超高层办公设计中的要点探析

超高层办公设计中的要点探析

郭慰

上海城乡建筑设计院有限公司 201103

摘 要：伴随着我国都市化的进程和建筑行业的高速的发展，近年来，超高层建筑在城市建设中成为一种潮流，在全国各地大量筹建。笔者以一个项目的设计实践为基础，总结自己设计时的一些要点，为类似项目提供借鉴。

关键词：总平面；疏散；核心筒；避难层；停机坪

本项目位于坐落于江苏镇江高铁站北广场。地块周边道路完善，交通便捷。用地性质为商业及办公综合区。总建筑面积约为143587.42㎡，其中地上111706.89㎡，地下31880.53㎡。由一幢超高层办公楼、一幢高层办公楼、一座小型多层商业及地下车库构成。

三层商业裙房将打造商业一条街，贯通基地对角线，沿街均开设对外商铺，打造出轻松、休闲地消费氛围。与商业紧密相连的超高层办公楼位于东北侧，共三十八层，建筑高度169米。

塔楼立面处理上，采用规则几何形体的玻璃组合形式的玻璃幕墙，立面呈波浪型，形体绚丽多彩，立面既丰富多变，又统一有韵律，体现现代都市办公形象，凸显建筑的体量感；西南侧的高层办公楼有层次的在每一层设计退台，营造出一个个空中的观景台。

1、总平面布置和功能布局

地块周边的市政道路完善，场地与市政道路相结合，形成环通的消防车道，地块三处开口，与市政道路相连接。地块内的消防车道宽度按《建规》（2018版）要求的4.0米设置；登高场地的长度满足办公楼的一个长边并且大于本建筑的1/4周长；尺寸按长20米宽10米设置。扑救面一侧设计可直达室外的疏散楼梯及出入口，救援人员可迅速进入。塔楼设置上下两个避难区，且避难区外墙在消防扑救面范围。

需注意的是， 2018 年 4 月 10 日，公安部消防局发布了《建筑高度大于 250 米民用建筑防火设计加强性技术要求（试行）》，针对性地对消防车道、消防登高场地都提高了要求；对于过高的建筑，灭火扑救时需选用重型消防车，这类车身长度、高度等参数均大于常规的消防车，对场地内车道的宽度、高度、以及灭火救援场地的长度及布置也提高了要求。

地上裙房各层均设有灭火救援窗，塔楼一至二层为两层通高大堂、三层至顶层各层均设有灭火救援窗，满足灭火救援要求。

功能布局上， 塔楼东北侧为商务办公楼的主要出入口，设有挑空两层的办公大堂，西南侧裙房底层为商业街模式，设置有为二三层服务的公共商业门厅及专用楼电梯，二三层商业人流通过底层门厅到达。

四层以上的楼层设计为办公区，柱网为9.0米跨距，避难层设置在七层及二十三层，二十三层兼做设备层，并以避难层为界划为低区及高区：四层至二十二层为低区，二十四层至三十八层为高区。

2、塔楼核心筒的面积占比

核心筒是高层建筑的核心，是确保平面功能空间合理使用的根基，也是结构主要承重及建筑辅助功能合理性的体现。办公楼电梯、卫生间、茶水间及设备设备管井等服务用集中布置在核心筒位置。根据几个在建项目总结，超高层核心筒占标准层的比例在20%左右，楼层越高，服务电梯越多，核心筒面积占比也相应增加；扣除6~10 %左右的走道占比，标准层的净使用面积占比约在60~75%。

参数 项目	电梯数量	标准层面积（㎡）	核心筒面积（㎡）	核心筒面积占比	主楼走道面积 （㎡）	走道面积占比	净使用面积占比
本项目 （169米）	13	1937.24	369.87	19.09%	218.72	10.29%	70.62%
无锡某项目 （145.8米）	12	1399.51	282.97	20.22%	121.67	8.69%	71.09%
湖州某项目 （198米）	15	1942	386	19.87%	124.4	6.4%	73.73%
苏州某项目（298米）	25	2492	710	28.49%	210	8.42%	63.09%

3、核心筒的楼电梯

超高层办公在上下班高峰时间人员密集，因此需要合理地、有序地组织交通流线。核心筒位于塔楼中心位置，南北开口，使人流能够便捷地到达楼电梯厅。一层大堂设置联通地下二层2部摆渡客梯。

