟適用性、高效健康性的原則。在建筑實施過程中，考慮人們在建筑的外觀設計以及性能上的實際需求，以此來滿足消費者日益增長的消費意識和審美觀意識的轉變。這就要求建筑設計者在設計建筑過程中不僅僅要考慮建筑的生態節能性，還要重視人們對建筑外觀設計和審美的實際需求，實現綠色建筑的經濟適度原則和高效健康原則，不斷優化建筑設計過程，節約資源和降低成本，更好地促進綠色建筑生態節能設計工作的發展，從而實現社會的長遠發展。
3綠色建筑設計在高層民用建筑設計中的應用
3.1高層民用建筑設計規劃
常規情況是，開發商首先固定了建筑項目的場地，所以建筑的設計者只能盡可能多的利用當地的地理環境，開發可利用的自然資源，考慮施工的難易程度等一系列因素來確定建筑物的規模，格局和朝向，合理地安排并組織建筑與其它領域相關因素之間的關系，使其與環境之間成為一個有機組合體的構筑物。
3.2合理利用自然環境
①對高層建筑的地下空間進行充分利用，通過對地下空間結構的合理利用可以削弱地上建筑設計中存在的不利因素的負面影響，從而為工程整體設計方案的優化墊底基礎。在居住區域內進行綠色建筑施工時，會存在噪音等，噪音的來源主要為中水處理站以及泵房。所以在設計過程中可將設備放置于地下，有效控制噪音源。在設計居住區的相關建筑時，需通過通風、消防以及防滲防水優化設計方法實現地下室的最大化利用。在設計過程中，相鄰建筑之間存在一些空間，可以利用這些空間設計半地下車庫，并配置相應的綠化帶，節約土地資源，改善整體綠化效果。②設計透水地面。在建筑區域設計過程中，主干道以及人行道等采用的材料有所差異，應采用差異化設計方法。例如，對于主干道可以使用瀝青混凝土材料，但是人行道位置需選用透水性能較為突出的材料，對于地面的停車場可以使用植草磚進行鋪設，用于地面積水消納。③設計科學合理的道路系統。需對道路景觀各要素進行綜合考量，滿足人們的生活及安全要求。在居住區域內，需要區分車道以及園路，按照功能的不同進行合理配置，保證交通順暢，也避免安全隱患。這樣可形成有規律的環形結構，保證交通的快捷通暢，同時可以使消防隱患大大減少。在設計車行道的時候，在保證消防使用的基礎上，使各條道路的寬度滿足正常的需要。對于園路而言，寬度以1.5~2.5m為宜。
4實例分析高層民用綠色設計
某項目總建筑面積313063m2，建筑高度達200m，屬超高層建筑。項目地上層數45層，地下層數3層，建筑面積90895.9m2，地下建筑面積10832.30m2。4.1室外風環境本項目建筑群統籌布局，采用連廊架空設計，改善了導風性能。通過對該建筑所處地區各主導風向下的室外風環境進行計算機模擬，項目建筑周圍室外全年風速均小于5m/s，滿足規范要求；部分區域存在少量風影區；總體室外風環境較為理想。①當主導風北風時，氣流可通過住宅區內架空層流入中心廣場地帶，項目內各建筑周圍室外氣流組織較均勻，流場形態簡單，且在行人高度大部分區域風速在1.7～3.0m/s之間。部分住宅樓的北風面有較長的風影區，該區域風速小于0.6m/s。②當主導風向為東風時，項目東側小區建筑并未對來流風速產生明顯不利影響，反而起到了對來流的“導風作用”，氣流透過項目內各建筑之間的開闊地帶進入項目中心廣場地帶，并有一部分氣流穿過架空層向北流走。該工況下，大部分區域風速在1.1～1.9m/s之間，風速較為舒適。③當主導風向為東南風時，和東風工況相似，只是該工況下，項目西北側有面積較大的風影區，該區域內風速在0.6m/s以下，但其他大部分區域風速在1.7～3.0m/s的適宜區間內。4.2圍護結構設計項目在圍護結構節能方面尤其注重幕墻的遮陽性能。采用單元式和框架式的幕墻系統，幕墻玻璃主要采用TP8（Low－E）+12A+TP6mm中空鋼化玻璃和TP8（Low－E）+12A+TP6+1.52PVB+TP6mm中空鋼化夾膠玻璃，玻璃自遮陽系數≤0.30，可見光透射比≥0.40，較好地兼顧了采光與節能的需求；幕墻豎向挑出300mm鋁合金裝飾條，具有一定的固定外遮陽效果，但效果較不明顯；同時，主要功能房間內設有窗簾；綜合上述自、外、內遮陽措施，項目整體提高了幕墻的遮陽效果，有效減少夏季空調能耗，改善室內熱舒適性。4.3室內質量環境在室內自然通風方面，項目幕墻設有大量上懸式可開啟扇，開啟扇執手高度適宜，方便室內人員自由調節開啟。此外，各層人員密度較高且隨時間變化較大的區域，如地下一層超市等區域的空調系統采用了CO2監控系統，地下車庫采用CO監控，實時監測室內CO2/CO濃度并與通風空調系統聯動，在保證室內的新風需求的同時按需調節送風工況，兼顧健康與節能。項目住宅樓造型方正，部門商業功能區域室內布局主要圍繞核心筒采用大開間，辦公室和會議室主要沿外區布置，房間進深均在9m以內。隔斷內區功能以資料室、儲物室等輔助功能房間為主，避免內區壓抑空間對室內人員的影響。通過對部分標準層的自然采光模擬分析，主要功能房間采光系數均可滿足要求，模擬結果見表1。同時，為了改善地下空間采光效果，在項目用地東北角設計下沉式廣場，大大加強了該區域的自然通風、采光環境。并且首層地面綠化帶設置了12根導光管，使負一層部分地下空間也可享受到室外自然光。
5結束語
綠色建筑是一個非常復雜且宏觀的概念，要考慮的因素非常多且范圍大，包括循環利用建筑材料和自然資源，包括開發利用新能源，應放眼大局，不能只停留在獨立的建筑上，應將其與整個城市的規劃相結合進行設計。要實現這一目標，需要建筑師同其它方面的工程師相互協作，相互配合，運用科學的設計方法和手段，不僅僅依靠政府機構，還需調動全社會的積極性，共同參與到構建綠色建筑的過程里，促進綠色建筑在我國建筑領域的應用。
作者:胡 娟 單位:成都基準方中建筑設計有限公司重慶分公司
參考文獻
[1].綠色建筑設計在高層民用建筑設計的應用[J].四川水泥，2014，13（11）：239.
