時間：2022-05-14 09:13:27
序論：在您撰寫高層建筑設計論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
本文作者：孫建文 單位：晉城市晉方圓建筑檢測有限公司
作為一名結構工程師，如何去把握，或者說有意識地去進行高層建筑結構的概念設計。一句話，對應于高層建筑結構概念設計的三個階段，分別進行概念設計。
首先，在建筑方案設計階段，要正確把握高層建筑結構的概念設計，必須堅持結構設計沒有惟一解的設計理念，充分發揮結構工程師的創造力和創新能力，協助建筑師以達到令業主滿意的建筑。例如，美國芝加哥第一國家銀行大樓建設之初，銀行業主追求和向往能在他們銀行大樓的整個底部有一個4層～5層樓高的無柱大空間，以充分滿足他們銀行業務在使用功能和形象功能上的需要。在芝加哥第一國家銀行大樓方案設計中，結構工程師和建筑師合作開拓了一種新的結構形式，即將電梯井筒與設備井筒分別設置在建筑物的縱向兩側，作為巨型柱，并將第一道設備層設置在第6層，往上每隔18層再各自設置一道，作為承載力和剛度很大的巨型水平構件，并與周邊的巨型柱有機地剛性連接在一起，從而構成了一種巨型框架體系的結構功能與受力特征，不但能有效地抵抗重力荷載和水平荷載，還在整個大樓底部5110m2的面積內無一根柱子，實現了業主夢寐以求的大空間。同時，在建筑方案設計階段，結構工程師所構思的結構總體系應有一個多道防線、剛柔結合的理想剛度目標。即具有一定大的剛度和承載力抵御風荷載和規范設防烈度水準的地震作用，以及在第一道防線的有意識屈服后，在結構變柔的同時仍具有足夠大的彈塑性變形能力和延性耗能能力來抵御可能遇到的罕遇大地震。
其次，在初步設計階段，要正確把握高層建筑結構的概念設計，必須掌握各種結構體系的近似計算方法。英國工程師A．L．L．Baker講過:工程師所掌握的最佳計算方法，應該是運用最簡單、最直接的計算方法。而近似的計算方法就是對一個結構工程師進行高層建筑結構設計能力的最基本的要求。例如，對于框架結構體系，必須掌握的近似計算方法為:豎向荷載作用下的直接彎矩分配法，水平荷載作用下的近似計算法。同時，結構工程師還必須了解抗側力構件的變形近似計算，通過獲取不同抗側力結構(或構件)之間的相對剛度比較概念，來大致估算建筑物的變形，以便于提出或比較各種可行的結構總體方案。
最后，在施工圖設計階段，仍然要注意把握和運用高層建筑結構的概念設計。例如，鋼筋混凝土框架柱的軸壓比超過了規范的限值，我們要結合具體設計綜合判斷。眾所周知，規范控制軸壓比限值的目的:要求鋼筋混凝土框架柱截面達到具有較好延性功能的大偏心受壓破壞狀態，以防止小偏心受壓狀態的脆性破壞。同時我們知道，影響鋼筋混凝土框架柱截面延性功能的因素除軸壓比外，還有框架柱的配箍特征、核心區混凝土的抗壓強度等級、縱向鋼筋承擔截面軸壓的能力、框架柱的截面形狀等因素，軸壓比限值的大小必須根據具體工程設計綜合所有因素進行一定程度的合理調整。
綜上所述，作為一名結構工程師，在高層建筑結構設計中，應始終堅持概念設計的理念，既不盲目照搬規范，也不盲從于一體化計算機結構設計程序，任其隨意擺布;只有始終堅持概念設計的理念，才可能不斷地追求盡善盡美的設計思想，而其結構的概念、經驗、判斷力和創造力才會隨年齡與實踐的增長而越來越充實，其設計成果才能不斷創新。
摘要：針對生態建筑學在高層建筑設計中的應用，做了簡單的論述。生態建筑設計，要以人為核心，注重建筑節能設計，充分融合建筑環保節能理念，提升高層建筑設計的合理性與科學性。在實際應用的過程中，要注重實現生態環境和節能的一致性，采用生態表皮設計，以打造舒適的建筑環境。
關鍵詞：生態建筑學；高層建筑設計；節能性；環保性
湖南省將森林覆蓋率、綠色建筑覆蓋率等生態環境指標，納入到規劃體系中，加大生態建筑建設力度。在構建可持續化發展城市形態時，嚴格保護生態資源，實現城市規劃和生態保護有效連接。在環境保護方面，實施生態控制線規劃，明確禁止開發區域與限制開發區域，因此對生態建筑設計，提出了更高的要求。
1生態建筑學概述
生態建筑學設計理念提倡節能效應與環保效應，將生態環境和建筑相互融合，利用自然生態理念與模式，開展高層建設設計，要從實際出發，充分利用科技與生態等的優勢，融合各類因素，形成綠色、安全的人居環境。高層建筑建設資源消耗量較大，對自然環境造成的壓力也較大，引入生態建筑學，可以實現資源循環利用，確保高層建筑建設的效益。
2生態建筑學在高層建筑設計中的應用原則
2.1最優原則
基于生態建筑學，開展高層建筑設計，堅持結構方案最優原則，需要做好全面的調查工作，明確建筑區域情況。以建筑選址為例，要明確地質條件，了解建筑區域的經緯度與氣候條件等，以合理設計建筑朝向，進而保障自然通風技術與太陽能資源的利用率。除此之外，要明確建筑區域周圍的綠化情況，在前期規劃設計時，做好后期規劃設計，確保高層建筑設計的合理性。
2.2合理化原則
高層建筑結構設計時，要注重建筑的穩定性與安全性設計。為確保建筑設計的安全可靠，需要精確計算建筑結構參數，對結構設計方案，進行合理化、數字化處理。因為基于生態建筑學的高層建筑，多應用各類節能技術與材料等，設計人員若能將節能理念，有機的融合到高層建筑設計，做好建筑設計的把控，則能夠實現綠色生態建筑設計[1]。
2.3環境互動性原則
基于生態建筑學，高層建筑設計要以人為核心，考慮到建筑使用者的需求，采取人性化設計，堅持舒適性與方便性，使得建筑能夠更好的為使用者服務。設計人員可以充分的利用節能技術，實現環境與建筑友好相處。譬如：高層建筑水資源消耗量較大，若將污水全部排放，會造成水資源浪費，甚至會污染環境，因此要加強水資源回收利用，收集雨水和生活用水，利用處理技術，用作廁所沖水與景觀水體?？梢栽O置分質排水系統，例如圖1所示，實現水循環利用。
3生態建筑學在高層建筑設計中的應用方法
3.1實現和周圍生態環境的友好協調
開展高層建筑設計，實現和周圍生態環境的友好協調，要充分利用生態環境資源。在保護環境的前提下，充分吸取環境資源，譬如：高層建筑采光設計，需要制定多種方案，做好方案評選，以確保建筑能夠獲得較多的光照，減少電能的使用；對于高層建筑空間格局以及朝向設計，增加通風面積，減少對空調的依賴程度，降低能源消耗。高層建筑自然通風形式，主要包括幕墻開窗、雙層通風幕墻。其中幕墻窗開啟方式主要包括固定窗、平行外推窗等。雙層通風幕墻主要包括內循環、外循環、開放式雙層幕墻。雙層幕墻和傳統幕墻相比，能夠實現節能50%，可以達到較高的性能[2]。
3.2采用生態表皮設計
建筑表皮生態設計，指的是建筑外圍護結構，包括外墻、屋面、樓板等，高層建筑外圍護墻體能量消耗較大，可以占據整個建筑能源消耗的1/4左右，因此設計人員不僅要注重建筑裝飾功能，還需要注重建筑表皮的支撐功能，從人的生理舒適度與輻射熱等因素考慮，營造健康舒適的環境。譬如：某建筑表皮覆蓋系統設計，采取了雙層結構，包括隔熱玻璃與多孔通風層，利用雙層表皮，確保建筑內部氣流保持正常，避免受到天氣變化的影響。外部空氣可以通過建筑外皮進入到通風層，建筑內部設置控制板，來控制自然通風系統，形成緩沖氣流，輸送到建筑主體，以減弱外部風的影響，制造出自然風。
3.3融合舒適化理念
高層建筑是常見建筑物，人們對高層建筑物的質量要求不斷提升，追求舒適的居住環境，對建筑結構與功能的要求較高?；谏鷳B建筑學，開展高層建筑設計，需要合理選擇原材料，避免使用有害材料，影響居住者的健康與生活質量，因此設計人員需要做好質量把控，合理選擇建筑原材料。在設計建筑空間時，需要做好空間組合的設計，確?？臻g生態性，保障輔助空間能夠達到自然采光與通風的要求[3]。
3.4遵循生態建筑學設計原則
基于生態建筑學理念，提高資源利用率是建筑設計的主要目標。在開展高層建筑設計時，需要遵循生態建筑學設計原則。堅持再評價、更新、重復利用、減少消耗、循環利用基本原則。建筑設計原則，提倡不僅要考慮建筑的使用功能與美觀程度，還需要做好周圍環境評價工作，包括城市氣候與植被覆蓋，以打造和生態環境相互協調的結構樣式，實現高層建筑和自然環境的永續共存。譬如：某節能環保大廈，充分利用建設區域的水資源與地熱資源優勢，構建了水循環利用系統與地源熱泵系統，同時采取分區設計的方式，充分利用自然資源，以河水和地熱資源，作為冷熱源，提升建筑水源熱泵系統的性能，除此之外，在屋頂還設置了光伏發電機組，極大程度上提高了可再生資源的利用率，降低了非再生能源的利用率，降低了能源消耗，提高了建筑的節能性與環保性。從建筑到室內外裝修材料上都大量采用具有環保與高科技含量的可循環使用材料，如有機涂料、中空夾層玻璃等環保材料，大廈建成后將具有冬暖夏涼的效果。
4結束語
隨著環境污染與能源日益短缺，高層建筑成為發展的主要趨勢。在高層建筑設計時，需要加強對生態建筑學的運用，減少高層建筑建設對自然環境的影響，實現能源節約，維護生態平衡，實現建筑可持續發展。
作者：陳明 單位：郴州市城鄉建設檔案館
摘要：高層建筑的穩定性能與建筑整體的穩定性緊密的聯系在一起，在設計高層建筑時應該對高層建筑中的每一個構件詳細的分析承載力，重點部位應該加強技術的關注。為了滿足高層建筑設計的規范與標準，設計高層建筑時應該關注每一個構件。設計人員應該不斷的提升高層建筑設計的水平，從而推動建筑行業的發展。
關鍵詞：高層建筑設計；問題；對策
高層建筑嚴重影響著建筑的施工可行性與穩定性，在施工之前應該做好高層建筑的設計工作。為了提升我國建筑行業的發展與進步，需要不斷的優化高層建筑的設計水平。因此，設計人員應該不斷的優化高層建筑設計，不斷的學習新理念的知識與技術，并結合設計經驗，為我國的建筑行業發展貢獻力量。
