关键词：超高层建筑；设计理念；节约造价

目前，我国资源消耗高、浪费大、环境污染等问题非常严重，随着经济的快速增长和人口的不断增加，淡水、土地、能源、矿产等资源不足的矛盾更加突出，环境压力日益增大。土地资源的节约集约利用和循环、高效利用成为发展的必然而现代办公楼的建设由于用地紧张，所需面积又较大，多以高层和超高层建筑为主。而这些建筑又往往成为消耗能源和建设经费的超级大户，上海金茂大厦，北京soho，中央电视台等项目在成为城市地标的同时往往都是以天价的投资为基础的。如何在这些超高层办公建筑项目中从设计理念阶段就明确方向，尽量节约造价是今后新建超高层办公楼的一大重点。

1新建项目应实现的基本目标

1.1提高经济性：保证标准层面积，提高高层实用率，避免低效建设

通过对深圳现有相应品质高档办公楼的调查，为保障高层建筑的实用率，办公楼标准层面积不宜过小。我们建议办公标准层面积应在1600~1800m2之间，且不宜超过2000m2，从而提升项目建设效率和城市对土地的利用，提高项目经济性。

1.2正确定位项目标志性：绿色经典为原则

新建项目不应盲目追求华而不实的建筑风格，而应将项目定位成绿色高效经典的新型现代办公楼。应该充分重视“人”在建筑中的感受，打造节能，环保，绿色的现代化高档办公楼，这既能充分发挥为数不多的剩余土地的价值，又能成为响应国家“节能减排”政策的积极举措，同时为内部办公人员提供一个健康舒适的自然办公环境。

2项目经济性分析

我们以某一面积近10万m2的超高层双子楼办公项目为例，通过对塔楼高度，标准层面积，避难层层数，结构型式等方面进行对比分析，力求得出不同高度的双塔方案其造价的变化情况。

 

2.1方案可能性分析

 

①数据

 

②面积组成

 

③层高分析

 

通过对深圳高档甲级写字楼项目的调研可得出，按照深圳中高档写字楼标准，单位面积造价随建筑高度变化而不同，常规情况下，建筑造价和建筑高度的关系大体

 

3结论

 

对三种方案的综合评价采用打分方式，其基本规则如下：

评分指标分为经济性和标志性两大类。在每一大类中包含有多项相关的要素，根据四个方案对每个要素的相应情况进行评分。最高分为3分，最低分为1分，获得3分表示该方案在本要素方面表现最佳，获得1分为表现最差。三个方案在每个要素的总得分最多为6分，如果在某个要素上有两个或三个方案难分高下，则平分分数。

 

根据综合评价打分的结果，一高一矮方案作为得分最高的方案，在各主要要素上都有较好的表现，综合来讲，可以认为是最为可行方案。

 

根据以上分析可知，盲目追求塔楼高度的做法是极其浪费的。同样的项目和建筑面积，盲目追求一栋塔楼的高度做法和拆成两栋塔楼建设的做法，造价最高可相差近40%。这不论对国家建设节约型社会还是建设方本身的经济利益来说，都是不合时宜的。我们应该本着适度的原则，从理性的角度分析，选用合理的建筑形式，将建筑造价控制在一个适宜的范围内。

 

4超高层办公楼标准层进深分析

使用空间的进深指从外窗到房间最内侧墙边的距离，房间进深的确定需综合考虑以下的因素：

 

①进深越大，分隔组合的可能性越多，灵活性越大。反之，进深较小，空间划分的可能方也越少，灵活性降低。②进深越大，每层的办公面积越大，建筑的使用效率越高；进深越小，建筑交通面积和公共空间面积所占的比例会相对增大，使得建筑实用效率降低。③进深越大，房间内区的面积越大。办公室内区距离外窗较远，空气流动性差、品质得不到保障，无法利用用自然采光。内区的办公环境是较差。反之，小进深能够提高办公空间的整体品质。④进深越大，外柱到内筒的跨度越大，框架梁的高度越大，在同样层高条件下的室内净高越小。⑤选择建筑进深必须要综合考虑上述各方面因素后进行综合判断。

 

5其他影响工程造价因素分析

①平面形状。一般来说，建筑平面形状越简单，它的单位面造就越低。一般情况下建筑周长与建筑面积比越低，设计越经济。因些建筑物平面形状的设计应在满足建筑物功能要求的前提下，降低建筑物周长与建筑面积比。

 

②流通空间。建筑物的经济平面布置。在满足建筑物使用要求前提下，将流通空间减少到最少。因为如门厅、过道、走廊、楼梯以及电梯井的流通空间，他们都不能为了获利目的的加以使用，但是需要相当多的采光、清扫和装饰的费用。但是不能为了降低工程造价，忽虑了美观和功能质量的要求。

 

③层高。在建筑面积不变的情况下，建筑层高增加会引起各项费用的增加：墙与隔墙及其有关粉刷、装饰费用的提高；制冷空间体积增加；卫生设备、上下水管道长度增加；楼梯间造价和电梯设备费用的增加；另外，由于施工垂直运输量的增加，可能增加屋面造价；如果屋高度增加而导致建筑物总高度增加很多，还可能增加基础造价。

 

④建筑物层数。建筑物总造价是随着建筑手的层数增加而提高的。

 