[2]李銳.解析高層民用建筑設計中綠色建筑設計的應用[J].江西建材，2015，5（2）：23.
關鍵詞：超高層建筑
THEDEVELOPMENTOFCONSTRUCTINGTECHNOLOGY
OFSUPER-TALLBUILDINGS
自1968年日本外交部大廈（地上36層，高度147m）建成以來，日本的超高層建筑的發展已有30年的歷史了。隨著強震記錄的收集技術和計算機技術不斷發展，動力設計方法的不斷完善以及建筑用鋼材的發展，日本正迎接鋼結構超高層建筑時代的到來。
1超高層建筑的現狀
高度超過60m的建筑物，需受到日本建筑高層評委的評審，并通過建設大臣的認定后，方可允許建造。從日本《建筑通訊》上刊載的這些建筑物的有關數據資料，可以看出，除塔狀構筑物及煙囪等以外，高度超過60m的建筑物，日本現在(1998年1月）有1000棟以上，其結構類型：純鋼結構（S結構）為60.6％；下部為鋼－鋼筋混凝土結構（SRC結構）、上部為S結構（S＋SRC結構）為3.8％；SRC結構為21.3％（如圖1），以RC（鋼筋混凝土結構)高層住宅為主的建筑數量不斷增加，且比率達13.9％。高度超過150m以上的建筑物，已有65棟，其中S結構占84.6％；下部為SRC結構、上部為S結構占6.2％；SRC結構占7.7％，從而可以看出超高層建筑以S結構為主的變化狀況（如圖2）。
圖1受高層評委評審的全部建筑物
（1072棟）的結構類型
圖2高度為150m以上的建筑
（65棟）的結構類型
把日本的超高層建筑按高度順序由大到小進行20位的排列（排列表略），第20位的建筑最高高度為200m。如果看一下這些建筑物的結構特性，其主要的結構材料，全部是S結構。并在S結構中，配置了支撐系統及鋼板抗震墻、帶縫墻等，以減小強震或強風時的側移變形。此外還增設了抗震裝置。
2新材料的利用
在抗震設計中，一直以保證骨架結構的強度為重點。通過分析強震記錄，發現強震時，僅是強度抵抗，并沒有給予建筑物以充分的塑性變形能力。而塑性變形卻可以吸收能量，減輕震害，這在抗震設計中，顯得十分重要。因此，對鋼材性能的要求也發生了變化，研制和開發出了適用于超高層建筑的高性能鋼材，同時，還開發出了新的高層結構體系。
2.1高性能鋼
80年代后期，超高層建筑，大跨結構迅速發展，對鋼材性能的要求也越多。主要包括有高強度，低屈強比，窄屈服幅等的耐震性能；可焊性，形狀尺寸加工精度的施工方面的性能以及耐久性等。
2.1.1高張力鋼
建筑用鋼材的應力－應變曲線如圖3所示。其屈服點在100～780N／mm2的范圍，其中屈服點為400N／mm2的鋼材，占一半以上。
圖3鋼材應力－應變曲線
1－780N鋼；2－建筑結構用780N鋼；
3－建筑結構用高性能590N鋼；4－SN490；
5－SS400；6－極低屈服點鋼
鋼材屈服點的提高，在設計方面就需要保證結構的剛度要求，防止局部屈曲；在施工方面就要保證結構的可焊性。另一方面，在多震國，地震時確保結構建筑物的安全性是一個最大的課題。因此，高張力鋼不僅要有很高的屈服點及抗拉強度，還要具備充分的塑性變形能力。從這些觀點出發，1988～1992年間，日本開發研制了屈服點為590N／mm2的高張力鋼，廣泛用于超高層建筑中。近些年來，又開發研制了屈服點為780N／mm2的高張力鋼，已開始部分應用于超高層建筑中。
2.1.2低屈服點鋼
另一方面，還開發研制了利用鋼材的低屈服點和屈服特性的技術，耐震設計中的隔震和抗震構造技術得到了迅速發展，地震對建筑物輸入的能量，通過建筑物特殊的部位吸收，從而確保整個結構的安全，防止結構構件（梁，柱）的破壞和損傷，低屈服點鋼主要用于這些特殊部位，作為吸收地震能的材料。低屈服點鋼，其化學成分主要是純鐵。如屈服點為100N／mm2的鋼材（為普通鋼材屈服點的一半左右），具有很大的塑性變形能力。
2.1.3TMCP鋼
建筑物的高層化、大跨化等，要求使用的鋼材高強度化，大斷面化，極厚化。以往的冶煉方法，若保證鋼材的高強度，就需加入相應的碳元素，鋼材含碳量的增加會導致可焊性的降低。為了解決這個問題，開發研制了490N／mm2級的建筑結構用TMCP鋼。建筑結構用TMCP鋼，是通過TMCP（熱處理）處理后得到的。已廣泛用于超高層建筑中，如東京都新（廳）舍大廈（地上48層，檐口高241.9m）中的柱子全部采用此種鋼。TMCP鋼的特點是：①改善了可焊性，②保證了極厚部位的強度，③降低了屈強比。
2.1.4SN鋼
根據超高層建筑的抗震要求，鋼材應具有足夠的彈塑性性能和較好的機械性能，可焊性能，具有吸收地震能的能力，日本JIS制定了“建筑結構用鋼材”（SN鋼）標準。廣泛用于超高層建筑。SN鋼要求：①保證可焊性，②保證塑性變形能力，③保證板厚方向的性能，④保證經濟性和加工方便，⑤保證與國際規格接軌。SN鋼的規格有A、B、C三種，其板厚都是在6～100mm，分400N／mm2和490N／mm2兩個等級。
2.2新RC結構（鋼筋混凝土）
在鋼結構鋼材的強度不斷提高的同時，鋼筋混凝土結構中的鋼筋和混凝土強度也在迅速地提高。1988年以來，進行了強度為58.8～117.6MPa的混凝土及強度為686～1176.7MPa的鋼筋的開發，并已用于超高層住宅中，如禮新城北高層住宅（地上45層，高度160m），所用混凝土強度為58.8MPa，主筋強度為686MPa，斷面加強筋強度為784MPa，是以前高層RC結構所用材料強度的兩倍。現在超高層建筑已開始使用78.4MPa，98MPa的混凝土。
2.3CFT結構（鋼管混凝土）
由于高強度鋼的使用，可以使構件截面做得小而薄，然而這必帶來局部屈曲和剛度降低的問題，解決這個問題的途徑之一就是采用CFT柱。
繼S結構、SRC結構、RC結構之后，它形成了第四種結構體系。CFT結構體系，就是用圓形或多邊形鋼管內填充混凝土的柱子和S結構，鋼－混凝土結構的梁連接起來而形成的結構體系，具有剛度大，耐久力大，變形能力強，防火性好等方面的優良結構性能。因此，超高層建筑，大跨結構等開始廣泛采用此種結構體系。
