高層綜合樓建筑技術創新途徑的探討

李 曉 剛

(山西建筑工程(集團)總公司，山西 太原 030002)

高層綜合樓建筑技術創新途徑的探討

李 曉 剛

(山西建筑工程(集團)總公司，山西 太原 030002)

闡述了高層綜合樓的發展現狀及其特點，并對高層綜合樓樓蓋技術、幕墻設計技術以及其他技術革新進行了研究探討，有利于高層綜合樓建筑技術的不斷提高。

高層綜合樓，樓蓋結構，幕墻，技術創新

高層綜合樓是集商業、辦公、居住、娛樂等功能為一體的大樓，其是當代快速發展的社會經濟和日益進步的科學技術的必然產物。高層綜合樓在促進節約城市用地、完善辦公體系、提升辦公管理質量和效率、加快城市化進程方面具有積極作用。高層綜合樓復雜的功能化特征，其對建筑設計施工技術提出了更高要求。如何實現高層綜合樓建筑技術創新途徑，已成為當前高層綜合樓建設研究的焦點問題。

1 高層綜合樓及其建筑技術概述

1)高層綜合樓發展現狀。

高層綜合樓的產生是社會經濟、科學技術及城市化進程發展至一定程度的必然產物。較普通高樓建筑，高層綜合樓無論是從空間布局和功能設計方面，還是從外在美觀和綜合性能方面都具有突出表現。高層綜合樓最早始于美國，譬如“水塔廣場”大樓、“摩天大樓”等，而在我國則產生于二十世紀二三十年代。改革開放以來，國內社會經濟發展迅速，各種建筑工程配套設備和技術的不斷進步，為高層綜合樓在國內的發展帶來了無限潛能。高層綜合樓既有效的提高了辦公管理質量和效率，又降低了城市用地，為國內城市化進程注入了強勁動力?？偠灾?，伴隨著建筑領域中新型建筑材料、新型施工技術以及新型工程設計結構的不斷完善，為高層綜合樓的發展創造了極其有利的物質條件。

在未來城市化建設中，高層綜合樓的設計和施工應既要考慮大樓功能的多樣化發展，又要滿足其健康、舒適的要求。由此可見，高層綜合樓設計施工中應注意一定影響因素[1]，具體包括噪聲污染的控制、大樓自然通風和室內空氣質量、私密性、自然光和視野、搖晃和振動等。

2)高層綜合樓建筑技術概況。

伴隨著高層綜合樓功能更加多樣化、面積范圍愈來愈大、施工工段內容更加復雜等趨勢的發展，傳統的建筑技術已不能適應其發展要求，應對高層綜合樓建筑技術進行不斷地創新和完善，但必須考慮其自身特點，具體有：

高層綜合樓面積范圍廣闊、功能應用多樣且齊全、集辦公、商業、居住、娛樂等為一體，其知名度、影響力以及廣告效應優異。

高層綜合樓因其豐富多樣的外觀設計，其對城市景觀具有美化增彩效益，對于城市環境的保護和城市形象的美化具有積極作用。

高層綜合樓因其具有科學、合理、規范的設計，其在功能分配、區域布置方面較普通高樓更加合規，不但有效的降低了市政建筑資金成本，而且對于城市用地的節約具有積極效果。

此外，高層綜合樓作為城市發展的主要標志，其也代表著城市科學技術發展。高層綜合樓的日益完善和發展，對于城市交通聯系路線縮短、城市環境質量改善、社會和經濟效益的實現方面作用顯著。

當前，高層綜合樓功能多樣化發展，離不開其建筑施工設計技術的不斷完善和優化。下面就高層綜合樓樓蓋技術、幕墻設計技術以及其他技術革新進行逐一探討。

2 高層綜合樓樓蓋技術創新分析

高層綜合樓一個突出優勢就是城市基地面積利用率較高，在保障建筑面積、占地空間及其他條件下，采取層高降低、體積減少以及降低建筑總高度的措施，其關鍵是以建筑樓蓋結構總厚度的降低最為有效。當前，常見的高層建筑樓蓋主要包括密肋式樓蓋、現澆寬扁梁加平板、多孔空心樓蓋以及無梁樓蓋等[2]，其中以多孔空心無梁樓蓋為典型代表。

