高层建筑设计方法-高层建筑设计方法标准层设计

高层办公建筑标准层设计

构架高层建筑标准层“核”（服务区）“壳”（被服务区）裙房地下室目录标准层1.概念2.功能3.形式

“核”（核心体）1.交通枢纽2.服务空间“壳”1.办公空间2.配套空间标准层概念高层建筑是在一定场地条件下实行竖向空间拓展，争取获得更多楼层建筑面积和总建筑面积一种建筑途径。这种按竖向空间积层的相同楼层即构成高层建筑的标准层。

高层建筑标准层的平面布局和空间组织，不仅关系到高层建筑主体的大部分乃至绝大部分面积，而且决定着高层建筑形体的造型艺术效果。

建筑的设计受到来自经济条件、使用功能、结构要求、设备组织、防火规范等各方面的限制和约束。这些约束在很大程度上集中地反映在标准层上。

高层建筑构成的实质（基本精神）是：有效的水平重叠加上合理的垂直贯穿——标准层积层方式。概念

有效的水平重叠——指很多个标准层在垂直向的层层积累。

合理的垂直贯穿——是在层层累叠的标准层之间，用一定形式、内容的垂直体以某种方式贯穿其中。

垂直体通常包含有结构支撑系统、维护构件、内部分隔构件、电梯井、楼梯井和设备管道井等内容。通过垂直体的贯穿，使各水平面（标准层）之间、水平面与地面之间形成支撑和联系，才形成高层建筑。功能

高层建筑标准层由“核”和“壳”组成。形式

（一）塔形平面

矩形、三角形、圆形

（二）板型平面

平板形、错接板形、弧形

（三）交叉型平面Y字形、十字形高层办公建筑标准层平面规模因素

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采光要求：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。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。防火要求：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≤30m。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。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。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。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%。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。标准层组成元素一、功能学角度从功能学角度来讲，组成要素可以由以下两部分组成:服务部分和受服务部分。1.服务部分：一般包括电梯、楼梯、电梯厅等垂直交通系统；水电管井、空调等设备系统；卫生间、茶水间、垃圾间等辅助服务空间。2.受服务部分：人们大多数时间里主要工作和活动的空间。主要是指办公空间、客房空间、商业活动空间、会议空间等。二、结构学角度从结构学角度来讲，标准层主要是由核心筒部分和框架部分所组成。核心筒部分：电梯、楼梯、设备间、管井、卫生间等，核心筒空间主要是用以抵抗绝大部分水平向风荷载和地震力的结构构件。2.框架部分：指由梁柱组合而成的用以抵抗大部分竖向荷载的结构构件。核心体目录核心体的位置核心体的功能核心体位置

