发布时间:2023-09-25 11:51:27
绪论:一篇引人入胜的办公楼的建筑设计,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。
本工程为五层框架结构,建筑物总高度为17.25m,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,设计地震分组为第一组,建筑抗震设防类别为丙类,框架结构抗震等级为三级,结构安全等级为二级,结构正常使用年限为50年。室内设计标高为±0.000,相对于绝对标高0.450m,室内外高差为450mm。建筑物的耐火等级为二级。图纸中标高以米计,尺寸以毫米计。由于建筑物总长度为54.6m,没有超过了《混凝土规范》GB50010-2002第9.1.1条伸缩缝最大间距为55m要求,在结构设计计算中,首先进行结构选型和结构布置,确定承重体系。
1 设计要点
1.1 建筑平面设计
(1)依据建筑功能要求,确定柱网的尺寸,然后,再逐一定出各房间的开间和进深;(2)根据交通、防火与疏散的要求,确定楼梯间的位置和尺寸;(3)确定墙体所用的材料和厚度,以及门窗的型号与尺寸。
1.2 建筑立面设计
(1)确定门窗的立面形式。门窗的立面形式一定要与立面整体效果相协调;(2)与平面图对照,核对雨水管、雨棚等的位置及做法;(3)确定墙体立面装饰材料做法、色彩以及分格艺术处理的详细尺寸。
1.3 建筑剖面设计
(1)分析建筑物空间组合情况,确定其最合适的剖切位置。一般要求剖到楼梯及有高低错落的部位;(2)进一步核实外墙窗台、过梁、圈梁、楼板等在外墙高度上的关系,确定选用那种类型的窗台、过梁、圈梁、楼板及其形状和材料;(3)根据平面图计算确定的尺寸,核对楼梯在高度方向上的梯段的尺寸,确定平台梁的尺寸。
2 方案设计
本方主要特点:突出“以人为本”,努力创造功能合理,经济适用,安全舒适,环境优美,满足现代人工作的办公楼,方案可实施性较强。
2.1 建筑平面设计
平面上力求简单、规则、对称,整个建筑平面为“一”字形,既有利于自然采光和自然通风,同时又有利于抗震。
整栋建筑为南北朝向,建筑物主入口的朝向为北边。本办公楼工程为现浇混凝土框架结构,在框架结构的平面布置上,柱网是竖向承重构件的定位轴线在建筑平面上所形成的网格,使框架结构的脉络,柱网布置既要满足建筑平面布置和使用功能的要求,又要使结构受力合理,构件种类少,施工方便,柱网布置还应与建筑分隔墙布置互相协调,一般常将柱子设在纵横建筑墙交叉点上,以尽量减少柱网对建筑使用功能的影响。框架结构常用的柱网布置方式有:内廊式、外廊式、等跨式、对称不等跨式等。本框架结构办公楼采用内廊式柱网布置。各个房间的开间和进深根据现行办公建筑设计规范划定。建筑物的总长为54.6米,总宽度为16.8米,其长宽比约为3.3,满足7度抗震设防区建筑物长宽比不允许超过6.0的要求。
该工程为一科技局办公楼,根据使用功能的要求,每层设有办公室,会议厅,资料档案室,配电室等。
2.2 建筑立面设计
该办公楼在建筑立面上采用宽大而明亮玻璃窗,有效的满足室内采光的要求,同时可以表现简洁和现代感。建筑立面和竖向剖面上力求规则,避免立面的凹进或突出,使结构的侧向刚度变化均匀,有利于结构抗震。
2.3 建筑剖面设计
建筑物的剖面图要反应出建筑物在垂直方向上各部分的组合关系。剖面设计的主要任务是确定建筑物各部分应有的高度、建筑物的层数及建筑空间的组合关系。
在建筑物的层高上,考虑到建筑空间比例要求及办公建筑设计规范规定办公楼室内净高要求,该办公楼的层高为常用的3.3m,室内外高差为0.45m。根据总建筑面积等各方面的要求,该建筑物为5层;总建筑高度为17.25m,其高宽比为1.03,满足7度抗震设防烈度区建筑物高宽比不允许超过4的要求。另外从室内采光和通风的角度考虑,窗台的高度取0.9m。屋顶为形式。
此设计满足“适用、安全、经济、美观的总体要求,建筑平面简洁、明快、体现时代待征,结构方案合理,体系选择准备、技术先进、利于施工,装饰简洁适用、经济。