⑤柱网布置。常规建筑柱网为8.4m×8.4m，若柱网过大，则梁高增加，配筋加大，造价增高，且影响室内净高。建议塔楼结构柱跨（进深）控制在12米以内，结构体系比较合理。柱外侧可考虑悬挑，以保证立面的完整性，同时可以形成丰富的空间感。

 

⑥建筑物的体积与面积。一般来说随着建筑物体积和面积的增加，工程造价会提高。尽量减少结构面积比例，增加有效面积，就是结构面积与建筑面积比越小，设计越经济。

 

⑦建筑结构。建筑结构就是建筑工程中构件所组成的起骨架作用的。建筑结构材料如，砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构。建筑材料和建筑结构选择直接影响到工程质量、使用寿命、耐火抗震性能，而且对施工费用、工程造价有很大的影响。

 

6结构专业相关介绍

 

6.1高层和超高层项目可能采用的建筑结构体系的介绍

 

我国已建造高度在150m以上的建筑150余栋。可供选择的结构形式很多。较为常见的结构形式包括：钢筋混凝土框架-核心筒结构、钢筋混凝土框架-剪力墙结构、钢框架-钢筋混凝土核心筒结构、钢框架-支撑结构、混合结构、巨型结构等。近年来，新兴的斜网格结构在办公大厦中也有不少成功应用的案例。

可供选择的楼盖体系包括：钢—混凝土组合楼盖、钢筋混凝土梁板楼盖、钢筋混凝土预应力楼盖等。

从概念上讲，处于地震设防地区的超高层建筑应该遵循体型简单、规整的原则，在建筑平面和立面上尽量规则。不过，体型规则并不等同于方盒子。优秀的超高层建筑都能够将良好的使用功能、完美的体型和立面与合理的结构布置很好的统一起来。

综合考虑各种因素后，对结构形式的选择提出以下目标：

 

①充分保障建筑设计的要求，满足建筑外部形象和内部空间的设计要求，满足功能对结构形式提出的要求，尤其是金融机构对内部空间的要求。

②要充分考虑结构成本，这其中不仅仅要考虑结构建造的成本，还要考虑结构空间占用带来的面积损失成本，上部结构自重带来的地基和基础成本，以及建造周期缩短或增长带来的成本。同时，还应当考虑建成后使用期内的结构维护成本。③要考虑施工建造的可行性，要考虑材料采购和招标的便利性，施工工艺的成熟性、建造工期的可控性、现场施工的安全性等。

6.2基础及地下室设计

6.2.1基坑开挖

超高层项目用地面积一般较小，为保证足够的地下室面积，应尽量扩大开挖范围。除预留必要的管线通道外，基坑开挖应尽量贴近用地红线。从经济性考虑，基坑支护可采用土钉墙+预应力锚杆的形式，为方便基础和地下室施工，建议将止水围幕一直做至不透水层。

6.2.2基础选型

参考现有建筑的地基条件和基础选型，建议基础采用大直径人工挖孔桩。这种基础形式具有以下优点：

①单桩承载力大，能够实现一柱一桩，结构传力简明。

②对施工技术要求低，施工工艺成熟，质量较为可靠。

③桩身成孔和桩底吃力层检验直观可靠。

④施工速度快、成本低。

⑤没有噪音扰民，环境污染小。

有以下缺点：

①该施工方法属限制工艺，需要特殊审批。

②需要进行大面积降水，降水成本高。大面积降水有可能对周边建筑和道路产生影响。

如果由于特殊原因不宜采用人工挖孔桩，建议可采用冲钻孔灌注桩作为备选。但冲钻孔灌注桩在结构传力、质量控制、建造成本、施工工期和环境污染方面与人工挖孔桩相比劣势较为明显。

6.3地下室设计

为保证充足的停车位和必要的设备用房要求，超高层办公楼至少将建造三层地下室。地下室各层的层高按照建筑室内净高要求进行控制，结构根据柱网选择合理的梁板截面。

6.4抗浮设计

若工程用地地下水位较高，对于塔楼覆盖范围以外的部分，需要考虑结构抗浮设计。目前可供选择的常用抗浮方式包括结构桩抗浮、结构桩+抗拔桩抗浮、锚杆抗浮、自重抗浮等。

根据常规项目的设计经验，建议采用抗拔桩与自重抗浮相结合的方式。要充分利用桩基侧面的摩擦力，通过增加桩身配筋，提高桩身抗拔承载力。若仍然不能满足抗浮要求，可考虑采取两种方法。一是适当增大桩身直径，提供更大的抗拔能力。二是可以采取增厚楼板或增加配重等方式，适当增加地下室重量，减少抗浮水头。

6.5其他事项

如果大厦结构高度超过150m，则可能属超限结构，均需要进行结构超限审查。在结构设计中需要进行大震作用下的补充计算，如静力弹塑性分析计算或动力弹塑性计算。这将增加设计时间和初步设计审批时间，须在工程建设进度安排中予以考虑。

参考文献：

［1］石油双塔:世界上最高的双塔楼[J].中国工程建设通讯,2009,(5).

［2］严宏兵,舒志,龚政.广西国际贸易中心大底盘双塔楼结构设计[J].工程建设与设计,2006,(9).