1高層建筑設計中的重點
第一，混凝土設計重點。在高層建筑的施工中混凝土與鋼筋是主要的施工材料，主要是因為它們的承載力較好，并且性價比高，因此在高層建筑施工中被廣泛的使用。在設計混凝土時，如果設計不合理，施工時建筑表面就會出現大量的裂縫，從而嚴重影響建筑的穩定性與安全性。為了設計好混凝土，在初期設計時應該全面的考慮問題及可能影響施工的因素，并詳細的記錄數據，從而避免混凝土在施工后期出現不穩定性現象的產生。第二，基礎設計重點?；A的質量直接影響著整個建筑工程的質量，基礎不僅包含地基，還包含其它的基礎構件?；A是建筑工程中的隱藏工程，并且還得承擔起整個建筑工程的負荷，因此基礎的設計非常重要。在設計基礎時，設計人員應該實地考察施工現場的情況與施工地質的情況，從而獲得準確的數據資料，并仔細的研究施工場地的土質，根據這些數據制定出科學的、合理的設計方案，為建筑的施工打下穩定的基礎。第三，砌體設計重點。在高層建筑工程中砌體較為常見，并且砌體的種類非常多，對于不同類型的砌體，設計的重點存在著較大的差異，因此設計人員應該根據工程實際的需求設計出符合工程建設的砌體。對于混合性的承重，砌體在建筑中主要是作為底層框架，由于砌體的組織體系動力性能不好，這使得建筑的不具備良好的抗震性。砌體應用到橫墻時，主要承受墻體的壓力，從而保證墻體受到砌體的承載力，提升墻體的剛度與強度。砌體應用到縱墻時，能夠保證縱墻的抗彎性能。以上是砌體應用到不同的建筑部門中設計時應該注意的重點。為了提升建筑的設計水平，設計的鋼筋混凝土、基礎等都滿足國家設計規范與標準，從而提升設計企業的業務能力。
2高層建筑中存在的問題
第一，不注重地基的建設。在很多的高層建筑中地基的建設都是按照設計圖紙進行施工的，但是在設計建筑時沒有實地考察從而缺乏地質勘查的資料與數據。在施工的過程中，施工人員也沒有足夠的重視地基的建設。在建筑設計時沒有足夠的重視地基設計，會導致建筑出現嚴重的問題。為了提升建筑中地基的穩定性，保證地基建設的質量，相關人員應該實地考察建設場地的地質情況，綜合各方面的信息設計符合建筑工程的地基。在建筑施工的過程中，設計人員不應該只根據自己的想法在地基建設中填入沙石，這不僅不能夠提升地基的穩固性，還會減小建筑的承受力，讓建筑留下大量的安全隱患。第二，樓板出現裂縫。建筑的設計中最為常見的是混凝土中的樓板出現大量的裂縫。目前，在建設建筑時一般使用樓板，分析樓板的受力也僅僅分析樓板平面受力情況，這是導致樓板出現裂縫的主要原因。在分析樓板的承受力時應該考慮三維空間上的受力情況，這樣才能夠最大限度的保證樓板受到的承載力。設計人員在設計鋼筋混凝土時不應該使用單向的樓板受力情況進行計算，不應該使用分離式的鋼筋作為支撐，這樣計算出的樓板實際受力數據與計算的數據存在著較大的差異，這導致混凝土使用樓板時會出現大量的裂縫。第三，選擇錯誤的梁高。建筑設計中梁高的設計尤為重要。設計人員為了簡化計算與設計過程，通常會把梁的設計作為單梁，這使得梁的數量顯著減少，不能承受住整個建筑的符合，留下安全隱患。在設計梁時設計人員應該全面的考慮梁的承載力，選擇合適的梁，避免梁由于超負荷出現損壞的情況。
3高層建筑問題的解決方法
第一，選擇合適的高層建筑。選擇合理的建筑，才能夠最大限度的保證高層建筑物承受住自身的重力，不會出現超負荷現象。建筑的承受力達到設計標準，才能夠讓建筑的安全得到保障。要選擇合適的建筑，設計人員需要對建筑建設面積與功能進行仔細的考慮，設計人員需要注意不同的建筑，建筑所需的空間與高度存在著較大的差異。第二，提升設計人員的安全意識。建筑設計是一個綜合性較強的工作，需要結合美術、力學及地質知識，并且對于理論的要求較高。設計人員在進行設計工作時應該具備認真負責的態度工作。設計人員應該嚴格的控制建筑中的每一個環節，使得建筑按照國家規范進行施工。除此之外，更要重視建筑的安全性能，要考慮應該具備的抗震性與抗風性。第三，提倡概念設計。隨著建筑行業的發展，人們對于建筑的要求不僅僅是建筑提供的舒適性，而是更側重建筑展現的個性化。為了提升建筑設計水平，設計人員可以使用概念設計。通過對施工場地的實地考察與分析，將獲取的數據進行不斷的優化之后，設計適合建筑設計，然后制作建筑的模型。目前，科技飛速的發展，設計人員可使用先進的技術模擬模型，不斷的優化模型，最終實現模型，這對于建筑設計具有非凡的意義。
4設計高層建筑的方法
第一，控制回填土的質量。完成基本的建筑工程之后，在空余的部分需要進行回填土工作?；靥钔翍撨x擇粒徑大的材料，回填土施工應該滿足施工規范并達到設計要求。在進行回填土工作時應該控制一些施工條件，根據施工的特點及回填土的種類確定回填土的參數。為了保證前期工程的建設質量，在進行回填土工作之前應該做好驗收工作。在施行回填土工作時，應該設定好施工水平的標準，從而確定回填土施工的程度。第二，地梁建設。地梁建設主要分析地梁建設過程中的問題，為了解決這些問題可以通過以下方式。首先，將地梁作為框架計算，此時不用考慮地基情況，雖然這種處理方式與實際的計算數據存在著差異，但是可以作為設計與施工的參考依據，從而讓建筑避免自然災害對自身的影響。此外還可以只計算框架整體而不計算梁，并忽略梁彎矩的影響，這種方式也十分的合理。并且此方式不僅能夠解決地梁建設問題，還能夠完善與優化建筑的施工。第三，鋼筋錨固。鋼筋錨固主要是為了提升混凝土與鋼筋之間的連接，提升建筑的穩固性。鋼筋錨固與剪力墻的施工質量有著緊密的關系，因此需要將剪力墻與鋼筋錨固結合在一起，將兩者作為一個整體分析出有利于兩者的施工條件與施工工藝。鋼筋錨固能夠讓剪力墻與鋼筋完美的結合在一起，避免鋼筋出現任何問題。鋼筋錨固應該具備適當的長度與強度，這樣才能夠保證建筑的穩固性。
總結：
隨著我國經濟的發展與科技的進步，我國人們的生活質量不斷的提升，建筑工程的數量也不斷增加。人們開始關注高層建筑設計。高層建筑設計是一項十分復雜、繁瑣的工作。為了設計出更加合理、科學的高層建筑，設計人員需要全面的考慮問題，并對必要的問題進行仔細的研究與分析，這樣才能夠最大限度的保證建筑的安全性能，保證建筑工程順利的竣工。
摘要：隨著城市的快速發展，為節約用地面積，超高層建筑逐漸成為城市建筑的主流，尤其是一些人員密集、功能復雜的城市。超高層建筑尺度宏偉、體量巨大、結構復雜、投資龐大、容納性強，在具體的設計和施工環節會有很多問題。本文探討了超高層建筑在設計中需要注意的問題。
關鍵詞：超高層建筑；建筑設計；存在問題
超高層建筑不僅體現了我國科技的進步，同時也象征著我國綜合國力的提升和城市競爭力的提高。但是超高層建筑需要大量的資金來進行設計和維護，對人力、物力、財力消耗較大，與建筑在設計時節約的原則相違背。
1、抗震設計方面的問題
抗震問題也是超高層建筑設計中的關鍵問題，尤其是短柱問題較突出。
1.1結構平面設計
超高層建筑設計時結構平面設計常存在外形不規則、上下不對稱、形心、質心偏心大、凹凸變化尺度大、結構平面剛度與現狀不均勻、長度長等一系列問題。1.2抗震構造柱抗震構造柱在設計中通常存在大廳的四角、外墻的轉角缺乏構造柱，即使有構造柱但不是成對存在，在一些縱墻和山墻的交接處也缺乏抗震構造柱，甚至在一些建筑中構造柱代替磚墻承重等問題。
2、消防問題
超高層建筑功能多元化、設備較復雜，存在很多引起火災的因素，例如如果對超高層建筑的電氣設備維護和管理不當、或者是明火處理不妥善就有可能引發火災[2]。相對于低層建筑，高層建筑如果發生火災引起的危害更大，常見的超高層建筑消防問題主要存在以下幾個方面：
2.1火勢蔓延較迅速，疏散困難
超高層建筑中由于存在很多可燃物導致形成縱向煙筒，這些煙囪的拔風抽力效應在發生火災時會促進火焰和煙氣迅速蔓延，而這種效應隨著高度的增高和抽力的增大而強烈。超高層建筑工作、生活人員較多，通常情況下，300米以上的高層建筑可容納數萬人以上，如果發生火災，客貨電梯不能使用，只有消防專用電梯才能使用，而消防電梯的時間和運載人數有限，大量的人員需要借助樓梯疏散。人數越多、樓層越高，疏散的時間越長，潛在危險越大。
2.2火災撲滅困難
如果超高層建筑發生火災，那么因為建筑周圍的場地較小、登高高度受限，而火勢蔓延迅速，增加了撲救難度。因此超高層建筑試析超高層建筑設計中需要注意的問題蔡云峰1郝虹琳21中弘控股股份有限公司北京1000242北京紫玉山莊房地產開發有限公司北京100012設計中必須充分重視消防問題，全方位考慮，盡最大可能消除發生火災的可能性，才能達到超高層建筑設計的預期目標[3]。
3、設計中一般的實際問題
3.1防排煙系統
在超高層建筑的設計過程中，一些開發商為了節約投資，采用自然排煙的方式設計防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室的防煙設施，缺乏有關機械防煙的設計，但是由于自然環境的影響，自然排煙的方式在超高層建筑中是不合理的。尤其針對于一些大型的商場，中間設有封閉樓梯，很多開發商為了擴大商場的使用面積，節省投資，并沒有按照規范設計正壓送風，也沒有增加前室。
3.2建筑消防設計方面
由于超高層建筑自身特殊作用，工程設計實際建筑中，加強超高層建筑設施消防工作變得很重要。由于超高層建筑物樓層很高，超高層建筑容納人員很多、很集中，實際設計工作中，需適當提高在建筑內安全通道的質量和數量，這樣做避免有火災事故時人員擁擠出逃踩踏；超高層建筑設置的消防通道必須設計到密封性，一旦火災事故發生，事故造成的煙塵擴散迅速，火勢會蔓延迅速，在設計中、后期維護使用中一定要保證消防通道自身密封性能，防止即使有火災事故發生，消防通道依舊安全使用。超高層建筑規定的消防設備必須準備完全。
