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浅析我国高层建筑的优化设计

2020-05-01 08:36:39

       摘要:高层建筑往往以其宏伟的尺度和巨大的体量,给观者以强烈的视觉感受,同时也决定和影响着所在城市区域的艺术风格和美学价值。当真正把建筑看作是城市环境的一部分时,建筑设计不仅仅是简单意义的单纯设计,单纯满足使用功能、技术和经济等方面的要求。本文就现代高层建筑的设计进行分析,仅供参考。
       关键词:现代高层建筑,尺度,设计重点

       前言

       高层建筑已走过百年的发展历程,其风格是不断变化的,任何风格的建立和兴起,都有它存在的道理和意义,也有它的局限性和负面效果。高层建筑设计多以追求建筑形象的整体美观为目标,每栋高层都想突出特色,而这样做的结果只能使整个城市显得纷繁无序,建筑个体缺乏亲近感。因此,对高层建筑设计的研究是很有必要的。高层建筑设计时,不能只单单重视建筑本身的立面造型创造,而应以人的尺度为参考系数,充分考虑人观察视点、视距、视角,和高层建筑使用亲近度,从宏观的城市环境到微观的材料质感的设计都要创造良好的尺度感。〉〉高层建筑给水排水的优化方案设计

       一、高层建筑设计的基本原则

       作为建筑师,做设计的时候首先应把握基本原则,保证设计的基本合理性。这是保证设计质量的基础。原则问题可以分为两类:职业规范及国家规范;以人为本的原则。职业规范就是建筑学教育中所学到的空间组织划分、色彩、功能、形式美的基本规律等基本原则。虽然绝大多数建筑师具有较高的素养,但是建筑师往往会在一些基本问题上欠考虑。如色彩、空间关系等问题。建筑在一个国家安全和国民经济中占有十分重要的作用。从安全合理、经济适用、可控性、标准化等方面出发,国家出台并颁布了一系列的法规、法律。建筑师在从业过程中,时时刻刻受规范和标准的约束。这些规范的制订,保证了建筑设计的基本质量,代表了国家保障绝大多数人民的合法权益。以人为本的原则;以人为本的原则在建筑设计中应考虑三种人的利益。首先,甲方,即建设单位的利益。建筑设计中应充分考虑甲方对项目功能及经济性的要求。其次,使用者的利益。使用者有时候是甲方,绝大多数情况下不是。使用者的职业各不相同,数量也不同。满足每个使用者的生理及心理需求的建筑师不可推卸责任。再次,施工单位的利益。这里面也包含了对施工企业施工的经济性及便捷性、安全性的考量。同时也要照顾到农民工、设备安装人员的利益及安全。〉〉钢结构设计加固优化的要点分析 