CFT柱的優點是，混凝土填充在鋼管中，在受壓和受彎共同作用下（如圖4所示），混凝土向橫向擴散，然而卻受到鋼管的橫向約束（稱為鋼箍效應）。所以，混凝土的強度和變形能力提高。另一方面，由于混凝土的填充，鋼管的局部屈曲受到了有效的抑制，如圖5。這樣，CFT柱可以最充分利用高張力鋼的強度。隨著高強混凝土及其組合的研究不斷發展，將來高度為1000m級的超高層建筑的構想實現，期待著CFT柱將起主要作用。
3隔震，抗震結構構造
1995年1月的阪神大地震以來，隔震結構急劇增加。從地震加速度反應譜曲線上可知，為了減小建筑物上的地震力，需要延長建筑物的固有周期，使其獲得大的衰減。隔震結構是指，在建筑物基礎上，安裝夾層橡膠等水平方向柔軟的減震支承，使水平變形集中在減震層上，把整體結構的固有周期延長2～3S的同時，再利用某種衰減裝置（阻尼器），使作用在建筑物上部的反應加速度、位移得到大幅度衰減的結構體系。有許多種實用的減震支承和衰減裝置，現將有代表性的列于表1中。
表1減震裝置的性能和種類
裝置
分類
性能種類
支承*支承荷載
*延長固有周期
*降低反應加速度
*降低上下水平振動夾層橡膠
高衰減夾層橡膠
鉛芯夾層橡膠
滾動支承
水平
衰減
裝置*限制水平地震反應位移
*降低水平地震加速度
*限制共振反應彈塑性阻尼器，高粘
性阻尼器，油性阻尼
器，摩擦阻尼器，高
衰減夾層橡膠，鉛
芯夾層橡膠，滑動支
承
這種隔震結構的上部結構常是較剛性的。超高層建筑的固有周期都比較長，所以它自身已包含了減震效應。但是如果把衰減裝置安裝其上，則對于抗震更是一個有效的方法。
圖6蜂窩式阻尼器的循環過程
用于超高層建筑（高層建筑）上的衰減裝置，有對應于建筑物上下層的水平位移差（層間位移）而運動的鋼制彈塑性阻尼器；高衰減的油性阻尼器；粘性抗震墻；粘彈性阻尼器等。其中，鋼制彈塑性阻尼器，是利用鋼材塑性荷載－變形關系曲線描述大的循環過程，并把振動能用循環面積消耗掉的一種裝置。蜂窩式阻尼器就是一例。它是利用200N／mm2級的低屈服鋼，利用它有限的塑性變形特性，提高吸收地震能的能力的裝置。圖6表示蜂窩式阻尼器的循環過程。
把這些衰減裝置設置在超高層建筑上，多數情況下，可使設計地震力減小約30％左右。
4結論
超高層建筑不僅在日本、美國等發達國家較為普遍，就是在發展中的中國，它仍然是今后我國建筑事業發展的方向。為此，隨著我國國力的不斷增強，不斷借鑒外國先進的建筑技術，并結合我國的具體實際，必將能走出一條具有中國特色的超高層建筑之路。
參考文獻
該地基土層由于處在一濱海相水體沖擊地區，其孔隙較大、土質水量吸收相對較高，包括土質高壓縮性明顯，則可斷定為軟弱土層結構。而中部土體結構環境則以溺谷相地質性質為主，并且土層間的土質呈現多以粉細砂、亞粘土的交替組織形態為主，厚度則為8－10m左右。至于下部土體環境可歸結為淺海相沉降類型，且厚度約為18－20m左右。不過由于下部砂類所處環境也是項目長樁應用的持力層，如若采用基本自然地基土層進行處理則很難滿足項目自重承載及規則沉降量的設計要求，故結合項目實際采用樁基處理方式。
2樁基礎施工技術工藝處理措施研究
2．1開挖方法及控制要點
2．1．1打樁后再開挖在結合該工程實際處所地基地質環境及其當時現有的工藝條件下，包括吸收了國外同類題材項目的施工經驗及建模理論的基礎上，確立了“打樁后再挖土”的打樁作業原則。這是因為本項目如若采用先開挖在打樁的作業方式，不僅要考慮造價因素，同時還要評估施工難易程度。具體原因則是:本工程項目所處地質形態環境下，土質結構相對松散、含水量大，且高度壓縮性非常明顯，滲透性表現不靈敏，屬于軟塑、流塑組織狀態，荷載性能不足。此外就開挖作業量而言，開挖規模較大，很難準確評估坑底標高。同時基坑長期在外投入的人工降水造價費也很高。特別是該地氣象條件下降雨量豐富，但凡基坑被泡則會加劇塌方隱患，所以打樁機很難到坑底地帶完成作業。若非所處作業條件受限，正常基坑打樁則需要利用路基箱，碎石塊等物資設施加以輔助。基于此，本項目實行的“打樁后再開挖”打樁作業法則充分切合實際利用了地表硬殼層，從而使得打樁工作開展可采用地面行進方式完成作業，不僅使得作業效率顯著提升而后又控制了造價成本投入，并巧妙控制了基坑開挖的樁柱變形及頂部位移。2．1．2質量控制要點雖然結合本項目實際特點采取了“打樁后再開挖”作業施工法具備顯著優勢，但是短板之處也同樣值得重視，需要予以重點質量控制，即預先打入樁的彎曲變形組織形態下的水平位移需要嚴格控制。基于此，為控制變形加劇并產生控制良效，則需采取針對性控制手段:第一，應能結合施工流程，妥善控制挖土次序，并保持對稱挖土以避免基坑長期在外;第二，當基坑面積較大時，則可以使用分段挖土作業原則完成該時期工序作業，即每挖一段就隨后完工一段，并處理好每挖一段的回填，然后交替循環進行開挖。第三，基坑開挖后存在的土料應隨挖隨運，杜絕在邊坡周圍堆放開挖土，從而達到控制樁基變形及頂部位移的主要目的。
2．2錘擊沉樁施工法
2．2．1沉樁錘選用標準本項目采用的打樁法主要以錘擊沉樁法應用為主。值得指出的是，柴油錘、落錘、或者蒸汽錘的選擇應能結合項目實際進行評估并應予以采用。一般而言，柴油錘特別適用于堅硬土層性質的地基土，這是因為柴油錘連續作業性能良好，錘芯夯擊起跳高，且沉樁成效佳;而蒸汽錘一般比較受用于軟粘土層進行沉樁;至于落錘，嚴格意義上可將其視為作業機具，應用于沉樁規模作業較小的短樁結構。因此，對于沉樁錘的選用確認，應能結合樁基礎的規格型號、基本長度、以及其重量級、直徑等參數進行評估并予以采用。2．2．2質量控制要點沉樁落錘的捶打原則應堅持以“重錘低打”執行原則為主，并要考慮樁基礎本身極限強度允值的承受情況，即處在其捶打承受荷載允值內，盡量采用大樁錘，以避免捶打時樁頭損壞。因此，結合上述沉樁錘落錘的捶打依據，本項目對于400x400mmx30m的鋼筋混凝土方樁和鋼管樁的沉樁施工，可優先選用3．5t級柴油錘;當調配確有困難時，亦可選用4．5t級柴油錘，但應限制錘跳高度，不應超過2m;φ550x100mmx40—45m的預應力鋼筋混凝土管樁和鋼管樁的施工，宜選4．5t級柴油錘。