3.3電梯設計
超高層建筑中電梯被視為其生命線。設計實例如紐約世貿中心：建筑物高541.3米，共有246個電梯，如果電梯在高速運行期間大樓出現15.24CM以上的晃動，電梯鋼纜會因為受力不均造成嚴重損害，甚至造成危險，因此開發商設置了電梯鋼纜的隨動跟蹤機構并設計了相應的報警系統，以便于及時調整鋼纜的長度使其受力均勻。由此可見超高層建筑高度較高、結構復雜，使得設計和維護相對較困難[1]。3.4設備與設備系統的問題超高層建筑的建造從設備和設備系統角度出發比普通的建筑要復雜的多，不是將普通的建筑進行簡單的拉伸和疊加，必須對普通建筑中較簡單的問題特殊對待，相關的人員要特別關注、及時處理，如提高建筑的側向風力承受能力。
4、超高層建筑抗震設計探索
4.1設計采取基礎隔震相關措施
傳統的設計抗震方法依靠結構的承載力和變形能力來消減地震破壞能量，來保護建筑物，卻存在許多短板。地震對建筑的破壞，發生的破壞能量多出自于地面，通過建筑物基礎向上部層層傳遞。在對地震經驗總結歸納后得出：發生地震時，建筑物結構底部相對越小的滑動，較大幅度減輕高層結構的破壞烈度?；诳蓜舆@一概念的基礎隔震方案多種多樣，主要方式有：軟墊式隔震、滑移式隔震、擺動式隔震、懸吊式隔震。例如軟墊式隔震就是是在建筑物基礎上設置一定帶鉛芯的鋼板橡膠這樣的隔震裝置，使整個房屋坐落在軟墊層上，遭遇地震時，底面與地面相對水平位移小，建筑物自振周期加長，致使主要的變形都集中在軟墊塊處，建筑物上部間側移卻變得很小，這樣做就保護結構一定程度免遭破壞。
4.2合理設計提高結構阻尼
提高高層建筑物結構阻尼，建筑物結構上設計布置阻尼，來吸收地震能量，從而減小結構變形。在實際設計實例中；臺北101大樓設計時在87-92樓規劃安裝了一個體積巨大特殊的鋼球風阻尼器，球體直徑達5.5m，它由四十一塊12.5cm厚鋼板焊接為球形，其中重量可達660t，這樣的規劃設計有效減輕了由于颶風和地震所引起的建筑物震動和側移。為超高層建筑設計中附加阻尼這一新途徑，是利用主體結構連接剛性掛板中間特殊裝置所具備的非彈性性能、摩擦性能來實現。建筑物設計采取這一措施過后，使阻尼比僅為2%的抗彎鋼框架，發生地震時有效的粘滯阻尼≥8%，使得底部地震剪力和頂點側移降低50%左右。此外，通過設計采用高延性構件，設計時附加耗能裝置的做法也有效消減高層建筑物地震反應。
5、關于我國超高層建筑中節能設計的思考
超高層建筑因其高度變化導致相關的參數有所變化，影響建筑的能耗，超過100米的建筑只有太陽輻射保持不變，其余的氣象參數均變化較大。而近年來我國建筑節能設計所用的建筑能耗模擬軟件都不能反映出氣象參數與高度之間的變化規律，又不能反映出表面的熱交換能力，不能準確計算出相關的能耗，不能科學合理地配備相應的節能設備。
6、超高層建筑中配體設施和裝修的問題
隨著人們生活水平的提高，越來越重視建筑的美觀和使用功能的完善，集中供應空調和冷熱水，但是增加了建筑的負擔，也引起了燃氣、鍋爐、燃油等安全隱患。為了美觀幾乎全部的消防柜直接鑲嵌在墻體里，導致墻體的耐火極限不達標。因此設計者在設計的過程中必須結合實際的情況，消火栓為環狀結構，保證建筑物的配件耐火性好，建筑物的耐火等級符合要求，在發生火災時不會短時間損壞，減少火災損失[4]。
結束語
總而言之，一旦超高層建筑發生火災、地震等災害，將會對人員、財產造成很大的威脅和損失，因此，為了盡量減小損失，在超高層建筑的設計需要注意很多方面的問題，注意一些普通樓層一般但對超高層建筑較危險的影響因素及重大火災等安全隱患問題，提高超高層建筑的安全性，減少經濟損失。
作者：蔡云峰 郝虹琳 單位：中弘控股股份有限公司 北京紫玉山莊房地產開發有限公司
摘要:介紹了綠色建筑在國內外的研究現狀，并基于綠色建筑的設計理念，從仿生形態、建筑基底、建筑自遮陽等方面，闡述了綠色建筑設計在超高層建筑設計中的優化策略，有利于降低建筑能耗，保護城市環境。
關鍵詞:綠色建筑，超高層建筑，仿生形態，光照
1研究背景
隨著城市化進程的不斷推進，越來越多的人口向城市聚集，伴隨著城市經濟發展所帶來的負面影響是土地資源供應的緊張，超高層建筑也隨之應運而生，這很好的解決了土地資源供不應求的現狀。超高層建筑被視為城市的地標，體現著現代技術、材料的最新成就，同時也是形式美，結構技術，地域文化等綜合的體現。但是隨著城市超高層建筑的增加，其負面影響也越來越突出，例如建筑層高，交通擁堵，環境破壞，人與自然的隔絕，建筑微環境較差等等，這開始使得人們越來越重視超高層建筑的綠色化，如何減少建筑成本，減少對環境的影響等等，成為十分值得研究的課題，因此將綠色建筑理念融入到超高層設計當中是十分必要的。
2國內外研究現狀
2．1國外的相關研究
在國外對于綠色建筑的研究相對于比較完善，馬來西亞建筑師楊經文，他是生態建筑的倡導者和生態建筑理論的創立者，出版了大量關于綠色建筑的文獻及專著，其中《設計結合自然》《綠色摩天大廈》等專著都十分有針對性的對綠色建筑的理論及其設計要點做出了研究和分析。在他的建筑作品中也從多方面體現了他對綠色建筑的理念。除此之外，許多發達國家建立了自己國家特色的綠建評價體系:美國能源部建筑技術《聯邦零能耗高性能綠色建筑研究發展規劃》《能源安全與獨立法案》《聯邦零能耗高性能綠色建筑研究發展規劃》《建筑技術項目2008—2012規劃》;瑞典能源署自助機構(FEBY)頒布低能耗方面法規文件;日本建筑無綜合環境評價體系等。
2．2國內的相關研究
相較于國外在這方面的研究，國內的相關研究起步較慢，始于20世紀80年代左右，雖然提出了一系列關于此類的法規、評價體系、標準以及經營模式，但研究依舊處于初級階段。隨著研究的不斷深入，我國在綠色建筑方面做了很多深入的研究和分析，并借鑒和引用了大量國外的理念和實踐。并陸續的出臺了適應于我國氣候條件等各方面因素的評價體形，包括《中國生態住宅技術評估手冊》《綠色奧運建筑評估體系》《綠色建筑技術導則》等等。另外我國也有許多專家學者對于該課題也進行了研究，2010年沈馳發表的《“建筑”行為———綠色建筑的空間策略》以我國南方地區為例，通過案例的分析詳細的概括了5種綠色設計策略。劉煜發表的《青海省地域適宜性綠色建筑設計標準的構建研究》通過對青海氣候、資源、文化等方面的分析，并結合實例，探索了適合青海地域特點的綠建標準。
3綠色建筑的設計理念
所謂的綠色建筑，是指在建筑的使用周期之內，在能源、用地、用水、用材等方面進行節約處理，建造出對于環境污染較少、利于人健康以及高效使用，并且能可持續與自然共處的建筑。設計出來的綠色建筑更符合人類目前的生存狀態，它不但減少了建筑物對自然環境的影響，提高了建筑的節能減排，同時也可以使得使用者更貼近自然。
4綠色建筑設計理論對于超高層建筑設計的優化策略
4．1仿生形態優化策略
在現代科技的飛速發展下，許多設計師已經將仿生形態理論實踐于許多造型以及結構復雜的高層建筑。對于那些復雜扭曲的建筑形態以及對于常規結構的挑戰，他們能通過電腦模擬分析出合理的結構形態以及如何更加與當地環境相適宜，從而設計并建造出更多綠色生態以及造型新穎的建筑出來。日建設計公司設計建造的名古屋Mode學園螺旋塔樓，造型借鑒了DNA雙螺旋結構，配合螺旋上升的自然形態，建筑高度達到了170m?？紤]到整體造型要求，建筑的圍護結構是大塊的玻璃幕墻，并采用三維的構架拼接，同時其通流系統為雙開方式。三維構架利用了2000多塊造型、角度各異的玻璃，并且在風洞中進行周密的實驗，最終選擇出最佳的玻璃構建角度，針對曲面的玻璃設計師采用了可滑動的窗格，以對應不同形態的玻璃幕墻。雙開放式空氣流通系統，外窗框和內窗進行組合，在提升空調能耗的利用率的前提下，還明顯的提高了室內空氣質量。
4．2建筑基底以及場地優化策略
建筑所在場地是建筑內部的私密空間與城市外部的公共空間的過渡區域，只要將外部城市的各種交通空間通過建筑的場地基底與建筑內部發生聯系，就能部分緩解城市與建筑空間聯系的擁擠問題。超高層建筑的基底可以分為裙房以及地下室兩個部分，通過對這兩個部分進行交叉優化設計，就能有效的提高基地與場地的使用效率，從而讓城市以及建筑更為高效且具有更大的發展潛力。KPF建筑事務所設計的香港環球貿易廣場是一座118層高的綠色綜合式大樓。其可持續性表現在它是與我國香港最大的交通系統之一的九龍地鐵站一起進行設計的，該建筑很好的與周圍場地以及城市空間進行了聯系以及回應，與周圍建筑以及城市交通空間聯系了起來。香港環球貿易廣場擁有龐大復雜的立體交通網絡，通過計算機建立的綠色建筑設計策略體系以及精確地計算將整個交通網絡內部的商業空間和周圍的城市空間有秩序的組織起來，整個立體交通網絡以環球貿易廣場為中心，周圍建筑以及公共空間的人們都能迅速的到達目的地。
4．3建筑自遮陽優化策略
建筑遮陽的相關理論最早可以起源到古希臘的作家贊諾芬，他的著作里描述了如何通過柱廊的設計來遮擋陽光照射到建筑內部的相關研究?，F代建筑的遮陽主要可以分為窗口遮陽、墻面遮陽、屋面遮陽、綠化遮陽等形式。在這些遮陽措施當中，窗口遮陽是無疑起到了最重要的作用。AlHamra塔是科威特市最高的建筑，建筑設計成一種特殊的向內部進行折疊的空間形式，在增強了建筑內部的視野范圍的前提下，還能降低太陽對于不同樓層的熱輻射。為了使太陽的光照輻射對建筑產生最小的影響，設計師采用了清晰的材料句法，南面的墻被設計得高大而厚重，在開口的設計上，遵循建筑的光照情況來進行具有針對性的設計，這面墻起到了主要的承重作用，還能將建筑與當地惡劣的環境所隔絕開來，極大的降低了太陽對于建筑內部的熱輻射。并通過石材裝飾的處理，讓陽光與墻面產生堅實和厚重的安全感。