就“核体”与“壳体”的相对布局和组合而言，反映在标准层平面中，可有：

集中式

分散式综合式

三种主要形式。集中式

中心核心体标准层的外墙到核心体距离W一般为10-15m。因交通疏散系统位于中心部位，其标准层面积较大，一般可做到1000-2500㎡

（1）

中心式

中心式标准层的布局整体上最均衡，有效使用空间与核体的接触最充分，适合于不同面积大小、平面形状、纵横比例的标准层构成。

有效使用面积与主要核体面积的比例可调性好，易于满足不同功能、规模、层数的建筑布置。其应用十分普遍。

（缺点是：常需要空调，旅馆尤甚）（图）

（2）

对称集中式

对称集中式是将核体置于标准层平面中部，两端布置有效使用空间，构成左右对称的功能格局。

特点是：核体不影响房间采光、通风，横向刚度好，交通方便。（如日本大阪阪急豪华大楼标准层——图）

（3）

偏心集中式

将核体集中布置在标准层的一端或一侧，形成偏心集中式布置。

当核体位于一端时，则另一端为使用空间，使用空间很集中、空敞，且自由性强。能较好地适应局促、不规则用地，或对建筑平面和空间有特殊设计要求的情况。

当建筑基地较小，总平面布置中人流、车流受到一定限制时，常采用核体偏于一侧的布置方式。

（图：一端——可为任意多边形；美国纽约共和银行——场地限制，立面需采用竖向线条；一侧——香港爱群大厦）

（4）

独立集中式

将核体部分集中独立布置于高层建筑主体之外，则集中偏心式就变成为独立偏心式。

核体成为高层主体的附帖式独立体量。有效空间灵活、完整，有利交通、防火和疏散，且使总体造型有变化。（图：沙特阿拉伯吉加国家银行）分散式

核心体位置在主体空间的外部，有利于创造大面积完整开敞空间多用于大公司的办公楼独家使用，这种形式的标准层面积可达到3000㎡以上。

因为核体分散均匀布置，使交通短捷，有利于组织双向或多向疏散路线，且可以使平面布局灵活、造型丰富。

分散式分：

对称分散式（两端式）、自由分散式、独立分散式。

（1）

对称分散式

将核体一分为二或一分为四，对称布置于两端或四角。

特点：交通路线可多向选择、不交叉干扰、符合防火疏散要求、中区空间灵活完整、结构刚度好。（图：两端设核体；东京都新市政大楼—两大两小）

（2）

自由分散式

根据标准层平面形式与功能组织需要，在兼顾防火疏散和结构合理性的前提下，灵活自由地安排核体布局，呈自由分散式布局。（图：上海华亭宾馆平面）

（3）

独立分散式

为了使建筑内部功能更为灵活或建筑形体塑造具有较大的可塑性，有时将核体移出平面以外，独立分散布置，可使建筑产生独特的艺术效果。综合式

“因势利导，因地制宜”是建筑设计的成功之道。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。核心体服务空间交通枢纽核心体功能服务空间设备空间

指与主要使用空间相关的各种设备空间，如强弱电配电房、小型空调机房以及水、电、暖通的各种管道井等。设备空间在核心体内的合理设置，能确保主要空间最大程度地满足使用功能的要求。

主要使用空间以外的服务空间

如洗手间、垃圾间、开水间、服务台等房间，往往由于有管道或管线竖向连通的要求而设置于核心体内。卫生间设置卫生间应设前室，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。交通枢纽核心体的位置往往是垂直交通和水平交通的转换站，核心体内设有电梯厅、电梯（客梯、货梯、消防电梯）、楼梯间、走道等垂直与水平交通设施，承担正常时期交通疏导功能及紧急时期疏散功能。因此，各交通设施的布局除满足紧凑高效、易于识别、便于集散等基本要求外，还必须满足防火要求。电梯电梯数量电梯布置电梯数量的确定（一）估算法

高层办公楼按每3000—5000㎡一部客梯进行估算，而服务梯（货梯、消防梯）按客梯数的1/3—1/4进行估算。

例如某30000㎡的高层办公楼。

客梯总数=30000/3000—5000=10部—6部

服务梯数=10—6/3—4=3部—2部

经济型高层办公楼每5000㎡左右设一部客梯；

常用型高层办公每4000—4500㎡设一部客梯；

舒适型高层办公每3000—4000㎡设一部客梯。

（二）统计参照法

对已建成实例规模，层数相当的办公楼进行调研，针对其电梯使用情况加以分析比较，确定新设计建筑的电梯规模，包括数量、载重量、速度等等。电梯布置核心体的电梯是高层建筑垂直交通与水平交通的转换枢纽，也是进入楼层的“门户”。因此，它既有作为转换交通的空间尺度要求，又有作为楼门总体面貌的形象要求。从运行效率、缩短侯梯时间以及降低建筑费用与良好的空间环境来考虑，电梯应集中设置，组成电梯厅。其位置应布置在门厅中容易看到的地方，并使各使用部门的步行路径短截、均等。电梯厅的面积与电梯数量、布置方式有直接的关系。当建筑超过一定层数时，为了提高电梯的运载能力与运行速度，减少人在轿厢内的停留时间，提高运行效率，电梯应分区运行。分区一般按每15层左右作为一区。对于特别高的超高层建筑，采用以上方法分区就不够经济合理了。因为每组电梯均要占用下部的层层建筑面积，越往下部，电梯井道所占用面积越多，且电梯效率极低，投资庞大，从技术上、经济上都是极不合理，甚至不可能的。为此，这类建筑从高度上分2—3个区域，称为低区、中区、高区，在区域交接处设转换电梯的空中大堂。楼梯安全疏散设计疏散楼梯间设计疏散楼梯间防火设计消防电梯设计楼电梯间的防排烟设计安全疏散设计1.高层建筑每个防火分区和地下室的安全出口不少于两个。2.大空间设计必须做到双向疏散，即有两个方向的安全疏散出口，且室内任何一点至最远的疏散出口直线距离不超过30米。3.安全出口之间的距离不应小于5米。4.每个防火分区不少于两个安全出口，即具备两座独立设置的疏散楼梯。但塔式高层建筑当布置两座楼梯确有困难时，可设置一剪刀楼梯间。剪刀楼梯间应为防烟楼梯间，两梯段之间应设置耐火极限不低于1.00h的实体墙。疏散楼梯间设计1.高层建筑疏散楼梯间根据建筑高度和楼梯间位置的不同分为防烟楼梯间和封闭楼梯间。疏散楼梯间防火要求