2．3停打標準處理控制要點
2．3．1樁基礎基本停打標準確認高層項目樁基礎打樁的停打控制標準有關責任施工單位應能高度予以重視。這是因為樁基礎的停打處理標準決定著該高層項目基礎所承載的極限允值，從而決定是沉降量是否規則，以保障項目基礎結構上方的建筑結構安全性能得以保持。此外，如若確保樁基礎的停打控制標準合乎質量控制標準，則直接有效、合理控制施工進度，并確保打樁機具的油耗得到有效控制，且使得其樁錘使用周期壽命得以延長。因此，確認樁基礎的樁錘停打標準，則需要客觀考量該項目的所處地質環境，以及現有的樁基礎規格種類、樁的長度，包括現場各項組織控制要素等進行綜合評估并予以采用。基于此，結合受力形態存在的力學差異，則需切合項目實際來確認樁基礎停打標準。2．3．2持力層確認貫入度雖然沿海一帶土層所固有的基本性質屬于軟粘土，并且分布相對穩定。但是如何判斷樁基礎的沉樁錘擊受力是否進入到持力層就成為了停樁標準控制關鍵。因此，此時可以憑借貫入度去進行客觀評估。也就是說，待樁端已經深入到持力層，則可結合設計要求繼續打至3—5D。不過，有時會遇到突發狀況，即遇到結實、堅硬的持力層，這是打至3－5D無疑非常困難，(貫入度S＜1．0mm)并且如若強行進行錘打則會使得樁基礎損毀的同時又白白毀掉了樁錘。因此，對于該情況的技術交流則需要和設計單位進行反映與溝通，當經得對方同意時則能夠以貫入度參數指標作為樁錘停打的主要考量依據。2．3．3基本效益本項目采用“重錘低打”大樁錘(柴油錘)的作業方式對400x400mmx30m及φ550x100mmx40—45m砼方樁及鋼管樁完成了其沉樁作業。實際施工中，采用4．5t柴油錘的φ550x100mmx40—45m較大型號樁也都達到了基本預定深度，并且經過靜載荷試驗表明，樁身強度基本滿足設計承載力需求，施工組織設計方案更為合理、可行和經濟，遠遠超過縮短工期所獲得的效益。
3結語
1．1高層建筑結構受力特征
高層建筑結構在模型上一般可以假想為一個從地基出發并不斷上升的懸臂構件。高層建筑主要承受水平作用效應和豎向作用效應，水平作用效應一般指風荷載，在抗震設防地區還包括水平地震作用。豎向作用效應則一般由結構自重荷載產生，在抗震設防烈度為8、9度時的大跨度和長懸臂結構及9度時的高層建筑，還應考慮豎向地震作用。在這些作用效應下，結構整體及主體構件均需具有足夠的承載能力、剛度和延性，整體的設計注重概念，應符合相關規定中對于建筑形體的規則性要求，包括平面布置的規則性及豎向布置的規則性。結構在抵抗彎曲方面來說，結構體系務必滿足:不能使建筑物產生傾覆;在承受荷載時，它的支撐體系的某些部位不應被壓屈、壓碎或者直接被拉伸破壞;同時彎曲側移不能超出彈性極限的范圍。而結構在抵抗剪力方面來說，結構體系務必滿足:建筑物不至于發生剪切破壞;同時結構的整體剪切側移不能超過彈性極限的范圍。最后對于結構的地基和基礎來說，由于高層建筑一般是高次不靜定結構，所以結構體系在支承點處應避免較大的不均勻變形，從而可以防止出現較大的二次內力。
1．2高層建筑結構的傳力路線
高層建筑的豎向平面結構和水平平面結構都必須有明確的傳力路線。以某個作用在樓面上的重力荷載為例，它要通過樓蓋構件的彎曲傳遞給豎向結構的某個構件，直到建筑物的基礎和地基。傳力路線的模式根據結構的類別和布置而異。高層建筑的底層往往只允許有少量的立柱，以便有足夠的空間可以設置寬敞的入口、前廳或廣場。這時，有較密柱間距的上層結構的重力荷載，就要通過另一種結構體系傳給底層立柱以及底層立柱基礎。當高層建筑的樓層平面有突變時(如樓層有收進，或由矩形平面變成其他形狀的平面時)，或結構體系有變化時，它們的傳力路線也會發生改變，這時往往既要有豎向的轉換結構，也要有水平方向的轉換結構。在高層建筑結構傳力路線中還有一個區別于底層建筑結構的特殊問題，那就是高層建筑的每個立柱都承受著上層傳來的重力荷載，要考慮它們各自在施工和使用過程中豎向壓縮量的差異。這既要在設計中加以考慮，也要在施工過程中及時加以調整，以保證各層樓面的水平度，減小因不同柱的壓縮量有過大差異而引起的結構內力。
2概念設計
2．1抗關于側力構件合理布置規定
對于一個單獨的結構單元，在設計上的通常做法是，一般會盡力避免設計出應力集中的縮頸和凹角部位;而且盡量不要在這些部位設置樓、電梯間。整個結構外形也要避免外挑，尺寸內收也不宜過急，避免在結構上形成薄弱部位。最大限度地防止因局部結構或構件破壞，而出現全部結構失去承載力的情況。
2．2關于高寬比的規定
高寬比的規定是對結構整體剛度、整體穩定、抗傾覆能力、承載能力以及經濟合理性的綜合考慮，是長期工程經驗的總結，根據當前的實際工程來看，這一限值是比較經濟合理與實用。但隨著目前高層建筑的快速發展，設計師們發現其實高寬比并不是必須要滿足的。實際工程已有一些超過高寬比限制的例子(如深圳京基100大廈高441．8m，共100層，高寬比為9．5，天津117大廈，高597m，共117層，高寬比為9．7)，當然高寬比超過限值時，應對結構進行更加準確的受力分析，并施加可靠的構造措施。
2．3短肢剪力墻的設置問題
在新的規范中，將墻肢截面高度與厚度比為5－8的剪力墻定義為短肢剪力墻，且根據試驗數據和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制。比如在剪力墻設計等級為四級，短肢剪力墻的配筋率要求是1%以上，而普通剪力墻則為0．2%。高厚比較小的構件的脆性破壞較大，不利于抗震。所以，在具體的高層結構設計里，設計師們應該充分利用其它現有構造形式來代替短肢剪力墻，減少不必要的麻煩。
2．4嵌固端的設置問題
