超高層辦公建筑核心筒設(shè)計研究_圖文

1、建筑論壇 Architectural Forum / 南方建筑 / South Architecture 2013.668摘要 針對一線城市的CBD核心區(qū)的超高層 辦公建筑,以廣州珠江新城幾個超高層辦公 項目的設(shè)計為例,通過其核心筒布局形式的 對比研究,在經(jīng)濟性、舒適性、安全性、靈 活性等方面進行分析比較,探討各自不同形 式的優(yōu)缺點。關(guān)鍵詞 超高層辦公建筑;核心筒設(shè)計;實 用率;舒適性;安全性ABSTRACT Science and technology change rapidly nowadays while more and more super high-rise Building a

2、re designed and built. The author was ever involved in some super high-rise office project in Guangzhou Zhujiang New Town, The paper compares four projects to analyze the advantages and disadvantages in several Core Tube configuration, in order to find out a more reasonable form under a certain cond

3、ition.KEY WORDS Super high-rise Office Building; Core Tube; Utility ratio; Comfort; Safety中圖分類號 TU241.8文獻標識碼 A作者簡介 廣州僑鑫建筑設(shè)計有限公司,工 程師(廣州 ,510000超高層辦公建筑核心筒設(shè)計研究Analysis on Core Tube Configuration form for Super High-rise Office Building楊欣榮Yang Xinrong1 前言超高層建筑核心筒設(shè)計按結(jié)構(gòu)類型,布 局類型或形狀的不同可以分為很多形式,低 區(qū)的核心筒與高區(qū)的核

4、心筒設(shè)計沿豎向過渡 也會有較大變化。而本文只針對超高層建筑 的標準層平面核心筒建筑布局形式進行討論, 以珠江新城的四個項目為例對比分析。核心 筒結(jié)構(gòu)形式和內(nèi)部垂直交通分析,核心筒豎 向變化設(shè)計將不作論述。2 核心筒布局設(shè)計的重要性首先,核心筒作為超高層建筑的內(nèi)部主要 受力構(gòu)件,其形式對建筑的安全性和經(jīng)濟性 起著決定性的影響。但由于核心筒的結(jié)構(gòu)形 式較多, 且非本文討論重點, 在此不多作論述。其次,超高層建筑內(nèi)部主要垂直交通和設(shè) 備功能房間均設(shè)計在核心筒內(nèi)部,其布局直接 影響項目整體流線的合理性和檔次感。若布置 不合理,可能會增加電梯等候時間,或者使后 勤流線與客用流線混合,設(shè)備房噪聲影響客 戶

5、使用等,都會對項目的形象造成重大影響, 直接影響經(jīng)濟效益。如果說超高層建筑外觀設(shè) 計重點在幕墻,那么內(nèi)部重點則在于核心筒。然后,因超高層建筑標準層平面的面積受 一個防火分區(qū)最大面積的限制(只有極少數(shù)超 高建筑標準層分兩個防火分區(qū), 如廣州西塔 , 面積約在 2200m 2左右,一般情況核心筒外就 是辦公區(qū)使用面積,因此核心筒的形狀和占 用面積將直接影響到標準層的實用率。同時,樓梯疏散是超高層辦公建筑的唯一 疏散方式,而疏散樓梯均設(shè)計在核心筒內(nèi)部, 其位置的合理性直接影響到整個項目的疏散效果,關(guān)系到用戶的生命安全,是防火設(shè)計 中的重點。綜上所述,核心筒的布局設(shè)計關(guān)系到整個 超高層項目的安全性,經(jīng)

6、濟性,舒適性,是整 個平面設(shè)計的第一步,也是最關(guān)鍵的一步。正 因其重要性,要做好超高層建筑的整體設(shè)計, 必須先掌握核心筒設(shè)計的要點,處理好其布 局關(guān)系。下文將以珠江新城的 4個項目為例 對核心筒的各種常見布局形式進行分析研究。3 對標準層實用率的影響 3.1 設(shè)備房間布置的影響在超高層辦公建筑核心筒內(nèi)部,除了電 梯,疏散樓梯,主要交通過道外剩下的就是 各種功能房間,以設(shè)備房為主。其中最大型 的設(shè)備房是空調(diào)設(shè)備房?，F(xiàn)在的甲級辦公樓 設(shè)計標準中基本已把 VAV 空調(diào)系統(tǒng)定義為基 本配置,這系統(tǒng)在每一個標準層內(nèi)必須布置 兩個約 26m 2的大型設(shè)備房。如此大的房間如 果在設(shè)計方案之初沒有預先考慮,后

