（城市规划与设计专业论文）城市高层建筑布局规划理论与方法研究——以长沙市为例.pdf

摘要2 0 世纪8 0 年代以来，我国掀起了一场以“城市现代化”为目标的城市建设热潮，在这一过程中，象征经济发展与技术进步的高层建筑得到蓬勃发展，改变着城市旧有的空间形态和环境特征，同时由于高层建筑规划布局缺乏宏观引导与调控，引发了一系列城市问题。而在现有城市规划体系中，对高层建筑布局内容提及甚少，管理缺乏相应依据，难以控制。随着城市经济发展速度加快，高层建筑建设用地需求量不断加大，高层建筑与城市发展之间的矛盾日渐暴露。规划师开始关注并研究高层建筑布局规划问题，但现有研究理论依据不足、方法各异，迫切需要系统地研究为高层建筑布局规划提供理论依据和方法指导，使高层建筑布局得以有效控制和引导，实现良性发展。全文遵循从实践分析、理论认识到方法建构、实证应用的过程。旨在揭示高层建筑布局规划的理论根基，寻求理论根源，构建高层建筑布局规划的理论框架，并探讨一条科学合理的高层建筑布局规划编制技术路线和一套易操作的编制方法。本文在回顾国内外高层建筑发展历程的基础上，分析了目前我国高层建筑布局现状，总结出簇群式、带状、点式和随意布局的特点，揭示了因高层建筑布局不当导致的空间结构均质化、景观形象混乱、交通拥挤等城市问题。探讨了国内外高层建筑布局规划经验，归纳出国外中心地区建设高层、外围地区建设高层、高层多层混合建设的经验，指出国内现有研究中缺乏全面综合研究、技术手段参差不齐、研究方法缺乏理论指导等缺点。全文首次从理论的高度揭示高层建筑布局内涵，剖析相关理论对高层建筑布局规划的作用机制，从城市地理学、土地经济学、土地利用类型学、景观生态学等多学科角度寻求高层建筑布局规划的基础理论依据，分析了基础理论指导下的高层建筑布局模型，构建高层建筑布局规划的理论框架。探索了高层建筑布局规划编制的技术路线，介绍了新阴影长度法、主因子分析法、多因子综合评价等具体操作方法。最后以长沙市为例进行实证研究，应用基于g i s 平台的多因子评价方法，得出了长沙市高层建筑建设分布模型，对控制性详细规划调整、城市空间形态优化和特色塑造、城市地标系统建设等具有重要参考价值。关键词：高层建筑，布局规划，专项规划，长沙市a b s t r a c ts i n c et h e1 9 8 0 s ，o u rc o u n t r yh a sr a i s e da nu r b a nc o n s t r u c t i o nu p s u r g eo f t a k i n g ”t h ec i t ym o d e r n i z a t i o n 舔t h eg o a l i nt h i sp r o c e s s t h eh i g h - r i s ec o n s t r u c t i o ns y m b o l i z i n ge c o n o m yd e v e l o p m e n ta n dt h et e c h n o l o g ya d v a n c e m e n to b t a i n st h ev i g o r o u sd e v e l o p m e n t , i ti sc h a n g i n gt h es p a t i a lf e a t u r e sa n dt h ee n v i r o n m e n tc h a r a c t e r i s t i co f c i t y , o nt h eo t h e rh a n d , b e c a u s et h eh i g h - r i s ec o n s t r u c t i o np l a nl a y o u tl a c k st h em a c r o s c o p i cg u i d a n c ea n dr e g u l a t i o n ，as e r i e so fc i t i e sq u e s t i o n sa p p e a r i nt h ee x i s t i n gu r b a np l a n n i n gs y s t e m , t h eh i g h - r i s ec o n s t m c t i o nl a y o u tc o n t e n ti sr e a l l yf e w , a n dt h em a n a g e m e n tl a c k st h ec o r r e s p o n d i n gb a s i s ，m a k i n gt h ec o n t r o l s1 ) l ，i md i f f i c u l t y w i t ht h eu r b a ne c o n o m yd e v e l o p m e n t ，t h el a n do ft h eh i g h - r i s ec o n s t r u c t i o ne n l a r g e su n c e a s i n g l y , a n dt h ec o n t r a d i c t i o nb e t w e e nt h eh i g h - r i s ec o n s