高层建筑的现状与发展趋势讨论

高层建筑的现状与发展趋势讨论

杨越

论文摘要：通过研究高层建筑的现状、查阅与高层建筑有关的数据和资料，分析高层建筑的利与弊，来探索高层建筑的发展趋势和前景。

1.引言

近年来随着世界人口的增加，住房紧张的问题越来越严重，传统意义的住房已满足不了人们的需求。在这种情况下，高层建筑因运而生。所以高层建筑是社会生产的需要和人类生活需求的产物，是现代工业化、商业化和城市化的必然结果。而科学技术的发展，高强轻质材料的出现以及机械化、电气化在建筑中的实现等，为高层建筑的发展提供了技术条件和物质基础。虽然高层现在也有很多缺点，但

是随着科技的发展和技术的进步，高层建筑的缺点会逐步改正并成为未来大多人们的居住房。

2.高层的定义与分类

2.1高层建筑的最新定义

超过一定层数或高度的建筑将成为高层建筑。高层建筑的起点高度或层数，各国规定不一，且多无绝对、严格的标准。

2.2高层建筑的中国定

在中国，旧规范规定：8层以上的建筑都被称为高层建筑，而目前，接近20层的称为中高层，30层左右接近100m称为高层建筑，而50层左右200m以上称为超高层。在新《高规》即《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2002）里规定：10层及10层以上或高度超过28m的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑高度超过100m时，称为超高层建筑。中国的房屋6层及6层以上就需要设置电梯，对10层以上的房屋就有提出特殊的防火要求的防火规范，因此中国的《民用建筑设计通则》（GB 50352—2005）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95）将10层及10层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑综合性建筑称为高层建筑。

2.3高层建筑的国外定义

在美国，24.6m或7层以上视为高层建筑；在日本，31m或8层及以上视为高层建筑；在英国，把等于或大于24.3m得建筑视为高层建筑。

2.4高层建筑的分类

联合国经济事务部在1974年国际高层建筑会议将高层建筑按高度分为四类：

● 9～16层（最高为50米）

● 17～25层（最高到75米）

● 26～40层（最高到100米）

● 40层以上（建筑总高100米以上，即超高层建筑）

3.高层建筑的现状

19世纪末，随着科学技术的发展，钢筋混领土结构、钢结构在土木工程领域中代替传统的砖、石、木结构得到了推广和应用，建筑高度的增加、层数的增多、跨度的增大，现代意义上的高层建筑开始出现。回顾高层建筑的发展历史，我们可以看到其中代表建筑是美国1931年建成的纽约帝国大厦（高381m，102层）、1972年建成的纽约世界贸易中心的姊妹楼（417m和415m，100层，“9.11”事件中被毁）和1974年建成的芝加哥西尔斯大厦（441.9m，110层），前苏联和波兰与1953年和1955年分别渐层的莫斯科国立大学（239m，26层）和华沙科学文化宫（231m，42层），1978年澳大利亚悉尼建成的MLC中心（229m65层）。1985年以来，亚洲的日本、韩国、马来西亚、朝鲜及中国等国家迅速发展了高层及超高层建筑，其中有1996年建成的深圳的帝王大厦（高325m，69层）、广州中信广场（321.9，80层），1998年建成的吉隆坡石油大厦（400m，88层）上海金茂大厦（395m，69层）。将世界上最高的100幢高层建筑的建筑年代和在世界上各地的分布表作统计表（表1），则可看出：随着时间推移20实际中，北美洲在前100幢高层建筑中所占的数量由多变少，而亚洲则从无到有，有少变多。并由此推论在21实际中亚洲将成为世界建造高层及超高层建筑的中心。

世界高的100幢高层建筑的建筑年代及分布表

将较熟悉的世界上10幢最高的建筑物数据加以列表，（见表2）

世界10幢最高的建筑物数据表

(M—SRC组合材料，S—钢结构，C—混凝土结构)

则会看到在这10幢建筑中，美国占4幢建于1931~1974年，且均为钢结构建筑;亚洲占6幢（其中中国四幢）建于1996~2000年。进一步亚洲已经成为世界建筑高层及超高层建筑的中心。而且这6幢超高层建筑有5幢采用了SRC组合结构，说明SRC组合结构在超高层中的运用，以达到相当的广度和深度，并逐步成为超高层叫做建造中首选类型。

