序言
中國是目前世界上規(guī)模最大、發(fā)展最快的經(jīng)濟(jì)體之一，近年來中國超高層建筑蓬勃興起，已經(jīng)在高度和規(guī)模方面處于世界的前列。
在高度方面，截止目前統(tǒng)計(jì)，我國在建的深圳平安大廈建筑(646米)、武漢綠地長江中心(636米)、上海中心(632米)等的高度都突破了600米，即將開工建設(shè)的蘇州中南中心髙度預(yù)計(jì)接近到了700米。于此同時(shí)，國際上超高層建筑的高度也在不斷攀升，阿拉伯聯(lián)合酋長國的迪拜哈里發(fā)塔的高度超過了800米，正在設(shè)計(jì)中的沙特阿拉伯吉達(dá)市王國塔將成為人類首座干米大廈。
在規(guī)模方面，據(jù)目前的不完全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國已建和在建超高層建筑總數(shù)(高度為200米及以上)共計(jì)近580座，大多數(shù)集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的4大熱點(diǎn)區(qū)域，其中，長三角區(qū)域占比約為三分之一;珠三角區(qū)域占比約為四分之一;中西南區(qū)域占比約為五分之一;環(huán)渤海區(qū)域(包括東三省)占比約為六分之一。截止2012年，共建成250米以上的超高層建筑94幢。
現(xiàn)代超高層建筑已經(jīng)成為中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的重要標(biāo)志之一，同時(shí)也已經(jīng)成為中國建筑行業(yè)和城市建設(shè)發(fā)展的前瞻性重大課題之一。本論文通過考察和研究中國現(xiàn)代超高層建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，梳理和總結(jié)出中國現(xiàn)代超高層建筑“兩大產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)向”和“五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)”。兩大產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)向包括：綠色建筑技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)向、基于全生命周期建筑信息模型和參數(shù)化技術(shù)平臺(tái)的建筑產(chǎn)品工業(yè)化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)向。五大關(guān)鍵專項(xiàng)技術(shù)包括結(jié)構(gòu)技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、防災(zāi)技術(shù)、電梯技術(shù)、幕墻表皮技術(shù)。本論文還進(jìn)一步暢想了中國超高層建筑今后邁向“垂直城市”的未來發(fā)展趨勢(shì)。
第一章 超高層建筑設(shè)計(jì)技術(shù)的新成就
通過考察和研究中國現(xiàn)代超高層建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，梳理和總結(jié)出中國現(xiàn)代超高層建筑兩大產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向和五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。兩大產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向包括綠色建筑技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)向、基于全生命周期BIM參數(shù)化平臺(tái)的建筑工業(yè)化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)向。五大關(guān)鍵專項(xiàng)技術(shù)包括結(jié)構(gòu)技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、防災(zāi)技術(shù)、電梯技術(shù)、幕墻表皮技術(shù)。
第一節(jié) 兩大產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)向
—、綠色建筑的產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)向
目前，中國正處于高速工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的進(jìn)程中，每年新開工建設(shè)52億平方米建筑，每年消耗水泥20億噸、鋼材6億噸，建筑能耗占社會(huì)能耗的三分之一，給國內(nèi)環(huán)境帶來了巨大的壓力。
2013年1月1日國務(wù)院辦公廳頒布了 “國辦發(fā)[2013] 1號(hào)”文件，文件轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)展改革委、 住房城鄉(xiāng)建設(shè)部《綠色建筑行動(dòng)方案》。文件要求認(rèn)真貫徹落實(shí)《綠色建筑行動(dòng)方案》。行動(dòng)方案中提出的目標(biāo)：城鎮(zhèn)新建建筑嚴(yán)格落實(shí)強(qiáng)制性節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，“十二五”期間，完成新建綠色建筑10億平方米;到2015年末，20%的城鎮(zhèn)新建建筑達(dá)到綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)要求。
