本站原创摘 要：随着各国城市化进程的不断加快,城市人口不断增加,城市用地变得十分紧张.为了能够合理利用有限的土地资源,实现土地资源的最优配置,高层建筑的发展成为了主流趋势.本文通过分析常见高层建筑的发展过程和设计要点,从而更好地把握高层建筑的特点.
关 键 词：高层建筑；发展；设计要点
从古至今,几乎每一个时期都能够找到高层建筑的身影.高层建筑的发展有着一个长期的过程.各个时期的高层建筑既体现了人类智慧,也是对一个时期经济和社会的真实反映.
1.高层建筑的发展
1.1高层建筑的几个发展阶段
第一阶段：十九世纪之前.早在一千多年以前世界上就已经出现了高层建筑.古罗马已经能够修建十层左右的房屋.我国古代也有许多杰出的高层建筑,例如西安大雁塔改建于公元704年,已经高达60多米.虽然受到经济和技术的约束,但是当时的建筑大多墙壁厚实,支撑的柱子也大多十分牢固.
第二阶段：十九世纪到二十世纪这一百年间.随着科技的迅速发展,电梯的使用逐渐普及化,于是建筑的高度逐渐增加.十九世纪末的美国已经能够建造29层高的楼房.同时由于工业革命的影响,高层建筑的建筑材料得到了充分的开发和利用,一些建筑物开始使用高强度的铁作为高层建筑的承重框架.法国和美国相继采用钢筋混凝土作为建筑物的主要框架结构.
第三阶段：二十世纪以后.此时的高层建筑进入了快速发展阶段,高层建筑的整体质量也开始得到更多的关注.这一阶段欧美的高层建筑处于饱和状态,但先进的建筑结构体系的形成以及经济的迅速发展,仍然使得高层建筑在发展中国家普及开来.目前最高的建筑物是马来西亚吉隆坡佩特罗纳斯大楼,已经高达450米.
1.2现代高层建筑发展的起因
随着工业革命的爆发,城市人口激增,无论是城市的土地还是生活资都源变得尤为稀缺,使得地价不断上涨.通过建造高层建筑,既增加了单位面积的使用效率,又节约了土地资源,实现了资源的优化配置.同时经济的增长也在一定程度上带动了高层建筑的进步.新兴科技为高层建筑提供科学的技术保障,混合材料的使用增加了高层建筑的质量.随着社会的进步,高层建筑的制造已然成为了衡量一个地区或者城市建筑结构是否完善,施工设备是否达到世界水平的一个标准.
1.3高层建筑的缺陷
高层建筑由于承重的增加,必须采用钢材建造,而钢材存在一个致命的缺陷,遇高温就会变软,丧失原有的强度.虽然在建造过程中会涂上一层防火涂料,但这只是最基本的防护措施,如果真的遇到大型火灾,防火涂料几乎没有什么可用之处.而高层建筑在面对各种突发事件的时候,所能采取的措施其实相当有限.一般的高层大厦都是人口密集相对较多的地方,用火和用电十分频繁.随之带来的问题就摆在眼前：消防安全和人员疏散.一旦发生事故,整个建筑中的人员都需要得到疏散,如果电梯发生故障,疏散工作就变得十分困难.同时还要看到,高层建筑的维护费用是十分高昂的,如果发生坍塌和损毁,基本上无法再在短时间内建造出相同的建筑物,会给整个国家带来巨大的损失.
2.高层建筑的设计要点
2.1采光设计
高层建筑的设计目标之一就是能够减少能源的消耗,实现资源节约型社会的发展要求.因此对增加高层建筑的采光效果,减少人工照明成为了重要的环节.现代的建筑中,一般都采用几种常见的日光采集系统来达到减少人工能源消耗的目的：（1）通过提高单位面积的采光区域,减少由于太阳辐射造成的制冷负荷,从未减少能耗；（2）通过让阳光直射屋顶平面在不增加太阳强度的基础上又能使得采光区域更加深入；（3）最主要的系统就是要能够阻挡太阳的直接照射,在获得每日太阳位置的变化找到适合的采光区,减少人们对太阳光温度的不适应,也能节约人工能源.通过对采光系统的运用,能够获得人工节能与增加采光的双重益处.适当的采光环境,能够为人们提供舒适的工作环境,保证工作效率.而人工照明能源的节约,更是能够减少各种突发事件的发生.