5結語
要實現高層建筑的可持續發展，設計出符合可持續性發展的綠色生態建筑，必須針對建筑的能耗損失進行全面詳細的分析和研究。只有做到了以上幾點才能因地制宜的選擇適合的綠色建筑設計策略與方法進行超高層建筑的設計。本文選取了世界各地一些具有代表性的優秀作品，從各個方面進行了細致的分析，并總結出仿生形態優化策略、融合場地的基底優化策略、建筑自遮陽優化策略三項基于綠色建筑理念的優化策略，為今后的創作提供了思路。希望更多的建筑設計師發揮自己的創造力和想象力，在科學技術發達的今天，將新的綠色的、可持續性的建筑設計理念與傳統的設計方法相結合，設計并建造出更多的綠色超高層建筑，為實現當前社會的可持續性發展做出自己的一份貢獻。
作者：王力 顏舒婷 單位：中機國際工程設計研究院有限責任公司 中南大學
摘要：近年來城市化建設進程不斷加快，高層建筑成為當前城市發展過程中的主要建筑形式。城市中高層建筑的大規模興起，有效地解決了城市用地緊張的問題，而且改善了城市自身的環境。在當前城市高層建筑規劃和設計過程中，需要確保做到城市空間構造之間的協調性，增加建筑的人性化，因此需要做好高層建筑規劃和設計工作，更好地推動城市的健康、有序發展。
關鍵詞：高層建筑；規劃；設計；主體結構；綠色生態；節能設計
前言
高層建筑占地面積較小，容積率較高，造型新穎，而且具有豐富的功能，這也使其在當前城市用地緊張的情況下高層建筑大量涌現出來。不僅增添了城市現代化的信息，而且也對整個城市格局帶來了較大的變化。城市的發展對協調性具有較高的要求，因此需要合理布局，確保其空間結構具有較好的協調性。高層建筑由于垂直高度較大，因此需要合理進行規劃和設計，確保城市空間結構的合理性。
1高層建筑規劃分析
高層建筑修建過程中，其規劃和布局直接關系到整個城市的建設工作，會對整個城市的布局和城市氛圍帶來較大的影響。因此需要遵循美化城市結構和豐富城市空間的原則來進行高層建筑的規劃和設計，避免高層建筑的出現影響城市整體結構的協調性。
1.1超高層建筑數量
城市高層建筑作為一個城市繁榮的象征，但超高層建筑體系會對城市帶來帶來較大的影響，并沒有表現出良好的主導性，特別會影響到周邊居民的采光問題，因此對于城市高層建筑的發展，需要合理掌握超高層建筑的數量，減少其可能會對城市發展所帶來的不利影響。
1.2高層建筑的密集程度
高層建筑在一定程度上能夠緩解城市建設用地壓力，實現城市空間的合理利用。但高層建筑如果密集在一個區域內，則會對交通和環境帶來不利影響，因此需合理對高層建筑進行布局，掌握其密集程度，確保其布局的合理性。
1.3建筑與街道
當前城市中高層建筑多集中于商業發達及繁華區域，但高層建筑較大的容積量必然會增加該區域的交通荷載，對該區域的交通帶來影響。因此在高層建筑規劃和設計時，需要結合街道及其他建筑的情況，做到協調統一，對繁華地段的高層建筑層數和數量進行有效控制，必要時需要擴大街道的通行能力。
2高層建筑設計分析
2.1高層建筑主體設計的科學性和合理性
當前，城市高層建筑結構更為新穎和復雜，特別是高層建筑平面形態和豎向形態之間的布置和銜接更具復雜化，這也使大量不規則和非常規形式的建筑平面在高層建筑結構中廣泛應用。計算機技術的發展也為高層建筑各種形式的應用提供了理論依據，再加之材料技術的不斷發展，這也有效的促進了高層建筑主體結構設計的科學性和合理性。
2.2綠色生態建筑設計
當前能源緊缺和環境破壞現象十分突出，這也使社會發展過程中更重視綠色、經濟、節約和環保。因此在當前高層建筑設計過程中需要以綠色建筑設計理念來減少高層建筑可能會對城市環境和周圍居民帶來的不利影響，有效的改善城市的生態環境。在具體設計過程中，要從長遠發展眼光，遵循以人為本原則，將綠色建筑理念貫穿于高層建筑的全壽命周期。設計人員需要對當地的氣候、風土人情充分了解，針對當地的特點，因地制宜，選擇適宜的建筑風格和類型，有效的執行綠色生態建筑設計。
2.3建筑尺度設計
高層建筑的尺度設計是非常復雜和難以把握的，主要原因在于建筑物不同于人，體積龐大，內部結構復雜，需要各部分相互的協調統一。要做到尺度的設計，需要從以下尺度關系入手：第一是與城市尺度的關系，高層建筑體積大，建筑高度高，是城市的重要組成，也直接影響城市的景觀，因此，建筑的尺度離不開城市的尺度，要與城市尺度協調統一；第二是建筑尺度，即建筑本身的尺度，設計師做到均衡，需要從建筑的組成來調節，高層建筑由主體、裙房和頂部組成，這三部分的尺寸需要一定的比例來均衡建筑的整體尺度，然后就是各個組成的細部尺度，層次、等級劃分要細致、協調；第三是近人尺度，這是容易被人們所觀察和直接看到的，比如出入口的尺度，要符合人機工程學，尺度要適宜；第四是道路尺度，也是近距離的感知，需要考慮行人的舒適度來確定尺度。
2.4重視節能設計
在城市發展過程中，高層建筑的數量和密集度會對城市的生態環境帶來嚴重的影響，一旦在高層建設設計時缺乏環境保護意識，則會造成高耗能和低效益的現象發生。因此在高層建筑設計時需要將節能設計放在主要位置。在具體設計時，合理布置建筑的朝向和位置，使其能夠有效的滿足日照要求，盡可能的增加南向開窗的面積，減少北向和東向開窗的面積，更好的利用日光。同時選擇具有較好隔熱性能和導熱系數低的窗體材料，避免熱量從窗戶位置消耗掉。墻體需要設置保溫隔熱層，利用較強保溫性能的材料做成復合墻體，增強墻體的保溫性能。以此來全面提高建筑的保溫隔熱性能，實現高層建筑設計的低能耗、高效益目標。
2.5高層建筑設計需要注意的其他問題
在高層建筑設計時還需要注意防火、抗風、配電、電梯和防雷等諸多的問題。高層建筑具有較大的垂直高度，這也需要設計時要注重水平區域，因此要做好防風設計。同時還要設計兩套供配電系統，有效的保證高層建筑正常的供電需求。對于高層建筑的防火問題需要給予充分的重視，在建筑總體布局時需要確保具有較好的暢通性和安全性，所設計的樓道要能夠保證人員的流動暢通性，配備有采光設施及應急照明裝置，使人員能夠快速疏散。同時還要合理進行防火分區設計，高層建筑樓道內消防器械和疏散通道要做到合理分區，這樣一旦發生火災能夠及時采用滅火措施，并同時對人員進行疏散。在各樓層設置消防栓時，需要保證消防栓所處位置能夠到達同層的任何部位。另外，就是在設計時需要重視高層建筑防雷擊問題，合理設計高層建筑防雷系統，設計時需要遵循綜合治理、整體防御、突出重點及多層防護的原則，在防雷措施上要充分的利用高層建筑物自身的結構，即在高層建筑頂端及容易受到雷擊的部位安裝避雷針、避雷帶和避雷網，利用高層建筑結構中的主鋼筋作引下線，將其上端與頂端避雷網有效連接，下端與基礎接地位置進行連接，從而形成良好的防雷系統，有效的防止雷擊事故的發生。
3結束語
高層建筑作為當前城市建筑的主要發展趨勢，其主體規劃需要與城市空間規劃有效結合，確保具有較好的協調性和統一性。在具體設計時還要遵循生態、綠色和節能的理念，打造綠色建筑。而且高層建筑設計需要與規劃有效配合，使城市空間布局更為科學和合理，實現對城市生態環境的有效保護，更好的促進城市的健康、可持續發展。
作者：廖三生 曾微 單位：江西坤巽古建筑設計院有限公司
摘要：隨著市場經濟的快速發展，建筑行業得到了很大進步，其中高層建筑已經成為了當前建筑類型中最普遍的一種。但是在進行高層建筑施工的過程中可能會造成環境污染問題，而且高層建筑占地面積大，改變了生態結構形態，影響到整個社會的可持續發展，而綠色建筑設計則能夠很好地改變這種情況。文章就針對當前我國綠色建筑設計的應用情況進行分析，希望能夠促進我國建筑行業的快速發展。
關鍵詞：高層建筑設計；綠色建筑設計；應用
高層建筑已經成為了當前城市進程程度的重要依據，同時也能夠反映出我國當前經濟的發展水平，體現整個國家的經濟實力。設計工作是建筑施工中非常重要的環節，綠色建筑設計已經成為了當前高層建筑施工中的重要方面。綠色建筑設計已經得到了世界范圍的廣泛關注，但是當前綠色建筑設計的理論研究和工程實例都比較少，所以我國相關的專家學者應該根據當前建筑行業的實際情況制定出合理的綠色建筑設計體系。
1綠色建筑設計應用在高層建筑設計中的意義
當前，國家在發展經濟的同時開始注重環境保護工作，并提出了可持續發展戰略，盡可能地實現人與自然、社會與環境協調發展。特別是近幾年開始大力宣傳綠色建設，節能環保思想，國家也根據當前我國的環境保護工作頒布了相關的法律法規。人們知識水平逐漸提高，環保思想已經深入人心，并落實到日常生活中。這些方面都已經證明了綠色建筑設計勢在必行，這也是我國建筑行業發展的主要方向。把綠色建筑設計理念融入到具體的工程建設中，不僅能夠減少資源浪費，同時還能夠減少工程的施工成本，保護施工場地周邊的環境等，在保證工程質量的同時還能夠不破壞環境，除了帶給企業更多的經濟效益，還能夠帶來良好的社會效益。在應用綠色建筑設計的過程中必須考慮到我國當前建筑行業的發展需求，從長遠角度促進我國高層建筑的快速發展，這對我國的建筑事業具有很大幫助。
2綠色建筑設計在高層建筑設計中的應用優勢
相比傳統的建筑設計，綠色建筑設計在高層建筑的設計過程中不僅能夠調節好自然和人的關系，同時還能夠節省大量的資源。在進行綠色建筑設計的過程中，設計人員必須把整個建筑工程作為一個整體，然后盡可能地全面掌握建筑工程中的每個部分，并對其特點進行分析，通過自我調節功能對廢水等污染物進行凈化，并實現對溫度、濕度等的調節，同時還可以實現資源的合理化運用，減少資源浪費現象的發生。人們在高層建筑中工作、生活，往往通過人工的方式實現通風，這不僅會浪費人的精力，同時還不能節省能源，人們也感受不到來自自然的陽光和風，給人們的身體造成損害，在高層建筑設計中引入綠色建筑設計理念，不僅能夠節省資源還可以感受到真正的自然氣息。隨著人口數量的逐漸增多，高層建筑必然會成為最普遍的建筑形式，成為人們生活、工作的主要場所，必須必備一定的舒適性。而綠色建筑設計能夠有效地提高建筑物的整體性能，使用環保工程材料，保證建筑物的舒適程度符合人們的要求。
