高层办公建筑内部空间优化设计的探讨.docx

高层办公建筑内部空间优化设计的探讨西安建筑科技大学建筑学院吕嵘长安大学建筑学院博士刘启泓摘要 :对于高层办公建筑而言 ,创造出高效 、舒适 、健康的内部空间环境是永恒的话题 。本文基于绿色生 态理念 ,通过分析办公建筑内部空间在实际设计中包含 的具体内容和设计方向 ,以理论和实际相结合的论述手 法 ,来探索如何创造一个符合社会和自身需求的现代高 层办公建筑内部空间的优化设计途径 。关键词 :高层办公建筑 ;优化设计 ;绿色生态1 前言高层建筑是人类生活城市化 、高技术化 、现代化进 程中的必然产物 ,它体现了人类文明的积累和发达 ,而 “知识经济”时代的到来加之土地资源的短缺 ,高层办公 建筑作为能够最大程度地实现信息集散 、加工与再创造的场所得到了飞速的发展 ,并已在作用和数量上占据了办公建筑的主导地位 。为了使现代高层办公建筑能适 应新的功能和室内环境的需求 ,其设计已朝着顺应功能 多元化 、大空间的灵活划分 ,合理安排交通模式 ,结合有 关生态环境和审美等方面要求的方向 ,使建筑技术同艺 术 、材料完美结合 ,来进行新的空间设计 。办公场所应该是生态空间 、人性空间和作为人文载 体的空间 ,作为建筑师 ,有责任和义务通过优化设计方 法 ,运用绿色建筑的理念 ,去设计 、构建一个高效 、安全 、 舒适 、方便 、卫生 、和谐的高层办公建筑内部空间 ,以便 更大限度地提高员工的工作效率 。本文通过分析办公 建筑内部空间在实际设计中包含的具体内容和设计方11基建管理优化第 22 卷2010 年第 4 期总第 85 期向 ,以理论和实际相结合的论述手法 ,来探索如何创造一个符合社会和自身需求的现代高层办公建筑内部空 间的优化设计途径 。2 高层办公建筑内部空间优化设计的途径所谓“优化设计”是指 :研究问题和寻求解决问题的 最优方案 “, 最优”两字应理解为在给定条件下得到尽可 能满意的结果 。营造生态化 、智能化和人性化的办公空 间应是高层办公建筑内部空间优化设计的主要目标 。 其空间布局 、交通 、通风 、采光 、人流线路等的设计是否 高效 、安全 、节能 ,如何很好地结合地域文化达到舒适 、 宜人 ,应是优化设计研究的主要内容 。(1) 关于“核”的优化设计 传统的点式高层建筑通常采用锥筒结构 ,交通核位于平面中心位置 ,功能空间只能围绕交通核分布 ,限制 了大空间的形成 。上世纪 80 年代以后 ,智能化建筑的 普及和电信设施的不断增加 ,导致了在高层建筑中大量 应用计算机和电信通讯设备 , 甚至许多建筑在竣工之 后 ,仍然频繁地改造布线系统和增添新设备 。智能化办 公楼中的光缆与电脑网络管道井 、配线箱以及中继装置 等 ,每层都必须设置三处以上才算合理 。为此 ,建筑设 计上为了满足机电设备经常变动的需要 ,便开始将”核” 分散化 ,即分置多处设备用房和管道井 ,以便于局部更 改 。而核的移动 、垂直交通 、服务性房间和管道井分散 到建筑的周边 ,对于高层建筑的空间构成模式和立面造 型上的变化也是极具革命性的 ,这种空间构成模式所具 有的灵活性和先进性 ,不但适应了其它专业的需求 ,而 且还有利于避难疏散 ,创造更大的使用空间和使高层建 筑的底部获得解放 。例如 ,为了实现优化设计 ,可将交 通核分开布置 ,置于建筑物两侧 ,在同一面层上形成不 同性质的使用单元 ,不同功能空间占据各自的交通疏散 要求 ,采用此种交通模式 ,可形成高效率的大空间的办12公模式 ,形成的两个独立单元相对独立 ,适应性较强 、干扰减少 ,同时 ,交通疏散方面通过交通核分解减少了疏 散距离 ,而且能丰富建筑造型 ,为其提供了必要元素 ,成 为塑造个性形象的有利途径 。