7、期增加 則會相當被動,要么影響實用率,要么影響 功能流線及舒適性。以下以珠江新城 J1-1地塊項目(下文簡 稱 J1-1項目 為例, 了解其設(shè)備房調(diào)整過程 (圖 1。最開始的方案是把空調(diào)機房設(shè)于核心筒 外(因早期沒有考慮,但這樣會嚴重地占用 辦公空間。按標準層 2200m 2計算,52m 2約 占總面積的 2%,還要考慮其運行噪聲對用戶 的影響,這樣的方案存在較大問題。后來經(jīng) 過整個設(shè)計團隊的努力,最終實現(xiàn)把兩個空 調(diào)機房都設(shè)計于核心筒內(nèi)部。這樣就大大地 提高了辦公區(qū)的實用率了和減少了噪聲影響。 當然,這種后期的改動肯定要犧牲核心筒內(nèi) 部一些原來合理的功能流線設(shè)計,同時帶來 一些問題,例如使得

8、核心筒不能南北貫通, 不便于使用,對項目的舒適性有一定影響。2013.6 South Architecture / 南方建筑 / Architectural Forum 建筑論壇69 3.2 交通面積的影響交通過道面積在核心筒整體面積中所占 比較雖然不算高,但其設(shè)計將對整個標準層 的使用效率及其功能流線合理性產(chǎn)生巨大影 響。 下文以 J1-1項目與富力中心作對比分析。 J1-1項目的核心筒設(shè)計是最典型的緊湊型布 局,除了必要的電梯廳外核心筒其他地方全 部被占滿(圖 3。而富力中心則是貫通型布 局的典型例子, 核心筒內(nèi)部十字形四向貫通 (圖 2。從實用率角度分析,富力中心的核心筒面積(含電梯廳及

9、筒內(nèi)交通面積約占標準 層面積的 28%, 而 J1-1項目只占約 21%(具 體數(shù)據(jù)見表 1。因此,J1-1項目除核心筒 外的公共走道及可售辦公面積實用率比富力 中心要高。從經(jīng)濟效益這一角度考慮,J1-1項目的核心筒布局比富力中心更有利。當然, 舒適性及安全性也是重要問題,下文將另作 討論。富力中心地上 54層,J1-1項目地上 65層,內(nèi)部垂直交通所占面積也較接近。因此, 可以得出一初步結(jié)論:在標準層面積及總層數(shù)接近 (辦公總?cè)藬?shù)接近 的超高層辦公樓中,使用緊湊型布局的核心筒設(shè)計會比貫通型布 局要經(jīng)濟。4 對舒適性的影響 4.1 電梯廳及交通流線電梯廳及交通流線設(shè)計是體現(xiàn)項目設(shè)計 合理性和檔

10、次的重要環(huán)節(jié),直接影響客戶使用 感受。先從電梯廳開始比較分析,J1-1項目 辦公標準層(辦公樓層的服務(wù)電梯為兩組 四臺對開設(shè)置的電梯, 其電梯廳寬度為 3.35m。其位置位于核心筒西面角上,相對獨立,私密 性較好, 寬度也足夠, 電梯廳整體舒適性較好。富力中心的電梯廳與核心筒中間的十字 形走道結(jié)合使用,其電梯布置為多組對開電 梯, 電梯廳 (走道寬度 為 3.2m。 從平面上看, 富力中心的服務(wù)電梯比 J1-1項目多,但電梯 廳寬度卻窄了 0.15m。而且,富力中心的電 梯廳與走道合用,一方面難以形成獨立高檔 的感覺,另一方面,由于人流的疊加,寬度 的舒適性比 J1-1項目稍差。所以,從電梯廳

11、 舒適性角度分析,富力中心不如 J1-1項目。1a J1-1項目舊方案 1b J1-1項目新方案指標富力中心 J1-1項目 F1-1項目 廣州西塔 總建筑面積(塔樓 162477m 2178037m 2149353m 2248742m 2建筑高度 244.5m 286.7m 227m432m標準層面積19102496m221942256m219062311m223693000m2(辦公樓層 筒體面積(含內(nèi)部交通 676m 2462m 2564m 2800893m2標準層實用率65%73%79%80%71%76%66.3%67.9%辦公層最大電梯井道數(shù)量19222334表 1 四個超高層辦公項目

12、主要指標對比表項目建筑論壇 Architectural Forum / 南方建筑 / South Architecture 2013.670 換個角度從交通流線進行分析。J1-1項 目為緊湊盡端式的代表,其電梯廳和合用前 室(消防電梯廳及疏散樓梯均為盡端式, 使用過程中會產(chǎn)生不便,例如從電梯廳到對 角的房間流線過長,對安全疏散也有不利(下 文將有分析。而反觀開放貫通式的代表富力 中心,其核心筒內(nèi)部四通八達,無論從哪一 點到達電梯廳或疏散樓梯均一樣方便。同時, 在核心筒內(nèi)(電梯廳中能直接面對的辦公 區(qū)域面較多(一般面向電梯廳的一片辦公區(qū) 價值較高 , 也就是商業(yè)價值高的辦公區(qū)較多, 利于銷售。從

