1浙江华景川建筑设计有限公司浙江杭州310000；2浙江绿城建筑设计有限公司浙江杭州310000
摘要：超高层办公建筑中核心筒是主要的受力结构，也是垂直交通和水平交通的主要汇集处，故在设计中需同时考虑结构的安全性及使用的合理性。一般情况下，超高层办公建筑核心筒根据各功能空间整体流线及结构的刚度受力分布进行核心筒的布局设计。倘若布局不合理则会出现核心筒平面不经济、各类动线相互干扰过大、额外增加剪力墙等问题。因此有必要针对超高层办公建筑核心筒进行优化设计。
关键词：超高层办公建筑；核心筒设计；实用率；舒适性；安全性
我国自1976年广州白云宾馆建成（高117米）以来，至2016年底已有超过480多座200米以上的超高层建筑，成为世界上超高层建筑数量最多的国家，远超美国日本等发达国家的总和。其中又以超高层办公建筑最具有代表性，本文试图以超高层办公楼的核心筒为切入点，简析其标准层核心筒的设计要点。
1超高层办公建筑核心筒布局设计的重要性
核心筒是超高层建筑的基础受力结构，在核心筒内分布着垂直交通和辅助功能用房，影响着建筑的经济性及安全性。首先作为日常使用最频繁的垂直交通工具电梯的数量与布局决定着建筑整体交通动线合理与否，直接关系到办公建筑的整体运营效率和经济收益。其次，超高层办公建筑一般为较高档次的办公建筑，其辅助用房布置的舒适性与紧凑性，也对办公建筑的环境与品质产生较大影响。再次，超高层建筑的主要疏散方式是楼梯疏散，它的位置与建筑的整体安全紧密相连，也是防火设计的重中之重。以上因素综合决定着超高层办公建筑核心筒的面积和形状，对标准层的实用率有着直接影响。如果说超高层办公建筑的幕墙是其外观设计重点，那么核心筒就是它的内部设计重点。
2超高层办公建筑核心筒的布局原则
2.1合理性原则
超高层办公建筑核心筒涵盖了疏散走道、电梯、卫生间、管井以及设备机房等功能。在设计过程中，需考虑设计经济性与合理性。例如：在电梯轿厢、电梯厅和走道设计过程中，保证舒适性、便捷性；在管井、设备用房的设计过程中，尽量保持紧凑，避免无效空间；卫生间的使用面积要满足日常使用需求等。在合理设计的原则下，核心筒的整体面积会显得既紧凑又不失舒适的特点。
2.2整体性原则
整体性原则指的是超高层办公建筑核心筒设计中需从整体出发，不仅需要解决平面功能，也要结合垂直方向的电梯井道、设备管井、疏散楼梯的使用及转换等方面，整体考虑核心筒的布局方式。例如高低区电梯的转换形式，不同分区竖向设备管井的高效与便捷，疏散楼梯在避难层的转换与使用等。根据整体设计确定超高层办公的平面轮廓，因需制宜组织核心筒的功能布置、体现设计的整体性原则。
3超高层办公建筑核心筒设计要点
3.1电梯井道设计
从核心筒面积来看，电梯井道所占的比重很大。超高层办公建筑电梯数量需根据各楼层办公人员人数、电梯运行速度、电梯荷载等各项参数来确定。自项目初期开始，就应对办公人员高峰时期使用电梯的情况进行电梯峰值等候时间分析，结合楼层面积及使用人数确定电梯具体分区与数量。超过400米的超高层办公建筑，建议考虑双层轿厢电梯。电梯荷载的不同，对应的电梯井道尺寸也不同，超高层办公一般使用1350kg以上的客梯，有条件的项目可以将电梯载重提升到1600kg以上，更有效的提升单次电梯运力。
3.2电梯竖向分区设计