在結構計算模型的選擇上，如何準確地確定嵌固端位置是一個十分關鍵的問題，這直接關系到實際的受力狀態與選擇的計算模型是否符合以及內力等相應計算結果是否無誤。因為現在高層結構通常會設有一層或者是二層的地下室(可以當作人防工程來使用)，而嵌固端的選擇，可以結合各層的剛度變化，再根據它的實際布置狀況，可以選擇在一層頂板的位置，也可以是二層頂板的位置，同時在地下室其他樓層等部位也是有很大可能的。但是在這個問題上，結構設計師們往往會忽略了一系列需要注意的問題，例如嵌固端的設置和剛度比的限制等問題，忽視這些問題將會對工程的質量和后期數據的分析造成很大的隱患。
3地基與基礎結構設計
在基礎的具體設計中，應根據地基復雜程度、建筑物規模和功能特征以及由于地基問題可能造成建筑破壞或影響正常使用的程度來確定基礎設計等級。首先，地基計算應滿足承載力計算的有關規定;其次，由于高層建筑的基礎設計等級均為甲級或乙級，因此均應按地基變形設計;若地下室存在上浮問題時，還應進行抗浮驗算。下面就高層建筑中不同的基礎類型分別闡述在設計計算中應注意的事項:在對箱基和筏基的梁板進行配筋計算時，務必相應地扣除底板上直接作用的梁板荷載和自重，當出現箱筏的四邊區格和地基反力過大的情況，這時要對梁板進行加強配筋;而在進行箱基結構設計時，要考慮洞口上下的連梁的影響，驗算其截面面積，若洞口的位置或者大小有變動，要復核連梁的抗剪強度和抗彎強度;若是進行整體箱基和筏基的設計，必須考慮樁土的因素，其共同工作會對結構造成一定程度的影響。
4結構計算與分析
4．1結構整體計算的軟件選擇
當前比較常用的計算軟件一般包括:建科院PKPM其中的SAT-WE，MIDAS，ANYSYS，ETABS，SAP等。由于各個軟件使用的計算模型有一定區別，所以在各個軟件計算結果上就會有或大或小的差異。實際工程中，務必考慮結構類型和計算模型的具體特點，在進行整體分析時選擇最恰當的軟件，并使用不同軟件進行對比分析計算，從不同軟件計算的相差較大的結果中，選擇最接近工程實際情況的數據。若不能選擇合適的計算軟件，不但會消耗大量的時間和精力，更重要的是會對結構埋下安全隱患，造成日后的工程問題。所以為了保險起見，通常在布置復雜的高層設計中，宜使用不少于兩種不同的模型來進行內力分析和計算。
4．2剪力墻底部加強部位墻厚的確定
在進行抗震設計時，剪力墻的底部加強部位一般采取增加邊緣構件箍筋和墻體的布筋來防止地震荷載的影響，預防結構出現脆性破壞，從而能夠比較有效的改善結構的抗震性能，在現行的規范中，明確指出剪力墻結構底部加強部位的高度可以參考墻肢的1/8和底部兩層二者中的較大值;而部分框支剪力墻結構底部的取值，可考慮以上兩層的高度及墻肢總高度1/8中的較大值。一般情況下，高層建筑結構底部加強部位的剪力墻截面厚度bw的取法按照以下規定，按照一、二級級抗震標準的情況，bw宜選擇剪力墻無支長度的1/16或層高;按照三、四級抗震標準的情況，bw宜選擇剪力墻無支長度的1/20或層高。但在墻底受力較小且結構層高相對較高的情況下，其厚度還按上述要求取值，就顯得很不經濟。所以，根據具體的工程實踐，厚度可以適當減小，而且必須按照下面的公式計算穩定性。
5結束語
關鍵詞：高層建筑；電氣設計；問題分析
工程設計是基本建設的龍頭，設計文件是工程建設的主要依據，設計質量是決定工程質量的首要環節。我國工程質量事故統計資料顯示，由設計原因導致的工程質量事故占40.1％；工程施工原因引起的占29.3％；其它原因(如設備材料質量問題等)引起的占30.6％。可見對工程質量實施三控的關鍵在于設計質量控制。電氣工程也不例外。合格的建筑設計應滿足七個質量特性規定的要求，即功能性、安全性、經濟性、可信性、可實施性、適應性及時間性。設計單位本應將通過了設計評審的合格的設計文件交付施工。而實際上不少交付施工的設計文件都存在缺少或偏離質量特性要求的缺陷。對電氣工程質量造成影響的設計問題又主要表現在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、維修性等)及可實施性的缺失或偏離。
1高層建筑電氣設計過程中應注意的問題
1.1高層建筑由于照明及空調負荷多，電梯等運輸設備多，給排水設備多，所以用電量特別大，且供電的可靠性要求很高。
1.2在高層建筑中，照明與動力基本上不共用干線。動力負荷多采用放射式供電，照明負荷則多采用母線槽配電，與動力分開。
1.3由于在結構上多數采用大柱距，形成大空間，使墻面安裝的設備增多，必然使地面管道增多。
1.4由于建筑構件的預制裝配化及干法施工；縮短了施工周期，而且頂棚一般采用標準化、系統化的吊頂。
1.5電氣設備的管線應采取防火措施。
1.6空調設備等主要用電設備分散，多數要求集中管理，即要求采用電腦管理和監控系統。
1.7采取防震措施。如配電屏、燈具等電氣設備的防震；管線的層間貫通和建筑伸縮縫與沉降縫的耐震處理等。
1.8消防要求高。因為高層建筑高度高，體量大，人員密集，設備多，裝飾豪華，建筑本身火災隱患多，故對消防要求很高。
1.9節省能源是我國經濟建設中的一項重大政策，節約用電又是節省能源工作中的一個重要方面，它直接關系到企業的經濟效益和人們的日常生活。在高層建筑的電氣設計中，要把電能消耗指標作為全面技術經濟分析的重要組成部分。節電的設計方案，應根據技術先進、安全適用、經濟合理、節約能源和保護環境的原則確定。采用合理的配電方式，采用高效率變壓器、電動機和照明光源、無功功率補償裝置和設備監控電腦系統等措施，減少電能損耗，節約用電。采用壁燈時需將容量提高一級或增加盞數。
2照明要求
2.1混合照明
它是由一般照明和局部照明共同組成的照明方式。混合照明中一般照明的照度應不低于混合照明總照度的5-10％，并且其最低照度不低于201x。否則，過低的一般照明和過高的局部照明所形成的照度對比度過大，亮度分布不適當而產生不應有的眩光。
2.2事故照明
當工作照明因故障全部熄滅后，供暫時繼續工作或供人員疏散用的照明稱為事故照明.