另外 , 对于结构 专 业 来 说 ,加强建筑周边的刚度也会有效地抵抗地震对高层建 筑的破坏 ,所以如果将垂直交通和设备用房等分散地布 置在周边 ,则无疑也会对结构抗震有利 。另外 ,这种分 散的多个外核的空间构成模式 ,也正好适用于新兴的巨 型框架结构 ( super frame ) ,使这种结构体系中的巨型 支撑柱具有了使用功能 。在规模较小的高层建筑中 ,近年来还出现一种核与 主要使用空间分离化的优化设计途径 , 就是让垂直交 通 、服务性用房和设备管道井均分别独立 ,与建筑主体 分开 ,主要使用空间将更加完整 、四面对外 ,核与主要使 用空间之间以连廊相接 。从结构的角度来看 ,核的刚度 较大 ,而主体较柔 ,两部分各自分别工作 ,既受力合理又 相对经济 。当然 ,连接部分的设计是这类高层建筑设计 的关键所在 , 不过这种设计方式给建筑外观带来的变 化 ,已引起了建筑师们的观注 ,并很快在欧洲和日本流 行起来 。核的分散和分离还可以使楼梯间 、卫生间等直 接对外自然采光 、通风 ,既节约能源 ,又省去消防所需的 加压送风设备 ,更符合低能耗 、可循环的现代设计原则 , 因此 ,近几年强调生态 、节能的高层建筑多采用这种布 局方式 。马来西亚建筑师杨经文设计的高层建筑 ,不但 楼梯 、卫生间等全部对外 ,而且电梯筒壁还被刻意用来 遮挡日晒 ,可谓是“分散外核空间构成模式的生态设计 方式”的一种范例 。(2) 功能空间的优化设计作为现代高层办公建筑 ,功能要求必须放在首位 。 功能空间优化设计的途径为 :在平面布局中把行政办公 部分与技术用房分开 ,并尽可能使平面布局具有更大的基建管理优化第 22 卷2010 年第 4 期总第 85 期灵活性 。具体做法是把功能复杂 、大小不一的空间 ,如会议 、餐厨 、康乐服务厅室等 ,安排在主体低层及其毗邻 的附属建筑里 ,形成高低有别 、富有变化 、扁平舒展的横 向体量 。这些功能空间的会议 ,餐厅以及设备 、技术用 房等也可安排在高层建筑顶部的几层 ,使之形成外造型 艺术形象最富表现力的部位 。例如 ,行政办公以及与之 相配套的生活福利设施相对来说与外部交往较多 ,因此 应布置在裙房中 ,其中大部分功能集中在一侧配楼内 , 而领导职能办公部分集中配置在另一侧 ,形成两大功能 区 。办公路线横向展开 ,以保证各部分功能空间的紧密 联系 ;可设一个现代化中枢 ,使之与功能空间形成一个 整体 ,为各层提供一个不同形式的趣味空间 。多功能报 告厅可布置在裙楼首层 ,在院内设单独入口 ,满足大量 人流疏散要求 ; 生产技术 、智能化技术用房集中在建筑 主体塔楼部位 ,相对比较独立 。现代化中庭与办公走廊 连接 ,中庭设有回廊 ,共同形成“办公室内街”,将高层办 公的内部功能划分变得富有弹性 ,既能形成明确的竖向 分区 ,又具有能满足不同要求的大 、中型办公室 ,在使用 过程中 ,可动态地根据需要改变格局 ,具有更大的可变 性和适应性 。(3) 健康空间的优化设计随着人们环境观念的增强 ,以及各国政府对由于在 办公楼内员工长时间从事 vd t (指电脑 、文字处理机的 显示器 、电视的荧光屏等显示终端) 操作所引发的情绪 紧张 、视觉疲劳和心理上的孤独感等“办公室综合症”的 关注 ,提供自然化的休息空间和改善封闭的室内环境 , 成为高层办公楼设计必须解决的重要问题 。依据绿色建筑观点 ,现代高层办公建筑需要在建造 中对自然环境施加最小的影响 ,使建成的环境与生物圈 的生态系统融为一体 。