3綠色建筑設計在高層建筑設計中的應用
3.1綠色建筑設計在高層建筑設計層面上的應用
3.1.1應用在高層建筑的朝向設計上。高層建筑的朝向直接關系到人們能夠接受到的陽光、流動風量等方面，所以必須做好朝向設計。在進行綠色建筑設計的過程中，設計人員必須對所在區域的方向、太陽輻射度、經緯度等情況進行調查，并結合調查資料的結果來確定建筑物的朝向設計方案。例如在溫度比較低的城市，在設計上就需要考慮到采光以及開窗的面積等方面。3.1.2高層建筑的形狀和平面的設計布置。當前出現了很多形狀各異的高層建筑，給人們不一樣的視覺感受。在進行高層建筑形狀設計的過程中，設計人員必須考慮到建筑物的整體散熱比，因為建筑物外表面積越大，散熱就越快。因此，設計人員在對建筑物外型設計的時候，應該結合建筑物的整體構造以及用途進行全方位考慮，比如，在設計電梯的時候，就應該選擇在建筑物的西向或者是南向，這能夠減少陽光的直射，延長電梯的使用壽命。此外，還可以通過建立空中庭院的方式來保證通風。3.1.3合理的設計高層建筑周圍的綠化。高層建筑的綠化工作是人與自然和諧發展的重要體現。通過合理的綠化設計不僅能夠愉悅身心，同時還能夠對所在區域的空氣進行凈化。
3.2綠色建筑設計在高層建筑圍護結構墻上的應用
3.2.1高層建筑的外墻起到圍護結構的作用，是維護結構基礎的主要部位。圍護結構和磚石結構的外墻是不同的，磚石結構的外墻主要是混凝土結構和剪力墻結構。但是高層建筑的外墻結構是填充材料的。所以設計師可以把綠色建筑設計應用到高層建筑的外墻結構設計中，使用較輕的、保溫效果好的材料。例如，在溫度比較低的地區，高層建筑的外墻體可以用混凝土和其他材料進行配比，形成空心砌塊的復合墻，也可以使用其他種類的混凝土保溫復合墻。對施工的材料和位置進行仔細的挑選和設計，保證保溫的效果。3.2.2高層建筑的圍墻外側不要選用較輕的保溫材料，例如，泡沫板和巖棉板等。一般來說，高層建筑的使用壽命比較長，質地輕的材料會降低墻體的抗震能力，也不能進行外掛或者是動作比較大的裝修，墻體還容易出現裂縫。所以，在進行設計的時候一定要結合工程的實際情況，選擇最合適的保溫材料，對建筑的結構進行合理的設計，不要出現冷橋的現象。
3.3綠色建筑設計在高層建筑結構上的應用
3.3.1高層建筑的外墻耗能占整體耗能的1/4，所以對于高層建筑的外墻設計來說，主要就是盡量縮小外墻的面積。結合數學的知識和建筑學理論，高層建筑的外形最好是圓形或者是橢圓形，這樣可以有效的縮小建筑外部的面積，而且建筑的外形也不會太復雜，真正的達到節能環保的目的。3.3.2由于高層建筑的樓層比較高，所以受到風力的影響比較大，會給建筑物造成損耗，尤其是在冬季氣溫比較低的地區，風力太大的話會帶走建筑物表面的熱能。所以高層建筑的通風設計和自然環境的設計一定要結合當地的地理位置和氣候狀況，對建筑物進行合理的、科學的、環保的設計。3.3.3建筑物窗戶的綠色設計對高層建筑來說也很重要。因為玻璃窗具有傳熱大的特點，會對人體產生冷輻射，還會對室內的溫度產生較大的影響，在一定程度上降低室內的舒適程度。在這種情況下，設計師可以在設計窗戶時應用綠色建筑設計，其設計可以從以下幾個方面進行：首先要對窗子面積的大小進行合理的設計，保證太陽輻射的能量比熱損失的量大，從而降低建筑的耗能情況。其次可以提高窗戶的氣密性，不要讓冷風進入到室內，對窗子的材料進行合理的挑選，對窗子的結構進行合理的設計，加強窗子自身的保溫能力，減少因窗子造成的熱損失。
4結束語
總之，高層建筑成為了建筑行業的主要方向，而高層建筑往往對環境造成破壞，為了盡量減少這種破壞，需要在高層建筑中采用綠色建筑設計。通過合理的結構設計，高層建筑不僅能夠滿足功能要求，同時還能節約資源，為創建節能型城市奠定基礎，加快城市建設的步伐。
作者：孫小平 單位：淮安市建筑設計研究院有限公司
摘要：可持續發展是我國重大的發展理念，是當今中國發展的主要方向與目標。低碳設計理念包括節能環保以及低碳特點，與我國建筑設計可持續發展理念相吻合，在高層建筑設計中應用低碳設計理念，能夠有效的減少環境破壞，提高能源的使用效率。本文首先對低碳設計理念進行介紹，然后分析高層建筑設計中低碳設計理念應用的必要性，最后提出低碳設計理念在高層建筑設計中的具體應用，供有關人員參考。
關鍵詞：低碳設計理念；高層建筑；設計；應用
由于土地資源緊缺問題，導致城市化建設過程中，高層建筑不斷增多，成為城市中一道亮麗的風景線。然而，在建筑工程建設過程中，會不同程度的造成環境破壞，影響人與自然的和諧發展。低碳設計理念的出現，加大了對環境生態因素的重視與保護，在高層建筑設計中的應用能夠節約能源，提高能源使用效率，促進人與自然的和諧共處?，F階段，我國城市化建設正如火如荼進行中，加強對低碳設計理念在高層建筑設計中應用的研究具有十分現實的意義。
1低碳設計理念概述
在全球氣候變暖，能源危機進一步緊迫的形勢下，二氧化碳排放量逐年升高，對人類生存與發展造成一定的影響，低碳設計理念就是在這一背景下發展起來的。低碳設計理念在建筑領域中的應用，主要是采用先進的節能產品與技術，提高能源的利用效率，減少不必要的能源消耗，實現建筑與環境和諧發展。低碳設計主要針對二氧化碳排放嚴重展開，其中節能、減排是低碳理念下的兩大要素。
2高層建筑設計中應用低碳設計理念的必要性
建筑能耗逐年增加，使能源危機加劇，影響我國經濟的可持續發展，因此需要低碳環保的建筑設計來解決這一問題。當前發達國家的建筑能耗已經大大降低，與之相比，我國的建筑能耗遠遠超出發達國家，存在著很大的差距，所以將低碳的設計理念大量應用于建筑設計中有其非常重要的現實意義。高層建筑的推行能夠提升土地的使用效率，增加單位面積土地的經濟利潤。然而，目前很多房地產開發商為了擴大高層建筑的經濟效益，常?？s小兩棟建筑之間的差距，影響建筑光照，造成熱損失。在高層建筑設計過程中，沒有考慮對生態環境的保護，降低了建筑使用效率?；诖?，低碳設計理念在高層建筑設計中的應用顯得十分必要。
3低碳設計理念在高層建筑設計中的具體應用
3.1高層建筑設計中樹立低碳設計理念
低碳設計理念在高層建筑工程中的應用，大力推廣隔熱保溫的節能型材料，制冷系統以及取暖系統都選用節能型，同時在采光設計、通風設計等方面都遵循節能環保的原則。高層建筑設計人員在選擇建筑材料過程中，首先應該考慮其對人體是否有害，選用能夠降低資源浪費與消耗的替代建筑材料，目前，很多復合型材料都具有節能性，是高層建筑設計中的首選。
3.2充分應用低碳技術
高層建筑設計中，低碳設計要求充分使用清潔能源，包括光能、風能、太陽能、地熱能、海洋能等等，其中太陽能熱水器、風力發電系統等都是低碳設計理念中的代表產品。太陽能在高層建筑設計中的應用主要包括光伏發電以及太陽能熱水系統。其中，太陽能熱水系統就是利用太陽光產生的熱量，將水加熱，不僅節約了電能的使用，同時也為人們生活提供更加方便的熱水服務。光伏發電是一種將光能轉變為電能的新型技術，在高層建筑施工過程中，可以在樓板、墻面、窗戶等位置設置光伏電池板，將其作為建筑結構的一部分，不僅不影響建筑的整體美觀性，也能為建筑使用提供電量。風能使用也是低碳設計理念在高層建筑設計中應用的體現。簡單來說，可以通過對建筑通風系統的合理設計，利用自然風對建筑室內空氣記性流通與轉換，保證室內空氣的清新；同時在建筑屋頂可以設計無動力通風設備，對風速、風流等進行調節，通過對風能的使用，能夠減少空調使用，不僅節約電能，也能減少空調對人體健康的危害。在建筑采光設計方面，特別是高層建筑底層或地下室采光設計，在低碳設計理念下，可以利用玻璃纖維等高科技材料，這種天然的導光技術，能夠將自然光順利的引入到地下室中，實現建筑用電的節省。總之，加強對可再生能源的利用，提高高層建筑設計的節能環保性，還能給建筑使用者帶來經濟實惠。
3.3傳統建筑技術與新型技術結合發展
傳統的建筑設計與建設技術中也包括很多節能環保型技術，包括木結構填充巖棉技術、陶土夾心墻技術、苯板保溫技術等等，這些傳統的建筑技術，也能夠減少二氧化碳的排放，也能節約能源，對環境保護起到良好的促進作用。同時，還應該積極的探索新的節能建筑技術，開發新型的節能型能源，將這些清潔能源融入到高層建筑設計中，實現低碳設計理念。高層建筑在夏季，內風場氣流流動不暢，會使室外活動的居住者處于悶熱的狀態中，從而產生強烈的不舒適感。冬季時如果高層建筑物前面有低層住宅時，會受到風旋的影響，風速會增大，造成熱能的損失。因此，應該選用保溫效果好的環保材料并且在建筑構造上要做到科學、合理。值得注意的是，在現代化高層建筑設計過程中，應該探索新舊技術的融合發展模式，發揮傳統建筑設計技術的成熟性，借助新型設計理念與技術的高科技特點，為高層建筑設計提供更加全面的支持，促進高層建筑設計全面實現節能環保。
4總結
通過上述分析可知，隨著社會的發展，高層建筑已經成為城市建設中建筑的主要形式，在一定程度上緩解了土地壓力。然而，在高層建筑建設過程中，常常會造成大量的能源消耗，對環境也會造成不同程度的破壞。低碳設計理念具有低碳、節能、環保的特點，在高層建筑設計中的應用，符合我國建筑領域發展基本理念，與我國可持續化發展戰略相吻合。具體應用過程中，應該加強對可再生能源的利用，同時選用更加清潔的建筑材料，創新建筑建設技術與設計理念，促進建筑與人類社會環境和諧發展。
