高层建筑标准层设计

高层建筑标准层设计第1页/共73页第2页/共73页2、标准层类型

在标准层设计中，由于垂直体需要竖向贯通，故常将楼梯、电梯、设备辅助用房、管井等集中布置，并与相应的结构形式构成“核心体”，以抵抗巨大的风力和地震力，这部分通常成为核心体。而把用于办公、居住等人们日常使用的部分成为“壳体”。核心体布置与高层塔楼功能类型关系不大，而壳体水平空间的形式则取决于塔楼功能类型。就“核心体”与“壳体”相对布置与组织关系而言，反映在标准层中可有集中式、分散式和综合式三种主要形式。第3页/共73页第4页/共73页2、标准层类型2.1、集中式集中式布置方式是将“核心体”部分集中起来，在标准层平面中独立成区，它与使用部分的“壳体”关系又可分为中心式、对称集中式、偏心集中式和独立集中式等几种。第5页/共73页2.1、集中式2.1.1中心式核心体与壳体的接触最充分，具有很好的适应性，适合不同面积大小、平面形状、纵横比例的标准层构成。加进中央筒体结构理论考虑之后更显示其优越性。和其他几种布局相比较，它有最长的采光边界线。但考虑日照和通风问题，这种布局的建筑（特别是旅馆）一般都有空调。第6页/共73页2.1、集中式2.1.2对称中心式核心体位于长条形标准层中部，两端布置使用空间，构成左右对称的功能布局。特点是结构横向刚度好，交通方便，采光、通风较好。第7页/共73页2.1、集中式2.1.3偏心集中式

将核心体布置在标准层的一端或一侧，形成偏心集中式布置。在基地较小，总平面布置中人流、车流受到一定限制时常采用这一形式，而且可使核心体部分的交通或辅助房间争取到一定的采光面。第8页/共73页2.1、集中式2.1.4独立集中式将核心体分置于高层建筑主体之外独立布置，偏心式即转换成独立式，构成高层建筑附贴式独立体量，使建筑有效使用空间更为灵活、完整，不但有利于交通、防火与疏散，而且可构成高层建筑的形体变化。如美国亚特兰大哈埃特旅馆、沙特阿拉伯国家商业银行。第9页/共73页2.2分散式

对于每层建筑面积较大或有中庭的高层建筑，结合交通、防火分区的具体要求，将楼电梯、设备间、管井等分散地布置在每个分区的合理位置。这样一来，对于防火安全设计和垂直交通组织较容易地得到满足，而且平面布局比较灵活、造型比较丰富。第10页/共73页2.2、分散式2.2.1对称分散式在集中式的基础上，将核心体一分为二或以上，演变成具有二个或多个核体部分（两端或四角）的对称分散式。

第11页/共73页2.2分散式2.2.2自由分散式

根据标准层平面形式于功能组织需要，在兼顾结构合理性的前提下，灵活、自由地安排核体布局，呈自由分散式布置。如德国慕尼黑海波大楼。第12页/共73页2.2分散式2.2.3独立分散式

为使建筑内部功能更加灵活和建筑形体塑造具有较大的可塑性，有时将核体部分移出主体之外，独立分散布置，可使建筑产生独特的艺术效果。第13页/共73页2.3综合式“因势利导，因地制宜”是建筑设计的成功之道。如果说前面所归纳的几种方式均具有典型性的话，实际工程中由于建筑不同环境、场地、规模、层数、使用功能、结构、设备等综合因素影响，平面布局方式更多见的是前面几种方式的综合。第14页/共73页第15页/共73页第二节高层办公建筑标准层设计

从功能的角度来说，不同功能的高层塔楼，便有不同空间组合的标准层，设计中也必然有各自的规律。目前我国最多的高层建筑功能类型为办公、旅馆、住宅，或三者组合形成的综合楼。第16页/共73页一、高层办公建筑分类高层办公建筑按使用方式分，可以归纳为：出租办公楼房地产开发商根据市场需求，投资设计建造，建成后以分层或分区等方式出租给公司、企业使用的高层办公建筑；专用写字楼某一大公司、银行或企业，为了开展业务工作，而设计建造的专用高层办公建筑，有时建筑规模较大，其多余的面积供出租给其他公司使用；高层政府办公楼。第17页/共73页二、办公建筑标准层空间体系构成办公空间交通联系空间卫生服务空间设备空间第18页/共73页二、办公空间类型办公楼的功能空间一般可以分为办公室、会议室、卫生间、开水间、设备间和交通联系空间。不同使用性质的办公楼具有不同的管理模式和办公类型，且各种办公机构大小规模不一。针对不同的办公组织形式，一般可以分为以下四种空间类型：

