超高层住宅开发的研究与思考.docx
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超高层住宅开发的研究与思考
超高层住宅开发的研究与思考
超高层住宅开发的研究与思考
——宇鹏——
深圳作为一个国际化大都市，土地的稀缺是显而易见的，但纵观深圳房地产住宅市场上，虽然各种类型的建筑产品层出不穷，但是，有一个很奇特的现象，深圳的超高层住宅属稀缺类！
目前市场上的超高层住宅供应仅一个（纯住宅）港丽豪园，而且开发的不是很成功。
深圳的许多超高层建筑都是写字楼，住宅皆以小高层、高层为主流，似乎与深圳住宅用地的稀缺不相映衬。
许多国际大都市，比如与深圳隔了一条河的香港，超高层住宅比比皆是，北京、上海、广州超高层住宅的开发也接二连三，可以预见，不久的将来，深圳的超高层住宅将风声水起，引领深圳住宅楼市的风骚！
本文对超高层住宅开发中的一些问题进行研究和思考，旨在与同行交流，共同研讨深圳超高层住宅开发中需关注的课题。
全文排序如下：
♦主要结论
♦超高层建筑的界定
♦超高层住宅建筑部分特点
♦部分开发环节技术难点的研究与思考
▲成本核算
▲结构系统
▲垂直交通设计
▲消防弱电系统
▲节能、环保措施及其他
♦深圳市场超高层住宅物业研究与思考
▲东海港丽豪园
▲擎天华庭
主要结论:
♦超高层建筑的界定
高层、超高层建筑的划分，不同国家有不同的规划。
联合国1972年国际高层建筑会议将高层建筑按高度分为四类：
（1）9〜16层（最高为50米）；
（2）17〜25层（最高到75米）；（3）26〜40层（最高到100米）；40层以上（即超高层建筑）。
根据我国《高层民用建筑设计防火规范》，凡是超过100米的均为“超高层公寓”。
（本文把40层以上楼定为超高层）
♦超高层住宅建筑部分特点
•结论：
虽然超高层住宅建筑存在着一些明显的缺陷，但是通过国内外近些年对超高层建筑的开发研究实践，在建设开发上，技术条件已经具备。
故而对于超高层住宅的开发更多需要思考的是技术难点的优化解决方案及市场导向的相关方面。
♦部分开发环节技术难点的研究与思考
•结论一：
成本的增加势必使得开发物业销售价格上扬，同时也使得项目开发获取得利润率降低，所以，在开发成本和销售价格不可控的情况下，缩短超高层住宅物业的开发销售周期是保证利润率的一个关键。
•结论二：
由于超高层住宅建筑结构的特殊性，建筑内部的梁柱将会不可避免的存在，在结构设计中一方面考虑异型柱的使用，另一方面在户型设计中要充分全面考虑梁柱的影响、规避及利用。
•结论三：
超高层住宅建筑由于要最大化满足居住舒适性的需求，同时还要兼顾节能、环保、易于维护的特点，垂直交通设计需采用先进理念和工艺水平。
分散核心筒设计理念相对较为符合超高层住宅的要求，但会增加一定程度的公摊面积。
需通过多方案论证比较，找寻最优化方案。
•结论四：
百年大计，安全第一，超高层住宅建筑由于自身特点，消防保障是重中之重，全方位、现代化的智能消防保障体现一方面是建筑本身必不可少的要素，另一方面结合智能化系统也是项目营销推广中的重要卖点之一。
•结论五：
超高层住宅建筑后期维护费用较高，在设计过程中优先考虑后期维护的节省原则；前期投入一次到位，采用高品质优良材质，延长使用年限，便利后期维护；节能材料、节能工艺、节能设备广泛运用；采用优化建筑位置及朝向设计、优化围护结构墙体设计等方式来达到降低能耗的效果。
♦深圳市场超高层住宅物业研究与思考
•东海港丽豪园
结论：
港丽豪园的失败只能作为一个开发项目的失败，不能作为超高层住宅项目的失败个案来看，假使港丽豪园在开发进程中避开竞争锋芒、完善宣传推广系统，细部处理到位，价格定位合理，应该能够找到成功之路的。
•擎天华庭
结论：