作者：郭灝 閆冰 單位：平頂山城市規劃設計研究院
一、綠色建筑設計應用在高層建筑設計中的意義
目前，我國的政府和人民都已經認識到保護環境、節能減排的重要性。全世界各個國家和社會環保人士在最近幾年也在大力宣傳綠色環保、節能減排的思想，為了真正意義上的實現綠色環保、節能減排，國家頒布了很多關于環保的政策和規定?，F在，環保的思想已經深入到人民的心中，進入到人民的日常生活中。這些現象說明綠色建筑設計在高層建筑設計中的應用是建筑行業發展的必然趨勢?，F在綠色建筑設計在高層建筑設計中已經得到了廣泛的應用。綠色建筑設計可以降低施工成本、減少工程的能耗、減少對工程周圍環境的不良影響，提高工程的環境質量，還能順應現代化市場的發展，為施工企業帶來經濟利益和社會效益。而且，綠色建筑設計的應用也符合建筑行業發展的需求?？梢詭椭ㄖ袠I健康、長遠、可持續的發展。綜上所述，綠色建筑設計的應用對高層建筑設計有很重的意義。
二、綠色建筑設計在高層建筑設計中的應用優勢
綠色建筑設計在高層建筑設計中具有便于調節、可以充分利用自然體系和舒適化的特點。在進行高層建筑設計的時候，應該把建筑看作一個獨立的生命體，盡量把建筑中每個部分的特點展現出來，所以高層建筑應該具有一定的自我調節能力，可以對廢氣、污水和其他的污染源進行凈化，對溫度、濕度和采光等進行自我調節。也可以對自然體系進行充分、合理的利用。目前高層建筑都是依靠人工通風，這不僅會造成能源上的浪費，還沒辦法讓人們感受到自然的光和風，對人體的健康造成一定的威脅，所以把綠色建筑設計應用到高層建筑設計中可以充分的對自然體系進行利用，讓人們感受到真正的自然環境。在未來，高層建筑會作為人們主要的生活場所，所以應該具備舒適性的特點。在高層建筑設計中應用綠色建筑設計可以提高建筑物的舒適度和整體性能，盡量不要使用會對人體造成危害的材料，多使用一些舒適、環保、節能的建筑材料，盡可能的提高建筑物的舒適度。
三、綠色建筑設計在高層建筑設計中的應用
通過對高層建筑設計的研究可以發現，綠色建筑設計在高層建筑設計中有著重要的作用。將其應用在高層建筑設計中是建筑企業的領導和設計師首要考慮的問題，下面對綠色建筑設計的應用進行研究和分析。
（1）綠色建筑設計在高層建筑設計層面上的應用
綠色建筑設計在高層建筑設計層面上的應用包含以下幾個方面：①應用在高層建筑的朝向設計上高層建筑的朝向和綠色建筑設計有著很密切的關系，會受到太陽輻射和經緯度的影響。所以在設計建筑物的朝向時，設計師一定要對施工周圍的實際情況進行調查，結合調查資料確定建筑物的朝向。如果在溫度比較低的地區，高層建筑的設計一定要滿足采光的要求，增大南向開窗的面積，減小北向和東向的開窗面積。②高層建筑的形狀和平面的設計布置在高層建筑形狀的設計中，設計師需要對建筑物的體型系數和散熱比值進行研究。對于一個建筑物來說，建筑物的體型越大，散失的熱量就越多。所以，設計師在進行高層建筑的外觀設計時，一定要對建筑的結構和設施進行合理的設計。例如，把電梯、管道、機房等設施設計在建筑物的南向或西向位置，這樣可以有效的阻擋日射。也可以通過設置空中庭院的方式增加自然通風。這些方式都可以在一定程度上起到節能環保的作用。③合理的設計高層建筑周圍的綠化對于高層建筑周邊的綠化也要進行合理的設計，這樣不僅可以提高空氣質量，還可以對氣溫和水分進行調節。
（2）綠色建筑設計在高層建筑圍護結構墻上的應用
①高層建筑的外墻起到圍護結構的作用，是維護結構基礎的主要部位。圍護結構和磚石結構的外墻是不同的，磚石結構的外墻主要是混凝土結構和剪力墻結構。但是高層建筑的外墻結構是填充材料的。所以設計師可以把綠色建筑設計應用到高層建筑的外墻結構設計中，使用較輕的、保溫效果好的材料。例如，在溫度比較低的地區，高層建筑的外墻體可以用混凝土和其他材料進行配比，形成空心砌塊的復合墻，也可以使用其他種類的混凝土保溫復合墻。對施工的材料和位置進行仔細的挑選和設計，保證保溫的效果。②高層建筑的圍墻外側不要選用較輕的保溫材料，例如，泡沫板和巖棉板等。一般來說，高層建筑的使用壽命比較長，質地輕的材料會降低墻體的抗震能力，也不能進行外掛或者是動作比較大的裝修，墻體還容易出現裂縫。所以，設計在進行設計的時候一定要結合工程的實際情況，選擇最合適的保溫材料，對建筑的結構進行合理的設計，不要出現冷橋的現象。
（3）綠色建筑設計在高層建筑結構上的應用
①高層建筑的外墻耗能占整體耗能的1/4，所以對于高層建筑的外墻設計來說，主要就是盡量縮小外墻的面積。結合數學的知識和建筑學理論，高層建筑的外形最好是圓形或者是橢圓形，這樣可以有效的縮小建筑外部的面積，而且建筑的外形也不會太復雜，真正的達到節能環保的目的。②建筑物外部的風力情況也會影響建筑物的耗能，特別是在冬天和氣溫比較低的地域，過大的風力可以帶走建筑物很大一部分的熱能。所以高層建筑的通風設計和自然環境的設計一定要結合當地的地理位置和氣候狀況，對建筑物進行合理的、科學的、環保的設計。③建筑物窗戶的綠色設計對高層建筑來說也很重要。因為玻璃窗具有傳熱大的特點，會對人體產生冷輻射，還會對室內的溫度產生較大的影響，在一定程度上降低室內的舒適程度。在這種情況下，設計師可以在設計窗戶時應用綠色建筑設計，其設計可以從以下幾個方面進行：首先要對窗子面積的大小進行合理的設計，保證太陽輻射的能量比熱損失的量大，從而降低建筑的耗能情況。其次可以提高窗戶的氣密性，不要讓冷風進入到室內，對窗子的材料進行合理的挑選，對窗子的結構進行合理的設計，加強窗子自身的保溫能力，減少因窗子造成的熱損失。
綜上所述，高層建筑是城市建筑的主流。為了減少高層建筑對環境造成的破壞，必須在高層建筑設計中應用綠色建筑設計，對高層建筑結構進行合理的設計，讓高層建筑既具有時尚感，又不破壞環境，為創建綠色城市、節能城市、環保城市奠定基礎。
作者：鄧文俊 羅雨 郭海麗 單位：山東銘遠工程設計咨詢有限公司 青島城投燕島酒店有限公司 山東華燁規劃建筑設計有限公司
一般情況下，高層的建筑設計理念有很多種，但對于加強高層建筑抗震能力的概念設計則運用的比較廣泛。高層建筑的設計以及施工通常都要耗費更多的財力和物力，因此控制好高層建筑的質量和抗震效果至關重要。但如何設計高層建筑結構的方法卻是不確定的，在這個過程中需要考慮建筑物的自身特征以及相關的外部因素。本文主要介紹的就是關于高層建筑在進行結構設計時應當注意的問題，并作出提升和創新高層建筑設計理念的相關建議。
1、高層建筑的結構設計特點以及相關設計要點
1．1重力荷載迅速增大，控制建筑物的水平位移成為主要矛盾
由于高層建筑相對于其他類型的建筑具有不同的特性，使得其建筑結構的設計也具有自身的一些特點。首先，高層建筑在高度上具有其他建筑所不可比擬的特性。因此，隨著建筑物的高度不斷上升，其重力荷載也呈直線上升的趨勢，作用在豎向構件柱以及墻上的軸壓力也隨之增加。在這樣的條件下對于基礎的承載力也就提出了更高的要求。與此同時，控制建筑物的水平位移也成為了主要矛盾，這種情況主要是由兩方面原因所造成的。一方面，高層建筑的高度較高，使得風作用效應加大;而風力的加大也就使得合力作用點的位置變高，從而使其對于建筑物產生的作用效應也就變得更大。另一方面，高層建筑的高度過高使得其自身的重心位置也相應的被升高，建筑的結構自重也相應的加大，此時在地震作用下就將導致薄弱部位加速破壞。
1．2豎向構件產生的縮短變形差對結構內力的影響增大
受力變形、干縮變形以及徐變變形都是豎向構件總壓縮量的構成部分。通常情況下，受力變形都會在瞬時間完成，并且變形量能夠根據胡克定律進行大致的測量。而干縮變形所需要的時間則相對較長，通過相關的統計數據對比可以發現，在一般條件下干縮變形量大致占總壓縮量的三分之一左右。而耗時最長的就是徐變變形量，線性徐變能夠通過公式進行相應的計算。而受到構件的總壓縮量隨著高度的不斷上升而增大的影響，使得在高層建筑中豎向構件產生的縮短變形差對于結構內力的影響也逐漸變大。
1．3傾覆力矩增大，整體穩定性要求提高
高層建筑由于在建設的過程中，高度不斷上升使得側向風力引起的傾覆力矩也會不斷增加，隨之而來的是抗傾覆力的要求也隨之升高。許多具體的工程施工中都會采用增加基礎埋深以及加大基礎寬度或者是采取抗拔樁基等手段來達到保證整體穩定性的需求，來強化整體的穩定性。
1．4防火防災的重要性顯現，建筑物的重要性等級升高
與此同時，在進行高層建筑的結構設計時應當著重考慮防火防災的功效，凸顯出防火放防災的重要作用。這是由于高層建筑的一些建筑材料雖然具有耐熱的特性，但是耐火的功效卻不甚理想，一旦放生火災的話極易造成重大的損失。并且由于高層建筑與地面之間的空間距離較大，高層中的人們很難找到有效的逃生途徑也容易造成大的人員傷亡。此外，在出現地震等坍塌性事故時，需要較長的疏散時間，但高層建筑大多采用鋼筋混凝土結構，在長時間的疏散過程中極易發生其他的安全事故。與此同時，高層建筑的投資一般都比較巨大，并且在所屬區域一般都應是當做代表性建筑來建造的。所以高層建筑無論是在經濟上，還是在文化乃至政治上都具有較強的影響。為此，在進行高層結構的設計時務必要強化結構設計的可靠性，強化建筑的整體性能質量。
1．5控制風振加速度符合人體舒適度要求
一般情況下，風力的作用效果都會隨著高度的升高而不斷加強，在高層建筑中風力的作用效果尤為明顯。但是風振作用過于顯著會影響到人們的舒適度，不利于人們的工作和生活，因此如何處理好風振及速度與人體舒適度之間的平衡成為了超高層建筑結構設計的重要問題。為此，必須控制好頂層的最大加速度，使其滿足規定的限值。此外還要掌控好由風振帶來的扭轉加速度，通常情況下不應該超過標定的限值。與此同時，鑒于高層建筑的高度較大，使得垂直于圍護結構表面上的風載標準也迅速增大，所以圍護結構必須進行抗風設計。
