浅谈高层办公建筑核心筒设计

绿色环保建材浅谈高层办公建筑核心筒设计张阔同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司摘要：通过近几年的工作学习的实践工程设计，分析归纳高层办公类建筑核心筒部分设计的步骤与方法以及应关注的细节。结合实际工程，提出设计中的困难点与设计上的重点，并根据经验总结出相应的设计逻辑和解决措施。为核心筒设计起到有效的指导意义，实现设计合理性，提高办公建筑使用的运行效能。关键词：核心筒实用性设计；消防安全设计；设备功能配置设计1引言随着经济与科学技术的发展，高层办公楼的需求还在日益增多；综合性，智能化，灵活性成了现代高层办公楼的新方向。而核心筒作为高层办公楼的“核心”，其设计布局关系到实现现代化办公功能与效率的基础，与办公楼设计品质息息相关。2高层办公建筑核心筒设计要求核心筒设计中，首先需要考虑实用性，还需要考虑消防安全，此外还有设备用房的合理布置。因此，下列规范是高层办公建筑核心筒的设计的基础，也是本文研究的重要依据和前提。GB50016—2014《建筑设计防火规范》（2018年版）；GB50352—2005《民用建筑设计通则》；GB50763—2012《无障碍设计规范》；13J404电梯自动扶梯自动人行道；JGJ67—2006《办公建筑设计规范》；GB51251—2017《建筑防烟排烟系统技术标准》。其他相关规范及图集3核心筒实用性设计要点3.1确定核心筒的尺寸及其有效使用的经济性标准层核心筒是高层建筑的心脏，是确保平面功能空间合理使用的根基，也是结构主要承重以及建筑经济合理性的体现。核心筒面积配置超量，将降低办公层有效使用面积系数；若核心筒面积设计不足，会使配套设施不完善并造成使用不便。根据项目经验办公核心筒一般占标准层面积的比例为22%~25%，公共通道占标准层面积的比例为5%~18%，故建筑的标准层一般净使用面积比例（可出租率）为60%~74%。3.2核心筒的平面布局因高层办公建筑客用电梯数量较多，电梯的布置的优劣直接影响到核心筒布置的好坏。布局形式应充分考虑建筑形体的契合度、结构合理性及空间有效性。通常可以归纳为两种布置原型—并排式和井格式。并排式：建筑形体呈长方形为多、上部结构在核心筒两端收缩、在首层大堂各组电梯厅识别性较强。井格式：建筑形体呈正方形为多、上部结构在核心筒可减小成十字形亦可两端收缩、在楼层的通达性较强。3.3垂直交通：竖向电梯的组织方式由于高层办公建筑较高，垂直交通的压力较大，常采用转换+分区的设计方式，通过电梯井道的叠加，缩减核心筒、提高使用率。在一定高度内及单一功能区域内可分为如下几种模式：分区直达、转换、转换＋分区模式以及电梯控制系统下的全部直达模式。电梯种类配置、速度、载重量及轿厢应根据建筑需要的实际品质及功能确定，一般以首层平均等待不超过60秒为宜。配套服务电梯的轿厢容量与速度对办公楼管理也有重要意义。办公建筑上下班高峰期的电梯等候时间也是鉴别办公品质的重要标准。超大型货梯可以解决设备及幕墙单元更换维修的问题，但也带来需要特别处理的相应技术问题。此外，为降低超高层高速电梯的嚣叫影响，梯井底部及顶部应设置泄压口，电梯厅门进行声学处理、轿厢采用降风阻外形、避免单双井道，尽量多梯共井。4消防安全设计要点高层办公建筑核心筒的消防设计，应以建筑防火设计规范为基础，注重消防原理的分析，合理确定消防设计策略动态关注新规范、新技术、新材料带来的新挑战对于特殊问题。高层建筑消防救援的技术要点如下：（1）总平面合理布局，保证消防救援登高场与建筑关系。（2）设置消防电梯，并确保消防电梯与救援登高场的位置关系满足使用要求。（3）考虑直升机救援的可行性。（4）安全疏散楼梯的合理布置。（5）避难层的合理使用。（6）消防疏散模拟设计。（7）消防救援窗的位置及尺寸满足相应的规范要求。（8）在以上这些消防问题中，超过100m的高层办公建筑的避难层的设计和利用是重要且较为复杂的一部分。由于建筑高度大，层数多，设备所受的负荷很大，往往需要按高度分区设置多个设备层，所以避难层常与设备层结合设计。