2012年《綠色超高層建筑評(píng)價(jià)技術(shù)細(xì)則》編制完成，這是中國首次為超高層建筑在如何減少對(duì)城市能源資源和微氣候環(huán)境的影響方面，指明了發(fā)展方向，具有非常重要的指導(dǎo)意義。超高層建筑應(yīng)從規(guī)劃設(shè)計(jì)階段開始將節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)理念作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，將環(huán)境友好型的建筑功能形態(tài)、創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)體系、高性能建筑材料、高效用能策略、表皮節(jié)能設(shè)計(jì)、樓宇自控系統(tǒng)等技術(shù)運(yùn)用到超高層建筑，為建成綠色與可持續(xù)超高層建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造條件。
1、發(fā)展現(xiàn)狀
通過對(duì)國內(nèi)外超高層建筑項(xiàng)目的可持續(xù)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析，梳理并歸納出超高層建筑可持續(xù)技術(shù)指標(biāo)體系：
△降低風(fēng)壓的塔樓造型設(shè)計(jì)
Swiss Re Headquarters,生態(tài)螺旋造型;
香港環(huán)球貿(mào)易廣場ICC，弧形過渡轉(zhuǎn)角造型;
Burj Khalifa Tower,每段不同風(fēng)向偏移的塔樓造型;
上海中心，旋轉(zhuǎn)外立面造型;
Al Hamra Tower,折線切割造型;
△表皮玻璃性能
Empire State Building,熱渡膜填充氪氬氣的隔熱玻璃窗;
Swiss Re Headquarters,雙層呼吸幕墻;
Sears Tower,可更換1.6萬個(gè)彩色單格玻璃;
Deutsche Bank,可電控調(diào)節(jié)開啟程度的雙層玻璃幕墻;
臺(tái)北101大樓，雙層隔熱玻璃幕墻;
香港IFC,低反射率觀景玻璃;
金茂大廈，含低溫傳導(dǎo)器的雙層玻璃;
上海環(huán)球金融中心，單元式幕墻;
Bahrain World Trade Center,低遮陽系數(shù)的高性能太陽能玻璃;
△節(jié)材與材料利用
Sears Tower,用鋼量 181 kg/m2;
Burj Khalifa Tower,高強(qiáng)混凝土高強(qiáng)鋼;
Chicago Spire,不銹鋼外部構(gòu)造;
Strata SE1,后張預(yù)應(yīng)力樓板及高強(qiáng)度柱;
△復(fù)層綠化設(shè)計(jì)
Sears Tower,更新屋面綠化;
Deutsche Bank,空中花園;
臺(tái)北101大樓，改建増加綠化面積;
Bahrain World Trade Center,大面積景觀綠化;
△自然采光與人工照明控制
Empire State Building,更新光電傳感器與工作照明;
Sears Tower,安裝照明日光自控系統(tǒng);
Deutsche Bank,三角形平面良好采光和視野
金茂大廈，統(tǒng)長采光窗與嵌裝式照明;
Bahrain World Trade Center,熒光燈具分區(qū)控制;
Al Hamra Tower,北、東、西面的最佳通透性，南面不透明遮擋沙漠曰曬;
△自然通風(fēng)
Deutsche Bank,可開啟的窗以享受自然通風(fēng);
Swiss Re Headquarters, 6條引導(dǎo)氣流的通風(fēng)內(nèi)庭
△高大內(nèi)庭設(shè)計(jì)
Deutsche Bank,辦公空間設(shè)置空中花園
金茂大廈，56層至塔尖的共享中庭;
△室內(nèi)溫感調(diào)節(jié)
金茂大廈，室內(nèi)手動(dòng)溫控器調(diào)節(jié);
上海環(huán)球金融中心，空調(diào)系統(tǒng)溫感器;
△可再生能源利用
Sears Tower，太陽能熱水系統(tǒng)
Bahrain World Trade Center,太陽能路燈、風(fēng)力發(fā)電年1200兆瓦;
Burj Khalifa Tower,太陽能池光電系統(tǒng)、地?zé)崂?
Strata SE1,風(fēng)力供電住宅，年產(chǎn)電量50兆瓦;
△能量回收與多種空調(diào)系統(tǒng)
Bahrain World Trade Center,穿孔混凝土冷水降溫系統(tǒng);
Burj Khalifa Tower，輻射冷卻系統(tǒng);
上海中心，熱回收技術(shù)、地源熱泵技術(shù);
△雙層電梯
香港IFC，2分鐘抵達(dá)90層的雙層電梯;
香港環(huán)球貿(mào)易廣場ICC,智能雙層電梯;
Burj Khalifa Tower,雙層觀光升降梯;
△非傳統(tǒng)水源與雙重排水系統(tǒng)
臺(tái)北101大樓，中水回用系統(tǒng);
Bahrain World Trade Center，雙重污廢排水與中水循環(huán)利用;
上海中心，屋面收集雨水;
Chicago Spire,雨水回用澆灌景觀;
△垃圾分類回收利用
臺(tái)北101大樓，垃圾減量系統(tǒng);
△能源管理系統(tǒng)
Empire State Building,控制系統(tǒng)輔助計(jì)量;
臺(tái)北101大樓，能源管理控制系統(tǒng)
△觀景平臺(tái)
臺(tái)北101大樓，89層觀景臺(tái);
金茂大廈，88層觀光廳;
上海環(huán)球金融中心，100層觀光天閣;
香港環(huán)球貿(mào)易廣場ICC，100層公眾觀景;
△公共交通系統(tǒng)
Swiss Re Headquarters,自行車停放與無障礙設(shè)計(jì);
香港環(huán)球貿(mào)易廣場ICC,連接九龍站;
Chicago Spire，自行車停放空間;
△LEED評(píng)獎(jiǎng)
Empire State Building, LEED金級(jí);
臺(tái)北101大樓，LEED白金級(jí);
Chicago Spire, LEED金級(jí);
(1)外部微氣候：
超高層建筑的外形對(duì)所在區(qū)域的風(fēng)、光、聲、熱工環(huán)境等區(qū)域微環(huán)境產(chǎn)生重要的影響，急需對(duì)超高層建筑進(jìn)行綠色生態(tài)設(shè)計(jì)。以風(fēng)環(huán)境為例，區(qū)域風(fēng)速會(huì)受到超高層建筑嚴(yán)重影響，風(fēng)的運(yùn)動(dòng)模式在城市范圍也變復(fù)雜，風(fēng)道和風(fēng)阻的聯(lián)合效應(yīng)會(huì)引起風(fēng)的湍流以及地區(qū)性風(fēng)速的提局。
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