高层建筑为什么要设置避难层？高层建筑特别是超高层建筑一旦发生火灾，外逃十分困难，设置避难层是十分必要的。避难层按其形式可分为敞开式，半敞开式与封闭式三种，应从设置范围，设置高度和数量、面积等方面确定避难层的设置，其防火构造要考虑到耐火极限，隔热层等要求，并设置安全疏散设施、防排烟系统、固定灭火系统。避难层refugestorey是高层建筑中用作消防避难的楼层。一般建筑高度超过1OOm的高层建筑，为消防安全专门设置的供人们疏散避难的楼层。通过避难层的防烟楼梯应在避难层分隔、同层错位或上下层断开，但人员均必须经避难层方能上下。使得人们遇到危险时能够安全逃生目的。避难层的设置自高层建筑首层至第一个避难层或两个避难层之间，不宜超过15层。避难层（间）的净面积应能满足设计避难人员避难的要求，并宜按5人/㎡计算。通向避难层的防烟楼梯间应在避难层分隔、同层错位或上下层断开。综上所述，核心体既是高层建筑结构的重要组成部分，又是交通、水、电、通讯、空调等设施集中的地方。各种设施内容随楼面面积、楼层数以及设备选型的不同而变化。因此，核心体的基本尺度是比较灵活的，通过大量统计得到的应验数值：当以上三部分均设置于核心体内时，其总面积约为标准层面积的20%—30%。高层住宅核心体所占的比值更小些。怎样使核心体更好的服务于壳体（即如何组织好核心体和壳体的关系）是高层建筑标准层设计的重点。核心筒布局高层建筑内部主要垂直交通和设备功能房间均设计在核心筒内部，其布局直接影响项目整体流线的合理性和档次感。主要内容：电梯、疏散楼梯、交通、设备房设计原则：紧凑、位置合理、结构坚固1、“一”字形核心筒把标准层一分为二，各电梯组群的电梯厅串联起来，形成内走道，走道的两端布置疏散楼梯间，整个交通组织清晰明了，非常简洁。2、“二”字形核心筒形成“鱼骨”状交通流线，各组成部分依附于这个骨架布置。管井集中在核心筒中部，上下对齐；利用电梯上下分区节省的空间作为新风机房、卫生间等功能，提高实用率。疏散楼梯与消防电梯占角布置，均衡合理。3、“L”字形两组电梯互相垂直，电梯厅之间既相互独立，又联系方便，一个疏散单元位于“L”型内侧，另一个位于外侧，均衡布置，利于疏散。卫生间位置固定，有利管道上下对位，管井沿着核心筒外围布置，走管方便，避免穿越剪力墙，利用电梯上下分区节省的空间作为新风机房以及会议室等用途，提高实用率。4、“T”字形

管井及机房靠核心筒外围布置，管线不穿越剪力墙，走管方便，设备机房空间完整，面积宽松，利于检修及日后设备升级改造；卫生间利用上下区的电梯厅或者电梯井道的位置布置，节省空间，提高实用率。疏散单元虽然集中在下方，但疏散口分散，不影响疏散距离的制约。5、“十”字形