一般与设备层设置在相同楼层，或设置在相邻楼层。5设备功能配置设计要点核心筒需解决相关设备用房及配套功能用房的配置需求，在有效合理的空间内集约化平面布置，主要内容包含:（1）强弱电间各5平方米，保证有独立的朝向便于进出线，房间形状多为正方形或矩形，短边不宜小于1.8m。与用水房间毗邻时需做好相应的防水处理（2）水管井及水表间，房间面积约占4.5m2，房间内含中水立管、消防喷淋立管、消火栓立管、卫生间通气管、卫生间排水立管等相关用水功能管道。（3）新风机房或空调机房，因高层核心筒公共走道基本为封闭空间无法达到自然通风，故一般采用机械通风。同时新风井兼顾本层空调新风，一般面积控制在20m2左右。（4）新风管井，约占2.5m2~3.0m2，排风井道根据核心筒分段情况合理布置，因暖通排风最大兼顾层数为32层，采取分段设计布置的方式解决排风问题。（5）排烟井道，约占1.0m2~2.0m2，该井道为事故排烟所用应避免与其他通风管道毗邻以免形成烟囱效应。（6）卫生间约占面积20m2~30m2，根据人数测算洁具数量，具体因洁具数量布置确定房间面积尺寸。设计上应采用干湿分离的房间布置方式，同时注意视线遮挡。卫生间内部需有相应的通风设施及相关的水管井解决上下水问题。（7）茶水及保洁间，根据使用情况合并或单独布置，面积约3.0~5.0平方米。（8）设备层或设备间，设备层设置取决于2个因素：①各设备专业的设备中心服务半径——如变压器服务半径一般不大于100米，生活及消防水泵压力可服务距离一般不大于100m，送风以及排风设施最大服务楼层不超过32层等。②可提供的设备层（区）的面积以及竖向管井占用核心筒的面积——如建筑可提供的设备区域的空间（平面面积及空间高度），尽量减少设备层的数量的可能；但会增加竖向管井的面积继而影响核心筒的布局，设备太过于集中也会带来设备管线过度的集中和交叉，因此设计上往往考虑到实际中可能提供的设备空间来综合确定设备层的数量及位置。6核心筒设计的方法及总结通过对核心筒内部配套功能的使用要求、电梯效能及设备用房的理解，总结出合理的核心筒设计步骤及方法，如下对核心筒布置做简要的设计流程解读。（下转第94页）DOI:10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2019.04.06392绿色环保建材并且近些年来，随着经济的发展，人们对建筑要求的不断提高，促使空间结构设计在建筑整体设计中越来越占据重要地位。所以，在建筑设计之初，要将空间结构设计运用在其中，合理的规划建筑房屋面积当中的各个房间，并且，在房屋设计过程中要注重各个环节的比例设计，促使各个空间尺度合理并具备美观性，让居住者不因房间分配不合理而感到空旷。因此，建筑空间设计要满足市场和顾客的需求，从而让建筑工程具备竞争力。3.1.2土建工程舒适度优化随着人们的物质生活水平不断提高，建筑房屋中的活动尺寸比例科学是最基本的，另外还需要注重现代房屋的舒适性，为居住者提供一个舒适的正常居住环境，不但要满足身体上的还要满足心灵上的。所以在对建筑进行设计过程中着重满足其舒适性，在装修的过程进行科学并有主格调风格的装修设计，让房屋具备美观性，在装修材料上采用环保的装修材质，为房屋的舒适性打下良好基础。4结论结合上论，随着经济的发展，人民生活水平的提高，物质文化需求不断改善，对建筑房屋的要求也越来越高，这对我国土建工程行业既是一个机遇，又是一种挑战。我国土建工程行业要抓住机遇，不断优化结构设计，这对我国建筑行业是极其重要的，设计人员要加强优化设计技术能力，将结构设计优化运用到实际建筑工程当中，不断改善设计当中的缺点，提升工程结构设计的实际应用能力，实现土建工程结构设计优化技术对建筑工程的成本控制，提升土建建筑的整体质量，带动建筑工程行业的发展，从而为建筑居住人民提供良好环境，让土建工程行业的进步添砖加瓦。参考文献：[1]谢天祥.结构优化技术在土建工程设计中的应用浅析[J].