2、高層建筑設計理念的實踐應用
對于高層建筑設計理念的實踐應用來說不僅要掌握好相關的要點，了解相關的結構特征，還要在具體的設計上合理的利用設計方法。首先，根據高層建筑的自身特點就要做到減輕自重，減少地震作用。在這方面通?？梢圆捎酶邚姸容p質材料，全鋼結構以及輕質隔斷等都能夠起到很明顯的減輕結構自重，減小地震作用的效果。其次，就要降低風作用的水平力。降低風作用水平力的主要手段可以從減小迎風面積、降低風力形心以及選用體型系數較小的建筑平面形狀來實現。其中為了減小迎風面積可以采用正方形的平面形式，如果計算對角線方向的迎風面寬則可以采用圓形的平面形式。而降低風力形心的方式主要可以通過采用下大上小的立面體型來實現，這種方式不僅可以有效的減小高風壓在高處的迎風面積，也可以通過降低風作用的重心來使建筑物底部的傾覆總彎矩減小。與此同時，還應做到減少振動耗散輸入能量。在這方面主要可以采取阻尼裝置或者加大阻尼比的方式來實現。還要選擇耗能、減振的結構體系，像利用偏心支撐的鋼結構具有耗能的水平段，使用橡膠支座都能夠做到有效的減振。最后需要完成的就是加強抗震措施。為了強化超高層建筑的抗震能力，就要從多方面共同入手。首先就要為建筑配有明確合理的計算簡圖，科學的分析地震作用以及相關的受力情況。大多數情況下，圓形、正多邊形以及正方形等平面形狀能夠做到避免強弱軸的抗力不同和變性差異。但在具體的設計過程中也需要考慮到相應的問題。例如，要注意到結構平面形狀是否做到對稱，是否設置了多道抗震防線以及是否在滿足了強度等方面的需求后采用了延性更好的結構材料等。此外，為了保證結構設計的科學性還應利用多個權威程序進行核算對比，使計算出的結果更加具有科學性和說服力。并且在設計上應當盡量向智能化方向偏轉，增強對于結構設計的可控性。
作者：朱炳耀 單位：鄭州華信學院
1.設計流程及圖面表達
建筑設計課程教學的目標之一即為通過一系列的訓練實踐，使學生能夠掌握理性高效的設計流程與方法。但在教學過程中，部分同學的設計過程仍然是“野路子”的：從某些圖書雜志或網絡資料中東拼西湊出的資料圖紙或是效果圖片就是“超脫”于基地的“靈感來源”，由此發端出的設計成果有多大的意義也就可想而知了。在圖面表達方面也普遍存在著“重視覺效果，輕邏輯表達”的誤區，學生往往把精力用在如何使圖紙描繪得更炫麗，而忽視了表達的深度和技術規范性。如最常見的剖面圖表達，就很少有同學能夠完全畫對，長此以往肯定會影響學生的專業發展和今后的職業成長。
2.解決問題的途徑和方法
通過對高層建筑設計課程教學中遇到的主要問題進行分析，立足于時展和教學實際，提出以下解決途徑和方法，以便可以切實提高四年級學生的設計綜合能力,促進學生職業素質的培養。
2.1打破設計教學長周期模式
中低年級的課程設計教學周期一般為九周，在這樣的長周期中，容易出現學生“前松后緊”的散漫狀態和教師“放羊式”低效管理以及只重視最終圖紙成果等弊端。故可以將九周的設計長周期拆解為長短周期相結合的模式，如在高層綜合辦公樓課題設計中：第一、二周為學生實地調研、查找文獻及教師理論教學，在這個環節中鼓勵學生多人成組調研，帶著批判的眼光去調研，“帶著問題去發現問題”，通過采用調查問卷采訪及計算機輔助模擬等方式為后續設計提供定量的分析依據，使調研成果真正能為后續設計服務；在第二周穿插一次與課題相關的快速設計及研究環節，促使學生盡快進入設計狀態，并在快速設計中反思問題、總結經驗從而反映到正式設計環節中；第三周至第八周即展開正常的高層建筑設計課題，變傳統的師生“一對一”坐診式交流為調研小組討論，激發每個學生的參與熱情，督促學生提高效率、嚴格按照時間節點完成相應的成果，引導學生運用專業的表達方法進行成果匯報；在第八周時再次穿插一次快速設計及研究環節，對學生之前所學進行總結和回顧；第九周提交正圖并進行公開的答辯評圖。由此可以看到，這種長短周期相結合的教學模式不僅貼近了設計院實際的工作狀態、提高了學習效率，而且更加符合學生對于知識學習鞏固的內在規律。
2.2理論課教學與課程設計相結合
高層建筑的誕生本是技術革新與飛躍的產物，對其技術問題的鉆研應是本設計課程教學中必然包含的內容。由于設計教學時間有限，需要與其他相關專業理論課教學相結合才能更好地使理論為設計實踐服務。以高層建筑設備部分為例，在四年級同時進行的建筑設備課教學中可開設專門的研究環節，針對建筑設備對于高層建筑平面設計、立面設計及剖面設計的影響及互動關系進行深入講解。如通過圖示說明建筑設備管線對于高層建筑剖面設計的制約，總結出了剖面凈高的設計數據，讓學生既知其然，又了解了其所以然。同樣的，諸如建筑結構選型、建筑防火設計等專業理論課均以類似的形式同課程設計進行有機結合，從而發揮其最優的教學效果。
2.3注重設計過程的研究
在課程設計教學中，教師對學生設計全過程的積極引導可視作教學工作的核心，具體則體現在引導學生運用理性的設計方法完成整個設計上。如在設計展開階段，引導學生根據設計任務書的要求及地基特點估算出建筑基底面積、層數等數據并劃定出可建范圍，并在可建范圍內選擇適當的形體組織模式進行多樣性、可行性的組合；隨后在結構可行性的基礎上，通過把握時代的美學要素、建筑與城市的關聯、建筑的個性與標志性等方面來塑造高層建筑的內部與外部空間形態。在上述引導式的設計教學過程中，教師始終扮演向導的角色，學生則是互動教學的主體。通過實踐，即使是基礎較為薄弱的學生，也可以順利展開設計，從而取得較為滿意的成果。這不僅使學生的設計能力和自信心普遍得到提升，有力地提高了學生主動思考、積極學習的意識，也增進了其對專業學習的興趣和熱情。
3.結語
今天，高層建筑已成為城市建設的主角，學生在職業生涯開始后必將大量接觸高層建筑的設計任務，其知識積累只有在真刀真槍的實踐中才能不斷豐滿起來。課程設計所起到的作用就是在預演性的設計中使學生構建積極、可持續的設計觀念，掌握理性高效的設計方法，從而更好地應對種種現實的挑戰，這是學生對高層建筑設計課程最大的期許，也是作為設計指導教師的最大責任。
作者：朱兆陽 夏曉敏 單位：中原工學院建筑工程學院建筑學系
1高層建筑結構設計的特點
1.1具有較高的抗震設計要求。高層建筑結構設計時，對于其抗震性能有更高的要求，不僅需要充分的考慮豎向荷載和風荷載，同時還需要保證結構性能的良好性，只有這樣才能有效的提高高層建筑結構抗震的能力，使其具有較好的牢固性和安全性。1.2減輕高層建筑自重比。在建筑結構設計上，對于減少高層建筑的自重比要比多層建筑的自重比減輕具有更直接的影響。高層建筑如果自身的自重減輕了，在相同的基礎上就可以多建層數，更有益于經濟效益的提高。而且高層建筑的重量與地震效應是成正比的關系的，高層建筑的重量越大，在地震發生時其作用于結構上的剪力則會越大，而所產生的傾覆力矩也會增加，這就導致作用于豎向結構的除加軸力增加，從而導致建筑物發生倒塌的可能，所以減少高層建筑的自重，可提高高層建筑結構抗震性能的重要手段。1.3重視軸向變形。采用框架體系和框架———剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數值，其后果相當于連續梁中間支座沉陷，從而使連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。1.4概念設計與理論計算同樣重要。在我國高層建筑結構的抗震設計時，通常分為計算設計和概念設計兩部分。近幾年來，我國高層建筑結構的抗震設計無論是分析手段還是分析原則都得以不斷的提高和完善，但在設計計算時是在一定假想條件下進行的，但由于實際地震作用的復雜性和不確定性，所以高層建筑結構的抗震設計與實際情況存在著較大的偏差，這樣就導致結構進入到彈塑性之后，極易導致局部開裂及破壞的情況發生。因此，高層建筑的概念設計也是非常重要的。
2高層建筑結構優化設計策略
目前高層建筑結構中，鋼筋混凝土框架-剪力墻結構是最常采用的結構，由于其具有框架結構，所以其平面布置可以很靈活的進行布置，以獲得較大的空間，整體性較好，而且抗震能力也較強，由于其框架剪力墻結構具有較多的優點，因此在水平荷載下，框架剪力墻具有單純的框架或是單純的剪力墻更為水利的水平變形曲線。但鋼筋混凝土框-剪結構是一個具有雙重承載體系的非常復雜的空間受力體系，力學分析難度較大，其優化設計就更為復雜和難以實現。鋼筋混凝土框架結構的分部優化設計，即是在結構整體內力分析完成后，根據梁柱各構件的控制內力進行截面優化設計，確定滿足荷載效應水平要求的各結構構件的幾何特征和配筋量的優化結果，由此導致原結構的幾何特征和荷載特征發生變化。優化結構在現荷載作用下內力分布特征發生變化，各構件控制截面上的控制內力也發生相應變化，據此再進行新一輪的優化設計。2.1鋼筋混凝土框架結構的優化設計方法的具體步驟。1）初始選型：根據結構平面、立面布置及建筑物設計使用功能，分析結構所受的豎向荷載和水平荷載及其傳力路線，并考慮施工因素，歸并框架梁、柱的類型，初選梁柱的幾何尺寸。2）結構分析：按照結構的實際幾何構造特征，計算結構所受豎向荷載及水平荷載，對鋼筋混凝土結構進行空間內力分析。根據結構分析結果，將截面尺寸相同的構件來控制截面內力，根據其大小進行分類，并確定每一類構件的設計控制內力。3）截面優化設計：針對每一種梁柱構件的控制內力進行優化設計，得出優化約束條件下的結構幾何構造特征和配筋特征的優化設計結果，從而構成新的優化意義上的設計結構。4）收斂性判斷：在工程精度意義上選取一個較小的數值，作為檢驗結構收斂性的條件，進行收斂性判斷，若優化結構與原結構基本一致，則認為優化結構是收斂的，可以轉入下一步的可行性判斷，否則轉回第2）步重新進行結構分析、優化設計。5）可行性判斷：對優化設計結果進行一次內力分析，檢驗其可用性，若整體分析能夠滿足工程設計要求，則可按此方案進行配筋和構造處理，作為最終的優化設計結果。否則需根據工程經驗和結構內力分析結果進行局部調整，直到方案可用為止。2.2框-剪結構的設計優化。在對框架-剪力墻設計優化時，其涉及的問題較多，主要的有三個方面。首先需要對結構最優設防水平進行決策，其次，還要對框架和剪力墻結構的協同性、承載力、剛度及變形能力進行匹配設計，最后需要對結構的構件進行優化設計。高層建筑結構的設計對于高層建筑工程的質量具有極其重要的作用，所以對于高層建筑及超高層建筑的優化設計是十分重要的，其不僅能夠使高層建筑結構更加合理，而且對于高層建筑經濟效益的實現及新型結構形式具有更廣泛的研究和推廣意義。（本文來自于《工程科技》雜志?！豆こ炭萍肌冯s志簡介詳見.）