擎天华庭项目的失败可以说在产品设计完成之时已经确定了，5000平米的地块用以开发小户型是最安全的开发模式，已经是行业内共识，开发单位背离市场规律，结果只能是留下深刻教训。
这个项目的失败对于超高层住宅物业的开发如何成功，借鉴意义不大。
♦超高层建筑的界定
根据我国《高层民用建筑设计防火规范》，凡是超过100米的均为“超高层公寓”。
高层、超高层建筑的划分，不同国家有不同的规划。
联合国1972年国际高层建筑会议
将
高层建筑按高度分为四类：
（1）9〜16层（最高为50米）；
（2）17〜25层（最高到75
米）；（3）26〜40层（最高到100米）；40层以上（即超高层建筑）。
日本建筑大辞典将5〜6层至14〜15层的建筑定为高层建筑，15层以上为超高层建筑。
我国《民用建筑设计通则》（JG37—87）将住宅建筑层数划分为：
1〜3层为低层；4〜6层为多层；7〜9为中高层；凡超过100米均为超高层。
无疑，现代超高层建筑从一定意义上是城市现代化标志。
目前，深圳市已经建成的超高层住宅建筑包括万科俊园、东海港丽豪园、万科金域蓝湾、擎天华庭等几个项目。
从住宅项目开发的层面来看，超高层住宅的开发相对其他形式的住宅开发有着较大的难度。
♦超高层住宅建筑部分特点
与普通高度住宅相比，超高层住宅视线无遮挡，看到的景观效果更好，而且高处的湿度小，不易潮湿，远离汽车尾气尘埃，空气质量优良，同时通风条件更好，受干扰程度小。
超高层住宅土地利用率高，能够承载更多的居家。
★超高层建筑由于其体型巨大，功能复杂，容纳人员众多，投资十分庞大。
超高层楼宇无异于一条竖立起来的街道，存在着安全、内部交通、环境、能源消耗等多种难以妥善解决的问题，越是向高处发展，安全性、耐久性及适用舒适等问题就愈多，对结构工程师和建筑师、机电工程师都提出新课题。
相对高层住宅而言，超高层住宅设计复杂，对项目设计及管理水平要求严格，因此设计、工程顾问及监理费用可能增加；超高建筑物中每隔一定距离须加设避难层，以可使用面积计，成本会较高；
★超高层建筑的建设和维护要耗费大量财富。
成本、能源的角度审视超高层建筑。
超高层建筑在施工设计上的要求更加严格，尤其是对消防、防震、防风的指标要求很高，对例如玻璃等建筑材料的选择格外严格，同时由于高处的湿度、风力影响，对建筑结构构造方面也有特殊要求，由于这些特殊要求和设计，使整
个建筑成本约增加1/4左右。
因其体量高大、荷载强度高、地基处理及建筑成本高、电梯垂直爬升的耗能及运转成本也大。
还有的专家指出，超高层建筑的结构寿命一般在100年以上，而其内部的许多设备系统寿命仅为十几年，维修、更换的难度很大，成本过高。
有学者还指出，因建筑本身也是一种消耗性产品，日子长了会有磨损，钢筋混凝土也会逐步丧失其强度，其维修、保养将会是一笔不小的开销。
★超高层建筑设计、施工和管理维护诸多方面与众不同之处，点点滴滴都要认真对待。
超高层建筑绝不是普通建筑的拉伸或简单叠加。
在一般建筑物中的一般问题，到了超高层建筑中都成了特殊问题，需要特别关切和处理。
▲侧向风影响
高层、超高层建筑要承受侧向的风力，这一点是勿庸置疑的。
但是，对建筑物影响多
大？
一般说，在正常的风压状态下，距地面高度为10m处，如风速为5m/s,那么在90m的高
空，风速可达到15m/s。
若高达300-400m,风力将更加强大，即风速达到30m/s以上时，摩
天大楼产生的晃动将十分剧烈。
对大楼的这种晃动，首先要考虑它对电梯的影响，电梯被视为超高层建筑的“生命线”。
当电梯高速运行的同时，如果大楼的晃动超过一定尺寸，电梯的钢缆就会因时紧时松的受力不均受到伤害，并造成危险。
▲烟囱效应
冬天，在气温较低的情况下，会由于低层（特别是一层大堂）和地下室的冷空气窜入电梯
井，经烟囱效应形成强大气流，造成电梯关不上门。