13、流線合理性考慮,富力中心要 比 J1-1好。4.2 貫通式布局的優(yōu)勢西塔的核心筒內(nèi)部交通布置原則與富力 中心相近,都是以中心為圓點,向多方向發(fā) 散的可與公共走道連通的貫通式交通 (圖 4 。 其核心筒內(nèi)部走道呈 Y 字形,既是走道同時 也是各辦公區(qū)的電梯廳。酒店區(qū)的四臺大堂穿 梭梯布置于筒的西,南兩側(cè),其電梯廳相對獨 立,在核心筒以外。核心筒內(nèi)的服務(wù)電梯大致 分為四組。 Y 字形布置在外圍的是 A,B,C 三組。 這三組電梯為 6臺兩組對開式布置,其電梯 廳(走道只有 3m 寬,相對較窄。其內(nèi)部的 另外三組穿梭廳為 3臺一組的高速電梯。這 三組電梯中間的公用穿梭梯大堂就顯得相當 寬敞,估計與其

14、到達的樓層檔次有直接關(guān)系。整體而言,核心筒內(nèi)的電梯廳舒適性都較好, 其主要優(yōu)點與富力中心相同,從核心筒內(nèi)任 一點可以方便地貫穿其中到達另一對角,簡 單合理。由此可見,從交通流線順暢,方便的角 度考慮,應該采用貫通式或發(fā)散式核心筒設(shè) 計, 其舒適性也會較高, 對銷售較有利。 同時, 為了避免交通流線與電梯廳混合使用而導致 寬帶不足,設(shè)計之初應盡量預留足夠的電梯 廳寬度,這樣也可以提高項目豪華感。西塔 核心筒布局整體上與富力中心接近,但其使 用方式卻比較靈活,在標準層中很多不停站 的電梯廳的位置都設(shè)為其他設(shè)備房間,核心 筒就變成了盡端式了。所以,可以說西塔的 做法更偏向于把貫通式和盡端式兩種設(shè)計手

15、 法結(jié)合考慮。5 安全性考慮5.1消防安全疏散距離由圖 6可見富力中心核心筒是全貫通式 設(shè)計,在安全疏散方面也有較大的優(yōu)勢。其 原理跟舒適性一樣,人員無論在樓層中的任 何一點到最近的安全出口距離都是一樣的約 25m,疏散效率最高,是最合理的設(shè)計方案。 5.2防火分區(qū)設(shè)置以上所述的富力中心和 J1-1項目標準層 面積均在 22002400m2之間,屬于普通超高 層建筑,其一個標準層可以劃分為一個防火分 區(qū)。但也有特殊的例子,如廣州西塔。西塔由 于多種原因影響,其他整體核心筒面積很大, 標準層面積也是超過了 3000m 2,所以要分為 兩個防火分區(qū)(圖 7。西塔除了首層,二層 外其他大部分樓層核心

16、筒設(shè)計為盡端式以實 現(xiàn)核心筒內(nèi)部最大利用率。因此,其安全疏 散流線也難以做到如富力中心般的流暢簡潔。 但由于西塔整體疏散樓梯布局較為合理,并巧妙地運用了兩防火分區(qū)共用前室進入同一 樓梯的做法,使其最不利點至安全出口的距 離為 30m 左右,較為合理。所以,其做法是 經(jīng)濟性與安全性的結(jié)合考慮,達到較為平衡 的綜合方案。6 實用性(靈活性思考對超高層建筑而言,其結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年 限均為 100年,而在此期間由于核心筒的重要性,對其作大范圍的調(diào)整修改基本不可行。2 富力中心標準層核心筒內(nèi)交通面積示意圖 3 J1-1項目標準層核心筒內(nèi)交通面積示意圖 4 西塔2層平面核心筒內(nèi)部交通面積示意圖2013.6

17、South Architecture / 南方建筑 / Architectural Forum 建筑論壇71 5 J1-1項目標準層平面圖6 富力中心標準層平面圖利, 但經(jīng)濟實用。 開放貫通式核心筒交通便利, 安全性更好,但顯得相對浪費,不利于經(jīng)濟 效益。所以,在條件允許下,應采用貫通式 布局為基礎(chǔ),適當加寬電梯廳(走道寬度, 同時需結(jié)合電梯分區(qū)設(shè)計把沒用的電梯廳(走 道 設(shè)置為功能房間, 以發(fā)揮其最大使用效率。 需要在經(jīng)濟性,舒適性,安全性和實用性之 間取得一個平衡。7.2 合理方案淺析對于高度為 350m 以內(nèi)(因高寬比及經(jīng) 濟性原因,高于 350m 的建筑一般標準層要 分為兩個防火分區(qū),