2.2.1應設置事故照明場所
a，在正常工作照明熄滅后，由于工作中斷或誤操作，將引起爆炸、火災等嚴重危險的廠房或場所；
b．在無照明的情況下，由于設備繼續運轉或人員的通行，將造成設備、人身事故的場所；
c．高層建筑中的疏散樓梯間(包括防煙樓梯前室)、疏散走道、消防電梯室、消防控制中心、消防水泵間；公共建筑中的旅館、禮堂、影劇院、展覽廳、百貨商店、體育館等人員出入的走廊、樓梯、太平門等處。
2.2.2事故照明應采用能瞬時點燃的照明光源，一般采用白熾燈或鹵鎢燈。當事故照明作為工作照明的一部分而經常點燃時，又在發生故障不得切換電源的條件下，也可采用其它照明光源。
2.2.3事故照明的燈具應布置在可能引起事故的設備、材料周圍和主要通道、危險地段、出入口等處，還應在事故照明燈具上明顯位置涂以紅色標記，以資區別。疏散指示標志可設在疏散走道距地面高度1m以內的墻面上，以及樓梯口和太平門的頂部，并要安裝在非燃燒結構或裝修上。
2.2.4事故照明的照度要求
用于暫時繼續工作的事故照明其工作面上的照度不應低于工作照明總照度的10％。但標準較高的賓館等建筑，其事故照明所占工作照明的比例應當為：出口指示燈為100％；樓梯照明為50％；公共場所照明為20％；客房走道照明為50％;一般走道照明為20％;總服務臺、收款出納、外幣兌換等照明為100％。用于人員疏散的事故照明，其照度不應低于0．51x。
2.3警衛值班照明
在重要的車間和場所或有重要關鍵設備的廠房、重要的倉庫等處設置作為值班時一般觀察用的照明稱為值班照明。值班照明宜利用工作照明中能單獨控制的一部分，或者利用事故照明中的一部分或全部。
警衛照明是用于警衛地區周界附近的照明。是否設置警衛照明，應根據單位的重要性和當地保衛部門的要求來決定。警衛照明應盡量與室內或廠區的照明結合。
2.4障礙照明
裝設在高層建筑物尖頂上作為飛行障礙標志用的或者有船舶通行的兩側建筑物上作為障礙標志的照明稱為障礙照明。障礙照明應按民航和交通部門有關規定裝設。障礙照明應采用能透霧的紅光燈具。裝設障礙燈時，應符合下列要求：一般高層建筑物只在頂端裝設。水平面較大的高層建筑物或群集高層建筑物，除在其最高頂端裝設障礙燈外，還應在其外側轉角的頂端裝設障礙燈。煙囪的高度在100m以上者，除在頂端裝設障礙燈外還應在其三分之一和二分之一的高度處裝設障礙燈。為了減少煙囪頂端的障礙燈污染程度，可在低于煙囪口4-5m處裝設。為了保證障礙燈有一盞損壞時仍能從前進方向看到燈光，應裝設排成等邊三角形的三盞障礙燈。
2.5高層住宅室內照明要求
廁所及廚房應采用瓷質燈頭或其它防水燈頭；有條件時居室燈等可采用節電開關或節電燈頭；樓梯間、電梯廳、公用走廊、配電室、消防控制室、消防泵房電梯機房等應設置供繼續工作和疏散的事故照明。十九層及以上的高層住宅的疏散走廊、樓梯和出口應設置供疏散使用的標志燈，其安裝距離為10.20m及各轉角處；供電繼續時間：作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄電池作為事故照明或疏散標志燈的電源時，其連續供電時間不少于20分鐘，事故照明的最低照度不應低0.51x，但配電室、消防控制室和消防泵房必須仍保持正常的照度水平；事故照明及疏散標志一般采用白熾燈，應具有玻璃或金屬燈罩，并安裝在非燃燒體結構上；大居室宜設置插座兩組(其中一組為-個單相二極插座及一個單相帶地三極插座；另一組為一個單相二極插座)。小居室、大廳宜設置插座-組(一個單相工極插座及一個單相帶地三極插座)。廚房、衛生間根據需要設置-個單相帶地三極插座；二極插座需采用扁、圓插孔兩用型；有條件時宜采用二極加三極的連體式插座；供洗衣機的單相二極帶地插座，宜帶電源開關；插座的高度一般為距地0.3-0.5m(暗裝安全型)或1.4－1.8m(明、暗裝普通型)；樓梯及公用廊道宜采用自動熄燈開關，但需在火警時能保持長明。每層的電梯前室燈應采用一般開關。
參考文獻
[1]《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008年版
[2]《供配電系統設計規范》GB50052－95年版
[3]《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-952005年版
摘要：從中國作為人口大國、城市土地資源緊缺的國情出發，探究垂直景觀在高層建筑中的應用，為目前亟需擴展城市綠地提供一個可操作的方法。通過對垂直景觀成熟經驗的學習與分析，了解如何將垂直景觀設計應用到中國的高層建筑中去。建筑期刊
關鍵詞：高層建筑;垂直景觀;營造
一、研究背景與意義