t i l l c t i o na n dt h eu r b a nd e v e l o p m e n te x p o s e sd a ya f t e rd a y p l a n n e r ss t a r tt op a ya t t e n t i o nt oa n ds t u d yt h eh i g h - r i s ec o n s t r u c t i o nl a y o u tp l a n w i mt h ee x i s t i n gi n s u f f i c i e n tr e s e a r c ht h e o r ya n dv a r i o u sm e t h o d s ，t h es y s t e m a t i c a ls t u d i e sa r en e e db a d l y , t op r o v i d et h et h e o r yb a s i sa n dm e t h o dg u i d a n c e ，s ot h a tt h eh i g h - r i s ec o n s t r u c t i o nl a y o u tc a nb ec o n t r o l l e da c t i v e l mr e a l i z i n gt h eb e n i g nd e v e l o p m e n t f r o mt h ep r a c t i c ea n a l y s i sa n dt h e o r yc o g n i z a n c et om e t h o db u i l d i n ga n da p p l i c a t i o n , t h ep u r p o s eo ft h et h e s i si sp r o m u l g a t i n gt h et h e o r yf o u n d a t i o no ft h eh i g h - r i s ec o n s t r u c t i o nl a y o u tp l a n , s e e k i n gt h et h e o r yr o o t ，c o n s t r u c t i n gt h et h e o r yf r a m e ，a n dd i s c u s s e sas c i e n t i f i cc o m p i l a t i o nt e c h n o l o g yr o u t ea n dam a n e u v e r a b l em e t h o df o rt h eh i g h - r i s ec o n s t r u c t i o nl a y o u tp l a n b a s e do nt h ed e v e l o p m e n to ft h eh i g h - r i s ec o n s t r u c t i o n sh o m ea n da b r o a d , t h i st h e s i sa n a l y z e st h ep r e s e n ts i t u a t i o no ft h eh i g h - r i s ec o n s t r u c t i o nl a y o u to fo u rc o u n t r y , s u m m a r i z e st h ec h a r a c t e r i s t j c sr e l a t i v e l yo fc l u s t e rt y p e ，b e l t - s h a p e d , d o tt y p ea n da r b i t r a r yl a y o u t ，a n dp r o m u l g a t e st h ec i t yq u e s t i o n sw h i c ha r ec a u s eb yt h eu n r e a s o n a b l eh i g h - r i s ec o n s t r u c t i o nl a y o u t ，s u c ha st h ei s o t r o p i cs p a c es t r u c t u r e ，t h ec h a o t i cl a n d s c a p ei m a g e ，t r a f f i cj a ma n ds oo n w i t ht h ep l a ne x p e r i e n c ea th o m eo ra b r o a d ，t h i sd i s s e r t a t i o np o i n t so u ts o m ed r a w b a c k si nd o m e s t i cr e s e a r c ha tp r e s e n t , l i k et h el a c ko fc o m p r e h e n s i v es y n t h e t i cl is t u d y , t h ei r r e g u l a ro ft e c