2.2电力设施的设计
高层建筑对于防火的要求相较于普通建筑更加严格.牢固的电力设施就能够在事件突发的情况下带来极大的便利.（1）应急电源.为了能够更好的对突发状况采取措施,必要的应急照明工作也是必不可少的.要保证高层建筑的供电,必须在建造初期就使得电源的供应来自两个不同的发电站.一旦发生消防事故,能够保证高层建筑的正常供电.同时还要准备好应急的供电设备,保证停电的时候能够维持建筑物的正常运行.（2）电梯.电梯作为高层建筑中不可缺失的运输工具,无论是日常生活还是紧急状况下,都需要高度重视.电梯的设计要能够保证对整个建筑人员的载重,安装位置比较显眼,方便出行.平时采取定期维修和保养,在遇到紧急情况下,能够安全迅速疏散人群.
2.3排烟设计
在大多数高层建筑火灾发生过程中,造成伤亡的直接原因是由于吸入烟气导致的窒息和中毒.事故发生的主要原因还是在于为了节省使用面积,大部分的制造商取消了消防电梯的设计,仅仅只有普通的居住用电梯.由于消防电梯内部有自然排风条件,而楼梯的出入口处也有设计阳台和通风口,烟气在蔓延过程中能够很快的排出,从而能够有效地减少了事故发生的伤亡情况.
2.4抗震设计
地震的突发对于高层建筑的质量是一个巨大的考验.一般高层建筑在进行抗震设计时候,需要注意以下几个问题：（1）建筑物建造前需要最好一系列准备工作,包括构造框架的位置是否准确,在大厅的四角和转弯处是否已经设置构造柱等关键问题.其中关键的环节就是在山墙和纵墙的交界处勘察构造柱的承重能力；（2）岩土工程的勘探资料必须齐全.当岩石工程的资料不完善的时候,不能立即进行施工,否则就不能掌握整体的建筑规划,设计方案很有可能发生严重偏差；（3）准确把握抗震设防标准.根据《建筑抗震设防分类标准》制定的设防等级,严格执行,不能随意提高或者降低设防等级,在保证整个建筑物安全的基础上,减少工程建造费用.
2.5消防设计
高层建筑存在隐患的主要原因还是由于在事故发生的过程中会面临各种各样的问题,因此要全面考虑到各种情况的应对措施.（1）人员疏散设计.面对人口密集的高层建筑,一旦发生事故,人员的疏散是最重要的一步.如果火势不是过大,可以维持电梯的正常运行,以保证在最短的时间内能够将所有人群撤离现场.当火势过大的时候,才需要通过楼梯疏散人群,虽然这样会增加疏散的难度和时间,但这在事故中能够有效保证每个人的人身安全.（2）火势控制设计.高层建筑物大多有可燃物的堆放,一旦燃烧起来就会产生大量的烟气.在建造建筑物的时候就要考虑到这一因素,在管道内设置一些防火阀,控制火势的蔓延,为救援工作增加时间.（3）火灾扑灭设计.高层建筑的火灾会造成大面积的蔓延,但由于周围建筑物和地形的限制,在扑救过程中会存在一定的困难.如果只是小范围的火灾,可以对一些重要物品进行适当转移,如果高层建筑火势蔓延迅速,则要尽量先扑灭易燃易爆物品周围的火焰,防止人员伤亡.
3.结语
高层建筑的发展经历了一个漫长的过程.而时代的进步使得高层建筑在社会中的运用变得广泛,而高层建筑的发展也促进了对其设计要点的深入研究.通过观察各个阶段高层建筑的特点,能够为今后各国的高层建筑建造提供宝贵的经验.