基于全球城市化進程的日益加劇，人口的膨脹、城市建筑密度的不斷攀升，人們開始意識到環境與建筑能耗的污染以及生態系統的危機。為了遏制這種趨勢，綠色建筑應運而生。綠色建筑的定義是在建筑的全壽周期內，最大限度地節約(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。而實現綠色建筑的重要途徑之一就是———垂直景觀，它在城市生態景觀方面的補償作用不可估量。我國作為人口大國，城市土地資源緊缺，同時還有大量人口不斷涌入城市，導致北、上、廣等大城市越來越擁擠。這些寸土寸金的大城市中心集商業、娛樂、文化于一體，高層建筑林立，公共綠地嚴重短缺。有人提出建設更多的綠地廣場和公園來解決這一棘手的問題。這個初衷是好的，可是實際的國情卻很難實施。據預測，2020年，中國將有300萬農村人口轉移到城市。大量的農村人口正在以驚人的速度涌入城市，城市土地可容納量積聚飽和，我們正面臨著建筑土地和綠化面積如何平衡的極其嚴峻的問題。而另一方面，物質文化水平的提高，使得都市人對于生活品質的追求也在不斷提高。他們渴望親近自然，享受綠色的需求正在與日俱增。據統計，上海在2010年的GDP已達到一萬美元,隨著經濟消費能力的提升,高品質的生活標準、環境與質量標準成為城市居民越來越關注的話題。對公共綠地環境的投入，使得生活與工作環境更加舒適宜人成為人們的一種共識與追求。因此，在橫向綠化的可擴展面積基本為零的情況下，尋求高層建筑縱向上的綠化可利用性定會成為一種趨勢。高層建筑的表皮綠化不僅能短期實現綠植覆蓋率，而且與建筑節能、減少能耗的綠色建筑目標相一致，是一舉多得的方法。同時，垂直景觀對于改善都市的生態效應也具有重要意義,高層建筑的垂直景觀功能定位于生態學，具有吸附與阻滯空氣中的塵埃、減少灰塵顆粒物，清潔凈化空氣、降低噪音輻射，調節室溫、節約建筑能耗，美化環境、令人身心愉悅等不可估量的社會和經濟效益。
二、國內外研究現狀
城市垂直景觀設計早在古代巴比倫時期的經典空中花園已經出現了萌芽，當然早期垂直立體綠化的呈現更多的是自然植物無意識的攀爬，品種較單一，更沒有系統理論的形成。直到20世紀90年代，西方發達國家才開始了對垂直綠化的系統研究，它也逐步成為在景觀設計領域中對未來城市生態景觀發展的前沿課題。一些發達國家的垂直景觀在改善新興城市的生態環境方面，得到政府政策上的支持和推進，給城市居民帶來生態、經濟和健康上的利益，也在一定程度上消除了“城市熱島效應”，推進了生態園林建設的科學性。這其中，馬來西亞建筑師楊經文可以說是真正實現“空中花園”的先驅，他的建筑設計以與有機的、富有生命力的植被化相結合而聞名。他倡導建筑與植物生態系統的有機共生。在他的生態建筑實踐中，始終堅持生物氣候學設計原則，創造了眾多令人驚艷的垂直景觀生態建筑。其著名作品之一是新加坡EDITT?TOWER，1998年獲得了熱帶生態建筑設計大獎。整座建筑遠遠望去猶如一顆屹立于高樓大廈中的參天大樹，大樓的四周都被綠色植物所包裹，植物與建筑的和諧共存既達到了美學的高度，又起到了隔熱的作用。該建筑所設置的綠色空間與居住面積比例達到了1:2。
大樓還設有雨水回收、光伏發電、污水凈化等多套綠色節能系統。楊經文的生態建筑，實現了綠色植物與建筑的和諧共生，也展現了通過精心配置的植物可能形成的豐富多姿的空間形態，將建筑與自然完美地結合。正如楊經文所說：“建筑物常常可以看作大量的無生命物質的堆積，植被化的目標就是將有機的、富有生命力的物質與無機的、無生命的物質融為一體。”除此以外，在日本、法國等都相繼出現了垂直景觀生態建筑。例如日本福岡的ACROS樓，整個建筑除去1/4的地下空間，地上建筑設計成臺階狀，屋頂部分全部由綠色植被所覆蓋。竣工數年，郁郁蔥蔥的植被已經與南側公園的綠化融為一體，仿佛在城市中央形成了一座綠島，在收獲優美的視覺景觀的同時，使整棟建筑的溫度更加舒適，創造了良好的生態效應。目前，在北京、上海、深圳、重慶等大城市中，城市垂直綠化的研究和探討已經形成一定的共識,一些城市建筑外立面也出現了綠化表皮的實踐案例，但是這些實踐在某種程度上只能稱為垂直綠化，跟垂直景觀還有一定的距離，可以說我國高層建筑垂直景觀設計尚處于起步階段，還有許多經驗要學習。
三、垂直景觀在高層建筑中的營造手法
需要明確的是垂直景觀與垂直綠化是不同的兩個概念，垂直景觀是以充分利用建筑縱向空間、實現植物(包括喬木)與高層建筑共生的景觀設計,而垂直綠化究其本質是建筑垂直面的攀緣綠化，是攀緣植物翻轉90°的平面綠化。但兩者也存在著一些共同的特點，諸如占地少、都是利用縱向立體進行的綠化設計等。垂直景觀的設計，將植物作為建筑造景的主要手法，通過不同的植物造景組合，形成建筑高層的平面布局與縱向建筑結構設計獨特的空間構建，形成如畫的美麗景觀，并且豐富高層建筑室內空間的功能要求。對于這些營造手法的探析需要更多的實踐操作的可能性，而目前我們更多的是只具備理論整理的經驗論。根據楊經文在高層建筑運用生物氣候學來組織空間的經驗，我們可以學習的設計方法如下：
(一)空間組織
分析其平面布局，楊經文的高層建筑輪廓多設置為不規則形，利用不同凹度的開敞空間進行綠化。縱向樓層的懸挑式空間錯落有致，既可以使不同戶型享受到更多的陽光，同時錯位排序的植物也可以得到足夠的光照和生長空間，尤其是喬木植物。大量綠色植物的嵌入種植不僅有效地減少了建筑本身的熱島效應,還能生成氧氣，吸收二氧化碳與一氧化碳，并且豐富了建筑單一的表皮,也不影響陰影區開窗的可能性。再分析其豎向空間，高層建筑的垂直景觀的結構本身是植物搭配建筑的自然美與人工美結合的產物，應當考慮好植物的預留生長空間，重視其彈性空間的設計安排。各類設施的設置力求便捷，滿足時空發展的需求。因此，消防、疏散等設施設計應上升到美學層面去考量。可以充分利用超高層建筑防火規范所要求設置的建筑避難層，著重利用垂直景觀綠化、營造生機盎然的建筑外立面，以提升整棟建筑的美感。
(二)植物配置