3 基础选型
多层框架结构的基础,一般有柱下独立基础、条形基础、十字基础、片筏基础,必要时也可采用箱形基础或桩基等。
基础类型的选择,取决于现场的工程地质条件、上部结构荷载的大小、上部结构对地基不均匀沉降及倾斜的敏感程度以及施工条件等因素,还应进行必要的技术经济比较。
综上考虑,本设计采用现浇柱下钢筋混凝土独立基础和联合基础,混凝土强度等级用C25,钢筋用I级钢筋。
取柱A,D进行独立基础的设计,取柱B和柱C进行联合基础设计。
根据室内外高差0.45m,基础顶面到室外地坪0.65m,选取基础高度为0.75m,砾石层作为持力层,取,。
3.1 确定基顶荷载(联合基础)
(1)由基础梁传来的恒载设计值。
基础梁自重
25×0.20×0.35×(7.2+2.4+7.2×2-0.7×4)×0.5=18.55KN
墙重
5.5×0.24×(16.8-0.6×5)×(7.2+2.4-0.7×2)×0.5=74.69
合计 93.24 KN
Nb=1.2×93.24=111.89KN
Mb=111.89×0.23=25.73KN·m
(2)由柱传来的荷载设计值。
第一组:(Nmax与相应的M和V)
M1c=15.31KN·m N1c=2141.79KN V1c=9.74KN
第二组:(Mmax与相应的N和V)
M2c=452.97KN·m N2c=1285.46KN V2c=159.64KN
故作用于基底的荷载设计值:
第一组:
M1c=15.31+25.73+9.74×0.75=58.69KN·m
N1c=2141.79+111.89=2253.68KN V1c=9.74KN
第二组:
M2c=452.97+25.73+159.64×0.75=496.35KN·m
N2c=1285.46+111.89=1474.08KN V2c=159.64KN
3.2 初估基底截面面积和基础高度(联合基础)
(1)地基承载力设计值计算。
设基础埋深1.4m,,,b=0,,则地基承载力设计值:
式中:
f—地基承载力设计值
fk—地基承载力标准值
b、d—分别为基础宽度、深度的承载力修正系数
γ,γm—分别为基地下土的重度、基底以上的加权平均重度
b—基础底面宽度
d—基础埋置深度
(2)基底底面积估算。
先按轴心受压估算基底面积:
中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:
1.高层办公建筑的设计
随着社会经济的发展,现代经济社会的信息交流和人际交往增多,要求办公建筑面积尽可能集中。我国高层办公建筑发展迅速,并充分利用了现代技术和城市最优越的基础设施。当下,多数的高层办公建筑以电力通讯、职能化写字楼、服务等为主体。下面从以下几方面进行了初步探讨:
1.1环境协调
高层建筑往往以其宏伟的尺度和巨大的体量,给观者以强烈的视觉感受,同时也决定和影响着所在城市区域的艺术风格和美学价值。通过对基地环境的细致分析,来寻求既能体现现代化办公建筑新颖、独特的整体风范,还要与城市周边环境协调一致的建筑形象。当真正把建筑看作是城市环境的一部分时,建筑设计不仅仅是简单意义的单纯设计,单纯满足使用功能、技术和经济等方面的要求,已不再是设计的全部内容。强调环境与城市对存在于其中的建筑的重要性,探求空间形体与内在秩序的和谐统一,是设计方案的基点。
设计首先要对建筑环境进行理性分析和比较,提出一个符合美观、高效、适用、经济等发展原则的布局方案,力求达到城市景观界面的连续性,以北方为例,根据气候寒冷的特点,应采用集中布局,主要入口应有交通便利的道路,并能提供宽阔的城市公共空间,在视觉术效果方面和谐统一,同时还要考虑其它三个方面与城市景观是否和谐,界面是否连续,以此来确定建筑位置,主体与裙楼的体量、形式以及功能布置。创造一个造型新颖、轮廓优美的建筑形象,体现现代化建筑对城市环境的尊重,显示现代办公建筑的气势不凡,别具一格的高层主体。
1.2形体处理