为提高电梯使用效率，超高层办公建筑一般会在垂直方向进行电梯的分区设计，在电梯高低分区时，基本以避难层作为划分的界限。因为电梯运行速度越高，其顶层高度越高，以梯速4m/s的电梯为例，其顶层高度需要5m左右，加上机房高度3m多，相当于两层楼高，因此最好利用避难层消化掉顶层高度和机房高度以免对办公楼层的使用造成影响。随着建筑高度的不断增加，电梯的分区和数量也会随之增加。超过300m以上的超高层建筑，通常考虑增设转换电梯和空中转换大堂，将电梯分区服务于各个区间，并通过转换电梯串联地库及各个大堂，提供高效的垂直输送。在没有设置转换电梯的建筑当中，也不必让所有电梯都下至地下室，通常只有消防梯和货梯（服务电梯）有这方面的硬性需求，而客梯一般每个竖向分区只需一部到达地下室即可，其目的也是提高电梯的整体使用效率。
3.3辅助功能用房设计
辅助功能用房一般包括卫生间、茶水间、清洁间等。卫生间的设计可采用男女卫紧邻布置的方式，不仅可以共用前室以节省空间，也有利于给排水设计，使得管线相对集中。为避免对卫生间使用的造成干扰，清洁间建议紧邻卫生间独立设置。每层开水间面积也不宜过大，设置一个台面用于放置电开水炉、饮水机及一个洗池即可。由于以上用水房间常随着不同的电梯分区变换位置，会带来两个问题：一是管线的不断转换，横管增加，这是管道布置较为忌讳的，但与提高楼层实用率相比，这样的牺牲在所难免；二是排水管会落到下层电梯机房的上方，最佳解决方案是在机房上方设置小夹层，管道在夹层中便于检修。在高度受限的情况下，亦可采用结构降板300-400mm、同层排水的方式将横管接入竖向管井中。
3.4疏散走道与楼梯间、消防电梯设计
做好超高层办公建筑消防疏散走道设计以及楼梯间消防电梯设计也同样非常重要。首先，疏散走道属于日常应用空间中较为普遍的一部分，因此在设计过程中有必要提高疏散走道的舒适性，同时要考虑安全性；其次，办公塔楼一般在不大于3000m2的情况下需要2个疏散楼梯和1个消防电梯。这2个疏散楼梯需采取分散布置，避免过于集中，消防电梯一般情况下与其中一部疏散楼梯进行前室合用，减少核心筒面积提高经济性。在低区面积偏大的情况下，需要对疏散楼梯进行合理增加，可以基于核心筒以外进行布置。避难层的防烟楼梯需进行避难层分隔，形成同层错位以及上下层断开关系，确保人员通过避难层才可上下。
3.5设备管井设计
从核心筒的利用率出发，尽量所有的管井都在核心筒范围内解决。空调管井、水管井等首要考虑其垂直关系。由于超高层建筑中设备用房往往不仅限于设置在地下室而是需要分布于避难层，避难层的上下两部分对于设备来说相当于独立的分区，井道在不同分区是可以不贯通的，因而需要综合考虑管井的竖向空间关系而不能仅限于平面布置。走道排烟井则必须在核心筒外围贴临走道处分散布置，其目的为直接利用井道上的百叶进行走道排烟，避免接管，尽量减少对吊顶高度的影响，同时还应考虑井道百叶洞口对剪力墙的影响，避开剪力墙的端部进行设置。
4、结语
超高层办公建筑投资巨大、设计复杂、建设周期长，消耗大量社会资源，依赖于合理的内部设计。优秀的核心筒设计才是体现超高层办公建筑档次、水平的重要标准，需遵循合理性原则和整体性原则。结合工程实际情况，做好电梯井道设计、电梯厅设计、消防疏散走道设计以及楼梯间消防电梯设计等。与此同时注重卫生间、茶水间、设备管井及设备间等辅助功能用房的布局，以及超高层建筑电梯的竖向分区系统设计。设计师在优化完善上述各个环节的基础上，超高层办公建筑核心筒才能满足各方需求，整合出最合理的设计方案。
参考文献
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