而且会将底层的一些气味带到高层，如厨房的气味、油烟味等，此时如在底层或地下室有电焊操作或燃气泄漏就可能将火源随气流带到高层，极端危险。
同时，由于电梯轿厢与井壁间的缝隙很小，在电梯移动时，气流的摩擦会产生啸叫，这种现象在金茂大厦也有出现。
据对于超高层建筑设计极有经验的美国SOM设计事务所说，这是个国际性难题，目前尚未找到很好的解决办法。
▲消防安全问题
超高层建筑存在诸多火灾事故隐患。
建筑装修中使用了大量可燃性材料，建筑内部还分布着大量电线电缆，一旦火灾形成，火势会非常迅猛，电梯井和管道井就像一个个大烟囱，火借风势，蔓延很快。
此外，超高层建筑中普遍使用的钢结构体系耐火性较差，在700C度
的高温下，其承重性能就会大大降低，导致楼体坍塌。
同时，超高层建筑内部人员疏散也会比较困难。
▲其他管理维护问题
一些超高层大楼都曾出现过断电、跑水等事故。
从管理上看除了做好预案，防止事故发生和做好备用系统以外，一旦事故出现，如何抢救，是否有一位掌握全局、了解本系统一切细枝末节的人十分重要。
上海金茂大厦的管理层就曾对没有一位掌握该建筑14000多个阀门的人感到十分遗憾。
擦玻璃也成了管理这些庞然大物的一个麻烦。
金茂大厦的幕墙有，1O．8万平方米，据说两架擦窗机连续工作，一年才能把所有的玻璃擦一遍，而且，由于建筑外形凹凸起伏太大，檐部又挑出很多，有的地方达3m以上，擦玻璃相当困难。
•结论：
虽然超高层住宅建筑存在着一些明显的缺陷，但是通过国内外近些年对超高层建筑的开发研究实践，在建设开发上，技术条件已经具备。
故而对于超高层住宅的开发更多需要思考的是技术难点的优化解决方案及市场导向的相关方面。
♦部分开发环节技术难点的研究与思考
▲成本核算
相对高层住宅而言，超高层住宅设计复杂，对项目设计及管理水平要求严格，因此设计、工程顾问及监理费用可能增加；超高建筑物中每隔一定距离须加设避难层，以可使用面积计，成本会较高；配套设施建设费或会因建筑物层数不同而收费基准有异。
超高层住宅造价增加主要体现在以下四个方面：
项目整体设计与建筑标准；基础及结构；屋面及外立面；机电。
根据表示，假设开发商开发一座30层的毛坯房一般造价约2,200元/平方米，如设计
转
为50层超高建筑，经过下列简单测算，其额外造价约：
330-545元/平方米，造价增幅约为
15%-24%。
•结论:
成本的增加势必使得开发物业销售价格上扬，同时也使得项目开发获取得利润率降低，所以，在开发成本和销售价格不可控的情况下，缩短超高层住宅物业的开发销售周期是保证
利润率的一个关键。
J
増加造价（元『平方氷1申"
整体设计标准与技术Q
（+）¥20-¥40^弓
（+）¥160¥260^V
屋面及外立面b
〔+）¥15-¥25』1
机电设备卩
（+）¥160-¥240^
合VN
（+）¥355-¥565剖幅约为16%-及％〕屮
▲结构系统
对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：
框架结构体系、剪力墙结构体系、框架一剪力墙结构体系、框一筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。
七十年代以前，我国的高层建筑多采用钢筋混凝土框架结构、框架一剪力墙结构和剪力
墙结构。
进入八十年代，由于建筑功能以及高度和层数等要求，筒中筒结构、筒体结构、底部大空间的框支剪力墙结构以及大底盘多塔楼结构在工程中逐渐采用。
九十年代以来，除上述结构体系得到广泛应用外，多筒体结构、带加强层的框架一筒体
结构、连体结构、巨型结构、悬挑结构、错层结构等也逐渐在工程中采用。
为适应结构体系的多样化，结构材料向多样性发展，八十年代以前高层建筑主要为钢筋混凝土结构。