h n i c a lm e t h o d t h ei n s u m c i e n to ft h e o r yi n s t r u c t i o no i lr e s e a r c ht e c h n i q u ea n ds oo n f o rt h ef i r s tt i m e ，t h ef u l lt e x tp r o m u l g a t e st h ec o n n o t a t i o no fh i g h - r i s ec o n s t r u c t i o nl a y o u tt h e o r e t i c a l l y , a n da n a l y z e st h ef u n c t i o nm e c h a n i s mo fc o r r e l a t i v et h e o r y s e c o n d l y , i ts e e k st h eb a s i ct h e o r yb a s i sf r o mm u l t i - d i s c i p l i n a r ya n g l e ，a n a l y z e st h eh i g h - r i s ec o n s t r u c t i o nl a y o u tm o d e lu n d e rt h eb a s i ct h e o r yi n s t r u c t i o n ，a n dc o n s t r u c t st h et h e o r yf r a m e t h i r d i y , t h eh i g h - r i s ec o n s t r u c t i o nl a y o u tt e c h n i c a lr o u t ei se x p o r e d ，a l s os o m eo p e r a t i o n a la p p r o a c h sa r ei n t r o d u c e ds p e c i f i c a l l y a tl a s lt a k i n gc h a n g s h a 勰t h ee x a m p l e w i mm u l t i f a c t o r sa p p r a i s a lm e t h o db a s e do nt h eg i sp l a t f o r m ,t h et h e s i so b t a i n st h ed i s t r i b u t i o nm o d e lo ft h ec h a n g s h ah i g h - r i s ec o n s t r u c t i o nl a y o u t i th a si m p o r t a n ts i g n i f i c a n c et or e g u l a t o r yp l a na d j u s t m e n t ，c i t ys p a c ef o r m so p t i m i z a t i o n , c h a r a c t e r i s t i cc r e a t i o na n dt h ec i t yt e r r e s t r i a lr e f e r e n c es y s t e mc o n s t r u c t i o na n ds oo n k e yw o r d s ：h i g h - r i s eb u i l d i n g s ，l a y o u tp l a n n i n g ，s p e c i a lp l a n n i n g ，c h a n g s h a珊原创性声明本人声明，所皇交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者躲隧吼逾啦月丛日关于学位论文使用授权说明本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。日期：越年立月纠日硕士学位论文第一章绪论第一章绪论世界高层建筑的出现已有百余年历史，在这百余年里，在数量、高度上都经历了一个巨大发展。我国在改革开放后的三十多年中，伴随着社会经济的发展、城市用地的紧张、建筑技术的进步，高层建筑在大中城市得到迅速发展，改变着城市面貌和肌理，如哈尔滨市高层建筑数量从1 9 9 6 年的2 6 8 栋到增加到2 0 0 2年的5 6 0 栋，长沙市从2 0 0 0 年的3 8 0 栋增加到2 0 0 5 年的1 0 0 2 栋，上海市从1 9 9 7年的2 2 5 8 栋增加到2 0 0 5 年的8 6 5 1 栋。一方面，高层建筑发展符合经济发展、技术进步、节约土地的规律，在节约土地、增加经济效益，突出城市形象等方面凸显其独特的优势，是当前城市建设发展不可避免的重要方式之一；另一方面，高层建筑数量过多，增速过快，规划布局中就建筑论建筑而导致整体失衡，布局无序和风格各异等现象对城市造成不利影响，如交通压力增大、生态环境恶化、景观形象破坏、城市特色丧失等。高层建筑布局不仅是建筑学、城市规划中的问题，而且涉及到城市经济、景观环境、空间区位等多学科。