优化设计可在共享空间里注入 许多生态元素 ,这里的”生态”理念并非简单的绿化 、水面等元素 ,而是将阳光 、空间 、景观等要素充分导入建筑内部 ,并结合通风 、采光 、遮阳等节能措施统一考虑 。它 带给人们的不仅限于视觉的舒适 ,更给了使用者健康的 工作 、生活空间和心理空间 。这种亲近自然的设计可克 服以往设计中的呆板 、压抑 ,使环境有效地调节人们的 精神状态 ,提高了工作效率 ,改善了使用者的工作 、生活 质量 。绿化是人类与自然的纽带 ,是办公空间环境中不可 缺少的部分 ,它给人以自然 、宁静 、幽雅的感受 ,它把人 造的办公环境和人的心灵联系起来了 。可在高层建筑 内部的开敞空间进行绿化 ,也可沿高层的外表面布置不 同深度的过渡空间 ,用于遮荫 、绿化 。另外 ,可在高层办 公建筑中插入一个或在不同区域插入数个封闭或开敞 的中庭设计 , 可使阳光对高层建筑内部封闭空间的光 线 、空气 、温度 、湿度进行调节 ,顶部利用天窗和侧窗联 合采光 ,与自然环境保持一定的信息交流 ,体现真正的 贴近自然与回归自然 ; 也可设计独特的“办公休闲街”, 为智能化办公模式的休息 、交流活动提供必要的场所 , 并通过空间层次感和绿化的生态调节功能进一步完善 了办公环境 。通过以上办法 ,可摆脱了那种封闭的 、人 工化的室内空间束缚 ,创造享受自然 ,缓解心理与生理 疲劳 ,轻松愉悦的良好氛围 ,生动的表述了高层建筑“绿 色”概念和对健康的关注 。由于近来国内外内部空间设计的侧重点已开始由 追求经济效率向营造宽松舒适的生活环境转变 ,所以有 一些新建的高层建筑以“景观空间”的概念 ,将共享空间 与功能空间相结合 ,如把核分散向四周 ,垂直交通采用 玻璃电梯 ,直接采光 ,给予人们以开敞明亮 、动线视觉化 的空间感受 ;空间构成模式也由封闭的“积层式”,变为 上下贯通的“动态流动空间”。国内高层办公建筑就有 此方面的例子 ,如北京天行健国际商务花园就曾在大厦13基建管理优化第 22 卷2010 年第 4 期总第 85 期内部 ,建成一个高 30 米 、面积近千平方米的三层主题中庭花园 ,贯穿整个三层花园以十几道钢索组成扇面形 状 ,从高处引下流水 ,形成落差 27 米的瀑布 ,辅以中庭 的园艺小品 、竹林等景观形成一个很彻底的生态中庭 。 随着建筑内部生态化的设计 ,植物 、水面 、山石为室内空 间带来了生机 ,将自然引入室内 ,创造出与人工化工作 空间截然不同的公共空间 ,极大地提高了建筑的环境与 品位 。与此同时 ,设计师还将室内的外窗做成有 90 公 分窗台的外凸观景窗和大型落地窗 ,窗台距地面 40 公 分 ,以便阳光充分照进房间内 ,引入阳光办公概念 ;另有 一部分落地窗做成与外界草坪阳台相连的形式 。这样 , 生态的公共空间 、开敞的室内空间与外界的自然空间相 互融合 ,营造出彻底 、深层的生态办公环境 。(4) 人性化的优化设计 我们在设计办公空间时应注意它并不只是一个仅供“办公”的空间 ,它也是人们共同利用的交流 、休息的 空间 ,只有注意它是“被人利用的空间”这一事实 ,才能 得到人们最积极的使用 ,所以优化设计上要特别注意人 性化设计 。人们希望办公环境既要高效 、简洁 又 要 舒 适 、宜人 ;希望寻求新的历史感和地域感 ,而不愿把办公 建筑的公共空间处理成国际化的单一脸孔 ,故应该充分 挖掘本身的地域历史和文化 ,创造出具有地域特色的办 公空间 。办公空间的最大特点是公共化 ,这个空间应照顾到 多个员工的审美需要和功能要求 。真正富有创造力的 办公空间通常应包含大量的交流空间 ,能增加许多员工 偶然接触的机会 ,使组织内部的交流大大增加 。应尽可 能地让多种多样的功能活动在公共区域内共存 ,而不会 互相冲突 。