电梯组呈“十”字布置，各组群之间分区明确，但又联系方便，既分又合，疏散单元占角布置，中心对称，可使平面各点疏散距离均衡。机房空间完整，面积宽松，利于检修及日后设备升级改造；管井靠核心筒外围布置，管线不穿越剪力墙，走管方便，利用上下电梯分区的候梯厅或电梯井道空间，作为卫生间、茶水间及会议室等功能，节省面积，提高实用率。6、“Y”字形

电梯组群垂直核心筒外墙，交通组织直接明了。疏散单元占角布置，均衡合理。

核心筒中心为空调机房，空间完整，面积宽松，管井沿核心筒外围布置，管线不穿越剪力墙，走管方便，卫生间利用上下区的电梯厅或者电梯井道的位置布置，节省空间，提高实用率。

根据办公室的功能要求、办公室行为特点，办公空间类型一般存在以下四种空间类型与之相适应：细胞型空间、小组型空间、开放型空间、景观型空间。

根据审美心理要求、建筑功能要求、管理使用要求、基地状况要求、环境气候要求、技术条件要求等不同，高层办公建筑标准层平面形式包括塔型平面、板型平面、交叉型平面。

办公空间标准层多形态案例柱网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。根据实践经验，标准层柱网尺寸选7.2m×7.2m~8.4m×8.4m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，减少柱距，增加楼层净高。层高建筑层高是高层建筑设计的一项重要参数。设计中应根据具体工程综合、全面地把握问题，协调好各专业的关系，确定合理、经济的层高值。层高尺寸是由功能所需净高和必要的吊顶内容空间高度所决定的。净高确定需考虑以下因素：（1）平面尺寸与室内空间感；（2）自然采光及窗口大小要求；（3）空调方式；（4）排烟方式；（5）照明方式；（6）消防喷洒方式。办公室合理净高的选择按照办公楼的档次确定办公楼的标准层净高，通常高档办公楼或5A级办公写字楼，净高要达到2.7m以上，顶级办公楼要求2.8m。为满足此类办公楼整层出租的可能，尽量做到走廊净高同办公室室内净高。中高档办公办公室的净高一般要求控制在2.6-2.7m，走道净高2.4-2.5m，如同样要求整层出租也应当保证走道净高同办公室净高。一般档次的办公楼，一般面对分割租售的中小客户，基本不会有整层出租的请况。办公室内大部分区域2.5-2.6m，空调管线可以沿办公室内周边吊顶布置，局部区域可以降低净高，但是一般应当控制在2.4m以上，走廊净高要求达到2.2-2.3m。确定吊顶内部空间高度考虑的因素

（1）结构梁板高度；（2）设备管线高度；（3）吊顶构造高度；（4）安装高度；（5）施工误差。一些高层办公建筑层高举例

案例分析大崎索尼城地处城市核心区，地上25层，地下2层，建筑面积124000平方米。建筑形态充分结合建筑的标准层高效利用的功能要求，建筑形体为板式高楼。为减弱大板楼对周边环境的影响，采用了一系列生态措施。大崎索尼城案例图片来源：《AC建筑创作，日建设计2013年末专辑》.国内统一刊号：CN11-3161/TU邮发代号：82-884

标准层把所有辅助功能置于一侧，在最好的朝向一侧获得使用高效的无柱大空间。建筑由于用地所限，为东西向板式高层。把交通设置布置在建筑西侧，为西立面少开窗提供可能，阻挡西晒；交通体在立面上的进退形成凹凸，也弱化了大板楼的体量对周边环境的压迫感。基于BIM技术，利用数学中的泰森多边形（细胞的膨胀）原理计算出不同种类的树所需要的最大面积，规划建筑西侧的树木种类和形态，让植被达到最大效益建筑东侧布置散热“水百叶”——管状高保水性赤陶百叶,百叶管，利用BIM作可行性测试，并推敲确定最高效的截面形状。利用BIM分析确定热工效率最高点的百叶间距。水循环时候，一定量的水分渗出表面汽化吸热，达到降温的目的，也减弱了建筑对周边环境的热辐射。在南侧布置太阳能电池板。广州富力中心总建筑面积16.24万平方米用地面积8117平方米容积率15绿化率20%办公约10万平方米，商业约1万平方米高度243.05米建筑层数地上54层，地下4层大堂F1，餐饮F2~F5，办公5-54层避难层共两个：17F/34F标