诚如吴良庸先生所言：。城市化急剧发展，已经不能就建筑论建筑，迫切需要用城市的观念来从事建筑活动，在未来的世纪里，建筑师如果不关注城市，不具有正确的城市观，就不能了解世界，也不能全然了解建筑的任务”。所以如何处理好高层建筑与城市之间的关系变的十分重要，高层建筑布局、高度及容量控制已成为各大城市规划管理中的重要内容，高层建筑布局规划不仅成为一个重要的研究课题“1 ，而且逐步被纳入城市规划体系中1 1 高层建筑定义和高度界定1 1 1 高层建筑定义高层建筑( t a l l b u i l d i n g ) ，国外又称h i g h - t i s eb u i l d i n g ，t o w e r ( 塔楼) 或s k y s c r a p e r ( 摩天大楼) 。联合国教科文组织所属的世界高层建筑委员会于1 9 7 2 年召开国际高层建筑会议，将9 层和9 层以上的建筑定义为高层建筑。在我国，不同领域有不同定义，消防领域中，将高层建筑分为两类，一类是住宅类高层建筑，一类是公共类高层建筑，其中住宅类建筑层数在l o 层以上、楼高在2 5 米以上的为高层建筑，公共类建筑层数在7 层以上、楼高在2 4 米以上的为高层建筑；在建筑学领域，定义l o 层及1 0 层以上的住宅建筑及高度超过2 4 米的公共建筑和综合建筑为高层建筑，高度超过1 0 0 米的为超高层建筑；在土木工程领域，规硕士学位论文第一章绪论定1 0 层及l o 层以上或高度超过2 8 米的建筑为高层建筑。1 1 2 高层建筑高度界定世界各国基于本国经济条件及消防装备设施的具体情况不同，在相关规范中对高层建筑的高度定义不一，表1 - i 所示为部分国家对高层建筑高度的规定情况。表1 - 1 部分国家对高层建筑高度的规定国家高度规定前苏联住宅为l o 层及1 0 层以上，其他建筑为7 层及7 层以上美国2 2 2 5 米，或7 层以上法国住宅为8 层及8 层以上，或高度i 3 1 米的建筑英国2 4 3 米以上日本l l 层或3 l 米以上德国2 2 米( 从室内地面起)比利时2 5 米( 从室外地面起)高层民用建筑设计防火规范) g b 5 0 0 4 5 一- 9 5 ：大于等于l o 层或大于等于2 4 m ，民用建筑设计通则 j g j 3 7 - - 8 7 ：与g b 5 0 0 4 5 - 9 5 规定相同中胃高层建筑混凝土结构技术规程 j g j 3 - - - 2 0 0 2 ：大于等于l o 层，或大于等于2 8 m 。高度大于等于l o o m 的建筑为超高层建筑资料来源：h t t p c o u r s e c u g n c c o m c u g f o u r t h l g c j z h j g s h j k c n r o l _ d h t m在1 9 7 2 年召开的国际高层建筑会议上，将高层建筑分为四类( 表卜2 ) ：表i - 2 国际高层建筑会- r q 对高层建筑高度的规定类别高度规定第一类高层建筑9 1 6 层( 5 0 米)第二类高层建筑1 7 2 5 层( 7 5 米)第三类高层建筑2 6 4 0 层( 1 0 0 米)第四类超高层建筑4 0 层以上( 1 0 0 米)资料来源：h t t p ：w w w f a m i l y d o c t o r c o m c n c l i p r e a d a s p ? i d = 3 8 4 4 3我国在民用建筑设计通贝i j ( g b5 0 3 5 2 2 0 0 5 ) 中指出，民用建筑按地上层数或高度分类划分应符合下列规定：住宅建筑按层数分类：一层至三层为低层住宅，四层至六层为多层住宅，七层至九层为中高层住宅，十层及十层以上为高层住宅；除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于2 4 m 者为单层和多层建筑，大于2 4 m 者为高层建筑( 不包括建筑高度大于2 4 m 的单层公共建筑) ；建筑高度大于1 0 0 m 的民用建筑为超高层建筑。本研究中从城市规划角度。参照建筑学领域对高层建筑高度的规定。考虑到研究中高层建筑数量众多，建筑具体高度精确调查难度大，规定十层及十层以上为高层建筑。2硕士学位论文第一章绪论1 2 研究背景1 2 1 高层建筑发展迅速，问题凸显改革开放以来，伴随着我国经济的迅速发展，城市化进程的不断加速，城市建设速度的日益加快，带来了城市规模越来越大，城市人口越来越多，城市用地越来越紧张，同时也带来了生态环境恶化、居住密度增大，交通压力增大、城市特色丧失、空间景观杂乱等一系列的城市问题”1 。和我国城市建设一样，高层建筑在近几十年来也得到了迅速发展，主要表现在建筑层数和高度增加、建筑数量增多、建筑用途和功能增强等方面。据资料显示，我国最高建筑高度从1 9 8 5 年的1 5 8 6 5 迷( 深圳国际贸易中心大厦，5 0 层)发展到目前的4 2 0 米( 上海金茂大厦，8 8 层) 伴随着高层建筑的迅速发展，高层建筑所带来的问题也不容乐观，由高层建筑的通风系统导致“建筑病综合症”的产生、消防救生系统也有着惨痛教训、交通、日照、小气候环境、心理感受、能源消耗、运行费用、内部拥挤、上下困难、邻里交往等方面的弊端也都一一凸显，由高层建筑布局不合理所导致的交通拥挤、景观杂乱、环境破坏等问题也一一暴露”。