250~300m 超高層建筑高度適中，實(shí)施難度相對(duì)較小，在全國(guó)各地建設(shè)量較大，因此研究此范圍超高層形體設(shè)計(jì)具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

　　以下結(jié)合深圳京基濱河時(shí)代項(xiàng)目辦公樓設(shè)計(jì)建造實(shí)踐， 對(duì)250~300m 的超高層建筑的立面設(shè)計(jì)和幕墻深化要點(diǎn)進(jìn)行闡述。京基濱河時(shí)代項(xiàng)目位于深圳下沙，包括300m 辦公、150m 酒店、150m 商務(wù)公寓、商業(yè)，地上部分共64 層，地下3 層，外立面面積約13.7 萬(wàn)㎡(圖1，2)。本文將從以下幾方面進(jìn)行詳細(xì)闡述。

　　1 超高層建筑形體特征和設(shè)計(jì)方法

　　由于超高層建筑往往肩負(fù)著重新塑造城市天際線的作用，這就對(duì)建筑設(shè)計(jì)概念提出了更高的要求，需要將建筑所處的地理氣候、基地環(huán)境、當(dāng)?shù)匚拿}、可識(shí)別性、象征性這五個(gè)方面反映在建筑表皮和形體上。

　　首先，表皮一般都會(huì)有一個(gè)基本的原型，由一些常見(jiàn)的幾何圖案拼合而成，經(jīng)過(guò)一定的操作方法，形成最終的結(jié)果。表皮設(shè)計(jì)有四大類：面狀、線狀、網(wǎng)狀和在此基礎(chǔ)上衍生的不規(guī)則表皮。

　　其次，形體設(shè)計(jì)是超高層建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。常見(jiàn)的形體操作有三個(gè)步驟：選取基本圖形、放樣、形體操作。

　　(1)基本平面：控制建筑形體。由同一種圖形放樣而成的建筑形體簡(jiǎn)單;由兩個(gè)不同形狀放樣平面時(shí)，形體較復(fù)雜。

　　(2)放樣：一維放樣是指平面的放樣軌跡與其基準(zhǔn)面的投影是一個(gè)點(diǎn)的放樣方式，即拉伸;二維放樣是指平面的放樣軌跡與基準(zhǔn)面的投影是一條直線，放樣軌跡可以是直線或曲線;三維放樣是指平面的放樣軌跡是一條復(fù)雜的空間曲線或直線，有的放樣軌跡是由數(shù)學(xué)函數(shù)控制，有的是完全不規(guī)則的，無(wú)論哪一種都會(huì)使建筑形式非常復(fù)雜。

　　(3)形體操作：分為疊加和切削。疊加指在建筑本身形體基礎(chǔ)上疊加其他要素，如超高層頂部突出的塔冠、立面上的突出體量等;切削是建筑形體的減法，或是對(duì)形體輪廓的裁切，或是形體內(nèi)部的后退、挖空。

　　具體落實(shí)在京基濱河時(shí)代項(xiàng)目上，300m 辦公樓部分采用矩形基本平面，立面通過(guò)二維放樣取得正立面上部?jī)?nèi)傾、下部外顯的立面造型(圖3，4)。為了豐富建筑的表現(xiàn)力，建筑在短邊的收分方式與長(zhǎng)邊剛好相反，使建筑造型在扭轉(zhuǎn)過(guò)程中自然變幻，充滿動(dòng)態(tài)美感。同時(shí)在一天移動(dòng)的光影中，不同的反光界面帶給建筑另一種難以捕捉的神秘色彩。在此基礎(chǔ)上，建筑再每?jī)蓪印⑷龑?、四層一?jié)變化，形成節(jié)節(jié)高的造型設(shè)計(jì)。

　　2 超高層建筑不規(guī)則形體設(shè)計(jì)表達(dá)系統(tǒng)的選擇

　　(1)三維設(shè)計(jì)軟件的選擇：一個(gè)復(fù)雜的建筑形體必須用全模型來(lái)表達(dá)，目前國(guó)內(nèi)常用的三維軟件是Rhinoceros 和SketchUp。