多孔空心無梁樓蓋通常采用GBF一次性薄壁管現澆，較普通主、次梁肋形樓蓋，其優點主要表現有：首先，可以有效的增加建筑使用面積約一層面積大小，實現經濟效益超過百萬元以上；其次，樓板底部較為平整，無主、次分割等，無需吊頂，并且能夠自由分割平面，方便其隨意改動、調整等；第三，高層建筑內，除核心筒部位外，包括空調管線、水管線、電管線等可在樓層內任意布置，并且不需要任何穿孔打洞施工作業；第四，采用GBF一次性薄壁管現澆技術，不但將底模制模施工難度有效降低，而且明顯的簡化了樓板底模施工，進而促進施工工期縮短。此外，多孔空心無梁樓蓋技術還有效的促進了高層建筑空間利用率的提高和二次裝修費用的降低。

盡管如此，多孔空心無梁樓蓋技術存在著一定不足之處，主要有：1)相對于普通主次梁肋形樓蓋而言，在施工造價方面空心無梁樓蓋相對較高，這易給建設單位造成工程成本造價的誤區，對多孔空心無梁樓蓋技術產生的綜合經濟和社會效益產生忽視；2)在工程施工實踐操作過程中，GBF薄壁管供應單位易與高層綜合樓施工單位產生經濟合同糾紛，一方面GBF一次性薄壁管現澆技術將給施工單位造成一定的經濟損失，另一方面GBF薄壁管供應單位為維護自身經濟效益而拒絕與施工單位簽訂分包合同，由此嚴重限制了多孔空心無梁樓蓋技術實踐應用；此外，國家和行業中有關多孔空心無梁樓蓋技術規范、制度、規程等尚未出臺，不利于多孔空心無梁樓蓋技術的運用及推廣。

總而言之，伴隨著高層建筑的樓蓋新工藝技術的不斷完善和優化，以及國家相關行業對其技術規范制度建立健全，其在高層建筑施工設計中應用和推廣將愈來愈廣泛。

3 高層綜合樓幕墻設計技術分析

幕墻設計墻體材料最早為磚石砌體，發展中經歷了實體墻面、金屬框結構、鋁合金玻璃幕墻、全玻璃墻面等階段，其中以鋁合金玻璃幕墻為典型代表。衡量幕墻結構的物理性能主要包括空氣滲透性、保溫性、風力變形性、雨水滲透性以及隔聲性等。對幕墻性能分別進行分級，如表1～表5所示[3]。

表1 幕墻的空氣滲透性能分級 m2/(m·h)

表2 幕墻的保溫性能分級 W/(m2·℃)

表3 幕墻平面內變形性能分級

表4 幕墻的雨水滲透性能分級 kN/m2

表5 幕墻的隔聲性能分級 dB

以鋁合金玻璃幕墻為例，其在結構設計、原材料加工、安裝施工以及施工監理中應采取一定的技術措施，以確保鋁合金玻璃幕墻質量安全。具體包括：首先，應充分考慮鋁合金玻璃幕墻抗震性能，通常要求在地震烈度高于8度地區禁止使用鋁合金玻璃作為高層綜合樓外圍幕墻；其次，鋁合金玻璃幕墻設計要求中，鋁合金型材必須按照GB 5237標準要求進行規范，并且其陽極氧化膜厚度必須在AA15級以下，壁厚應大于3 mm；第三，采用具有相對較高安全性的玻璃作為鋁合金玻璃幕墻材料，以確保其質量安全，譬如采用熱噴涂鍍膜玻璃作為弧形玻璃幕墻，而采用真空磁控陰極濺射鍍膜玻璃作為熱反射鍍膜玻璃應用；第四，采用丁基密封膠或硅酮密封膠作為半隱框、隱框幕墻中空玻璃用密封膠，而采用丁基密封膩子或聚硫密封膠作為明框幕墻中空玻璃用密封膠；第五，國家認定檢測機構對制作完成的玻璃幕墻進行取樣，按照相關檢測標準對其抗空氣滲透性、抗風壓變形性以及抗雨水滲漏性等進行檢測；此外，在鋁合金玻璃幕墻功能設計時應避免受主體結構內力作用，以確保其使用安全性。