目前我国建筑能耗己占全社会总能耗的3 0 左右，我国单位建筑面积能耗是发达国家的3 5 倍，其中高层建筑能耗问题更为突出，我国高层建筑单位建筑面积能耗是日本的9 倍。1 2 2 高层建筑布局影响因素众多，难以把握高层建筑的分布，受到众多因素的影响，是一个多因素共同作用的结果。土地价格、地质承载能力、建设需求、经济实力以及政策等因素都将影响着高层建筑的规划布局。这些因素涉及到经济学、土地学、城市规划、建筑学、美学等多个学科。在高层建筑规划决策当中，往往难以把握，导致高层建筑分布不合理，给城市交通、城市景观等带来一系列的图i i 长沙交警大楼对岳麓山天际线的破坏影响，如长沙市渫湾镇交警大楼对整个贾彤焘沥售孝自摄岳麓山城市景观的破坏( 图1 1 ) 又加上城市建设当中的动态特征和不可预料性，让高层建筑的规划布局更加难以把握。1 2 3 规划决策中高层建筑布局难以控制，缺乏科学手段在高层建筑规划管理及其建筑方案审批过程中，管理决策依据的科学性不足，硕士学位论文第一章绪论导致管理决策人员无法正确决策，或决策缺乏相关的科学依据，决策人员的主观性过大。现有规划体系当中，缺乏专门的高层建筑布局规划来指导高层建筑布局建设，在其他层次的规划当中，对高层建筑布局内容涉及甚少，城市总体规划中仅在景观风貌控制中有所提及，控制性详细规划对建筑的高度有明显的控制，但控制性详细规划的编制单元往往范围较小，缺乏从整个城市的宏观层面对建筑高度进行整体研究，且城市中一些地段未编制控制性详细规划，使高层建筑的规划建设管理处于局部管理目标与规定明确，总体建设效果欠佳的状态。1 2 4 高层建筑布局规划受到关注，期待系统深入研究在反思高层建筑带来的负面影响后，开始重视到高层建筑布局整体控制的重要性，各地展开了对高层建筑布局规划的研究，但研究缺乏统一标准，研究方法、研究重点、研究内容、成果形式均有所差异。随着城市建设速度加快，城市土地集约化利用政策的实施，在高层建筑建设步伐不断加快的情况下，迫切需要科学、系统的手法来研究这一课题，探讨高层建筑布局规划的理论和方法，从而有效地对高层建筑布局进行引导和控制。1 3 研究意义和目标1 3 1 研究意义高层建筑布局规划研究是一项揭示高层建筑布局内涵与机制，探讨相应的规划理论、方法及其调控措施以指导城市高层建筑良性发展的应用型基础研究。由于资源条件、社会经济背景的差异及各城市所处的发展阶段不同，我国各城市高层建筑发展布局的影响因素、布局特征及产生的结果不尽相同。本研究立足于当今的经济、社会、城市发展背景，以理论与方法为研究基点，以经济学、土地学、城市规划学、建筑学、艺术等多学科为依据，综合城市自然条件、交通组织、生态景观、社会文化、科学技术等多种因素，审视城市高层建筑的发展布局，不仅可以对当前由于缺乏规划引导与控制的高层建筑布局所造成的种种城市建筑环境问题进行深入研究，进而赋予高层建筑布局规划以指导，并能丰富、完善城市规划学、人居环境学等相关学科的理论体系与内容。1 3 2 研究目标( 1 ) 完善规划体系目前的城市规划体系中，缺乏高层建筑布局规划，在现有各层次规划中，对4硕士学位论文第一章绪论高层建筑布局内容涉及甚少，而高层建筑建设是当前城市建设的重要组成部分。通过这一实际情况，凸显了高层建筑布局规划的重要性，必须弥补现有规划体系中对高层建筑布局规划重视不够的缺陷，针对高层建筑布局进行专项规划管理。全文针对高层建筑布局规划建立在充分的理论基础上，对相关学科的基础理论进行了梳理和探讨，构建了高层建筑布局规划的理论框架，提出了高层建筑布局规划编制的技术路线和操作方法。( 2 ) 便于规划控制管理和操作分析总结近年城市建设在空间形态、特别是高层建筑建设方面的经验教训，提出城市空间形态塑造及高层建筑分区和建设管理的原则与对策设想，并使其符合并促进近期城市建设发展战略的实现。研究成果可作为高层建筑布局的参考和辅助，在规划管理中可以作为审批的参考，同时，研究的成果可以与控制性详细规划比较，针对与控制性详细规划有出入的地方，可作为控制性详细规划调整的参考。( 3 ) 从技术角度论证城市空间形态优化和城市特色形成从城市空间形态优化和城市特色的角度，从技术层面论证城市空间形态优化和城市特色的形成，建立一个基于城市规划学和建筑学的数字化技术平台。“) 引导高层建筑的布局和发展通过研究将城市分成几个控制区域，针对每一区域将提出相应的高度控制要求，进而可以引导高层建筑的布局和发展。并可作为后期城市规划以及基础设施配置的参考。固构建城市地标系统当前，我国许多城市都在经历着大规模的城市旧城更新和新区开发，城市高速发展建设的同时，城市空间秩序混乱、城市形象千篇一律、城市特色丧失等问题悄然出现，塑造城市形象、打造特色城市，增强城市可识别性、突出城市个性等呼声日益高涨。本文试图通过城市高层建筑布局规划来构建城市地标系统，以此来组织城市的空间秩序，使城市处于多样性、复杂性、连续性和关联性相互结合的动态发展平衡之中1 4 研究内容和方法1 4 1 总体思路本文从高层建筑规划布局现状分析入手，总结了我国目前簇群式、带状、点式、混合状的高层建筑布局特点，揭示了由于高层建筑布局不当导致的空间结构硕十学位论文第一章绪论均质化、景观形象混乱、交通拥挤等城市问题。