高层建筑优化设计-高层建筑设计-外墙设计优化-浅析我国高层建筑的优化设计

       二、高层建筑中的尺度设计

       2.1城市尺度
       高层建筑是一座城市有机组成部分。因其体量巨大,高度很大。是城市的重要景点。对城市产生重大的影响。从对城市整体影响的角度来看,表现在高层建筑对城市天际轮廓线的影响,城市的天际轮廓线有实、虚之分,实的天际线即是建筑物的轮廓,虚的天际线是建筑物顶部之间连接的光滑曲线,高层建筑在城市天际线创造中起着重要的作用,因城市的天际轮廓线从一个城市很远的地方就可以看见,也是一座城市给一个进入它的人第一印象。
       高层建筑对城市各构成要素也产生重大的影响,高层建筑的位置、高度的确定,也应充分地考虑该城市尺度、传统文化,不当的尺度会对城市产生不良的影响,改变了城市传统的历史文化。也改变了原来城市各构成要素之间有机协调的比例关系。
       2.2整体尺度
       整体尺度是指高层建筑各构成部分,如:裙房、主体和顶部等主要体块之间的相互关系及给人的感觉。整体尺度是设计师十分注重的,关于建筑的整体尺度的均衡理论有许多种,但都强调整体尺度均衡的重要性。面对一栋建筑物时,人的本能渴望是能把握该栋建筑物的秩序或规律,如果得到这一点,就会认为这一建筑物容易理解和掌握。若不能得到这一点,人对该建筑物的感知就会是一些毫无意义的混乱和不安。因此,建筑物的整体尺度的掌握是十分重要的,在设计时要注意下面的两点:
       (1)尺度比例的协调性
       高层建筑一般由三个部分组成的一裙房、主体和顶部,也有些建筑在设计中加入了活跃元,以使整栋建筑造型生动活跃起来。一个造型美的高层建筑是建立在很好地处理了这几个部分之间‘的尺度关系。而这三个部分尺度的确定,应有一个统一的尺度参考系(如把建筑的一层或几层的高度作为参考系),不能每一部分的尺度参考系都不同,这样易使整个建筑含糊、难以把握。
       (2)各部分细部尺度的层次性
       高层建筑各部分细部尺度的划分是建立在整体尺度的基础上的,各个主要部分应有更细的划分。尺度具有等级性,才能使各个部分造型构成丰富。尺度等级最高部分为高层建筑的某一整个部分(裙房、主体和顶部)。最低部分通常采用层高、开间的尺寸、窗户、阳台等这些为人们所熟知的尺寸。使人们观察该建筑时很容易把握该部分的尺度大小。一般在最高和最低等级之间还有1-2个尺度等级,也不易过多,太多易使建筑造型复杂而难以把握。
       2.3街道尺度
       街道尺度是指高层建筑临街露的尺度对街道行人的视觉影响。这是人对高层建筑近距离的感知。也是高层建筑设计中重要的一环。临近街道的高层建筑部分的尺度确定,主要考虑到街道行人的舒适度,高层建筑主体因为尺度过大。易向后退。使底层的裙房置于沿街部分,减少了高层建筑对街道的压迫感。
       2.4近人尺度
       近人尺度是指高层建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸给人的感觉。这部分经常为使用者所接触。也易被人们仔细观察,也是人们对建筑直接感触的重要部分。其尺度设计应以人的尺度为参考系,不宜过大或过小,过大易使建筑缺少亲近性,过小则减小了建筑的尺度感。使建筑犹如玩具。
       在近人尺度处理中,应特别注意建筑底层及入口的柱子、墙面的尺度戈 分,檐口、门、窗及装饰的处理。使其尺度感比以上几个部分更细。对入口部分及建筑周边空间加以限定,创造一个由街道到建筑的过渡缓冲的空间,使人的心理有一个逐渐变化的过程。如:上海图书馆门前采用柱廊的形式,使出入馆的人有一个过渡区,这样使建筑更具有近人及亲人性。
       2.5细部尺度
       细部尺度是指高层建筑更细的尺度,它主要是指材料的质感。在生活中,有的事物我们喜欢触摸。有的事物我们不喜欢触摸——我们通过说“美妙”或“可怕”来对这些事物做出反应,形成人的视觉质感。建筑设计师在设计过程中要充分运用不同材料的质感,来塑造建筑物,吸引人们亲手去触摸或至少取得同我们的眼睛亲近感,或者换言之,通过质感产生一种视觉上优美的感觉。〉〉施工图审查要点(机电专业)