居舍,2017(36):4.[2]任兆斌.浅谈建筑结构设计的优化设计和现实意义[J].城市建设理论研究(电子版),2015(2).[3]邢一行.优化技术在土建结构工程设计中的有效应用[J].农村经济与科技,2017(4):64~66.（上接第91页）（上接第92页）（1）首先根据建筑功能需求与面积指标进行电梯分区概况与电梯数量测算，测算标准要求使用人员位于首层平均等候时间不宜超过60s。根据电梯的数量及电梯厅布置的情况，确定大概的核心筒布置方式。（2）根据防火分区情况，布置疏散楼梯及消防电梯。一般标准层需配置1部消防电梯和2部防烟楼梯。疏散楼梯的宽度应根据相关规范人员计算标准进行验算，且满足必须的疏散宽度及距离要求。核心筒内的疏散楼梯及前室多为封闭空间需相应的正压送风井，比较经济合理的楼梯正压送风井约占0.7平方米，消防电梯及楼梯合用前室的正压送风井约占1平方米。（3）层数较多时，需布置1或2部服务电梯以满足物业管理及设备检修的需求。（4）中低区段，卫生间一般布置于高区电梯厅（因在中低区时高区电梯不使用，相应的电梯厅空间可作为功能用房使用）。而高区部分的核心筒面积会有相应的缩减，故可将卫生间等功能用房布置于原中低区电梯及电梯厅上方（需做好相应的防水措施）（5）将各功能房间整合进核心筒内后，根据核心筒结构布置情况详细整理房间面积及房间尺寸以保证必须的使用要求，相关井道的布置应避免交叉与干扰。（6）根据主要功能用房、疏散楼梯及电梯厅的开口方向确定公共走道的范围。一般公共走道形状为回字形或工字型，合理的核心筒布置可使核心筒内房间的开口方向统一已达到减少公共走道面积的设计目的。7结语合理的核心筒内部布置将极大的提高办公楼运行效率，同时保证机电管线的布置要求。将核心筒内部功能逐个剖析，可得出结论，办公建筑的主要关键点在于电梯的使用定位、消防楼梯的合理布置、机电管线的进出合理性。然而，随着信息技术在建筑领域运用成熟，在今后的高层办公建筑核心筒设计中，建筑智能化发展，建筑信息模型的普及都会为高层办公间主核心筒设计提供新的解决方案，新的方向以及新的要求。参考文献：[1]万黎萍.超高层建筑核心筒设计研究[J].华南理工大学硕士,2014（7）:70.作者简介：张阔（1988—）男，汉族，辽宁省阜新市，本科，建筑设计助理工程师，研究方向：建筑设计师。技术发展。这样在整个生产加工过程中，就可以借助相应的系统来对相应数据信息进行处理分析，进而实现对产品的模拟以及制造。现如今数字化技术已经受到了更多人们的广泛重视，在机械设计制造及其自动化的应用中，就会不断提高设计过程的精准化，生产过程的简洁化。5.4产品设计虚拟化产品在设计过程中，是需要设计人员根据实际的需求来进行图纸设计，然后进行图纸确认，最后在借助CAD技术进行辅助设计，相对来讲还是有一些繁琐。因此在今后的发展过程中，就需要实现产品设计虚拟化，进而不断简化设计流程，减少设计时间，提高产品设计效率和精准度，提高产品生产加工质量。5.5先进科技化现阶段我国机械设计制造及其自动化已经逐步实现了生产过程的系统化操作，但是在科技化方向还需要进行不断完善优化。在先进科技化发展过程中，可以促使其朝着遥控技术方向发展。因为我国的遥控和监控技术还不是非常完善，因此对生产制造过程中就会带来很大的不便，因此可以不断完善优化遥控和监控技术。5.6绿色环保化现阶段虽然机械设计制造及其自动化技术发展水平得到了很大提升，然而对于生态环境的污染问题还没有彻底解决。不仅在生产运行中存在着大量的噪音污染，还会产生一些粉尘造成生态环境污染，对员工的身心健康带来严重的威胁。因此还应当促使机械设计制造及其自动化技术朝着绿色环保化方向发展，这样就能够有效减少噪音以及粉尘污染，减少对生态环境带来的危害。5.7微型化现阶段我国的机械设计制造及其自动化技术已经取得了相应的发展，但是现阶段还是有很多机械设备的体积较大，质量较重。在维修、维护和运行操作过程中都带来了很多的不便。因此在未来的发展过程中，还要促使其朝着微型化发展。利用微型电子系统实现机械设备微型生产