然后对国内外高层建筑布局研究成果进行了分析，归纳了国外中心地区建设高层、周边地区建设高层、高层多层混合建设的经验，总结了国内研究中缺乏全面综合研究、技术手段参差不齐、研究方法缺乏理论指导等特点。再从理论的角度揭示高层建筑布局的内涵，剖析相关理论对高层建筑布局规划的作用机制，从城市地理学、生态学、土地经济学、土地利用类型学、景观生态学等多学科角度寻求高层建筑布局规划的理论依据，得出了基础理论指导下高层建筑布局的基础模型，构建了高层建筑布局规划的理论框架。同时探索了高层建筑布局规划的编制技术路线和方法，提出了新阴影长度法、主因子分析法、多因子综合评价等方法，建立了高层建筑布局规划的技术平台。研究最后以长沙市为例进行实证研究，得出长沙市高层建筑建设分布模型，对长沙市控制性详细规划调整、城市空间形态优化和特色塑造、城市地标系统建设等均具有重要参考价值。1 4 2 研究视角与方法本文将高层建筑布局规划研究置于城市发展的大背景之中。由于目前我国高层建筑规划布局存在一定问题，客观看待这些问题之时，需要科学寻求解决问题的办法。因此，为了使研究成果更具有针对性和科学意义，本文的研究主要围绕我国现阶段在高层建筑规划布局中出现的问题，以及产生这些问题的原因进行。论文建立了“调查研究基础理论研究一方法研究应用研究”的思路体系。在研究过程中，用到了调查研究法、文献分析法、归纳演绎法和案例实证法四种方法。( 1 ) 调查研究法自2 0 0 4 年始，笔者随导师先后对长沙、南京、北京、深圳、广州、哈尔滨、大连等城市进行了实地调研。与各地规划管理部门进行了详细咨询，在获得第一手资料的同时，也对高层建筑规划布局研究现状有一定认识，对各地关于高层建筑布局规划控制方法有了很好的总结。同时，于2 0 0 4 年底对长沙市的高层建筑分布现状做了详细的调查，掌握了全市高层建筑的分布情况、建设年代、建筑面积、建筑使用性质、租售价格等基础资料，并早调查中，对目前长沙高层建筑布局中存在的问题进行了一定量的问卷调查和收集；2 0 0 6 年8 月对长沙市住房情况做了问卷调查，掌握了长沙市居民现状住宅水平、住房市场需求、高层住宅发展现状与前景预测等基本情况；2 0 0 6 年1 1 月，结合长沙市中央商务区规划，对长沙市c b d 内高层建筑分布情况做了进一步调查，掌握了c b d 内高层建筑分布、使用性质、发展等情况。本文对于我国高层建筑布局现状和问题的分析和总结均是调查研究的成果。6硕士学位论文第一章绪论( 2 ) 文献分析法通过对国内外专著、历史资料、相关文献和报刊杂志的查阅，获得对过去和现在已有研究成果认识的同时，对与高层建筑布局规划相关的理论进行分析梳理，对国外研究成果的总结和分析，对文中高层建筑布局规划理论的构建和方法的建立产生较大帮助。( 3 ) 归纳演绎法通过对影响高层建筑因子的分析，采用归纳演绎法将因子进行归纳和分类，分析因子之间的相互作用及影响，对因子进行分类，提取主要因子，分析其对高层建筑布局的影响权重。在提取主要影响因子之后，建构基于g i s 平台的多因子评价方法，作为评价高层建筑布局规划的评价模型。( 4 ) 案例实证法“长沙市高层建筑规划布局研究”课题的研究，主要针对长沙市的高层建筑规划布局现状及存在的问题，通过多因子分析评价方法，对高层建筑布局规划影响机制做了详细研究，从宏观方面提出高层建筑控制分区，并从微观角度对高层建筑的建设高度做了控制，为研究高层建筑布局规划提供了良好的研究案例。此课题的研究成果在很大程度上论证了本文在上述方面的研究结论。另外，本文对我国高层建筑布局规划现状和问题的总结，均建立在实证的基础之上。1 4 3 研究平台( 1 ) 地理信息系统( g i s )g i s 功能介绍本研究以地理信息系统( g i s ) 为主要技术平台，实现研究数据的空间定位，录入整理、新属性获取、数据的分析计算以及结果的显示输出等一系列技术过程。地理信息系统是本研究的基础支持系统，也是本研究的优势所在。g i s 软件的主要组成部分及功能有数据输入，数据编辑与处理，数据存储与管理，空间查询与分析，可视化表达与输出等。目前，国内外的通用g i s 软件很多，国外有a r c g i s 、s i c a d 、m a p i n f o 等，国内有m a p g i s 、g e o s t a r 、c i t y s t a r等。本研究选用a r c g i s 8 3 作为g i s 应用软件，a r c g i s 8 3 是美国e s r i 公司推出的新一代产品，该软件具有强大的空间分析功能，是国际上最先进的g i s 软件之一。a r c g i s 8 3 整合了以前版本中的w o r k s t a t i o n 和d e s k t o p ，强化了a r c c a t a l o g 、a r c m a p 、a r c t o o l b o x 三个功能模块的功能，并对地理数据库g e o d a t a b a s e 增加了拓扑规则库和拓扑校验。a r c g i s 8 3 是一个全面的、集成的、可扩展的系统，包括a r c v i e w 、a r c e d i t o r 、a r c i n f o 等3 个功能递增的软件系统合一系列扩展模块。