连载 | 区域性超高层地标建筑设计分析（1）

1 项目概况

西安民荣中心位于西安市未央区，中轴线未央路以东，凤城南路以南，基地南侧为规划路，东侧为本项目一期住宅。本项目总建筑面积为144 080.13 m²，其中地上128 113.00m²，地下15 967.13m²。地上57层，地下3层；主要建筑功能为总部办公、普通办公以及为办公提供配套服务的商业、会议与车库等。建筑高度269.900 m，消防高度249.500 m（屋面结构板顶），其中±0.000 m=398.200 m，女儿墙最高点标高为269.800 m，建筑室内外高差0.100 m。

2 消防设计

2.1 消防车道

根据GB 50016—2014《建筑设计防火规范》（2018年版）（以下简称《建规》）第7.1.2条与7.1.8条规定，本项目属于超高层民用建筑，沿建筑周边设置环形消防车道，消防车道净宽度不小于4 m，消防车道边缘距离建筑外墙不小于5 m。

2.2 消防车登高操作场地

本项目作为超高层建筑，消防车登高操作场地的布置对于消防救援非常重要，建筑标准层平面为48 m×48 m的正方形，结合总平面图具体位置进行分析，建筑外轮廓南侧距用地红线12.9 m，东侧距出地面楼梯间等辅助用房9.0 m，不满足《建规》对于登高操作场地的宽度要求。

在西侧与北侧的权衡中，为使各区办公人员充分复用室外广场进行分流，结合核心筒布置，对进入办公楼主要人流进行梳理与分析，南北两侧出入口距离一、二、四、五办公分区的电梯厅更近，此4个分区使用人员约占本建筑总使用人数的80 %，故更应将南北两侧引导为建筑的主要出入口，最终确定在塔楼西侧设置消防车登高操作场地。

在确定消防车登高操作场地位置后，为满足《建规》第7.2.1条消防车登高操作场地范围内的裙房进深不应大于4 m的消防扑救要求，在原方案南、西、北3个主要出入口雨篷外挑尺寸均为6.0 m的情况下，将西侧出入口雨篷外挑尺寸由6.0 m压缩至4.0 m，南、北两侧主要出入口雨篷外挑尺寸维持6.0 m。

3 单体建筑设计

本工程地上体量12.8万m²，建筑主要功能为总部办公与商务办公，建成后每天将有大量办公人员进出，日常通勤的核心筒设计、紧急避难的避难层设计、维持机房正常运转的各类竖井等建（构）筑物设计以及消防疏散设计都是超高层建筑设计中的重点。

3.1 人员密度

本工程设计完成时间早于JGJ/T 67—2019《办公建筑设计标准》发布时间，在设计过程中，对于办公场所人员密度没有明确的相关规定，结合以总部办公与商务办公为主的实际功能需求以及市场调研，此类建筑办公人员密度略低于普通办公建筑，经与建设单位沟通并参考GB 50223—2008《建筑工程抗震设防分类标准》条文说明第6.0.11条，按照10.0 m²/人进行功能与消防设计，此设计参数略高于后期发布的JGJ/T 67—2019《办公建筑设计标准》第5.0.3条9 m²/人以及美国2018版NFPA 101《生命安全规范》中9.3 m²/人的要求，经核算，在扣除首层大堂、空中大堂以及避难层后，本项目能为约1.2万人提供办公场所。

3.2 垂直交通设计

超高层建筑所有的交通压力均集中在垂直电梯上，作为交通流线的主动脉，合理的垂直交通组织是所有设计工作的重中之重。

经初步测算，每天有约1.2万人在本栋建筑内工作，为避免办公人员每天花大量时间排队乘坐电梯，本工程引入了电梯设计顾问对建筑进行了垂直交通组织方面的专项设计。

本工程标准层建筑面积为2 250~2 300 m²，地上共57层，首层整层为办公大堂，二层以上为办公楼层，HC5 %≥15 %、AI≤35 s是本次设计设定的最低目标值（HC5 %：一组电梯5 min运送乘客占本分区总乘客人数的百分比；AI：电梯平均运行间隔时间，即平均发梯时间）。

电梯设计顾问针对上述建筑基本信息，提出了多分区方案、双层轿厢（双层大堂）方案、穿梭梯+空中大堂方案等多个方案，在对各个方案的参数进行分析比较后，确定了采用“五分区+穿梭梯+空中大堂+竖向叠合复用井道+摆渡梯”的交通设计方案，分区一、二、四、五各设5部电梯，分区三设置4部电梯，另外设置6部从首层直达35层空中大堂的超高速穿梭梯，空中大堂向上的分区四、分区五分别复用分区二和分区一电梯井道，采用20个电梯井道设置30部电梯，此方案能够满足各个分区的电梯在设计前期设定的两项核心参数，各个分区参数分别为HC5 %= 15 %~18 %、AI=28~34 s，特别注意，因分区三仅有4部电梯，分区一、二、三的电梯布置与避难层并非一一对应关系，如图1、图2所示。在满足上述乘客电梯设计后，另外设置一部VIP电梯兼消防电梯、两部货梯兼消防电梯和两部地下车库摆渡梯。

图1 电梯分区示意

图2 首层平面垂直交通示意

3.3 避难层竖向设计

避难层设计是超高层建筑设计的另一个难点，也是超高层建筑与其他建筑物最大的区别。现代办公建筑根据建设标准不同，一般净高控制在2.7~3.0 m，再加上结构与机电必需的高度，超高层办公建筑标准层层高一般为4.2~4.5 m。这与避难层高度的关系十分密切，当标准层采用4.5 m层高（净高达到3.0 m）、避难层采用4.5~5.0 m层高时，10个标准层与1个避难层共计11个楼层与《建规》50 m的要求非常匹配，高标准的国际甲级写字楼一般采用此标准。但是本工程建筑标准要求净高控制在2.75~2.85 m，经过结构专业与机电专业精细化设计与讨论，标准层拟采用4.2 m层高，避难层拟采用4.5 m层高，据此总层高为46.5 m，与50 m之间相差3.5 m，不足以再设置一个标准层，但是直接舍弃掉3.5 m高度又过于浪费，只需要再增加0.7 m即可增加一个标准层。

以本建筑消防总高度不超过250 m为例，假设首层层高采用7.7 m进行设计，第一个避难层距室外设计地面50 m，不会造成高度浪费，但是其上每两个避难层之间舍弃一个3.5 m，4个分区共计浪费高度14.0 m，如需继续向上建设至250 m，需要在14.0 m范围内再设置第5个4.5 m高的避难层，第5个避难层之上仅可以再设置两个办公楼层，必然会造成极大的浪费。

根据消防征询意见，最终本工程由下向上各层高如下：11.8 m+4.2 m×9+4.5 m（避难层）+4.2 m×11+4.5 m（避难层）+4.2 m×11+4.5 m（避难层）+4.2 m×11+4.5 m（避难层）+4.2 m×6+4.5 m（避难层）×4=249.4 m。室内外高差0.100 m，第一个避难层在11层，地面标高为49.600 m，距室外设计地面49.700 m；两个避难层地面之间高差为50.7 m，第四个避难层距屋面结构标高建筑高度为47.7 m，均满足消防征询意见的要求。