4.高层建筑结构的发展趋势

高层建筑的发展，充分显示了科学技术的力量，使建筑师从过去强调艺术效果转向重视建筑特有功能与技术因素。未来的高层建筑将朝着技术功能先进和艺术完美相结合的方向发展。

4.1高层建筑的材料

进入20 世纪90 年代后，高层建筑迅猛发展，在数量、质量1新材料、超强材料的开发和应用在高层建筑结构的技术问题中，首先要解决的是材料问题。现在混凝土的强度等级已经达到Ｃ100 以上。高强度和良好韧性的混凝土有利于减小结构构件的尺寸，减轻结构的自重，改善结构抗震性能。同时，为了达到轻质高强的目的，必须在高层建筑结构中，发展轻骨料混凝土、轻混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、侧限（约束）混凝土和预应力混凝土。高性能混凝土的开发和应用，将继续受到人们的重视，也必将给高层建筑结构带来重大和深远的影响。从强度和塑性方面考虑，钢是高层建筑结构的理想材料，增进或改善钢材的强度、塑性和可焊性性能的工作人们从未停止过。特别是对新型耐火耐候钢的研发，具有重要意义，可使钢材减小或抛弃对防火材料的依赖，提高建筑用钢的竞争力。复合材料用于制作高层建筑部分构件正在开发和实践中。

4.2混合结构在高层建筑结构中广泛应用

如前所述，经合理设计的混合结构可取得经济合理、技术性能（如抗震性能）优良的效果，且易满足高层建筑的侧向刚度的需求，可建造比钢筋混凝土结构更高的建筑，因此在较高的建筑中，混合结构往往仍是合理、可行的结构方案，今后建造混合结构的比率将会越来越大。新的设计概念、新的结构形式的应用现代建筑功能趋于多样性，建筑的体形和结构体系趋向复杂多变，趋向立体化，应运而生新的设计概念和结构技术的深化，采用新的结构体系，如巨型结构体系，蒙皮结构，带加强层的结构，建筑立面设置大洞口以减小风力，采用结构控制技术设置抗震机构等。

高层建筑结构的高度出现新的突破及高度上都有了大飞跃，高层建筑中的科技含量越来越高。

5.高层建筑在现在生活的利与弊

5.1高层建筑的利

在现在的生活中，高层建筑承担着城市的高级偶像的作用。高层建筑有提供天际线视觉趣味的独特的城市设计机会，能够创造壮丽的天际线，而在街道层上却以人的尺度行事。建筑物的顶部一般服务于天际线，衬在天空上的形状是高层建筑“联系于无限”之点，是塔楼的一个特色。没有天际线的摩天楼大概就像空间里一大堆不引人注目的体快。像高度发达的纽约和弹丸之地的香港都是由高楼大厦堆砌起来的，且看这两大城市的天际线，错落有致的城市建筑，间中穿插的塔楼，为城市的天空勾画了优美的轮廓，线条生动活泼、色彩缤纷多变。城市的天际线只是一维的立面边线为主的轮廓线，可正如一幅艺术摄影，照片是单向面的，可它反映的是三维的城市空间，以及整个城市风貌的特点。也就是说，三维城市空间的布局，不仅仅是功能性的问题，也有个审美意向在内——对建筑风貌的选择与城市风貌的构建。城市天际轮廓线，是城市规划宏观把握中必不可少的参照，也是一座城市的文化与美学的体现。

      其外，未来高层建筑最明显的一个优势就是提高了土地利用率，节约了土地资源。另外，从景观角度上来讲，也有利于城市景观的丰富，从以前的多层建筑到错落有致的高层建筑，体现了现代城市的发展和城市轮廓线的凸现。同时，对于居住在高层的人而言，能有一个良好的视野，而且通风和日照条件好。

5.2高层建筑的弊

美国著名结构工程师法兹勒·康说：今天建造190层的建筑已经没有任何实际困难。要不要盖摩天楼或在城市里如何处理摩天楼，并不是工程问题，而是个社会问题。 摩天大楼为何成为社会问题？专家们认为：主要原因在于高层建筑的弊端及其对城市带来一系列的负面影响：