　　(2)二維表達(dá)系統(tǒng)的選擇：傳統(tǒng)的二維表達(dá)已經(jīng)不能滿足要求，所以選擇什么樣的二維表達(dá)系統(tǒng)很重要，可根據(jù)具體項(xiàng)目采用函數(shù)法、坐標(biāo)法等。京基濱河時(shí)代項(xiàng)目采用坐標(biāo)法，即以建筑平面中心為原點(diǎn)，幕墻單元控制點(diǎn)由坐標(biāo)數(shù)值來(lái)定位。

　　3 超高層建筑立面節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　3.1 節(jié)能要點(diǎn)一：超高層建筑立面是否開(kāi)窗，在什么位置和高度開(kāi)窗?

　　目前國(guó)內(nèi)對(duì)于超高層窗戶開(kāi)啟扇的面積和開(kāi)啟扇位置，各地規(guī)范規(guī)定不同。深圳《公共建筑設(shè)計(jì)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》(SZJ29-2009)深圳市實(shí)施細(xì)則6.1.6 規(guī)定，透明幕墻需要有10% 的開(kāi)啟面積，且100m 以上必須開(kāi)窗。而北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑設(shè)計(jì)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》(DBJ01—621—2005)與國(guó)家《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005 并沒(méi)有強(qiáng)制100m 以上必須開(kāi)窗，只是要求不開(kāi)窗部位需要通過(guò)機(jī)械通風(fēng)換氣或者利用通風(fēng)器自然通風(fēng)。

　　關(guān)于京基濱河時(shí)代100m 以上是否開(kāi)窗，深圳市住房和建設(shè)局于2013 年9 月16 日組織召開(kāi)了關(guān)于建筑高度超過(guò)100m 部分的透明幕墻可開(kāi)啟面積問(wèn)題的專項(xiàng)研討會(huì)。經(jīng)過(guò)專家研討認(rèn)為，當(dāng)滿足以下條件之一：1)每個(gè)房間的透明幕墻具有可開(kāi)啟部分，2)每個(gè)房間有實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的建筑措施，3)每個(gè)房間有通風(fēng)換氣裝置，并且每個(gè)房間在過(guò)渡季節(jié)的室外空氣換氣量達(dá)到5 次/h，100m 以上可以不開(kāi)窗。由此，京基濱河時(shí)代項(xiàng)目可以利用通風(fēng)器實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，使得每個(gè)房間在過(guò)渡季節(jié)的室外空氣換氣量達(dá)到5 次/h，100m 以上可以不開(kāi)窗。設(shè)計(jì)根據(jù)立面設(shè)計(jì)選擇水平和豎向通風(fēng)器，把通風(fēng)器的通風(fēng)設(shè)備融合在立面設(shè)計(jì)中。

　　3.2 節(jié)能要點(diǎn)二：有關(guān)窗墻比

　　各地節(jié)能規(guī)范規(guī)定窗墻比有個(gè)0.7 的界限，所以玻璃幕墻設(shè)計(jì)受到限制，比如《公共建筑設(shè)計(jì)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》(SZJ29-2009)深圳市實(shí)施細(xì)則6.2.2 中規(guī)定：當(dāng)幕墻東、南、西向的幕墻綜合遮陽(yáng)系數(shù)為0.21，北向的幕墻綜合遮陽(yáng)系數(shù)為0.28 時(shí)，也就是玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)小于0.26時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的窗墻比可以大于0.7。京基濱河時(shí)代的玻璃：8 超白+1.52PVB/8 超白+12A+10 超白，通透率47，遮陽(yáng)系數(shù)SC 為0.30，所以京基需要考慮窗墻比小于0.7，否則所選玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)需要小于0.26。

　　3.3 節(jié)能要點(diǎn)三：采用遮陽(yáng)措施

　　如果是一般的幕墻，考慮到型材影響，外窗遮陽(yáng)系數(shù)Sw =玻璃遮蔽系數(shù)Se×0.8，如果采用遮陽(yáng)措施，對(duì)于降低玻璃的遮蔽系數(shù)也是非常有效的。京基濱河時(shí)代項(xiàng)目各層平面的豎向龍骨突出玻璃面450mm，有效地降低了玻璃的遮蔽系數(shù)，這就相當(dāng)于增加了玻璃的選擇余地。