作者：滕寶權 單位：黑龍江省新建監獄工程設計科
1現代高層建筑設計要點的幾個問題
1．1防火
高層建筑整體布局結構繁瑣復雜，而且高層人口居住較為密集，因此居民日常生活中的防火問題應充分考慮到。防火中一個重要的問題是防煙，煙霧窒息導致的傷害遠大于明火的傷害，因此在高層設計時也要充分考慮煙霧的排放，樓梯設置位置考慮通風條件，設計陽臺、窗戶、凹廊等增加排煙保證通風。首先是人群疏散通道的設計要求，走廊、樓梯通道要保證暢通安全便于疏散。有采光、照明設備要保證正常工作避免踩踏事件的發生，并且要注意進行防火區的劃分。其次是消防設施的配備，設計時要將建筑物室內、外消防給水系統設計到位，滅火器、消火栓的位置安排要科學合理。
1．2抗風
高層建筑因為其高度比較高，不穩定性很大，很容易受環境氣流的影響。在設計高層建筑輪廓時要考慮風向、風流的作用力。設計科學合理的結構盡量保護建筑物的結構穩定和牢固。將抗風設計考慮到高層的建筑結構設計中去充分分析和研究這一重要課題。
1．3電氣
高層建筑的用電包括樓層配電、消防電源、應急照明以及電梯的用電。其中樓層配電是基本的設計要求，要保證配電線路的科學合理安排;消防電源作為緊急情況下必要的設施，應該在高層建筑設計中給予充分考慮，作為緊急電源要與基礎供電電源分屬兩個不同區域的供電所，保證基礎用電停止時消防用電正常使用;應急照明系統用電包括樓梯通道路線指示牌電源的供給、消防照明設備的使用等，要保證應急照明系統的科學合理設置，便于疏散人群保證安全;電梯的用電，高層建筑設計電梯的設置是基本配備，要根據樓層居民人口數量來選擇相對荷載量的電梯，電梯的安裝也要選擇便捷、安全的位置，為了保證停電時電梯的運轉正常，電梯的電源也要相對獨立便于居民生活。
1．4防雷
高層建筑的高度和結構集中度較高，容易受到雷擊。因此高層建筑設計中對于防雷的設計要求比較重要，常見的避雷設施有在易受雷擊的部位和建筑的頂端位置安裝避雷針、避雷網、避雷帶，注意接地裝置的設置。建筑物結構中含有的金屬物體和閣樓等部位帶有的金屬物體都要進行接地處理，從而防止高層建筑受到雷擊災害。
1．5生活垃圾處理
高層建筑居住人口多，生活垃圾種類多樣、數量龐大，生活垃圾的產生成為高層建筑設計應該考慮的一大民生因素。如在指定地方設置垃圾收集區域，及時清理垃圾并做好清潔措施保障居民生活環境的優美。
2高層建筑設計的發展趨勢
2．1智能實用性
智能化高層建筑正順應了這一趨勢，其具備以下特點:1)生活舒適性。綠化、除噪、自然光及其他生活環境條件達到高質量，使人們在生活中感覺更為舒適。2)便捷高效性。智能化的生活網絡控制，不僅提高了生活便捷性，也為都市化辦公手段節省人力、物力、空間、時間、支出等，提供了便于管理的通信、決策等一系列高效化工作水平。經濟的發展、時代的進步以及科學技術的不斷改革創新，都成為高層建筑設計發展的必要條件。隨著人們越來越注重生活品質的要求，利用高科技設計更為便捷的智能化控制的家居工作空間成為時代趨勢。對生活空間和辦公組織機構的變更，以及辦公資源、網絡功能、辦公設備的變化和改革更具有時代性。3)安全性。高水平的科技管理生活、辦公，利用智能網絡控制，便于人身、財產的安全保護更為可靠。
2．2節能環保性
高層建筑設計規劃中，對節能環保元素的應用也應予以重視。一方面，選擇自然環境和地理環境都較為優秀的位置建設，例如考慮交通便捷性、空氣環境質量好、采光照明好等條件來規劃。另一方面建筑節能設計要貫穿建筑規劃設計，合理應用環保技術，如太陽能電池板、地熱設計、雨水回收系統等先進技術，以便形成系統的高層建筑節能體系，營造能耗低、環境舒適的居住環境。對空間的利用也要把握節能環保，充分考慮高層建筑的空間占用，科學合理的進行利用。本文來自于《山西建筑雜》雜志。山西建筑雜雜志簡介詳見
2．3欣賞價值性
隨著人們對于生活品質的追求，對審美的要求也不斷的提高，高層建筑不再應該是一棟棟冰冷的鋼筋混凝土，應該給人們提供使用便捷的同時帶來相對應的視覺享受。設計既實用又環保并有欣賞價值的高層建筑，其實也是對城市空間環境的一種點綴。例如上海的東方明珠、深圳的小蠻腰、臺北的101大廈這樣的地標性建筑，不僅能為城市帶來旅游資源，而且還能推動城市的全方位發展。
3結語
隨著人們對環境的要求度越來越高，高層建筑對環境影響的重要性越來越被廣大設計者所重視，一般情況下大多會被人們忽視，引起能源損耗，對企業的收入造成影響，增加了企業的支出。在設計過程中更注重高層建筑對城市環境的平衡性和質量的影響，所以在設計時要以創造出適宜的城市空間為依托，從而將高層建筑的設計向綠色環保的方向發展，對無功功率因數補償的分析和討論，了解到了無功補償對于供配電系統的重要性，所以在電氣設計中一定要對設備與系統進行有意識無功補償，相信這也是未來高層建筑的發展趨勢。
作者：邢濤 單位：山西省建筑設計研究院
如果總的建筑造型與結構體系是經過優化的，附加的材料用量就會更加合理，可以比上述用量減少1/2或2/3。從抗震的角度，通過對震害的分析，結果表明，平面簡單對稱的建筑在地震時不易被破壞，比較容易通過采取抗震構造措施提高抗震性能。所以建筑的平面及立面布置宜簡單、規則、對稱，避免出現突變，在立面的造型上不要過分追求新奇特，從而增加建筑成本。在建筑方案的初步設計階段建筑師就應與結構設計師緊密配合，依照抗震設計的概念設計原則，作出經濟合理的建筑方案。
結構設計一般都是在建筑專業已經確定好的平面和豎向布置的基礎上來進行設計。先假定好構件的尺寸，通過計算機，運用專業軟件計算后，如果有個別構件超筋或控制指標超限，則對局部構件進行調整，直至沒有超筋或超限后，就開始畫施工圖。至于建筑方案是否完善;是否還可以再優化;雖然控制指標沒有超限，但是不是余量較多;構件雖然沒有超筋，但是不是假定尺寸太大等情況，則心中無數，盲目設計。作為結構設計者，在接到建筑方案后，應按照抗震規范的各項原則，在滿足使用功能的前提下進行經濟合理性評價及方案優化，然后再進行結構方案的確定，并在多種方案的比較中確定出最佳結構方案。在高層建筑中，剪力墻結構是目前采用較多的結構形式。根據《高層建筑混凝土技術規程》JGJ3－2010中規定，在抗震設計時，截面厚度小于等于300mm，各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻為短肢剪力墻，短肢剪力墻的抗震等級應比所在建筑物抗震等級提高一級計算。
所以在結構設計中，剪力墻結構在墻肢的平面布置上應減少采用短肢剪力墻的數量或避免采用短肢剪力墻。從而降低構造鋼筋的用量。通過計算判斷高層建筑結構方案是否可行的標準主要有:在風荷載和地震荷載作用下樓層層間最大位移與層高之比的限值;結構的振型曲線﹑自振周期以及風荷載和地震作用下建筑物底部剪力和總彎矩是否在合理的范圍內。如果建筑物的剛度過大，則周期就短，導致地震效應增大，造成不必要的材料浪費;但剛度過小，結構的變形就會加大，影響人們對建筑物的使用舒適度的要求。合理的剛度應該如何確定，筆者經過查閱有關資料，結論是:結構按彈性計算的頂點位移與總高度之比(兩方向取大值)，建議對框架———剪力墻結構，框架———筒體結構，筒中筒結構取1/2000～1/2500;對于剪力墻結構取1/2500～1/3000。同時也要與其他因素綜合考慮。
高層建筑通過計算后，有許多構件都是構造配筋，對于大多數構件，規范只規定了一個極限值，如柱子的軸壓比和最小配筋率等。有些限值又在很大的范圍內波動，有些規范沒有規定，如剪力墻的最大配筋率等。但在設計時具體應取多少合適還與設計人員的經驗﹑習慣﹑對規范和計算機專業軟件中個別參數的理解程度等因素有關。因此。同樣一個工程，不同的設計者設計，會產生不同的設計結果。對于一些計算指標和構造要求應該如何正確判斷取值，統一構造做法，是高層建筑結構設計工作中一個非常重要的環節，應予以重視。如果設計院或有關部門能提供一些標準的設計參考圖和各種構造做法，讓設計人員，尤其是剛參加工作不久的設計人員作為參考，就能避免造成不必要的人為浪費。
在房地產開發項目中，土建費用在整個項目成本中占很大的比例。高層住宅及辦公樓結構造價的百分比約為總工程造價的30%～35%。通過以上的論述可以表明，在高層建筑的設計中，對建筑方案和結構方案的經濟合理性分析及優化工作是非常重要的一個環節，也是容易被忽視的一個問題。這項工作做得好將會產生可觀的經濟效益。在方案的經濟合理性分析和優化的過程中，建筑師和結構工程師還應創造性的結合，從建筑的整體性、功能性及實用性出發，綜合考慮問題，為用戶設計出更安全、經濟、適用的作品。
作者：孟晶 單位：哈爾濱市建筑設計院