在合理前提下 ,要在办公空间中尽可能多地 安排具有各种功能的设备 ,采取更多手段来促进人们在 休息时全面利用办公空间 ,这样的办公空间要比只将办14公空间作为办公场所或商务空间的办公区域要更受欢迎 ,更有活力 ,因为它为人们提供了人们真正需要的交 流空间 ,满足了人们的内心需要 ,而不仅仅只是作为一 个办公空间而存在 。优化设计应使一个空间衍生出多 种使用功能 ,不固定每一个功能区间 ,它们既可以是办 公的区域 ,也可以是休闲娱乐的区域 ,这样的形式迎合 了现代办公环境中私密性 、开放性 、个体性 、群体性等多 种需要 。高层办公建筑主体一般体量庞大 、尺度惊人 ,内部 空间也往往会给人带来一种不好的心理感受 。在优化 设计中 ,为减轻人们心理上的压抑感 ,必须 有适应人体 的尺度过渡 。常见手法有 :1) 高层办公建筑内主体与个 体相结合 ;2) 里面分段处理 ;3) 高层内部下部退进 ,形成 外立 柱廊的骑楼 ;4) 接近人体尺度的平台 、小品使人倍 感亲切 。目前有一些高层办公建筑 ,公共空间部分较小 ,从 电梯一上来就进大堂 、进办公室 , 缺乏“转化”的过程 。 而一个优化的设计方案必须考虑要有一种空间的过渡 , 不能只有过道走廊 ,还必须要有环境 ,即要有一个从公 共空间过度到私属空间的过程 。比如可以把电梯门口 部分设计为会客厅或者洽谈室 ,同样是实现公共空间和 私属空间的一个分隔 , 形成不同的节奏 。作为 公 共 空 间 ,不仅要有正式的会议室等公共空间 ,还要有非正式 的公共空间 ,如舒适的茶水间 、刻意空出的角落等 。非 正式的公共空间可以让员工自然地互相碰面 ,其不经意 中聊出来的点子常常超出一本正经的会议 ,同时 ,也使 员工间的交流得以加强 ;同时办公空间要赋予员工以自 主权 ,使其可以自由地装扮其个人空间 。公共空间自然 的空间过渡可使人从心理上产生了对高层办公建筑的 亲近感以及投入工作的愉悦感 ;明晰的流线可有效地提 高了工作效率并且使人产生归属感 ; 轻松自由 、随处可基建管理优化第 22 卷2010 年第 4 期总第 85 期及的交流氛围可使人爱上办公 、爱上办公楼 。这样 ,高层办公建筑的内部公共空间就会完全超越以往单一 、纯 粹的交通与服务性质 ,激发出使用者的创造性以及多种 多样潜在的活动 。(5) 安全疏散的优化设计 为保证在火灾或其它突发公共事件时人们迅速安全疏散 ,在优化设计中可考虑 : 凡采用大空间办公室的 高层办公建筑 ,应尽量采用环形走道或双向走道 ,这样 布置交通的优点是 ,既方便平时使用 ,火灾时又能迅速 使人们安全疏散 。为了保证人们在火灾时向两个不同 疏散方向进行疏散 ,一般应在靠近主题建筑标准层或其 防火分区的两端或接近两端出口处设置疏散出口 。另 外 ,要合理布置疏散楼梯 ,这是疏散道上的第二安全区 域 ,应设有两个不同疏散方向的疏散楼梯 。对于那些平 面面积较小的高层建筑 ,设置室内楼梯有困难 ,可设置 一座室外疏散楼梯 ,在面积较大的高层建筑也可设置两 座或两座以上的室外疏散楼梯 。室外疏散楼梯的优点 是不占用使用面积 ,有利于降低建筑造价 ,又是良好的 自然排烟楼梯 。为有利于迅速而安全地进行疏散 ,室外 楼梯的最小净宽按通过一个消防员携带灭火器所需的 尺寸 ,其净宽不应小于 0. 9m ,倾斜度不得大于 45,栏杆 扶手的高度不应小于 1. 1m 。(6) 节能的优化设计 高层办公建筑标准层平面构成在节能的优化设计中最具潜力 ,不同平面形状而具有相同面积的标准层 , 其围护外墙的长度也不相同 ,以平方来计的外围护墙热 损失对能源 、资源的长期消耗量有着重要的 意 义 。