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