錢文華

【摘要】本文主要通過項目案例，對250米高度以下超高層塔冠設計與施工階段可能遇到的問題進行研究，主要從結構體系與墻體材料，設備機房與擦窗機，屋面景觀與景觀屋面等幾個方面進行說明闡述，通過實例分析，總結歸納。

【關鍵詞】超高層塔冠;施工;標識性

隨著城市化進程日益迅速，各地超過100米超高層數量明顯增多。由于超高250米超高層受限于防火要求及更優(yōu)的結構要求，250米左右的超高層成為性價比較高的標志性建筑代表。無論從經濟價值及標識性，高度小于等于250米的超高層都是更優(yōu)選擇。而作為標志性目的所設立的超高層，其塔冠所起的標志性，識別性，設立與矚目性質都是其余部位所不能比擬的，可以說如同燈塔一般的效果，同時可以最大范圍的展現整個設計方案的概念與意圖。因此超高層塔冠的設計經常投入更多的設計心力，更高的技術要求，更多的對于未來使用情況的預判。本文將通過總結回顧現有部分項目的設計經驗，分析歸納塔冠部分設計與施工配合中的部分問題，思考未來設計的調整與把控方向。

1、結構體系與墻體材料

由于高空位置風環(huán)境復雜，無論下層結構形式為何，塔冠部分通常都會選擇鋼結構，以提供更多造型、空間、強度等可能性。裸露鋼結構塔冠選擇圍護墻體材料或以夾心板/幕墻形式更為有益，如使用砌體墻體則需在墻體位置、高度、防水構造等方面做更多考量。砌塊墻因其特性，自身有更好的防水、防火及整體性能，但相較于塔冠復雜的風環(huán)境、結構形式、與形態(tài)變化需求，常見的砌體材料在此高度位置受限于拉結強度對墻體自身高度、厚度及其與鋼結構拉結關系，只能用作鋼砼結構體系或局部出屋面管井，對于大量頂層獨立機房（設備、電梯）及樓梯間等常見需求無能為力。

出于美觀效果考慮，塔冠部分一般會延續(xù)外墻的透明幕墻，內部設置造型幕墻或發(fā)光幕墻等強調設計效果。需注意，根據幕墻設計規(guī)范，雖然臨空高度一般<60m但由于高空氣溫、氣流變化復雜，塔冠部分幕墻不可使用人造板材。此限制可能對塔冠效果造成一定影響。同時由于工作流程與時間限制，風洞試驗報告可能并未包含具體的塔冠設計內容，對于幕墻設計、選材、強度要求存在一定不確定因素。綜合考量，無論是裝飾幕墻或圍護幕墻，金屬幕墻的靈活性、裝飾性能、防水性能使用高度，都成為最優(yōu)解，需要注意的是幕墻與鋼結構體系的金屬電化學反應與連接方式，防火構造以及圍護幕墻體系的防排水構造。

2、機房與擦窗機

由于防排煙新規(guī)要求，原有可露天擺放的部分設備均已要求設置機房獨立安置。此項要求除卻增加塔冠部分設備機房，增加面積控制及機房整合要求。機房及室外機器設備的位置同時對擦窗機機位及其軌道位置有所限制。在平面及高度方向上統(tǒng)籌安排其關系，保證效益的最大化同時滿足各項設備運行的要求，考慮后續(xù)日常使用中，擦窗機在超高層建筑中同時肩負清潔、更換、維護幕墻及特殊運輸需求，擦窗機日?；顒榆壽E需經專業(yè)廠家根據使用方要求計算獲得，適當擴大擦窗機軌道范圍有利于后續(xù)使用，但對塔冠美觀要求與使用舒適度相背離，調高軌道位置，將軌道布置于混凝土板以上，做升降軌道/停機位，都是一些常見的設計方案。此外考慮到室外設備與機房、擦窗機運行時的噪聲影響，適時采用機房隔振降噪構造、基礎隔振設計、浮筑基礎設計、隔聲墻體等都是必要而有效的措施。兼顧塔冠所需的美學標志性要求，保證一定取景或展示空間，這一工作需要多輪的調整才能最終達到平衡。

3、屋面景觀與景觀屋面

由于塔冠部分高度一般不計入整體建筑高度內（通常設計中會嚴格控制面積及功能，不設人員聚集功能房間作為前提），塔冠屋面除卻作為一個設備（不）上人屋面以外，更多被設計為景觀（架空）屋面，塔冠的非核心筒區(qū)域通常作為展示面又更高的空間及美學要求，考慮綠色建筑及提升建筑品質需求，大部分會考慮設置景觀屋面。雖然此部分綠化景觀不會被設計計入綠地率，甚至不在綠化驗收范疇內，但真實景觀綠化考慮對于提升全樓品質，提供更生態(tài)、節(jié)能的設計與建造理念都息息相關。為實現高空綠化景觀，在設計前期就需要考慮預留必要的荷載重量、構造厚度、空間尺寸，在景觀設計時應注意高空風環(huán)境、氣溫變化、濕度變化等對于選取植物種類，高度，樹種固定方式等做此特殊處理，注意與景觀植物相應的噴灌/滴灌/霧化設備，景觀燈光地面、墻面等相應設備措施管線走向與隱蔽，如深圳項目采用大面積設備夾層設計，上海項目采用架空地面形式都是常見措施，相對應的檢修、后續(xù)管理也較為便捷，。同時此處的景觀設計應結合考慮室內外銜接方式，外幕墻出屋面位置防水、防結露措施等，這一部分的土建主要工作內容與通常的高層建筑屋頂既有相似之處，也因其更多的影響因素及復雜的環(huán)境因素，導致更多節(jié)點控制，高度控制等需在設計中注意并解決。