綠色植物作為垂直景觀生態建筑的重要要素，它直觀地展現著一座建筑的生態效應和視覺感受。出色的垂直景觀生態建筑肯定是植物與建筑美學的高度融合，因此，植物的搭配尤為重要。垂直景觀的營造也絕不是簡單地給建筑物附著上一層攀緣綠植,它關注的是植物豐富種類的搭配、色彩季相的變化、姿態柔和的線條，營造出具有豐富的時空變化的生命力的建筑。在設計過程中，懸挑式的種植槽中作為獨立的植物單元，要充分配置好植物群落，豐富品種，形成自然分層的綠色景觀，例如可以在不同凹度的錯層開敞空間中，采取地被植物鋪底、喬木來遮陰、具有觀賞價值的灌木草花鑲嵌點綴的方式。同時，選用下垂式植物、藤蔓植物進行垂吊式美化，彌補建筑外壁的一些生硬的結構線條，營造出與建筑相映成趣、叢植錯落、四季皆有景的自然植物群落景觀。
(三)節能循環
正如楊經文認為許多后現代主義建筑，在建筑立面處理中過多地增添了許多無意義的造型，造成了許多建筑材料的浪費。這些不理性的設計怪像，忽視了能源的合理使用和能耗的約束。面對日益嚴峻的世界能源消耗問題，建筑師毫無疑問要加強節能意識，特別是高層建筑的節能問題。站在生物氣候學的高度去探索建筑節能的可能性與方法論，最終提升人的精神享受以及減少建筑能耗。高層建筑的垂直景觀應當統籌優化生態層面的規劃設計，在設計伊始,就該重視整體人工生態系統的循環回收,使綠色環境的原料與廢料盡可能多地循環利用，消化分解本身產生的能耗，降低損耗。設計要面臨的挑戰在于最大程度地去利用資源和能源，減少浮塵,吸附噪音，調節室溫，以最小的投入，獲得最大的收益，從而體現出垂直景觀生態建筑的節能、節水、節材等環保低碳理念。
(四)人性關懷
根據英國和日本的研究調查發現，工作或生活于高層建筑中的人群，有四成以上渴望與自然親近接觸，比如打開窗戶能看到綠色或走到戶外去活動，而垂直景觀正是把這種愿望付諸實踐的較好途徑。垂直景觀除了美化外部建筑環境，同時也為室內空間引入了自然美景。不僅在高層建筑的室內休憩空間真正實現了景為人用，更在陽臺空間中構造了一個個夢幻的空中綠植花園。在陽臺空間茂密的樹蔭下，層次分明的植物景觀，讓人感受到以植物景觀律動為框、藍天為畫的奇妙體驗。高層建筑的垂直景觀設計目標不是為了模擬自然，更多的是可以彌合生態學和建筑設計之間生硬的裂縫,形成持久穩固的聯系，營造合宜的自然，創建合理的人工生態系統。因此，垂直景觀在高層建筑設計中，必須關注人的舒適度，從微觀層面上滿足人體工學的要求,關注人的健康,在強調采光、通風、保溫等基礎條件上，還必須重視人的使用安全問題。
四、結語
1.1教學目標的制定較低
在建筑CAD教學中，教師應該著重訓練學生CAD軟件繪圖能力，促使學生能夠熟練掌握建筑平面圖、立面圖以及剖面圖的繪制，使其能夠熟練繪圖過程中需要應用到的各項指令，在此基礎上培養學生創造性思維，讓學生能夠將自己心中想法通過CAD軟件表現出來。傳統CAD教學方式注重教師的理論講解以及一些操作指令的學習，要求學生掌握基本的繪圖命令，但這種教學方式導致學生欠缺解決實際問題的能力，所以，在進行建筑CAD教學的時候，教師不能夠局限于基本操作指令的學習。
1.2教學內容滯后
在建筑CAD中，主要的教學內容就是AutoCAD。這種單一的學習方式致使大多數學生在學習過程中以為CAD與AutoCAD的學習內容是一致的。事實上，國內大多數建筑設計單位都逐漸開始應用草圖大師、天正建筑等一些新型建筑設計技術。這些軟件的應用促使CAD軟件的滯后性更加突出。
1.3缺乏爭取的教學方式
在傳統建筑CAD教學過程中，并不能夠突出CAD教學的專業特點，并且教學方式大多都是由繪制簡單建筑框架開始的，學生在學習過程中會因為枯燥的門窗繪制消耗掉對建筑CAD的學習興趣。另外，這種學習方式促使CAD內容的學習較為零散，學生不能夠系統有效掌握相應的知識內容。
2高職高專建筑CAD教學模式的改革
2.1理論與實際相結合的課程學習方式
在建筑CAD學習過程中，理論知識的學習是掌握繪圖操作的基礎內容。所以，學生在學習的時候一定要注重理論知識的學習，不然學生在實際操作過程中會顯得十分吃力。例如學生在操作過程中僅知道某一快捷指令，但不知道使用這一快捷指令的工具在哪里，不能夠完成繪圖。主要是因為學生在學習過程中沒有掌握“人機對話”基本應用方式，沒有理解CAD軟件操作命令的提示。CAD實際上是一種實踐性較強的課程內容，教師在教學過程中一定要將理論講解與實際操作環節相結合，將理論知識學習與學生動手操作結合起來，實行邊講邊練的教學方式，在計算機房完成CAD教學內容。并且，學生在操作過程中遇到問題也能夠及時反映給教師，提升CAD教學效率。
2.2以就業為導向實施教學定位
建筑CAD具有較強的實踐性與應用型，使用的是現代信息軟件技術AutoCAD，就是將計算機輔助繪圖設計與土建專業內容有效結合起來，這樣就能夠實現由傳統手繪方式向計算機繪圖形式轉變。現階段，建筑行業發展中，建筑設計師、監理人員、預算人員、施工人員以及造價人員都會使用CAD繪制相應的建筑圖形。并且CAD軟件的應用十分廣泛，廣告、機械、環境藝術等均有應用。在高職高專中建筑CAD教學應該注重學生實際能力的培養，使用較多練習案例促使學生能夠熟練掌握土建工程制圖技巧，使學生能夠有效繪制相應的土建工程圖樣，提升學生的市場競爭實力，有效拉近學校學習與實際就業之間的距離。
3結束語