本研究主要使用a r c i n f o 系统和空问分析扩展模块( s p a t i a l7硕十学位论文第一章绪论a n a l y s t ) 、地理统计扩展模块( g e o s t a t i s t i c a la n a l y s t ) 进行有关研究。a r c g i s 功能介绍a r c g i s 桌面产品( a r c g i sd e s k t o p ) 是一系列整合的应用程序的总称，包括a r e c a t a l o g ，a r c m a p ，a r e g l o b e ，a r c t o o l b o x 和m o d e l b u i l d e r 。通过协调一致地调用应用和界面，可以实现任何从简单到复杂的g i s 任务，包括制图，地理分折，数据编辑，数据管理，可视化和空间处理。从功能上讲，它可以分为三个层次( 图1 2 ) ：a r c v i e w 主要关注复杂数据的使用，地图的显示以及分析。a r c e d i t o r 增加了高级的地理编辑和数据的创建。a r c l n f o 是g i s d e s k t o p 的旗舰，包含复杂g i s 的功能和丰富的空间处理工具。医西习=i _ j广_ 1 广_ 1 。夏二i 五i 蕊夏和管理l坠型! 竺l - l 竺! 兰i 十l 6 e o 如t 出t ”编辑i圜= 圈+ 圈+ | 勰黧然篓l图1 2a r e g i s 的三个功能层次示意图a r c g i s 在城市规划中的应用空间分析( s p a t i a la n a l y s t ) 模块可以分析规划区的坡度、坡向，进而准确合理地划分规划区的用地等级，还可以统计降雨量及流域面积，求出等高线、山脊、山谷，研究人口分布，计算土方量、生成密度图、距离图等网络分析( n e t w o r k a n a l y s t ) 模块可以寻求最快或最短的运输路径，根据出行时间确定服务设施的设置，合理布置公交线路，进行道路选线，理性分析建筑的选址，以及确定城市的n 小时经济圈等。三维分析( 3 da n a l y s t ) 模块可以制作虚拟仿真场景，更好地表达设计者的意图，还可以进行视线分析、视域分析。；热链接( h o tl i n k ) 口7 在专题的属性表中增加关于照片、录相、文字、统计数字、平面图等文本文件、图形、图象文件动画程序文件的字段，然后进入专题属性编辑对话框，实行专题与照片等对象的热链接。一旦定义好热链接之后，在地图上点取一个要素符号，就立即会弹出进一步说明该要素的资料，对于规划管理很有意义。特有的空间数据库可以方便地处理烦琐的计算，并且可以自由地设置计算法，如计算不同情况下各个地块的容积率，以及根据设置好的因子进行多因子分硕士学位论文第一章绪论析。( 2 ) s p s s l 2 0s p s s ( s t a t i s t i c a lp a c k a g ef o r t h es o c i a ls c i e n c e ) 社会科学统计软件包是世界是著名的统计分析软件之一。2 0 世纪6 0 年代末，美国斯坦福大学三位研究生研制开发了最早的统计分析软件s p s s ，2 0 世纪8 0 年代以前，s p s s 统计软件主要应用于企事业单位。1 9 8 4 年s p s s 总部首先推出了世界第一个统计分析软件微机版本s p s s p c + ，极大地扩充了它的应用范围，使其能很快地应用于自然科学、技术科学、社会科学的各个领域，目前已经在国内逐渐流行起来。它使用w i n d o w s 的窗口方式展示各种管理和分析数据方法的功能，使用对话框展示出各种功能选择项，只要掌握一定的w i n d o w s 操作技能，粗通统计分折原理，就可以使用该软件为特定的科研工作服务。s p s sf o r w i n d o w s 是一个组合式软件包，集数据整理、分析功能于一身。s p s s的基本功能包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等。s p s s 统计分析过程包括描述性统计、均值比较、一般线性模型、相关分析、回归分析、对数线性模型、聚类分析、数据简化、生存分析、时间序列分析、多重响应等几大类，每类中又分好几个统计过程，比如回归分析中又分线性回归分析、曲线估计、l o g i s t i c 回归、p r o b i t 回归、加权估计、两阶段最小二乘法、非线性回归等多个统计过程，而且每个过程中又允许用户选择不同的方法及参数。s p s s 也有专门的绘图系统，可以根据数据绘制各种图形。s p s sf o rw i n d o w s 的分析结果清晰、直观、易学易用，而且可以直接读取e x c e l 及d b f 数据文件，现己推广到多种各种操作系统的计算机上，它和s a s 、b m d p 并称为国际上最有影响的三大统计软件。在国际学术界有条不成文的规定，即在国际学术交流中，凡是用s p s s 软件完成的计算和统计分析，可以不必说明算法，由此可见其影响之大和信誉之高。本研究用的1 2 0 版采用d a a( d i s t r i b m c da n a l y s i sa r c h i t e c h t u r e ，分布式分析系统) ，全面适应互联网，支持动态收集、分析数据和h t m l 格式报告，依靠于诸多竞争对手。