2.1细胞型空间

2.2小组型空间

2.3开放型空间

2.4景观型空间

第19页/共73页2.1办公空间2.1.1办公室。其组合应符合办公组织形式和办公工艺流程，并满足采光、照明、景观等方面的要求。办公室平面的长宽比一般不超过2:1，净高不低于2.4m。第20页/共73页2.1.2会议室。其功能正逐步从纯粹的开会决策等延伸出展示、汇报、交流等功能，它应具备各种先进的技术措施，如投影仪、电脑、音像通讯设施。第21页/共73页2.2交通联系空间2.2.1垂直联系空间标准层的楼梯一般同时就是消防楼梯，按照消防规范的要求，每层楼梯总宽度应按其通过人数每100人不小于1米计算。办公楼楼梯最小净宽度不应小于1.2米。2.2.2水平联系空间联系顺畅便捷，尽可能缩短行走距离，以提高工作效率。双面布置房间走道净宽不小于1.6m，单面布置房间走道净宽不小于1.3m.。第22页/共73页2.3卫生服务空间2.3.1卫生间卫生间应设前室，内设洗手盆、镜子、红外线烘手器、触滴式肥皂液等，并保证前室和卫生间内通风、排气。各楼层卫生间位置应统一，以便集中安装上下水管道以及排气管道井。卫生间内器具间尺寸如下：大便器小格间尺寸（单位mm）：900～1000x1200～1500;小便器中心间隔：700～800;洗手盆中心间隔：700～800;卫生器具的数量应按照各层办公楼核定人员指标计算，并符合《工业企业设计卫生标准》办公楼每一卫生器具的使用人数：大便器，男，50人/个，女，25人/个。小便器，男，50人/个。2.3.2开水间内设开水器、洗茶杯及消毒的水池、吊柜、过滤茶叶的器具、垃圾桶及滴漏等。开水间的面积不应小于6平方米。第23页/共73页第24页/共73页2.4设备空间：可分为空调用房、配电房等设备用房和电力、空调、上下水、排烟排气、通讯电缆及网络等垂直管道井及配电箱、消火栓、警报器、监视器、广播等设施。第25页/共73页2、办公空间类型2.1细胞型空间细胞式办公室位于板式高层走道的两侧，或塔式高层核心体周边回廊布置。房间面积较小，约9-40㎡以自然采光为主附以人工照明，私密性较强。第26页/共73页2、办公空间类型2.2小组型空间类似于细胞型，只是房间是中等尺寸，面积约40-120㎡,每个房间厨房、卫生间等服务房间。适合于内部有一定数量成员协同工作，但内外联系较少的办公方式，或小公司使用。第27页/共73页2、办公空间类型2.3开放型空间

即由不到顶的隔断划分空间，形成办封闭的空间类型。这种空间类型便于管理，有助于加强工作之间的联系，节省交通面积，提高工作效率。第28页/共73页2、办公空间类型2.4景观型空间这种也属于开放式空间类型，但布局更为灵活、随机。第29页/共73页第30页/共73页第31页/共73页第32页/共73页第33页/共73页三、高层办公建筑标准层平面形式 影响平面形式的因素很复杂，包括审美心理要求、建筑功能要求、管理使用要求、基地状况要求、环境气候要求、技术条件要求等，须在综合以上多方面要求后经过建筑师的创作构思方能确定高层办公建筑标准层平面形式。总的说来，其平面形式是以下三种类型或其变形。

塔型平面板型平面交叉型平面

第34页/共73页三、高层办公建筑标准层平面形式

3.1塔型平面

当标准层平面长、宽相等或相差并不悬殊时，即形成塔型平面。这种平面形式进深与面宽没有明显差异，便于布置进深较大的办公空间，且空间流动性较大，适用于需要大空间、对私密性要求不高、工作联系密切的办公机构。办公空间围绕垂直核心体布置，其使用、联系、管理、安全疏散均较方便。当建筑高度越高，比板式楼更能发挥抗风能力与结构材料的优越性。它所形成的细窄阴影对周围建筑的遮挡影响相对较小。由于以上优点，塔型平面在高层办公建筑中运用最为广泛。第35页/共73页3.1塔型平面正方形或矩形平面三角形平面圆形平面第36页/共73页3.1塔型平面