1、日照及阴影。摩天楼大多无遮挡，白天日照时间长，辐射热量大，不同高度和不同方位的房间室内温度各不相同，造成空调负荷变化剧烈，冷暖气的调节比较困难。装置高反射玻璃能反射掉30％的辐射长波，但把热量散发到邻近建筑和人身上，影响周围小环境。此外，摩天楼日照下的阴影很大，对阴影区内的建筑、广场和道路等都有影响，危害周围人们的生活和工作环境。玻璃幕墙对阳光的高反射及对周围街景的反映，形成光污染，干扰司机和行人的视觉。

2、风。风速是随着楼的高度增加而增大，处于风流场中的高层建筑，由于风速、风向和周围气流的变化，各个面都受到不同的压力，使高层建筑产生一定的运动，产生缓慢的偏移和围绕偏移位置的振动。这种振动能使主体结构开裂，围护结构遭到损坏，还使得居住者和工作者感到不适。风除对高层建筑本身产生影响以外，还对周围环境有一定影响。风碰到高层建筑，分别在它的上下左右穿过，经过上面及左右两侧的风，因气流的收缩而产生负压，随之出现涡流。还有一部分风向下带到地面，再强行分向左右两侧穿过建筑物。这种高层建筑周围的地面风流，除影响到附近的低层建筑外，还会给附近的行人造成不舒适。

3、噪声。高层建筑本身有一些不可避免的特有噪声，如电梯、空调机组和冷却塔等工作时发出的声音。随着高度的增加，风速加大，风的呼啸声及碰到建筑上的撞击声也越大。另外还有城市环境噪声的影响，包括城市交通噪声和人们的生活噪声，尤其在市中心街道两边密集排列高层建筑的地区，噪声由于高耸摩天楼的阻挡而不易迅速消失，还常常由于高层建筑上的玻璃及铝板等金属外装饰材料对声音的大量反射形成回声，延长了噪声的干扰时间。

4、空间的压迫感。容积率过大，造成城市空间的畸形，使得城市空间狭窄压抑，看不到多少蓝天，看不到自然的东西，钢铁、混凝土、玻璃、石头，冰冷而坚硬，缺乏人情味和生命气息。这是许多人在高楼林立的夹缝中共同的感受。

5、火灾。摩天楼比其他民用建筑潜伏着更多的火灾危险性，纵横交错的各种管道，垂直的楼梯间、电梯井、衣物滑槽以及封堵不严的管道井等，火灾时易形成烟囱效应。烟气沿竖向井道上升的速度有时甚至可达每秒8米。火势沿外墙向上扩大，玻璃幕墙建筑遭受的危险更大。一旦发生火灾，扑救极其困难。消防云梯车最高仅能达到53米。水带直接供水高度只有150米。超过300米的超高层建筑，可能容纳数万人，发生事故，人员疏散困难。 美国“911”恐怖事件还血淋淋地证明：标志性的摩天楼更容易成为恐怖袭击的对象。

6结束语

基于现在世界在不断的变化，社会上人口的增加，用地越来越紧张。世界上尤其使亚洲的高层建筑的发展势头还将持续下去，成为高层建筑的新橱窗。建筑的体型将更加复杂和多样化、智能化、生态化、摩天化、动人化。，在结构体系上也绝不会停留在原有的几种形式上，随着科学技术的发展，为更好地满足建筑的功能和建筑艺术上的需求，将会创造出更多，更新的，更符合广大人们需求的结构体系。在高层建筑的设计中，也将更多地采用计算机分析和绘图，并编制出集建筑、结构、设备、电气为一体的集成化程序，使高层建筑的设计更加趋近于完善和快捷。

参考文献

常跃峰，赵文忠。高层建筑结构用钢板的开发与生产[A].1999

徐伟、胡晓依、刘匀。高层建筑施工。2003版

摩天大楼“热”的冷思考，中国工程咨询网。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/3bb0a7f1443610661ed9ad51f01dc281e43a5620.html