但是它很难与一般办公软件如o f f i c e 或是w p s 2 0 0 0 直接兼容，在撰写调查报告时往往要用电子表格软件及专业制图软件来重新绘制相关图表，已经遭到诸多统计学人士的批评；而且s p s s 作为三大综合性统计软件之一，其统计分析功能与另外两个软件即s a s 和b m d p 相比仍有一定欠缺。虽然s p s s f o r w i n d o w s 由于其操作简单，已经在我国的社会科学、自然科学的各个领域发挥了巨大作用。该软件还可以应用于经济学、生物学、心理学、医疗卫生、体育、农业、林业、商业、金融等各个领域。9硕七学位论文第一章绪论1 4 4 主要内容和研究框架本文在第一章先对研究对象进行界定，阐述研究背景，指出研究目标和研究意义，概述研究内容与方法。第二章回顾了国内外高层建筑发展历程，并对目前高层建筑布局规划中存在的问题做了归纳总结，提出研究的问题。第三章对国内外有关高层建筑布局规划的经验进行了综述，总结经验和不足。第四章对影响高层建筑布局规划的理论进行了梳理，探讨了基础理论指导下的城市高层建筑分布模型，构建了高层建筑布局规划的理论框架。第五章介绍了高层建筑布局规划编制的技术路线和具体操作方法，从技术层面论证了城市高层建筑布局规划编制的可行性。第六章是实证研究，对长沙市的高层建筑布局规划做了验证，在充分掌握现状资料的情况下，采用因子分析法对研究范围内建高层的可能性进行了预测评价，得出了研究的实践结果。第七章结语是研究的主要结论和总结，分析了研究的创新点和应用前景，并为进一步研究指出了方向。叫耋茎些墨蜜旦图卜3 本文基本框架i o硕士学位论文第二章高层建筑发展历程及布局现状第二章高层建筑发展历程及布局现状2 1 高层建筑发展历程自古以来，“高”即是神圣、尊贵、权威、力量的象征o ，“崇高”天然在人的思想中具有重大的美学价值! 中国人讲求天、地、人“三才”，人介于天、地之间。地是人的世界，所以天是人膜拜、向往的神圣所在。“危楼高百尺，手可摘星辰。不敢高声语，恐惊天上人”诗人李白感慨山顶寺庙之高，欣喜于与天上人擦肩而过；文人范仲淹“思乡人登高楼望景”，愁于高楼太矮，“望眼欲穿却不见”( 图2 - 1 ) 。人类有史以来就有脱离地面、接近苍穹的渴望，从圣经故事中的巴别通天塔到圣保罗大教堂( 图2 - 2 、2 - 3 ) ，人们一直渴望建造高大建筑；或是人们的实际需要，高层建筑不断的被建造，以此来有效的利用空间、减小占地面积、缓解城市拥挤等；亦或是人们为了炫耀，高层建筑被建图2 - 1 古人登高远眺抒发情怀造来表现技术的发展、名分的象征和实力的标志。一部高层建筑的建设史，包含了太多的内容2 1 1 高层建筑发展的成因伴随着社会的进步与科学技术的发展，建筑材料与建筑结构得到快速发展，建筑技术的进步直接导致了建筑高度的增大。世界高层建筑的发展史，也正是一部科学技术的进步史和人类文明的创造史。曾有学者研究过高层建筑发展的原因，提出高层建筑发展的成因有如下三方面”1 ：( 1 ) 城市建设和商业活动的需要高层建筑的兴起，是在城市物质和经济空前增长与扩展的时代里，工业化、商业和不动产非同寻常结合的结果，现在类似的增长和发展正出现在全世界大都市所在地，而对于城市建设来说，图2 - 2 圣经中的巴别通天塔幽2 - 3 圣经中的圣保罗教堂圈2 - l 、2 2 、2 3 资辩来源：w w w i m a g e b a i d u c o m硕士学位论文第二章薪层建筑发展历程及布局现状高层建筑则是城市力量基础的一种物质的、经济的表现，它象征着公共的和私人的投资，是对土地不足、人口剧增和地价腾飞的自然回应。( 2 ) 建筑艺术表现的需求把钟楼、办公大楼建造得高耸矗立，能使市镇和郊区田野里所有的人都能望见。遥望衬着蓝天白云的高塔，面对装饰得像仙女般的摩天楼，创造出种令人兴奋不已的空中轮廓和天际线，对周围环境景色造成强烈的对比和无穷的趣味，从来就是全社会最为关心的一件事情，是公众最为永久的一种享受( 图2 _ 4 ) 。( 3 ) 材料、机电设备和结构体系协同发展的结果铸铁、钢材、砌体混凝土、各种轻质材料萎舅凳痨孑老篆乏：i ! ：露募以及载人电梯空调设备的相继出现，是高层建筑得以飞速发展的物质基础，其中电梯的发明是摩天大楼成为可能的重要因素之一。早在1 8 5 0 年e 奥蒂斯就发明了安全升降机，他的第一个样品是由蒸汽机带动的，同时还有一个白助的安全装置，防止起重钢丝绳被拉断( 图2 5 ) 。1 8 5 7 年他在纽约安装了第一个用水压机启动的载人升降机，1 8 7 8 年首次投入商业运营，1 8 8 0 年才出现第一部载人电梯”图2 - 5 由e 奥蒂斯发明的安由此可见，高层建筑的发展体现了社会、气攀锥笺簇凳l ；差凑文化和技术魅力的综合，是土地、经济、金融、美学、能源、技术进步等众多因素共同作用的结果。从这个意义上说，高层建筑是真正“整体论”的建筑类型，它已成为现代建筑技术和美学形式的顶峰，和城市建设以及经济发展有图2 - 6 古埃及金字塔着密不可分的联系。2 1 2 国外高层建筑发展历程美国，是世界上高层建筑出现最早的国家，也是世界上高层建筑最多的国家，参照美国的幽2 - 7 雅典巴特农神殿高层建筑发展历史，可将国外高层建