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超高层建筑的弹性设计

导读 复原力是指一座建筑、一座城市或一个系统如何在对常态的大规模破坏后恢复活力,以及如何通过让居民、游客或建筑物的居住者舒适地生活而不会

复原力是指一座建筑、一座城市或一个系统如何在对常态的大规模破坏后恢复活力,以及如何通过让居民、游客或建筑物的居住者舒适地生活而不会生病或不生病来实现这一目标。感觉很痛苦。可持续性是复原力的一部分,但复原力是一个更广泛的主题。

在建筑设计中,弹性意味着在开始设计过程时仔细考虑建筑物的典型使用场景、正常使用时的常见压力点以及自然或自然灾害中最有可能或最不可能发生的灾害情况。可能挑战建筑物完整性、危及或对其居住者造成干扰的人造环境。当地环境在决定建筑弹性因素方面始终发挥着关键作用,因此弹性设计始终针对当地情况。

设计超高层建筑

根据高层建筑和城市人居委员会的说法,超高层建筑或高度超过300m的建筑是一个相对较新的设计类别。此类摩天大楼与其他高层建筑有很大不同,就像大学校园与学校、体育场与足球场不同一样。任何高度超过300m的结构都会带来一系列不同的新环境和要求,其中重力、风、结构、垂直运输和其他建筑服务,以及非常重要的火灾疏散,需要完全不同的方法。

这需要来自多个学科的众多顾问和专家的复杂互动,并由建筑师精心策划,以满足客户的愿望。这还只是在设计阶段,甚至在施工开始之前。最终,创建一座有弹性的超高层建筑需要在这组参数下充分利用建筑科学。但这本身就是一个话题。

超高层建筑面临危机

2001年9月11日发生在曼哈顿的恐怖袭击是摩天大楼历史上的一个小插曲。世界各地的建筑师都想知道我们是否还能再建那么高。由于担心成为目标,美国和世界各地正在设计的几座超高层建筑都被拆除或干脆取消。虽然这种恐惧很快就消失了,但从这场悲剧中吸取的一系列教训完全永久地改变了我们今天设计摩天大楼的方式。Covid-19还给我们的建筑和城市带来了一系列前所未有的挑战。我们还没有看到其中哪些会留下来,无论是基于它们的社会价值还是它们的财务可行性。

复原力衡量我们的建筑物和城市面对挑战、可预见或不可预见的情况和危机的能力和准备情况,这些挑战、可预见或不可预见的情况和危机可能会扩展它们继续服务其目标而不受干扰或干扰最小的能力。这些策略可以分为六个不同的类别。

冗余

冗余可能是使建筑物具有弹性的最重要特征。它依赖于重复结构和系统的结合,使建筑物在受到干扰的情况下仍能正常运行,但也依赖于如何简化这些系统以实现其最大效率。

根据基本方法,这些冗余很可能通过增加一些有关蓄水、供电或空气供应的现行法定规定来解决。然而,详细分析可能会建议与这些备用电源的位置甚至其几何形状相关的其他规划策略。

它还指的是安全规定的冗余,在建筑物内设置了几个可见和不可见的控制层,以防止人员和货物未经授权的访问。虽然其中许多设施都是基于复杂的技术,例如扫描仪、警报系统、访问控制大门、闭路电视或基于目的地的电梯,但其中一些设施与建筑规划有关,例如独立通道或允许第二层安全的空中大堂游客走下穿梭升降机后。

更具体地应用于超高层建筑,11/9恐怖袭击还让我们认识到结构冗余的重要性,从而产生了一种新的结构习惯,通过允许荷载在发生灾难性结构故障时防止建筑物逐渐倒塌。找到通往地面的替代路径。