3.1 地下室驳运梯

地下室设置两台专用电梯直达首层，方便地下车库的人直达首层大堂，电梯兼作客梯，从而达到人货分流。

3.2 关于电梯数量及高低分区原则

本项目塔楼均设置客梯，按平均等待时间不大于25s，5分钟运载率不小于12%，轿厢的载重量不小于1600kg考虑，共设置13部客梯，以满足上下班高峰客流运输需求以及舒适性要求。其中2部消防电梯每一层都可停靠，其余11部客梯按高低区分布停靠。

根据规范，高层公共建筑的建筑高度大于75米或当建筑层数在25层以上时，宜按奇偶数层停靠或按低中高区运行；服务电梯分层、分区停靠；建筑高度50米或10~12层划分为一个分区。本项目建筑高度为169米，以二十三层避难层为界，分成高区、低区；6部客体为低区电梯，运行楼层一~二十二层，5部客体为高区电梯，运行楼层为一层、二十三~三十八层。高低区电梯均分两排面对面布置；两个候梯厅分散布置，高低区人流通过候梯厅自动分流；在此需要注意的是候梯厅的宽度应充分考虑装修面层，扣除后依旧能够满足相关规范的要求。

3.3 电梯井道的检修

为尽可能避免超高层常常出现的电梯井道的烟囱效应（气温较低时地下室及底层的冷空气窜入电梯井，形成强大气流，造成电梯门关不上以及电梯运行时产生气流的摩擦产生啸叫声）与电梯厂家沟通，井道之间不砌墙，轿厢侧面开门，这样轿厢间也可互救。根据相关规范的要求，高区电梯在低区处应每11M应设置一扇检修门0.35Mx1.8M。

3.4 中低区电梯井道的空间利用

利用中低区电梯井道的空间，在高区范围将其设计为卫生间，这样的布置是出于经济性的考虑。需要注意的是：低区电梯机房上部为卫生间的楼层，需采取可靠的防水措施，采用局部降板、同层排水、降板的板面和卫生间的楼面均做防水来加强防护。

3.5 关于核心筒楼梯

主楼每一层为一个防火分区，设置两个防烟楼梯间。在塔楼设计中要注意的主要是疏散问题，首先是要确定疏散楼梯的疏散宽度，满足规范设定的人均使用面积的前提下，结合当地消防部门的意见，办公按人均使用面积5㎡计算疏散宽度；由此计算，每层的使用人数约为241人，需要2.41M的疏散宽度，由此核心筒设计了两个梯段净为1.4M的疏散楼梯，疏散总宽2.8M，满足疏散要求。

4、避难层的布置

根据《建规》（2018年版）要求，建筑高度超过100M的公共建筑应设置避难层；其保护高度范围在50M以内，且第一个避难层距室外场地的高度不可大于50M。设备管道区采用防火隔墙与避难区用耐火极限不低于3.0小时的防火墙。设备管道区与避难区不可直接相连，而是采用前室（甲级防火门）作为连接。避难区设置独立的机械防烟设施。疏散楼梯在避难层上下断开。本项目应当地消防要求，还在19层和35层补充设置了避难间。

4.1 避难层敞开式和封闭式的选择

整个避难层的外围为通长的通透率较高的可拆卸金属百叶（灭火救援的考虑），靠近外墙空间均作为室外考虑。避难层在最初是考虑采用半敞开式布置的：用防火墙将避难层分为东西两个区域，将其分别设计为避难区和设备区。这样的优点是：设备管线基本布置在设备区，不会出现管线穿越避难区且避难层可通过外窗自然排烟。但由于本项目采用的是VRV空调，有大量的空调外机集中布置在屋面、避难层，这些大量的空调室外机需要尽可能多的布置在外侧，通过百叶来散热，经过与业主及设备专业的讨论，最终将避难区改为封闭式，所有靠外墙百叶的范围均布置成设备区。避难区被设备区域围合在内，在设备区和避难区之间设置前室，通过前室到达避难区；这样布置省去了设备区域的集中的宽走道，避难区的面积也可增加。

4.2避难层的防火

安装在吊顶内的水平风管及穿越防火分区的排烟风管等采用40MM 厚的岩棉包裹外表面，作为隔热层；穿越防火分区排烟管等隔热层外加 9MM 厚保全防火板保护，耐火极限不小于 1.0小时；排烟管不应穿越楼梯间、前室或避难区，若必须穿越时，管道采用 40MM 厚岩棉作隔热层外 加12MM保全防火板保护，耐火极限不小于 2.0小时；管线穿越穿越防火墙处均有可靠的防火封堵。