进入九十年代后，由于我国钢材产量的增加，钢结构、钢一混凝土混合结构逐
渐采用。
如金茂大厦、地王大厦都是钢一混凝土混合结构。
此外，型钢混凝土结构和钢管混
凝土结构在高层建筑中也正在得到广泛应用。
高层建筑结构采用的混凝土强度等级不断提
高，从C30逐步向C60及更高的等级发展。
预应力混凝土结构在高层建筑的梁、板结构中广泛应用。
钢材的强度等级也不断提高。
高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混
凝
土结构（代号SRC，钢管混凝土结构（代号CFS和全钢结构（代号S或SS°
建筑高度100m,柱网为8.4m,抗震设防烈度为6度，采用框架一剪力墙或框一筒结构体系较为经济合理，这种结构体系的剪力墙或筒体是很好的抗侧力构件，常常承担了大部分的风载和地震荷载产生的水平侧力，总体刚度大，侧移小，且满足玻璃幕墙的外装饰要求。
一般钢结构建筑物的楼板和屋盖，混凝土）楼板和屋盖，厚度一般不小于虑钢承混凝土楼板和屋盖与钢梁共同作用。
超高层建筑的楼板和屋盖具有很大的平面刚度，是竖向钢柱与剪力墙或筒体的平面抗侧力构件，同时使钢柱与各竖向构件（剪力墙或筒体）起到变形协调作用。
都采用轧制的压型钢板加现浇钢筋混凝土（简称钢承
150mm.目前在设计钢承混凝土楼板和屋盖时没有考
主要是对于板底呈波形的计算原理不甚了解或认为
计算繁琐，就按平板计算，这样既不安全又增加了钢梁的用钢量。
•结论：
由于超高层住宅建筑结构的特殊性，建筑内部的梁柱将会不可避免的存在，在结构设计中一方面考虑异型柱的使用，另一方面在户型设计中要充分全面考虑梁柱的影响、规避及利用
▲垂直交通设计
高层建筑与其它建筑之间的最大区别，就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核”（Core）。
而这个“核”也恰恰在形态构成
上举足轻重，决定着高层建筑的空间构成模式。
随着高层建筑建设的发展、高度的增加和技术的进步，在高层建筑的设计过程中，逐渐演化出了中央核心筒式的“内核”空间构成模式。
在建筑处理上，为了争取尽量宽敞的使用空间，希望将电梯、楼梯、设备用房及卫生间、茶炉间等服务用房向平面的中央集中，使功能空间占据最佳的采光位置，力求视线良好、交通便捷。
在结构方面，随着筒体结构概念的出现、高度的增加，也希望能有一个刚度更强的筒来承受剪力和抗扭。
在建筑的中央部分，有意识地利用那些功能较为固定的服务用房的围护结构，形成中央核心筒，而筒体处于几何
位置中心，还可以使建筑的质量重心、刚度中心和型体核心三心重合，更加有利于结构受力和抗震。
这种“内核”空间构成模式，经过长期的实践检验，以其结构合理、使用方便和造价相对低廉的优势，很快便成为高层建筑中最为流行的空间布局形式。
当然，除了中央核心筒式
的“内核”布置方式之外，高层建筑还有其它的布局方式，如“外核式布局”和“多核式布局”等等。
尽管中央核心筒式布局的筒体周围的房间需要人工采光和机械通风，总会多少给
人带来不适感，但是一直以前，“内核”式的布局形式一直占据着主导地位。
“内核”式的布局形式及其变种不仅在数量上占有绝对优势，而且，大多数著名的超高层写字楼建筑也都采用这种形式。
但是作为超高层住宅建筑，这种内核式的布局存在着诸多不便利之处。
随着时代的发展、技术的进步，人们对建筑需求的变化和设计侧重点的不同，以中央核心筒为主流的高层建筑“内核”空间构成模式开始受到了挑战。
第一次变革主要还是出于造型上的需要和建筑设计理念的变化，
双核”构成模式。
双侧外核心筒的布局，不仅有利于避难疏散，造型产生了巨大的变化。
贝聿铭设计的新加坡“华侨银行中心”