4、高空作業(yè)

根據施工進度安排及現場作業(yè)順序的不同，超高層塔冠部分的施工區(qū)間可能會持續(xù)較長一段時間，包含結構體系，外立面幕墻安裝、大型設備安裝運輸（吊裝）、景觀樹木尤其是大型植株、地面墻面頂面裝飾材料及其他大體量、大重量施工材料或器械裝備的垂直及水平運輸通道、堆載位置的加固等，前期可由施工塔吊及施工組織管理解決，隨著施工進程，在后續(xù)設計中補充的需求物資（如業(yè)主使用需求、設備采買變更或設計方案變更導致的物料變化）需在實施前嚴格考慮高空運輸的可實施性：是否從貨運電梯運輸，是否有拆分、運輸、組裝的可能性，是否有滿足長寬高要求的運輸通道等，值得注意的是，除卻設計實施的變更外，更常見且不可避免的是后續(xù)維護使用保養(yǎng)過程中產生的替換件、設備檢修、物料更換要求，這要求設計方與使用方在前期做出預判：如上海項目中，根據景觀設計需要，前期曾考慮大尺寸（3000X1500）蜂窩石材復合板材，后根據其重量、尺寸，及單塊板材的特異性，判斷其不利于后期維護更換，業(yè)主及設計更換材料并調整設計內容相應配合限制條件。

塔冠部分因其特異性，除了自身高度位置外，還有操作空間覆蓋面廣（主要為高度），空間形態(tài)多樣復雜的問題。與跨層中庭設計相類似，塔冠部分燈光、機械吊鉤等設施都會在>10米的高度上，與室內中庭不同的是，這些操作區(qū)域為露天環(huán)境（根據消防設計要求，塔冠部分如不計入設計高度，則不應設置為封閉空間，應按照室外屋面設計），考慮全天候環(huán)境有更密集的清洗、更換需求，要求更高效率的高空作業(yè)設備：除經專業(yè)廠家計算后全覆蓋的擦窗機軌道外，部分項目因其特殊要求還可能增設蜘蛛車、雙支撐/四支撐升降設備、頂部軌道+吊籃、工作馬道甚至側墻掛鉤等特殊設計。

5、其他

設計過程中，常見業(yè)主對于塔冠部分的后續(xù)使用要求與法規(guī)要求的250米高度以上不應有人員密集使用功能相背離的情況。由于塔冠的裝飾、展示作用，其設計精度與精力基本與空中大堂類似，業(yè)主難免會對其功能定位有一些其他的計劃。在嚴格遵守設計規(guī)范作為底線的前提下，仍應保證塔冠部分設計提供與之相稱的環(huán)境品質，仍可建議業(yè)主采取一些必要的，甚至先進的技術手段，來保證塔冠部分公共空間的品質及展示要求，而相對封閉的后勤區(qū)域，則以使用便捷保障基本防水、防火、隔振、防噪，易檢修易搬運易更換為設計原則，有的放矢，針對性的控制設計投入：在塔冠保持室外環(huán)境的前提下，可取消與主體結構無關的（如只為幕墻支撐作用服務）鋼結構桿件的外表面防火涂料，僅做裝飾涂料，滿足公共空間的美觀平整度要求。

為保證全天候環(huán)境，可考慮在塔冠頂部局部設置可自動閉合的遮陽簾，考慮塔冠長時間日照影響也可增加側向遮陽簾或變色玻璃等措施。室外架空設備間設計檢修馬道環(huán)通，便于后期維護管理，降低建造運維成本且靈活性較大。通過樓梯間出屋面，解決樓梯頂部設置固定窗扇緊急排煙問題。每個項目的設計施工過程中，仍會有一些意想不到的問題會發(fā)生，上海項目中，施工人員對圖紙誤讀，取消了塔冠部分核心筒墻體外保溫;深圳項目中幕墻構件受限于不均等的結構梁布置高度，塔冠部分幕墻水平分隔不均;廣州項目因其規(guī)劃限制條件及標準層尺寸限制只能設置有限的景觀屋面空間，擦窗機軌道與景觀屋面及室外設備距離接近……不一而足。

結語：

不同項目，不同的限制條件與設計施工人員，應運而生不同的問題、措施、解決辦法，超高層塔冠部分的設計也會隨之不斷進步。通過總結已有項目的各項問題與，避免發(fā)生基礎性問題及漏洞，將更多的精力投注到轉而探討新技術、新材料、新設備的應用手段，更為高效、精準的提升塔冠設計品質，提升設計效率，為少走設計彎路提供更多幫助或解題思路。

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