3.1.1正方形或矩形平面这种平面形式用地节省，平面利用率高，空间方正好用，平面基本均衡对称，各方向刚度接近，抗风性能好，结构设计简易，施工方便。其缺点是东、西向房间偏多。第37页/共73页3.1塔形平面3.1.2三角形平面：

办公空间围绕三角形核心筒布置，走道较短，与垂直交通核心联系方便，在一定程度上能够弥补矩形平面朝向方面的缺陷。但平面锐角处内部空间不好利用，往往加以切角，若为形成独特造型效果留锐利锐角，其内部空间可作合理的井道式辅助空间。第38页/共73页3.1塔型平面3.1.3圆形平面

圆形平面较为经济，以相同面积的方形平面外墙约少10%，能以较少的外墙得到较大的使用面积，且走廊长度减至最短。由于视野开阔，空间富有动感，最适合布置大开间办公室或景观办公室。圆形平面力学性能是各种平面中最好的，所受风力比类似矩形或方形平面约少30%。第39页/共73页3.2板型平面

板型平面是相对塔型平面而言，指标准层平面的纵轴向尺度比横轴向进深尺度大得多。板型平面适宜建于狭长地段内。平面进深较浅，采光通风较好，适合于分隔成中小型的独立办公空间。这种布置有可能争取到明楼梯、明电梯厅、明厕所和明走道，天然光利用率高，通风好，节省能源，适合于行政或企事业单位管理办公。板型平面也存在着一定的缺陷。从平面看，狭长形态势必增加走道的长度，楼、电梯也将分散布置，从而增加了交通面积。所以与塔型平面相比，板型平面的平面利用率不高。从体形看，因其受风面积很大，结构体系所能达到的高度有限，而且板式楼的阴影，将长时间遮挡周围建筑的阳光，这些都是在设计中选择塔型、板型方案时应予考虑的因素。第40页/共73页3.2板型平面

平板形平面错接板形平面弧板形平面第41页/共73页3.2板型平面3.2.1平板形平面即运用最广泛的狭长矩形平面。其平面利用率相对同类型其他平面较高，结构简单，造价经济，核心体可布置于中间，也可布置于两侧。第42页/共73页3.2板型平面3.2.2错接板形平面

纯粹的平板，虽然造型简洁，但总会感到其形体显得单调。调计中常将平板平面在进深方向进行不同尺度的错位，丰富形体轮廊，同时满足空间内部功能与地形的需要。核心体通常位于错位处。第43页/共73页3.2板型平面3.2.3弧板形平面弧板形平面主要是为了表现其婉转柔美的形象，内部功能与平板形相似。设计中常将凹面作正立面，形象美观。弧板形平面常与平板形平面结合处理，以弥补平板楼形象单调的缺陷，或适应基地的形状。第44页/共73页3.3交叉型平面

交叉型平面在某种程度上可以说是介于板型平面和塔型平面之间。它比塔型平面争取了更多的靠窗位置，获得了更好的自然采光条件，且在任何一平面上形成分区明确的自然单元，便于向相互没有联系的办公机构提供独立的使用空间，特别适合于出租办公楼。由于几个空间单元围绕公共服务核心布置，不会出现类似板形平面那样长长的走道，布局较为紧凑。第45页/共73页3.3交叉型平面

3.3.1Y字形平面

Y字形平面有较好的灵活性与适应性，根据平面层面积与地形，三叉翼可等长，也可异长，每叉翼内布置房间无暗室，可中间设走廊服务于两边房间，也可取消分隔形成相对独立的大空间，节省通道面积。

第46页/共73页3.3交叉型平面3.3.2十字形平面

十字形平面拥有Y字型平面的优点，且每层可布置更多房间，与交通服务核心联系也非常方便。第47页/共73页上述三种平面形式，仅仅是高层办公建筑最基本的三种形式。由于办公空间类型（特别是大空间办公与景观式办公）对平面形状的约束较小，这为创造别具一格、式样新颖、独有个性的平面形式提供了可能。建筑师可在地理环境、文化背景、气候条件等因素的基础上，充分发挥创造力。在上述三种基本形式可组合或衍生出变化多端、造型各异的平面形式。第48页/共73页第49页/共73页四、高层办公建筑标准层平面规模的确定平面规模即标准层面积大小。它将对高层建筑内环境、效益、效率、功能合理性、经济性等方面的优劣产生重要影响，设计中应参照以下因素考虑：采光要求市场需求防火要求结构要求人均面积要求标准层平面利用率要求第50页/共73页四、高层办公建筑标准层平面规模的确定4.1采光要求