BankingCenter，1976）和日建设计设计的日本“IBM本社大楼”（IBMHeadofficeBuilding，1972）等等就是当年风行一时的双侧外核设计手法的代表。
第二次变革最先对核心筒提出革命性建议的是设备专业，他们认为随着建筑设备的日趋增多和越来越复杂，如果把设备用房和管道井从核心筒中分离出来，可能会更有利于管理和
维修。
而80年代以后，智能化建筑的普及和电信设施的不断增加，导致了在高层建筑中大
量应用计算机和电信通讯设备，甚至许多建筑在竣工之后，仍然频繁地改造布线系统和增添新设备。
智能化办公楼中的光缆与电脑网络管道井、配线箱以及中继装置等，每层都必须设置三处以上才算合理。
这样，建筑上为了满足机电设备经常变动的需要，便开始将“核”分散化，分置多处设备用房和管道井，以便于局部更改。
对于结构专业来说，加强建筑周边的刚度也会有效地抵抗地震对高层建筑的破坏，所以如果将垂直交通和设备用房等分散地布置在周边，则无疑也会对结构抗震有利。
同时，这种分散的多个外核的空间构成模式，也正好适用于新兴的巨型框架结构（SuperFrame），使这种结构体系中的巨型支撑柱具有了使用功能。
其最典型的实例就是丹下健三设计的日本“东京都新都厅”（NewTokyoCityHall，1991）。
而从建筑设计的角度来看，核的移动、垂直交通、服务性房间和管道井分散到建筑的周边，对于高层建筑的空间构成模式和立面造型上的变化也是极具革命性的。
它不但适应了其它专业的需求，而且还有利于避难疏散，创造更大的使用空间和使高层建筑的底部获得解放。
这种空间构成模式所具有的灵活性和先进性，很快便被推崇技术表现的欧洲建筑师们所发现，并创造性地应用在他们的作品之中。
罗杰斯（R.Rogers）设计的英国“伦敦劳埃德大厦”（Llogd'sofLondon,1986）、88木街办公楼（88WoodStreet,
LondonEC2，1999）和福斯特（N.Foster）设计的“香港汇丰银行”（New
HeadguartersfortheHongkongBank，1986）等等即是分散式核心筒的杰作，它们从
内部的空间构成到外部立面，均与中央核心筒式的高层建筑大相经庭。
此处，在规模较小的高层建筑中，近年来还出现一种核与主要使用空间分离化的现象，垂直交通、服务性用房和设备管道井均分别独立，与建筑主体分开。
主要使用空间更加完整，四面对外，核与主要使用空间之间以连廊相接。
从结构的角度来看，核的刚度较大，而主体较柔，两部分各自分别工作，既受力合理又相对经济。
当然，连接部分的设计是这类高层建筑设计的关键所在，不过这种设计方式给建筑外观带来的变化，已引起了建筑师们的观注，并很快在欧洲和日本流行起来。
德国的汉诺威建筑博览会管理办公楼（VerwaltungsgebaudederDeutschenMesseAG，2000）、埃森RWE公司办公楼（RWEAGCorporateHeadguarters，1996），以及日本东京的东急南大井大楼（Toku
Minami—01Building，1994）和大阪的凯恩斯本部办公楼（KeyenceCorporationHeadOffice&LAB，1994）就是核与主体相分离的极有特色的建筑实列。
核的分散和分离还可以使楼梯间、卫生间等直接对外自然采光通风，既节约能源，又省去消防所需的加压送风设备，更符合低能耗，可循环的现代设计原则。
因此，近几年强调生态、节能的高层建筑多采用这种布局方式。
马来西亚建筑师杨经文设计的高层建筑，不但楼梯、卫生间等全部对外，而且电梯筒壁还被刻意用来遮挡日晒，可谓“分散外核空间构成模式的生态设计方式”。
“吉隆坡广场大厦”（PlazaAtrium，1986）及其最新设计的“新加坡展览大厦”（ExhibitionTower，1999）就都反映出这一设计特征。
