浅谈高层建筑地下室设计及处理方法

浅谈高层建筑地下室设计及处理方法

摘要：近年来，随着社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快，建筑行业也取得了很大的进步，各种高层建筑如雨后春笋般出现，有限的建筑面积难以满足现实发展之需求，因此开始将注意力转移到地下室的设计与建设上。本文将对高层建筑地下室设计及相关问题的处理方法进行研究，以供参考。

关键词：高层建筑；地下室；设计；处理方法；研究

近年来，由于种种原因而导致的房价上涨，土地紧缺等现象，使人们的居住空间变得越来越拥挤。为了充分利用空间，大多的单位通过采用半地下室或全封闭地下室作为工作或停车场地，达到房屋面积使用最大化。然而，对于半地下室和全封闭地下室而言，采光率差，通风效果不理想等诸多现实问题限制了地下室空间最大化合理利用。本文针对上述现象提出改善设计方案，对地下室自然通风和采光的进行研究。

1、地下室自然通风设计

通常情况下，地下室自然通风主要依靠风压与热压方法予以实现，风压作用下的自然通风与热压基础上的自然通风形成过程，分别如下图所示。在地下室进深较小位置多利用风压通风，进深较大位置则多利用热压通风。地下室就属于进深较大的空间，可将风压与热压有机地结合在一起。

本文主要研究在风压通风的基础上利用热压通风，实现自然通风。在试验中，利用艾草燃烧产生的高温，达到模拟环境效果，使室内外有一定的温差，来实现热压通风；利用内置幕墙装置，增大室内外与室内压力差。通过艾草燃烧产生的烟，能很直观的看到通风效果。

2、自然采光设计

为增强地下建筑室内中的采光效果，可适当地增加采光窗口的面积，不仅将直射光引入地下室，而且还应利用光自身的反射原理，将光线引入到地下室中，从而增加采光的进深；同时，还可以利用光纤的漫反射原理，使光线得以有效的发散，扩大采光之面积。通过增加采光窗面积，可增加地下建筑室内开敞感，降低封闭感、压抑感。在高层建筑地下室采光设计过程中，应当有意识地利用建筑立面造型、室内的空间布局等，在结合现代化技术手段的基础上，有效解决地下室采光问题。因此，在地下室建筑设计过程中，应当有意识地利用建筑立面造型和室内空间布局，结合技术手段来解决地下室自然采光问题。

地下室的天光照明和天然采光均匀度随着窗地比的增加而上升，达到最高点后下降；内部反射效果变化不大，随着窗地比的增加而略有微弱增加。因此，在进行基本条件相同的矩形房间自然采光设计中，应结合功能要求，找出合适的

窗地比，以增加自然采光的效果。而对于具有反光装置的地下室，能减轻室内采光不均匀及眩光的影响，具有明显地加强地下室采光效果的作用。当然，反光材料可以是浅颜色涂料，并且实践中可利用反光板来改善自然采光。对于反光板的使用，有一些具体的细节问题需要考虑，否则会适得其反，起不到改善光环境的作用。反光板位于观景窗和采光高侧窗之间时，上部采光窗的玻璃可见光透过率要高，以便使更多光线进入室内被反射到天花板，照亮房间后部，下部观景窗的可见光透过率要低，降低近窗处照度，并减少观景窗潜在的直接眩光。反光板的上表面要采用浅色饰面以提高反射率，表面光滑程度要适当，以避免晴天由于光滑程度过高，导致天花板上产生过亮的光斑。室外反光板要注意做出一个向外的坡度以利排水，炎热地区的室外反光板靠墙处可以设一小段漏空，以利于热空气上升，也可兼作排水之用。

3、地下车库平时通风与排烟系统

（1）系统调节阀选用

地下建筑较之地上建筑来说密闭程度高，污染物不容易随风扩散，地下车库中汽车在运动过程中排出的尾气含有大量的有害气体，如CO、氮氧化物、硫化物、铅微粒等，尤其以CO对人的影响最大，也无法有效地排除。所以设计人员通常对地下车库采用机械通风。在《采暖通风与空气调节设计规范》中规定，当放散气体的密度比空气重时，上部的排风量要占到总量的三分之一。对于汽车排出尾气而言密度大于空气密度，所以在排风系统中采用此方法进行气体排除。为了便于调节和控制通风系统,我们在下排气体的通风支管上加设调节阀,在实际工程设计中常见有对开多叶调节阀和70℃防烟防火阀两种调节阀。

（2）排烟系统防火阀选用

高层建筑中必须要做好防火排烟的准备，有许多地下车库都设有机械排烟系统。对设置机械排烟的地下车库,其风机房前的防火阀的设置也引起了我的疑惑，在此也一并提出。汽车库无直接通向室外的汽车疏散出口的防火分区，当设置机械排烟系统时，应同时设置进风系统,且送风量不宜小于排烟量的50%。在设计中，消防部门要求在紧靠进风机房的送风风管上安装70℃防烟防火阀，在紧靠排风机房的排风风管上安装280℃排烟防火阀。对于此要求,在规范中没有明确规定,我本人认为宜在紧靠进风机房的送风风管上安装280℃排烟防火阀。

4、采光井设计

采光井是四面有房屋，或三面有房屋另一面有围墙，或两面有房屋另两面有围墙时中间的空地，一般面积不大，主要用于房屋采光、通风。采光井的位置多设在以下几处：房屋的前后两端、房屋及围墙的交汇处、中庭采光加设采光井。采光井最窄位置，都是为卫生间的采光设置的，大约只有30公分，在地下室表现成可以出入的地方。最宽大的采光井三面开挖采光，可以总结只要有地方就能做足采光。

地下室采光井天窗方案设计必须考虑以下几个方面：第一，通风及采光。同时满足采光和有效通风的开启扇面积；第二，确保安全耐久。无论窗本身或者窗与墙体结合处均需确保长久使用不漏水，确保产品使用寿命；第三，方便使用及维护。便于开启关闭操作及日常维护；第四，材料成本性价比。追求满足功能的同时方案的最佳性价比。，建筑设计考虑了对地下室的充分利用，在地下室设计采光井，经多方比较，笔者建议采用威卢克斯GGL型通风换气窗，作为该项目别墅地下室采光井天窗。

选用该天窗主要优点：（1）该天窗有最精密的排水系统- 排水板，半成品天窗自带的防水卷材与原有建筑防水材料有效搭接，确保防水的完整性，彻底消除漏水隐患；（2）通风面积有效增大，顶面开窗利用了烟囱原理，比侧面开窗换气更彻底；（3）半成品天窗为中悬轴设计，配备撞锁使得开关自如，也可选配遥控装置进行遥控开闭天窗；（4）在更好的满足地下室空间舒适性的同时，该采光井天窗尚具有较高的经济性。

结语：高层建筑地下室设计过程中会涉及到很多的问题，是一项非常复杂的工程，但同时也关系着地下室及高层建筑的安全可靠性、实用性。改善地下建筑内部空间环境对促进地下空间开发利用具有十分重要的意义，增强地下室及半地下室天然采光效果就是其中一个不可忽视的内容。地下建筑天然采光受到诸多条件的制约，应尽可能采取多种设计对策和措施，不断丰富地下建筑的设计手法。我们进行的原理性模拟试验表明，通过反光材料和反光镜的设置使天然采光效果明显，但其细部设计有待进一步推敲和探究，并有待实际工程检验。因此应当加强思想重视和设计与处理技术创新，只有这样才能保证设计满足实际需求。

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