建筑型体组合与造型是办公建筑设计中的重要环节。建筑型体组合与造型是建筑空间组合的外在因素,它是内在诸因素的反映。建筑的内部空间与外部体型是建筑造型艺术处理问题中的矛盾双方,是互为依存不可分割的。往往完美和谐的建筑艺术形象。总是内部空间合乎逻辑的反映。下面分别谈谈运用形式美的几点规律:
1.2.1主与从的构图方法
(1)以轴线的关系表达主与从的构图手法。
(2)采用对比的手法。对比的内容一般有体量之间、线形之间、虚实之间、质感之间以及色彩冷暖、浓淡之间的对比等。
1.2.2体型组合
体量组合中的主从关系,不仅限于对称的布局,在不对称的体量组合中依然可以运用体量的大小、高低、粗细、横竖、虚实以及材料的不同质感和色彩的处理手法,来强调其体量组合中的主从关系。
(1)对比的手法易产生个性突出,鲜明强烈的形象感;
(2)协调的手法易取得相互呼应,调和统一的效果。
(3)对比与协调两种手法综合运用,使体型形象具有生动与完整统一的艺术效果
1.2.3节奏与韵律
所谓韵律常指建筑构图中有组织的变化和有规律的重复,使变化与重复形成有节奏的韵律感,给人以美的享受。
(1)连续的韵律是通过一种或几种组成部分的连续和重复出现以强调有组织排列所产生的韵律感;
(2)交错的韵律是指在体型处理中,运用各种造型因素,如体型的大小。空间的虚实、细部的疏密等手法,作纵横交错,相互穿插的处理,形成丰富的韵律感。
各种韵律所表现的形式是多种多样的,在体型处理中,既要注意有规律的重复。又要有意识地组织有规律的变化,才能更好地解决建筑型体中的韵律问题。
建筑形式应具有简洁而附有表现力的几何形式,以突出建筑的时代感与标志性,采用高新技术和现代材料,以增强其表现力。整体上丰富城市轮廓线,细部要做到质量一流,二者巧妙融合在一起,使建筑语言达到统一,增强建筑的标志性与独创性。
2.3交通模式
传统的点式高层建筑通常采用锥筒结构,交通位于平面中心位置,功能空间只能围绕交通核分布,限制了大空间的形成。交通核(中心部位)若分开布置,置于建筑物两侧,在同一面层上形成不同性质的使用单元,不同功能空间占据各自的交通疏散要求,采用此种交通模式,可形成高效率的大空间的办公模式,形成的两个独立单元相对独立,适应性较强、干扰减少,同时,交通疏散方面通过交通核分解减少了疏散距离,而且能丰富建筑造型,为建筑造型提供了必要元素,成为塑造个性形象的有利途径。
3.高层办公建筑设计必须注意的安全问题
3.1防火的问题
总体布局要保证畅通安全。在楼道的设计上要保证人员的流动畅通,便于紧急情况时人员的疏散。有采光设施或者照明系统,使居住人员在疏散中能保证安全快速的撤离,从而避免发生踩踏等其他伤害。
合理进行防火分区。在高层建筑的楼道内消防器械、疏散通道必须合理的分区,做到在火灾发生时,可以及时的采用灭火措施和进行人员疏散。消火栓的位置应保证同层的任何部分都可以实现两个消防栓的水枪同时到达。
3.2电气的问题
3.2.1消防电源与配电
高层办公建筑要求供电主要采用了以下三种方案:第一种是供电电源必须是来自于两个不同的发电厂,保证一个要是遇到问题或者突发事件无法正常工作时另一个也可以正常工作,从而确保建筑的正常运行;第二种是供电电源来自于两个不同的区域变电站;第三种是一个电源来自于区域变电所而另一个是自备的发电设备。目前在一般大多数设计中都是采用了第三种方案,经济又合理。
3.2.2应急照明
应急照明就是指当高层发生火灾及其它灾害、故障时,导致正常照明系统中断而启用的照明,也称事故照明。应急照明的安装要体现出人性化的特点,应急照明主要安装在疏散楼梯、消防电梯前室、消防控制室、自备电源室、变配电室、消防水泵房、防排烟机房的墙面上或者顶棚上。当电源断电时,应该能清晰地看到。
3.2.3电梯
电梯在设计中要保证位置合理,让电梯在运行中的噪音不会打扰用户的正常生活。电梯的最大载荷也要根据居住结构作相应的调整,保证居住者平时出行上的方便和快捷。电梯在遇到紧急情况时要有方便快捷的方法使人迅速撤离。为了保证电梯正常而安全的运行,便于在发生事故的时候进行救人和灭火。
3.3防雷击的问题