现代高层办公建筑虽然主要采用人工照明，但从舒适度与节能的角度出发，天然采光无疑成为影响办公环境好坏的重要因素。就小空间办公室而言，采用单面采光其进深不应大于7m；大空间办公室、单面采光其进深不大于12m，双面采光的办公室相对两面的窗间距不应大于24m。这是对标准层平面规模制约因素之一。第51页/共73页4、高层办公建筑标准层平面规模的确定4.2市场需求

标准层平面规模应考虑业主或市场的需求，特别对于出租办公楼，因租用公司有大有小。若进深过大，小公司租用就很难布置，如进深大于12m时，一家小公司若想租用50~100m2的面积，则合理布置就非常困难；但若进深过小，则使平面使用率偏低。因此办公空间的进深应考虑市场需求，在经济欠发达地区，宜采用较小的进深；经济发达地区，宜采用较大的进深。增加标准层面积以适应大、中型公司需求，又可提高有效使用面积系数。第52页/共73页4.3防火要求4.3.1安全疏散要求

我国《高层民用建筑防火规范》（BG50045-95）中关于办公楼的安全疏散有以下规定。（1）房间门至最近的外部出口或楼梯间的最大距离，位于两个安全出口之间的房间为40m，位于袋形走道两侧或尽端的房间为20m。（2）大空间办公室内任何一点至最远的疏散口的直线距离应≤30mm。第53页/共73页4.3防火要求

4.3.2防火分区要求高度超过50m或重要办公楼（属一类高层），每个防火分区最大面积为1000m2，不超过50m的普通办公楼（属二类高层），每个防火分区最大面积为1500m2；设有自动灭火系统的防火分区，其最大建筑面积可增加一倍。根据防火分区的要求，通常标准层只分为一个防火分区，若盲目扩大面积，将标准层分为两个防火分区，则徒然增加交通面积和消防电梯数量，造价也会随之增加。第54页/共73页4.4结构要求4.4.1结构体系对层数的约束

高层建筑主体结构具有多样性，迄今为止主要有：框架、框架剪力墙、剪力墙、筒体、筒中筒、束筒、框筒等等。不同的结构体系所能达到的层数或高度有所不同。因此，当总建筑面积确定后，标准层平面规模将受到层数限制的影响，结构体系对平面规模虽属间接影响，但在设计中必须考虑两者的互动性，理想的平面规模需要合理的结构体系做保证。第55页/共73页4.4结构要求4.4.2高、宽比的要求

就体量而言，通常希望高层办公楼不要太瘦，否则对结构的抗风、抗震控制不利。这种要求体现在对高层建筑高、宽比的限制上，我国的高层建筑结构设计规范对建筑的高、宽有一定要求，下表为不同结构体系所适应的层数和高、宽比限值。第56页/共73页4.4结构要求4.4.2高、宽比的要求

体系名称框架框架剪力墙剪力墙框筒筒体筒中筒束筒带刚臂框筒巨形支撑适用功能商业娱乐办公酒店办公住宅公寓办公酒店公寓办公酒店公寓办公酒店公寓办公酒店公寓办公酒店公寓办公酒店公寓适用高度(H)12层50m24层80m40层120m30层100m100层400m110层450m110层450m120层500m150层800m第57页/共73页4.5人均面积要求

办公室内每一个办公人员需要确定某种标准的办公面积（该面积指有效使用面积）包括家具所占的面积，工作活动需要的面积，额外的私密性要求的面积，有关的档案资料贮藏面积以及内部交通面积，并不包括休息、卫生服务、公共设施等面积。每一个工作位置所占的面积因工作人员的工作内容、性质不同而有不同的面积指标。下表为不同工作人员的办公空间面积要求，可以作为设计参考。

