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摘要：超高層建筑由于高度達到了300m，因此對消防和通風等都有特殊的要求。在超高層的建筑結構設計中需要結合當地的實際情況進行設計。文章研究超高層實現自然通風的建筑結構設計的策略，以此提高超高層實現自然通風的建筑結構設計的水平，為超高層建筑的通風節能做出貢獻。

關鍵詞：超高層；自然通風；建筑；結構設計

在超高層的建筑結構設計中需要結合當地的實際情況，充分考量當地的氣候、風荷以及風量，對建筑結構進行合理設計，以此提升自然通風的水平，達到節能的效果。

1超高層建筑工程項目建筑設計特點

超高層建筑因為離地面較遠，為建筑內部創造舒適的內部環境的難度遠遠大于普通的中高層建筑，從某種程度上來說，超高層建筑的節能效果是衡量超高層設計的整體效果的重要影響因素。自然通風是實現超高層建筑節能降耗的重要手段，也能夠提升室內生活和工作的舒適度，在超高層建筑工程項目中，自然通風設計和整體的建筑質量、消防安全等都是密切相關的，在設計中需要綜合考量，以此達到建筑設計的最優效果[1]。

2超高層實現自然通風的建筑結構設計思路

在超高層的建筑結構設計中，通過對窗戶、雙層幕墻、煙囪、露臺以及中庭等進行布局，把建筑和戶外通過空氣的流通進行連接，人在室內可以通過新風系統控制室內的風量，并根據氣候的變化和個人的生活需要來調整風荷。在實現自然通風的超高層建筑結構中，核心筒占標準層的面積一般達到20%～30%，以廣州西塔和香港的國際金融中心二期為例，電梯井占總面積的30%，設備機房和管道豎井占核心筒總面積的15%，衛生間、清潔間和茶水間等約占到10%，疏散樓梯和交通通道占5%～7%。超高層建筑在實現自然通風的布局中，大致應遵循以上功能比例進行分配，根據實際需要進行調整，尤其是核心筒根據設計要求為板式建筑或點式建筑選擇不同的布置區域，達到最優的通風效果。以廣州西塔為例，廣州西塔核心筒中心為空調機房，整個核心筒呈現的是Y形的結構，空間較為完整，管井沿著核心筒進行設計，不影響整體的接觸風力的面積，能夠最大程度地利用好自然通風的效能，達到節能的效果，這樣的建筑結構設計方案利用比較廣泛。類似的還有香港國際金融中心二期的建筑設計方案，這樣的設計能夠實現自然通風的效果。實際上，超高層建筑的自然通風設計理念和普通的高層建筑的設計理念具有一致性，最大的區別在于超高層建筑因為受到風的影響和整體結構的影響較大，需要對這些參數進行模擬，以此保證超高層建筑的綜合效果的實現。通過圍護結構兩端產生的壓力差，實現超高層建筑的自然通風，自然通風的形式主要有單面通風、對流通風和煙囪通風等形式，具體需要結合超高層建筑的建筑結構進行選擇。一般來講，超高層建筑受限于地理位置以及氣候等綜合因素的影響，直接受益自然通風的情況并不容易出現，在一些比較炎熱或是寒冷潮濕的地區，僅僅依靠自然通風是滿足不了超高層建筑通風需求的，需要結合機械系統來進行輔助實現。事實上，在當前的超高層建筑的通風設計中，這種混合式的通風形式是最為常見的，具有較強的適用性[2]。

3超高層實現自然通風的建筑結構設計策略

（1）建筑需和當地的氣候契合。目前，我國超高層建筑結構設計的相關規范和標準對于建筑通風設計的要求都是統一標準的，但不同區域的地理環境也會對建筑外的風向和風量有著不同的影響，這些都對建筑的通風設計有著較為明顯的影響。然而，在建筑通風的設計過程中，卻常常忽視區域在地理和地形地貌上的差異性，這就造成通風設計不夠有針對性，導致一些地區建筑結構通風設計的浪費，而在另外一些地區卻會出現通風設計不足的現象所以在建筑通風設計中充分的考慮當地的氣候有著極為重要的意義。在通風設計中對氣候進行分析主要是查找影響通風設計中的各種因素。根據建筑物要求的通風換氣次數并且結合當地的氣候可以制動更為詳細的通風設計策略。對于影響到通風設計的氣候要素要主要從風、溫度、濕度和太陽輻射這四個方面來綜合考慮。風主要是考慮當地的在當地氣象資料記錄中占主要比例的風向。根據當地的氣象測量分析實際的風速和風壓的大小。如果風速較小的話完全靠利用風壓來實現建筑物的通風就較為困難。所以在建筑通風設計中要要綜合考慮風向和風速的影響程度。溫度決定著建筑物進行換氣的次數。要根據一年中溫度的變化情況合理的確定不同季節中換氣的次數。建筑主要進風面應當保持和夏季風的主導風向呈現60°～90°角，最好不要小于45°的角，避免大面積外墻和玻璃窗受到西曬。（2）通過計算風荷和風量，調整超高層建筑結構設計。圍護結構的負荷計算主要是根據圍護結構受熱造成的變化以及形狀的變化所引起的負荷的改變，在超高層建筑的通風設計中，可以發現溫差造成的負荷的變化為熱負荷，這對于通風設計環節來講是屬于有利因素的，所造成的的影響可以忽略不計。在設計通風量的過程中，需要進行圍護負荷的影響。一般來說，通風量越大反而溫差負荷越小，對圍護結構越有利。在設計的過程中，主要的房間朝向建筑的迎風口，穿過屋子，從背面的出風口穿出，這樣的建筑設計方式能夠最大程度保證自然通風量。（3）根據通風量的計算，設計建筑結構。通風量受不同地區和不同朝向的影響，因而不同的超高層建筑會有不同的影響程度，而有些時候同一地區的超高層建筑也會呈現出不同的通風量。一般來講，如果該建筑的通風量較大，在引入機械設備通風中就不需要太大的載荷，預留的空間也將相應縮小，反之，如果該建筑的自然通風量較小，則需要給機械通風設備預留更多的空間，在整體的結構設計上要預留足夠的位置。同時要注意的是，超高層的室內建筑較為復雜的化，降溫除濕的通風量應該選取最大值，最終根據計算的結構設計出圍護、幕墻以及中庭等的位置和空間，以此實現最佳的通風效果。

4結束語

超高層建筑和一般的高層建筑在自然通風的設計原理上是一致的，本文在研究超高層實現自然通風的建筑結構設計中指出超高層實現自然通風的建筑結構設計的策略。可以看出，超高層建筑實現自然通風是一種較為經濟的通風方案，但由于受室外氣候和天氣的影響較大，具有一定的不穩定性，因此常常需要外力裝置的輔助才能實現較好的通風。只有綜合提高超高層實現自然通風的建筑結構設計的水平，才能為超高層建筑的通風節能做出貢獻。

參考文獻：

[1]曹艷霞.住宅建筑設計中自然通風的思考[J].住宅與房地產,2018(28):81.

[2]付祥釗.關于“民用建筑通風”的工程思維——民用建筑通風的熱點轉移[J].建筑科學,2018,34(4):105-109.

作者：羽鍵 單位：廣東省房協《南方房地產》雜志社