而另一位欧洲的建筑师赫尔佐格（T.Hetzag）设计的前述之德国汉诺威建筑博览会管理办公楼，也以其生态观念赢得了众口称赞。
•结论：
超高层住宅建筑由于要最大化满足居住舒适性的需求，同时还要兼顾节能、环保、易于维护的特点，核心筒设计需采用先进理念和工艺水平。
分散核心筒设计理念相对较为符合超高层住宅的要求，但会存在一定程度的公摊面积。
需通过多方案论证比较，找寻最优化方案。
▲消防弱电系统
超高层建筑的高度特点是带来消防弱电系统设计特点的根本原因。
现实的看，机动消防车辆的消防能力不可能跟上超高层建筑的发展，因此，超高层建筑的消防设计应立足于建筑
内部的消防系统建设，在智能化的旗帜下，努力完善火灾探测、报警、扑救等自动功能，将火险消灭在萌芽状态。
另外，消防系统是一个由建筑、设备及电气等专业构成的整体，专业间的密切配合及统筹安排十分重要。
这些应是保证超高层建筑安全的基本思路。
★火灾探测器的布置标准较高
一般超高层建筑中除了顶层外，各层屋顶为平顶（即层顶坡度为零），层高不超过6米。
在此条件下，一般建筑的感烟探测器保护面积一般为60平方米，保护半径为5.8米，但
对于超高层建筑，消防主管部门往往要求提高标准，例如要求保护面积为40〜50平方米，
保
护半径从严掌握，依探测器位置形成的矩形长宽比确定。
显然，探测器的布置以接近正方形布置较为经济。
感温探测器设于地下室、厨房及允许吸烟的场所，在平顶条件下，保护面积为20平方米，保护半径为3.6米。
需要注意，问题往往出在建筑平面上的边角处，探测器的保护半径达不到审核要求。
此类在一般建筑中可通融的问题在超高层中是应严格执行规定的。
另外，在变配电室、发电机房、皮带输送机以及电缆桥架上，除了设气体灭火装置（一般在土建后由业主自建）外，还应考虑设置缆式烟感器。
★报警手段
除了烟感器、温感器、手报按钮、消火栓按钮等，超高层建筑中的车库、厨房应增设可燃气体探测器等。
在各重要机房（有人值班），特别是一层的消防控制室中，应设119专用消防电话，与市电话局119交换设备直通，至于报警层灯一般全设，而报警电铃或蜂鸣器，因其制造人为恐慌与混乱，在有紧急广播的条件下，多不采用。
★报警探测器安装场所
超高层中凡超过5平方米的房间均应设探测器，即使卫生间也不例外。
此外，楼梯间是火灾逃生通道，应设探测器。
电气竖井不论大小，因其火灾发生可能性大，作用重要而必须逐层设置。
手报的设置半径为步行距离30米，一般设于楼梯间及出口等逃生通道附近，以便人员在逃离火场是方便报警。
★避难层的消防安排
避难层的设置是超高层建筑的特殊应急措施。
它用于火灾避险时人员暂留，以弥补超高层给消防设备带来的灭火能力不足（国内尤甚）。
一般每隔50米高度设一个避难层，100〜
200米高度设两个避难层。
在避难层中一般不设日常办公或生活场所，即其建筑空间仅用于救灾应急。
但为了解决超高层实际问题，也为了满足消防自身的需要，通常在保证人员躲避火灾需要的前提下，设置部分设备机房，如防烟正压风机、排烟风机、空调机组、新风机组等，并且要求避难层的正压进风系统独立设置，送风量不小于每小时30立方米。
避难层的
排烟风机和正压风机在火灾时用同时工作区段，排烟口和进风口不应贴邻布置。
避难层的烟感器布置条件也是保护半径不大于5.8米（如设置温感探测器，保护面积不大于20平方米），手动报警按钮也是设于出入口近旁，每个防火分区至少设置一个手报，每个手报的负责范围半径不大于30米，一般距地1.4米左右墙上安装。
超高层大多为塔楼形状，每层至少一个防火分区，但通常每层大多一个防火分区
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