　　4 超高層建筑幕墻單元形式要點(diǎn)

　　單元式和框架式的選擇決定預(yù)埋件的位置，影響不規(guī)則形體的實(shí)施。

　　(1)單元式幕墻適合于規(guī)則的幕墻單元，能夠保證施工質(zhì)量、施工工期和施工精度，且此類幕墻的預(yù)埋件可以放在樓板邊梁一側(cè)。

　　(2)框架式幕墻優(yōu)點(diǎn)較多，在設(shè)計(jì)、計(jì)算、管理上均比較簡(jiǎn)單;能承受較大的安裝誤差;由于構(gòu)件小，在工地上容易存放。但其存在以下缺點(diǎn)：整體安裝要在樓房土建施工完畢后，從上端向下端安裝，安裝時(shí)間較長(zhǎng)，并且一定要借助腳手架或吊船;易產(chǎn)生安裝誤差，構(gòu)件不直或不平整;防水一般為單層密封，保持雙層密封比較困難;此類幕墻的預(yù)埋件放置在結(jié)構(gòu)板的板邊上部，這樣樓板和幕墻交接處需要有裝飾處理。本人建議盡量用單元式幕墻實(shí)施，這樣后期的工期與完成度等容易控制(圖5，6)。

　　5 超高層建筑外型材料的限制

　　5.1 玻璃的限制

　　玻璃有雙/ 單曲面的要求以及超白玻璃的限制。平板中空夾膠玻璃和單曲中空夾膠玻璃顏色色差較大，往往很難應(yīng)用于一個(gè)項(xiàng)目的同一個(gè)位置。所有廠家都不能生產(chǎn)雙曲面中空夾膠玻璃，所以雙曲面玻璃的應(yīng)用受到節(jié)能要求的限制。再者曲面玻璃高度不能超過(guò)4.2m，通層是一個(gè)玻璃單元的設(shè)計(jì)要慎用。有關(guān)玻璃釉面點(diǎn)的直徑和間距，一般直徑不小于2mm(技術(shù)更新可以更小)。

　　5.2 石材的限制

　　首先是高度應(yīng)用的限制。石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范中規(guī)定，干掛石材幕墻可以在100m 以下，且抗震設(shè)防烈度不大于8 度。也就是說(shuō)100m 以上不能直接用干掛石材飾面。干掛石材是一種脆性材料，在開(kāi)采、加工、裝修過(guò)程中難免會(huì)產(chǎn)生一些很難被發(fā)現(xiàn)的內(nèi)傷。干掛石材幕墻雖然不承擔(dān)主體建筑的載荷，但要承擔(dān)自重、風(fēng)壓、地震、溫度、建筑內(nèi)部振動(dòng)等，即使按最薄的25mm 黃金麻石材薄板計(jì)算，自重也要在70kg/㎡ 以上，對(duì)抗震很不利。

　　因此，經(jīng)過(guò)幾年的使用和計(jì)算，給出了干掛石材100m 的最高限量。

　　5.3 鋁板的創(chuàng)新

　　鋁板表皮有兩種處理方式：粉末噴涂和氟碳噴涂。粉沫噴涂設(shè)備有手工式與自動(dòng)吊掛式，施工簡(jiǎn)單，涂層厚度為30um 以上，抗沖擊、耐磨擦、防腐蝕、耐候性等均好，涂料價(jià)格比氟碳便宜。但其最大弱點(diǎn)是不能長(zhǎng)期受太陽(yáng)紫外線照射，否則一般2~5 年就會(huì)產(chǎn)生明顯的自然褪色，因此一般用于室內(nèi)幕墻。氟碳噴涂大面積用于鋁板幕墻，具

　　有優(yōu)異的抗褪色性、抗起霜性、抗大氣污染( 酸雨等) 的腐蝕性、抗裂性、抗紫外線能力等，越來(lái)越受到用戶的青睞。

　　目前阿克蘇諾貝爾的粉沫噴涂技術(shù)可以用于室外，能夠保證粉沫噴涂在陽(yáng)光下的穩(wěn)定性。如果經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于氟碳噴涂，應(yīng)有較好的推廣應(yīng)用前景。