       三、高层建筑设计的重点

       3.1 外墙设计
       在外墙上主要是要构建“可呼吸外墙”,其主要是通过架空地板、吸音材料、风扇、过滤材料等来构建,这样就通过可以墙上的孔洞来使室内外的空气和水分进行交换,这样既有利于调节温度和湿度,也有利于过滤灰尘和噪音。例如,近年来许多高层建筑在外墙材料的构造上作文章,如采用新型复合墙体、中空玻璃“可控双壁体”系统等等,也能收到良好的节能效果。此外,还可以使室外空气通过加热或者制冷管道进入室内,这样就能达到室外与室内空气热交换的目的,这样空气从屋顶通气孔排出,同时也会带走多余的水分、杂质和有害物。这种自然被动的空调方式一般是人工可控的。其优点是,在创造健康自然高质量的室内空气的同时,还能节约能源、减少污染和浪费。
       3.2 外窗设计
       一般来说,外窗一般采用双层或者三层的玻璃窗。其最大的特点就是节约能源。通过与普通单层窗的比较,其隔热性能高高2—3倍,费用仅仅只多15%—50%。此外,还有众多的优点,如隔音效果提高、采光好、视野开阔等。如果在建筑周围外环境质量较差的情况下,则要认真考虑外窗是采用密闭还是可开启的形式。如果采用可开启的方式,则容易导致室内受外界干扰的概率大大增加,例如空气污染、湿气、灰尘、噪音等,同时也会造成热冷流失情况的出现,降低隔热效果,带来安全隐患。
       3.3 遮阳系统设计
       遮阳系统主要是向阳的外立面或者采光屋顶上,具有可控性、可调节的特点,以达到不同时间、根据不同需要遮挡、反射和引光入室的目的。在具体的操作中,通过新玻璃技术与室内外遮阳系统的有机结合,就可以综合获得环境适应性、自然光控制以及热舒适性了。例如,卡雷尔艺术中心坐落于法国尼姆,由福斯特及其合伙人事务所设计,其体现出的优雅而直白地运用自然光就是一个很好的案例。由于不同区域采用不同的高性能透明或者半透明窗体,这样就可以对自然光进行漫射或者将自然光引入室内,这样可以最大限度地满足自然光的设计要求。例如,百叶窗就可以通过多种方式对自然光进行遮挡或者漫射。在实际中,通过不同的组合方式,百叶窗可以与各种不同的照明和采暖要求相适应。通常就百叶窗的位置来说,水平百叶窗常用于遮阳中庭或者屋顶咖啡厅;可调节性百叶窗通常安在屋顶下部与天窗之间。在实践中,百叶窗的位置和尺寸可以进行不断的调节,但必须与各种自然光条件、立面朝向和活动相适应,以此来满足不同的需求,并且它会始终保持着某种一致,巧妙地将各个部分连接为一个统一的整体。简洁的百叶窗遮阳系统具有传统窗体无法比拟的优势,如与场地之间的关联性、灵活性及透明性等。在这里,因为加入了遮阳和窗体技术,建筑设计手段得到拓宽,包括一座中庭(带有一个优雅的玻璃楼梯间)和丰富的室内窗体形式,来获得侧窗和天窗射入的自然光。约瑟夫•加特纳父子公司是一家设计玻璃幕墙的事务所,坐落在德国贡德尔芬根的新办公楼被作为该公司对建筑外维护结构整体性理解的一个示范项目。该建筑采用了一种照明和热工需求的成熟方式,其得益于将窗体设计与各种遮阳设施的设计整合起来。该建筑为两层,沿一条东西向的轴线设计,这样南北向有光射入,从而解决了早晨和午后的自然光问题。门厅和中央天窗的设计减小了建筑物的进深。由于采用了优秀的自然光设计方法,该建筑外维护结构所承担的采光负担被减小。上述案例采用看三维和多层次的独特方法来设计建筑结构,这样就可以提高室内外空间的关联性,从而能够增进使用者与环境之间的联系。此外,设计者在将玻璃技术与遮阳系统结合的时候,需要考虑建筑所需的灵活性、应变性以及使用者互动这几个影响因素。在这里,我们所考虑的自然光技术主要是指玻璃技术、对窗体中空层的利用以及将窗体和遮阳系统结合起来的方法。随着层次的增多以及实现更大的可变性,这些方法正在变得越来越与环境相适应。使用者与自然光系统和技术之间的互动越深入,他们对自然条件、气候情况以及工作生活场所的意识也就越发强烈。

       四、结束语

       高层建筑影响一座城市环境的平衡,集中注意高层建筑对环境质量的责任,对城市及周围的影响,这和建筑本身的功能方案一样,对设计者都是根本的问题。建筑工程设计人员需要不断的积累各种知识,博采众长,集思广益,充分利用现场条件,扬长避短,趋利避害,合理采用新技术、新工艺、新材料,加强科技创新,涌现出更多好的设计作品。

       〉〉探讨高层建筑结构优化设计问题

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