另一方面,超高层建筑必须在内部扑灭自身火灾,需要对其被动和主动消防策略进行更强有力的考虑。引入避难楼层,利用天桥和电梯方便疏散,允许更宽的楼梯克服因疏散缓慢和疲劳而造成的逆流和拥堵,大量使用耐火材料来限制建筑的火灾荷载基于性能的消防工程,以及主动消防系统的定期维护和测试,是设计超高层建筑时需要立即考虑的一些消防安全考虑因素。

破坏可能以多种不同的形式出现,从流行病到恐怖袭击,这都会对未来的建筑设计产生影响。

破坏可能以多种不同的形式出现,从流行病到恐怖袭击,这都会对未来的建筑设计产生影响。

适应性和灵活性

适应性和灵活性涉及建筑物在未来进行改造或重新利用的能力,以及响应当地环境、适应不断变化的环境和社会条件和需求的能力。显然,这需要并行实施政策,使我们的建筑具有多功能性,不仅在设计方面,而且在法规方面。

楼板深度或从核心到立面线的距离,允许足够的日光穿透建筑物或楼板尺寸,确保商业上可行的效率,是创建弹性建筑的两个基本原则。

然而,非常重要的是,当谈到为我们能够生存的使用寿命而设计的高层建筑时,在设计阶段还需要考虑其他一些设计、结构和服务考虑因素,这些因素将决定我们的建筑的适应性、灵活性和弹性。。与传统的钢筋混凝土框架相比,广泛使用后张法(PT)板和梁,尽管由于其成本效益和施工速度而非常有吸引力,但可能会挑战建筑物的改造能力,因为PT结构在以下情况下不够灵活它涉及为服务创造新的机会。这对于办公楼和停车场结构尤其重要,因为这些建筑可能在50年后可能需要进行改造以用于其他住宅或商业用途。

同样,在设计垂直堆叠上存在多种用途的混合用途塔楼时,包括空调壁架或其他空调系统在内的服务井的对齐和尺寸对于确定建筑物重新利用的能力至关重要。另一方面,即使对于非住宅和幕墙建筑,在超高层建筑中提供窗户和阳台,也可以灵活地将办公楼改造为住宅楼,在封锁情况下提供户外机会,并提供一种替代的通风方式空调和机械通风系统发生火灾或机械或电源故障。

相互依存

相互依赖为建筑、场地、社区和城市提供了整体的方法。混合用途开发本质上具有弹性,并且在不同的用途、功能或组件方面表现得尤其出色,这些用途、功能或组件可以很好地相互支持和加强。这样,与一次性建筑的常规日常使用周期相比,可以减少通勤时间,并且建筑物及其系统可以24/7保持运行状态。

另一方面,建筑物内提供公共和私人景观区域,为建筑物内的居住者提供了户外机会。这些景观区域不仅可以减少热岛效应,而且在封锁情况下也变得至关重要。这座城中之城,当与城市的公共交通和步行网络连接时,创建了一个强大的交织系统,公共领域的边界变得模糊,不再由建筑物的边缘和新的垂直城市走廊和水平室内街道来定义找到穿过城市超级街区的路。

再生和恢复

高层建筑,特别是超高层建筑,其设计目的是为了经久耐用——非常深的地基和地下室使它们很难拆除、拆卸或更换,在许多情况下,它们会成为最终的建筑。

虽然财务上可行是不可避免的,但保持商业吸引力是必须的,这对于商业空间尤其重要,尤其是办公室,可持续发展和环境责任已成为大多数领先企业的一个重要方面。多项研究证明,特别是在商业建筑中,创建环保建筑所需的投资回报非常有吸引力。

除了商业方面之外,具有再生性和恢复性的建筑更有能力克服未来的身体和健康干扰或财务和社会挑战,因此最终更具弹性。再生建筑是指那些整合了减少对化石能源和基础设施系统需求的系统,同时减少其碳足迹的建筑,而恢复性建筑不仅可以恢复自然资源,还可以恢复其所属社会的健康和福祉。

摩天大楼具有对其周围建筑和企业有利的吸引力。

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