　　6 超高層建筑屋頂設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　300m 高的建筑(如果頂部不是以尖頂收尾)，從總體造型考慮，可能需要20~25m 的造型高度。這部分高度內(nèi)實(shí)際往往設(shè)置空中吧和屋頂花園，其頂板距女兒墻頂還要有3 層高度。如果設(shè)置擦窗機(jī)，需要將柱子繼續(xù)延伸上去，鋪設(shè)擦窗水平機(jī)軌道。

　　京基濱河時(shí)代辦公樓頂部5 層高外圍護(hù)部分為玻璃幕墻，設(shè)置了雙層幕墻結(jié)構(gòu)，并且從頂部俯視，有的女兒墻具有相當(dāng)寬度，這樣就保證了頂部造型的完整(圖7)。

　　擦窗機(jī)設(shè)計(jì)分為水平軌道式、附墻軌道式、輪載式、插桿式、懸掛軌道式、滑梯式。在超高層中應(yīng)用較多的是水平軌道式、懸掛軌道式。水平軌道式：軌道沿樓頂屋面布置，設(shè)備可沿軌道自由行走，完成不同立面的作業(yè)，廣泛應(yīng)用于屋面結(jié)構(gòu)較為規(guī)矩、樓頂屋面有足夠的空間通道的建筑物。懸掛軌道式：廣泛應(yīng)用于帶帽屋頂結(jié)構(gòu)、建筑物造型復(fù)雜別致、樓面錯(cuò)綜復(fù)雜、單臺(tái)水平和附墻軌道難以完成或成本較高的場(chǎng)合。

　　7 超高層建筑燈光設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　超高層建筑作為城市的亮點(diǎn)甚至是地標(biāo)性建筑，其照明設(shè)計(jì)更應(yīng)該以“節(jié)能”的理念為導(dǎo)向，用理性與創(chuàng)意凸顯建筑的特色，而不能用單純的亮去引起大家的關(guān)注。另外建筑頂部照明亮度較高，上射光較多，容易破壞夜空環(huán)境，影響天文觀測(cè)。由于超高層建筑照明的特殊性，照明設(shè)計(jì)師們應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用合理、節(jié)能的照明方式，表現(xiàn)出建筑特征和美感，在達(dá)到較好的照明效果的同時(shí)兼顧整體協(xié)調(diào)美觀。

　　京基濱河時(shí)代項(xiàng)目建筑照明分為裙房及入口雨篷照明、標(biāo)準(zhǔn)區(qū)照明、高區(qū)照明、頂部照明(圖8)。首先，底部利用雨篷和大堂的照明，設(shè)置暖光系列與周邊裙房商業(yè)呼應(yīng)，共同渲染繁華氛圍。其次，標(biāo)準(zhǔn)區(qū)與高區(qū)在每個(gè)豎挺底部設(shè)置LED 光源，形成漸變效果，強(qiáng)調(diào)竹節(jié)造型。同時(shí)通過(guò)電腦控制燈光明暗和顏色，可以自由組成圖案，形成節(jié)日期間的燈光效果。最后，頂部設(shè)置向上的泛光，顯得建筑更加高聳、挺拔;外圍冷光和空中吧的室內(nèi)暖光交織在一起，形成夢(mèng)幻效果。

　　京基濱河時(shí)代項(xiàng)目照明分為五個(gè)層次：1)外圍射燈照明;2)表現(xiàn)竹節(jié)階梯式形體，用漸變的光源突出形體的節(jié)奏感;3)表現(xiàn)豎挺的秩序與細(xì)節(jié)，通過(guò)定性光源對(duì)豎挺的側(cè)面打光，產(chǎn)生立體感;4)表現(xiàn)建筑的活力，室內(nèi)辦公的零星燈光為夜間照明增添生命力;5)特殊局部燈光分析，在建筑的頂部與入口處進(jìn)行燈光的特殊處理(圖9)。

更新日期：2017-09-13

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