因 此 ,平面形状及外表宜简不宜繁 ,过于繁杂化的艺术处 理会带来不合理的空间利用 、结构及施工困难 、装修与 维护不便和能源无谓消耗量增加等 。如建筑外形方正 , 则内部空间利用系数高 、经济 、合理 ; 平面基本均衡对称 ,节地性和适地性好 ,结构简洁 ,技术合理 ; 各方向刚度接近 , 抗风性能好 , 施工方便 ; 建筑外墙周边长度较 短 ,利于节能和自然采光 ,此种平面形式的形体塑造多 为塔式 、墩式高层建筑体形 ,应用甚广 。又如采用圆形 平面空间构成时 ,其走廊面积可减至最短 ,平面使用效 率高 ,较为经济 ,圆形平面及其圆柱体的受力性能比其 他平面形式好 , 所受风力比类似矩形或方形平面约少30 % ,此外 ,圆形平面可构成圆筒状建筑形体 ,简洁而优 美 ,具有强烈的标志感和诱目性 ,可广泛用于各类型功 能高层建筑 。3 设计实例笔者作为主要成员参加设计的“宝鸡高新大厦”(总 建筑面积 50880m2 ,主体为二十八层) ,是陕西省宝鸡市 的标志性建筑 ,该高层建筑商务办公部分的内部空间优 化设计完全遵照本文所述设计理念进行 。例如 :主楼入 口处设二层通高的共享大厅 ,二层的环形玻璃走廊及南 侧采光板所产生的光影效果 ,使中间空间更加扩展 ,更 加明亮 ,使人置身于生动明快 ,充满光明与活力的环境 气氛之中 。各功能主要出入口均设于建筑物南侧 ,各自 独立 ,互不交叉 ,面向广场 ,交通便捷 ,使用方便 ,出入口 醒目 ;而后勤人员与行政办公人员出入均安排在建筑物 北侧的次要出入口 ,便于出入本楼并与外部人员互不干 扰 。内部空间布置达到功能分区明确 ,交通组织流畅 , 使用合理舒适 ,流程合理 ,避免不同人流的相互交叉 ;特 别是主楼办公区的 7 - 8 层设为一个共享空间 ,形成工 作人员的共享休闲区 , 提升现代工作职员的高品位要 求 ,同时也体现工作团体的亲和力和凝聚力 。为解决噪 声干扰及废气污染 ,主体退后建筑用地 60 米 ,并且建筑 周边加强绿化 ,形成隔音带减少噪音和废气污染 ; 建筑 材料均采用环保型建材 ; 公共卫生间设置带前室卫生 间 ,通风良好 ,不污染其它部分 。在节能设计方面 ,建筑15基建管理优化第 22 卷2010 年第 4 期总第 85 期周围加强绿化 ,屋顶可种植绿化或附墙植物 。;建筑色彩采用浅色 ,使表面太阳辐射吸收系数保持较小 ; 建筑体 型尽量简单 ,体型系数控制在 0. 3 以下 ; 外墙采用非承 重空心砖 ,屋面选用倒置式保温屋面 ;外墙内侧贴 20 厚 挤塑保温板 。本工程为一类建筑 ,主要承重构件燃烧性 能及耐火等级均达到耐火等级一级的要求 ;因主楼部分 走廊超过 60 米 , 因此在走廊处设置两处防排烟竖井 。 本楼共设八部楼梯 ,楼梯间分布均匀 ,疏散距离及疏散 宽度均满足规范要求 。4 结语空间就是布局 、格局 ,指对空间的物理和心理分割 。 国内目前设计的高层建筑鲜有在空间构成上有所突破 的作品 ,这一方面是由于设计人员对建筑空间的体验较 少 ,设计时多以图书资料中的照片做参考 ,另一方面也 说明了我国建筑理论研究方面存在着明显的不足 ,我国 的建筑理论研究多偏重于介绍国外的思潮流派 ,或是探 讨文化 、艺术 、美学等与外在形式相关的东西 ,而对于功 能组织和空间构成模式的研究却较少有人问津 。对于高层办公建筑而言 ,创造出高效 、舒适 、健康的内部空间环境是永恒的话题 ,而通过优化设计创造出以人为本 、 生态化的内部空间 ,对提高员工在办公建筑中的工作效 率和健康水平将有着不可估量的作用 。但此方面优化 设计需要考虑多方面的问题 ,涉及科学 、技术 、人文 、艺 术等诸多因素 , 鉴于国内在此方面的