4.3 避难区的面积

根据计算的办公人数，算出每个避难区应满足的避难总人数，避难层的面积按0.2 ㎡/人计算。对于超过250米的超高层建筑，避难区的面积是应按4人/㎡设置的，也就是0.25㎡/人计算。

4.4 避难区的保温

由于避难层的外围为通长的金属百叶。一些避难区与设备区域的隔墙是作为外墙来考虑的，室外部位的外墙、顶板及楼板应考虑保温构造。避难区是不做采暖的，但由于上下楼层为采暖房间，避难区的顶板及楼板也需要考虑保温。

4.5 避难层设备区的隔声措施

考虑到设备区域设备的噪音，设备区的地面采用浮筑地板施加隔声吊顶作为隔声措施。

4.6 避难层的灭火救援

避难层的灭火救援位置同标准层位置，避难层的外围为通长百叶，在灭火救援窗的位置的百叶设计为可拆卸百叶，灭火救援时，将一部分百叶拆卸，便于消防人员进入，需要注意的是，设备布置尽量避免过于密集，留出供消防人员进入的空间。

5、屋面停机坪

停机坪的用途可能为军用，也可能为民用，常规设计中的停机坪往往是用于民用的消防扑救，尺寸取决于所停飞机的型号；其尺度大小不宜小于飞机旋翼直径的1.5倍。根据当地消防局提供的数据，本项目是按旋翼直径为13M的直升飞机设计，停机坪起降区直径>19.5M。停机坪的形状多为正方形或圆形，在本项目中按圆形设计。停机坪与屋面各种突出物的距离有5米以上的间距要求。本项目的停机坪设置在水箱间、楼梯间的顶部，因而距离构筑物5M的安全距离均能满足。停机坪的屋顶要设置至少 2个宽度不小于0.9M的安全出口。

在屋面的两个短边布置室外楼梯。室外楼梯宽度设计为1.2M（＞0.9M）。

停机坪地坪找坡的坡度不大于2%。为确保人员疏散时的安全，地面尽量平整，如设置排水沟，排水沟要设置盖板。地坪上需要标注直升机的荷载、起落方位，起落区、中心位置和边界位置及安全区域等。着陆标志、边界线等可用油漆涂料涂刷出图案，但必须确保图案鲜明、耐久、不退色。起降区外围安装既不超高又满足安全的安全防护网以防止净空超限及人员安全。

停机坪还需要安装信号灯，如定位灯、机坪瞄准灯、围界灯、航空障碍灯等。定位灯通常安装在安全网上、防撞灯则一般安装在阴角处，避免光线太亮影响直升飞机降落。

除此之外，停机坪疏散楼梯在屋面的防护栏杆需采用可拆卸型护栏；停机坪屋面女儿墙高度需尽量做低，以免影响直升飞机降落。

6、擦窗机

擦窗机的用途是便于外立面的清洁、维护。常规的形式有：轨道式、无轨式和固定式，根据建筑的平面、外立面造型、及建筑高度等确定擦窗机的选型。在这个项目中，优先选用了轨道式擦窗机。轨道的设置结合专业擦窗机厂家的要求设置；擦窗机宜低于停机坪，擦窗机和停机坪的间隔尺寸应大于5M。本项目由于外立面需要，幕墙的顶部高度只是略低于停机坪高度，且擦窗机轨道是结合幕墙在屋面的钢支架设置的，也就是擦窗机的轨道设置在幕墙钢支架顶部，这样擦窗机的高度实际要比停机坪高。根据停机坪厂家的建议，平时将擦窗机停在停机坪最远处，可在接到直升飞机停泊任务之前调整擦窗机位置，避开直升飞机航线即可。

7. 结语

超高层建筑逐渐成为城市建设的常用形式,做好高层建筑的设计,应以安全性及经济性为立足点,结合业态特点和需求，为城市塑造和谐完整的建筑形象。

参考文献：

[1]张阔.浅谈高层办公建筑核心筒设计 [J]绿色环保建材,2019.04.063.

[2]GB50016-2014建筑设计防火规范（2018年版）[S]

[3]全国民用建筑工程设计技术措施 规划.建筑.景观[S]

[4]公消办[2017]317号 建筑高度大于250米民用建筑防火设计加强技术要求（试行）

[5]符述林. 高层建筑擦窗机设计过程中应注意的问题[J]建筑科学，2010.04.057

[6] 宋明 戴泓 刘国忠 沈清. 试论城市高架直升机场设计[J]机场工程，2006.03