18、標準層面積在 2400m 2以內(nèi),形狀為方形或矩形的較常見超高層辦 公項目,怎樣的布局形式才算是比較成熟合 理呢?下文以珠江新城 F1-1地塊項目為例說 明。F1-1項目辦公塔樓共 45層,建筑高度 約 225m,標準層接近方形,屬于最常見的超 高層辦公建筑形式。F1-1項目核心筒電梯按高中低區(qū)分為平 行三列布置,這樣也使其內(nèi)部交通流線分成 平行貫通式的三列(見圖 8藍色部分。因 為分區(qū)明確,所以在電梯不停站的區(qū)其電梯 廳(走道便可以用作其他功能房間,但同 時也可以保證其停站電梯廳能左右貫通(見 圖 9藍色為交通面積, 紅色為功能房間區(qū)域 , 能增強項目舒適性及商業(yè)價值。其標準層實 用率約 7

19、5%。這樣的設(shè)計在保證內(nèi)部流線便但這如此長的使用周期內(nèi),使用功能和社會 需求難免會發(fā)生較大改變,如果無法相應作 出調(diào)整將難以跟上社會進步。所以,核心筒 設(shè)計應該考慮其靈活性,即在核心筒范圍內(nèi) 預留部分功能空間是可拆可改,可以靈活地 根據(jù)市場不同要求而改變的。J1-1項目由于核心筒布局已經(jīng)非常緊湊, 基本不可能預留多余的功能房間,因此其后期 靈活性是非常差的,后期調(diào)整難度很高。富力 中心由于采用了貫通式設(shè)計,從現(xiàn)方案來說, 局部位置顯得有些浪費。因為超高層建筑電梯 肯定需要分區(qū)設(shè)計,所以除首層外大部分樓層 都有近一半電梯是不停站的,這些電梯廳也將 空出來變成純走道。但如果只作為交通過道, 這樣的

20、寬度又偏寬,所以不太經(jīng)濟。不過這 樣也有其好處,就是后期調(diào)整的靈活性較大, 這些沒用的電梯廳(走道可以改造成其他設(shè) 備或功能房間, 以適應市場的不同需求。 當然, 這種改造是需要在不影響其疏散流線為前提 的。西塔核心筒內(nèi)的交通形式雖與富力中心 相似,但實際應用的靈活性卻要比富力中心更 勝一籌。其筒內(nèi) Y 字形分布的三組電梯,應 該是服務(wù)于三個不同高度的辦公分區(qū)。當一 個分區(qū)的電梯?？繒r,其他兩個分區(qū)包括中 間區(qū)的穿梭梯都不需要停靠。這樣,在大部 分樓層 Y 字形走道都只有一個端頭需要使用,其它地方可作它用。西塔的核心筒設(shè)計很好地 把握了這一點,當走道的一個端頭在使用時, 其他暫時無用的交通面積

21、可以設(shè)計成洗手間, 茶水間等后勤用房,合理地利用了交通空間 以免浪費(圖 7。所以,西塔內(nèi)的辦公樓層 全部設(shè)備房和后勤區(qū)都能布置于核心筒內(nèi)部, 可以完全釋放筒外空間的商業(yè)價值。7 思考與總結(jié) 7.1 對比總結(jié)上文提出對比的三個項目的核心筒設(shè)計 都各有特點:富力中心各層均為全貫通型, 內(nèi)部流線便捷,安全性好,但整體而言較為 浪費,經(jīng)濟性不好。J1-1項目各層均為緊湊 盡端式設(shè)計,舒適性、安全性略差,但由于 核心筒內(nèi)部利用率很高,所以其整體實用率 是最高的, 經(jīng)濟性好。 而西塔首, 二層全貫通, 其上各層大部分為盡端型,整體比較折中合 理,各方便比較平衡。當然,西塔由于其高度 (431m和結(jié)構(gòu)形式的特殊性,其標準層實 用率也不高,只有 68%左右;而且其核心筒 的形狀與抗風壓有較大關(guān)系,如果用于 300m 以下的超高層建筑其使用效率會更低。由以上的多方面對比可得,在有限的條件 內(nèi),并沒有絕對好的核心筒布置方法,只有根 據(jù)項目自身情況不同而選擇更適合使用的設(shè)計方法。緊湊盡端式核心筒交通不便,疏散不建筑論壇 Architectural