高层建筑防雷系统应该按照“综合治理,整体防御,突出重点,多重保护”的原则,充分利用高层建筑物的结构,做好防雷措施,进行防雷击问题上的治理。在高层建筑物的顶端以及其他容易受雷击的部位装设避雷针或者避雷带、避雷网。利用结构中的主钢筋作引下线,利用整个钢筋混凝土基础作接地装置。在建筑物周围用扁钢做避雷带。为了防止静电感应产生火花,建筑物内的金属物体和突出屋面的金属物均要接地。
办公建筑如何体现经济性策略和能源效益
4.1针对降低能源消耗的最低策略
根据办公室大小、局部气候、使用收益和效用比。使能源消耗降至最低的策略包括:
4.1.1减轻负荷(通过综合考虑建筑与场地状况,充分运用建筑外壳,如减少透光、提高隔热性);
4.1.2使用规格大小合适的取暖、通风和空调系统;
4.1.3安装高效能的设备、灯具和器具。
4.2能源效益
采用可替代能源系统。如使用太阳光、与建筑一体化的光电池、风力发电。以及充分发挥利用废热发电技术或天然气燃料电池技术的自主发电策略,已经成为高效能建筑设计中的标准要素。支出效用,高效能办公室必须运用生命循环经济模型和材料评估模型来进行评估。在一些情况下,业主必须要认识到,为了今后建筑物能在长期运转和维护方面节约资金。充分发挥建筑物的性能,必须要心甘情愿地在开始阶段投入更多的资金。
在设计阶段,建筑开发商应正确地采用工程经济学来考虑可供选择方案,以确保项目完成时能够达到所预期的支出效用。工程经济学通过在减少生命周期费用的同时又可以维持或改善结果得出选择方案。必须考虑可更新能源的使用。如可以为建筑物提供照明用电的与建筑一体化的光电池系统、可以提供家庭热水供应的太阳能加热系统、通过抽取地球中饱含的热量的地热抽泵系统。
5.结束语
现在,高层建筑已走过了过百年的历史,从其出现之日起就成为城市的焦点,其形式和风格也不断的发展变化着,我国的高层办公建筑虽然相对于西方发达国家起步较晚,但也已经取得了很大的成就,不过面临高层办公建筑设计的问题还需要不断地完善、发展。
中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:
一、项目概况
某综合办公楼,位于某市高新技术开发区核心地带,东侧为停车场,北止于厂区内道路,北部与厂区内车间和办公楼毗邻。场地地势大体为平地,北部略低。
整个综合办公楼项目为二类多层建筑,高15.6米,地上4层,总建筑面积7 611.44平方米。根据建设方的要求及设计合同的规定,本次设计的范围包括总图、建筑、结构、给排水、电气、弱电、空调、节能等专业设计和总概算。
二、设计理念
1.尊重气候
通过结合适宜技术观点中对气候的考察分析,我们根据本地气候特征娴熟地组织空间,创造一种适合于工作、交流和休息的宜人环境氛围。我们使用Ecotect软件,对整个气候进行分析,包括被动式设计策略适应性分析、风环境特征分析、日照特征分析、温湿度特征分析,总体气候特征分析五个部分。进行系统分析为整个建筑的体型设计提供依据,把建筑体型系数尽可能地控制小,同时保证好建筑各个朝向所对应的空间功能分区,使整个建筑内部空间的保热与失热比重达到平衡,从而更好地进行功能分区、体型设计和竖向交通体分析,从而使建筑整体得到自身的更好的优化。
2.总体优化布局
场地主入口位于南部东面,包括人行和车行,人行次入口位于场地北部西面,消防环道围绕建筑设置。在设计中,我们通过建筑优化设计平台,展开设计工作:办公楼主要由两部分组成,一是靠东面的四层办公主楼,二是靠西面的三层会议室、餐饮区和四楼部分综合办公区。其中办公主楼由南北一栋条状的建筑组成,中间被厂区道路分开。建筑各部分以石材覆面,各部分之间以玻璃长条窗连接,使建筑光影、明暗、虚实对比强烈,简洁大气。
3.平面优化设计
办公楼建筑包括地上四层的办公及其他功能用房。平面布局是结合地区温度、湿度、风环境特征以及被动式策略适应性,进行功能布局,达到与基地环境相呼应。整个建筑内部功能分区明确,内部流线清晰顺畅,建筑中部主入口门厅,通过两层通高的室外廊,进入到入口处灰空间,保证中庭的充足采光,使得进入建筑内部的人群能感受到建筑所具有的气势。