4 高層綜合樓其他技術創新分析

針對高層綜合樓功能復雜多樣化特征，其在結構設計、水電暖布置、工程施工中應相互協調、相互統一。在高層綜合樓技術創新中還包含了高層綜合樓防火防災設計、高層綜合樓設備層改造利用、大空間應用等問題[5]，具體分析有：

1)高層綜合樓防火防災設計。

針對高層綜合樓火災所具有的火勢蔓延途徑復雜多樣、火災危害性強、人員疏散難度大、人身財產損失嚴重、消防救火實施困難、裝飾裝修材料易燃、易導致大型火災等特點，高層建筑防火設計中應著重對電梯井道等豎井管道設計和樓體外圍幕墻的防火設計。其中，在高層建筑的電梯井道和其他各類管道豎井設計方面，首先要確保材料的防火性能，其次要求各管道單獨使用，防止煙火互串，再次采用水平分隔方式對電纜井進行設計施工，最后特別注意空調系統、通風系統、垃圾管道等防火處理；在高層綜合樓外圍幕墻的防火設計方面，首先采用不燃材料作為窗體填充材料，其次確保玻璃幕墻防火極限大于1 h，再次規范樓體內裝修裝飾材料應滿足相應的燃燒性能等級。

2)高層綜合樓設備層改造利用。

高層綜合樓設備層的設置位置以上下管道以及其他管道集中到設備層里進行水平交叉點最少處為宜，既可以使管道沿著樓體底層向樓外伸出，也可以將半地下室作為設備層應用。由于高層綜合樓體內各種管線結構復雜多樣，這就對其面積和容量提出更高要求，而相應的對建筑空間造成損失。因此，可根據高層綜合樓體實際布置情況，對其設備層進行改造，以提高其空間利用率。

3)高層綜合樓大空間利用。

當前，在部分高層綜合樓中，存在著空間面積較大，位置相對偏僻的區域未得到充分利用，造成了一定的損失。對高層綜合樓大空間空閑區域的有效利用，也是當前高層綜合樓建筑技術創新中一個研究的重點問題。

5 結語

伴隨著城市化進程的日益加速，高層綜合樓建筑數量和規模日趨擴大。為促進高層綜合樓建筑多功能作用的顯現，應不斷的對高層綜合樓建筑技術進行創新。

[1] 杜宏良.高層綜合樓建筑技術創新措施的研究[J].科技傳播，2011，12(下):36.

[2] 湖南省統計局.湖南統計年鑒(1998，2001)[M].北京：中國統計出版社，1998，2001.

[3] 袁軍建.高層綜合辦公樓未來發展的趨勢[J].環境設計，2010(9)：56-57.

[4] 趙西安.玻璃幕墻設計，施工與監理[D].北京：中國建筑科學研究院，1996.

[5] 李 翔.高層綜合樓建筑技術創新途徑的探討[D].長沙：湖南大學碩士畢業生論文，2003.

The technology innovation way of high-rise complex building

Li Xiaogang

(ShanxiConstructionEngineering(Group)Corporation,Taiyuan030002,China)

The paper illustrates development status and characteristics of comprehensive high-rise building, explores its floor technology, curtain wall design technology, and other technological creation, which will be some help for continuously improve comprehensive high-rise building construction technology.

comprehensive high-rise building, floor structure, curtain wall, technological creation

1009-6825(2015)07- 0014- 02

2014-12-23

李曉剛(1978- )，男，工程師

TU974

A