第58页/共73页4.5人均面积要求

办公空间类型使用者办公面积指标（m2）可能的办公桌尺寸（m）独立办公间高级行政领导部门经理项目经理20~3015~2010~15（1.8~2.0）×（1.8~1.0）（1.6~1.8）×（0.8~1.0）同上小组办公从职人员8~12同上大组办公从职人员8~10同上开放空间办公从职人员8~10同上开放空间办公秘书、打字员、管理员5~9（1.2~1.6）×（0.6~0.8）+（0.8~1.2）×（0.6）开放空间办公财务7~9同上成组空间商务5~10（1.5~1.8）×（1.0~1.1）接待、会议空间所有成员1.5~2（每人）同上第59页/共73页4.5人均面积要求平均楼面面积标准层平面规模的大小，除了应确定人均办公面积外，还应考虑结构、交通、卫生服务、设备设施所占面积分摊到每个工作人员的份额，故需确定每个工作人员的平均楼面面积指标。平均楼面面积指标为建筑总有效使用面积除以所有工作人员数。根据我国已建高层办公建筑标准及实践分析：平均楼面面积一般选用8~18平方米／人，这样的幅度便于依据高层办公楼的规模层数、办公内容、办公布局方式、办公有效面积等具体情况进行调整。第60页/共73页4.6标准层平面利用率要求标准层平面利用率即指有效使用面积与标准层面积的比率。标准层的有效使用面积指办公室的净面积。标准层面积包括有效使用面积和核心体面积之和。核心体面积如前所述包括交通设施（楼梯、电梯面积）、设备占用面积及辅助服务面积。平面利用率越高，说明相同的标准中有效使用面积越大，标准层的经济性越强。第61页/共73页4.6标准层平面利用率要求每一个标准层都力求有最多的有效使用面积。而有效使用面积又决定于标准层大小以及结构、交通、服务、设备等配套设施的经济合理性，假如标准层面积设定过小，而结构与配套设施限于条件有一个基本要求，则使用面积就相对减少，平面利用率就较低。因此一定程度上增大标准层面积，就能获得更大比例的有效使用空间。但若标准层面积定得过大，不仅使进深扩大，影响采光，且交通线拉长，使用不便，有可能不符合防火要求，因此平面利用率也应有限度。通常，高层办公建筑标准层平面利用率可控制在70%左右，小空间办公室因其交通面积较多可低于70%，大空间办公室可高于70%。第62页/共73页第63页/共73页4.6标准层平面利用率要求标准层理想面积

综上种种因素，高层办公建筑标准层面积以1000~2000m2较为理想，采用细胞型或小组型空间的办公楼可取低值，而采用开放式办公空间的办公楼可取上值。应注意无论采用何种办公空间，其标准层面积不宜小于600m2，由于防火分区的规定，最好不要超过2000m2。第64页/共73页5、高层办公建筑的柱网选择

5.1高层办公楼的适宜结构形式高层办公建筑平面空间应符合现代办公要求，一般采用大空间和可灵活分隔的布置方式。因此，以框架与核心体为刚性墙组成的框架一剪力墙结构，或框架与核心体为筒体组成的框架一筒体结构是高层办公建筑常用的结构形式。这两种方式既可满足上部办公，下部裙房商业、娱乐等大空间要求，也可作灵活分隔满足小空间办公的要求。而纯框架、纯剪力墙结构通常不适合高层办公建筑，巨型框架结构可视具体情况考虑。第65页/共73页5、高层办公建筑的柱网选择

5.2高层办公楼确定柱网的因素 在上述两种适宜的结构形式中必须确定柱网的尺寸。柱网尺寸选择主要应考虑两个因素：其一，标准层柱子将直落下部商业裙房及地下室，地下室多为停车库，因此柱网选择应与柱间车位数目结合考虑。在不影响标准层功能的前提下，获得最合理、最经济的停车位数，二者往往并不予盾，容易协调。其二，柱网选择应考虑楼板的结构高度，如果柱距过大，梁的高度增加，则势必增大层高，这是很不经济的。第66页/共73页5、高层办公建筑的柱网选择5.3高层办公楼标准层柱网尺寸根据长期实践得到的设计经验，标准层柱网尺寸选用7.2m×7.2m~8.1m×8.1m比较合适，必要时可适当加大到9~10m。当标准层采用框架一筒体结构形式时，其进深尺寸（标准层外墙至核心筒体外壁不宜过小）选用8~12m为宜；当主体结构与裙房之间设结构转换层时，在转换层以上可以加柱，以减少柱距，增加楼层净高。

第67页/共73页6、高层办公建筑剖面设计

6.1净高确定需考虑的因素剖面设计的主要内容是确定建筑层高。建筑层高是高层建筑设计的一项重要参数，影响层高的因素很多，例如建筑的使用