西向局部断开,设置了次入口,方便沿厂区干道的人流及内部人员进入;西侧的食堂屋顶设置了屋顶花园,给予建筑更多丰富的生态元素,使建筑内的使用者享有良好的景观感受。建筑内各层平面均匀分布有大、中、小办公室,出入口部分均设置管理用房,并且在办公区每层设有会议间、卫生间等用房,平面布局明确、紧凑,方便使用。泵房、消防水池、空调机房均设建筑东侧设备用房中而不在建筑内。
4.景观设计
对于办公楼周边的景观设计,我们主导设计思路是以“环境友好”为出发点,以环境优化设计平台中的室外环境,通过植被涵养、水体保护、地形保护三个技术体系来构架“环境友好型”的景观设计。同时通过主导思想与企业精神中高效、精准的特征相结合,以此来体现企业的实力与文化底蕴。
在场地植物配置原则中采用绿量率(也称为叶面积指数)来衡量生态效益,与传统绿化控制指标(人均绿化面积、绿化率、城市绿地率和绿化覆盖率)相比,绿量率能够更科学直观地反映绿化设计的生态效益。以《上海市生态型住宅小区技术实施细则》的四个方面为建设指导:(1)绿地全部由植物覆盖,没有土地;(2)多层植物群落≥40%-50%的绿地总面积;(3)群落一般3层以上,包括乔木、亚乔木、灌木、亚灌木、藤木、地被;(4)乔木数≥2-3株/100m2绿地,落叶乔木与常绿乔木比例为1:1-2。
三、生态策略的考虑
通过生态建筑设计策略对办公楼进行再补充如立体绿化、生态中庭、其他策略,使建筑与周边环境相适应,令在建筑中工作的人们更加舒适。
1.建筑立体绿化
建筑的立体绿化技术主要包括屋顶花园和边庭绿化两项。作为建筑护结构的附加层,立体绿化有许多优于现有围护结构材料的热工性能和生态效益。首先,它可以显著改善室内物理环境,保护建筑构造层,调节城市温浸度,缓解热岛效应。其次,它能还原建筑所占土地面积,成为保护城市生物多样性是一项有益补充,从而更好地增加绿化率、土地面积使用效率,达到土地节约的策略。
(1)屋顶花园:根据南方地区的地理特征,如年降水量较丰富,四季分明等诸多较为有利于草坪、低矮灌木和常规地被植物生长的条件,发展屋顶绿化,具有保护建筑屋顶与及空间的可持续开发利用的作用。如在南方夏季,可利用屋面上种植植被来阻隔强烈的太阳辐射,防止建筑顶层腔体温度过高,其隔热原理则是利用植被茎叶的遮阳作用,有效地降低建筑物外的综合温度,减少对地面的温差传热量。同时,植物在进行光合作用时,也消耗了太阳辐射自身的能量。
(2)边庭绿化:边庭空间具有一定生态特征。由于其具有开敞性,其与建筑腔体内外空间的渗透关系,使得建筑内部的采光和通风效果明显。同时,边庭空间能够结合植被营造成景观性的空中花园,成为优美的视觉焦点,有助于舒缓工作的紧张氛围,在工作之余能直接感受阳光和绿地。
2.生态中庭
在室内设置生态中庭,种植有利于改善空气质量和调节人心理状态的植被。这些植被不但能吸收空气中的有害物质,改善室内温湿度,滞尘降噪,还能缓解精神紧张,放松情绪,甚全辅助疾病治疗。
作为低节约策略的补充,植被在影响室内生态环境的同时也对建筑的室内环境提出了新的挑战与要求,而一些不利于室内生态环境的日照、温差等众多条件也对植被生长造成不利影响。我们通过促进通风换气的烟囱效应技术、采用植物群落的绿化技术两个方面来解决这个问题,从而更加完善中庭策略。
(1)采光:中庭在建筑设计中是最为有效的作用,为建筑提供了优质的光源,并能达到建筑腔体内进深最远处。中庭的作用,就像建筑腔体中的一个自然采光的调度室。
(2)通风:中庭设计中,根据地区的地理与气候特点,在冬季,由于室内每间办公室都安装了空调,故室内外温差有一定的变化,热压通风的原理能有效实现建筑腔体内气体的快速“新陈代谢”。而在夏季所需要的温差值,并没有冬季要求高,所以能很好地实现热压自然通风。
3.其他节约策略
利用建筑前建造生态水池,来进行建筑公厕的污水处理、雨水收集和景观用水的节约策略,同时也为建筑的高温冷水机组提供冷却用水。屋顶的大面积场地为屋顶能源系统提供了得天独厚的条件。