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单元式高层住宅的核心筒设计分析

发表时间：2020/10/15 来源：《基层建设》2020年第19期作者：田磊

[导读] 摘要：随着我国经济水平的提高，城市的发展速度加快，随之而来的便是城市人口的飞速增长。

        北京市住宅建筑设计研究院有限公司北京市 100005
        摘要：随着我国经济水平的提高，城市的发展速度加快，随之而来的便是城市人口的飞速增长。为了解决城市人口居住问题，缓解城市居住用地紧张问题，建造高层住宅逐渐成为城市的主要特征。高层建筑建造需要建立在先进的工程技术和新型的建筑材料基础之上，高层住宅核心筒设计的合理性也是重中之重，以便提高居民居住环境的安全性舒适性。高层住宅核心筒的设计包括了对电梯、楼梯、公共走道、前室等等的设计要求，我国《建筑设计防火规范》及《住宅设计规范》做出了明确规定，如何将其融入到具体项目中是现在设计人员需要考虑的问题，也是考察设计人员能力的关键因素。本文结合高层住宅的核心筒设计现状做了详细分析，在此基础之上提出了具体的建议，希望可以为相关人员提供参考。
        关键词：高层住宅；核心筒；设计；分析
        一、项目背景
        项目地处房山长良板块，位于房山新城西侧，距区政府驻地 1.5 公里，距房山商务区 CSD 约 6.5km；距总部基地约 18km；距离北京主城区 25km。项目用地距地铁房山线苏庄站 1KM，规划交通完善，良乡大南关村公交站、良乡机动车检测场公交站。

                                                    图1－1
        二、高层住宅的核心筒拆分
        核心筒具体来看其实包含了多种元素，一般又根据不同类型的高层住宅有着不同的差别。具体要从实际情况来看，分析其基本元素相对容易。即经常提到的楼梯、电梯、前室、候梯厅、公共走道、管道井等。楼梯、电梯、前室相较于管道井、侯梯厅、公共走道元素存在区别，前三者很大程度上拥有既定的标准，所以设计过程中一般都是参照规范限定和使用需求标准完成。但是后三者存在的意义相对多元化，所作为核心筒的组成部分还涉及到了外立面效果，以及高层住宅套型的布局，以及每一套房子的朝向，拥有的采光、通风条件。这些因素和信息都决定了核心筒设计水平，进而影响居民居住环境。加快提高高层住宅核心筒的设计水平，可以推动我国经济的发展和进步，还可以解决我国城市用地紧张问题以及人与住房之间的矛盾。
        1、楼梯
        楼梯在高层住宅平时生活中的作用相较于电梯而言要小得多，但是确必不可少，而且是十分重要的组成部分之一。楼梯的作用都是以安全疏散为核心。所以通常将其定义为整个核心筒中的安全疏散工具。高层住宅均配备电梯，但楼梯并不是在平时生活中完全不起到交通性的作用。这里需要将高层住宅的楼层分开来看，比如高层住宅的最下几层居民通常都会将其作为垂直交通工具。除此之外居民与居民之间短距离的层间交通也仍然需要楼梯。
        高层住宅中的楼梯属于核心筒的重要组成部分，根据其性质来看，具体设计的过程以及最终的设计结果都呈现标准化。若是仔细划分城市高层住宅的类别则可以有塔式高层住宅和单元式高层住宅两种。高层住宅每层的建筑面积在防火规范中也做出了明确规定，《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)中规定：
        建筑高度大于27m、不大于54m 的建筑，当每个单元任一层的建筑面积大于650㎡，或任一户门至最近安全出口的距离大于10m 时，每个单元每层的安全出口不应少于2 个；
        建筑高度大于54m 的建筑，每个单元每层的安全出口不应少于2 个。
        建筑高度大于27m，但不大于54m的住宅建筑，每个单元设置一座疏散楼梯时，疏散楼梯应通至屋面，且单元之间的疏散楼梯应能通过屋面连通，户门应采用乙级防火门。当不能通至屋面或不能通过屋面连通时，应设置2个安全出口。具体的数量要结合每层住宅单元的情况进行确定，但是一般存在硬性的要求，即安全出口不应少于两个。
        高层住宅的出现本身就是为了缓解城市用地紧张的问题，所以从楼梯设计的角度来看需要考虑到节约用地和经济性指标。正是存在这样的原因，实践中常以剪刀楼梯来满足：
        住宅单元的疏散楼梯，当分散设置确有困难且任一户门至最近疏散楼梯间入口的距离不大于10m 时，可采用剪刀楼梯间，但应符合下列规定：
        （1）应采用防烟楼梯间；
        （2）梯段之间应设置耐火极限不低于1.00h 的防火隔墙；
        （3）楼梯间的前室不宜共用；共用时，前室的使用面积不应小于6.0㎡；
        （4）楼梯间的前室或共用前室不宜与消防电梯的前室合用；楼梯间的共用前室与消防电梯的前室合用时，合用前室的使用面积不应小于12.0m2，且短边不应小于2.4m。
        通常高层住宅的居住环境还需要考虑在内，因此针对每套户门至楼梯间的距离进行控制，通常不大于10米最佳。高层建筑虽然一定程度上解决了用地紧张的问题，但是在设计其楼层数量的时候，需要避免建筑高度大于100米。
        高层住宅楼梯的作用是满足日常使用方便和安全疏散，所以一般比较强调核心筒设计的水平。例如核心筒设计应当符合相关规范的要求，比如防火规范规定疏散走道、疏散楼梯和首层疏散外门的净宽度不应小于1.10m，而楼梯踏步宽则需要最小宽度0.26m、最大高度为0.175m。实际设计中需要考虑的因素更多。楼梯疏散宽度，应综合考虑节能设计、装修做法厚度、楼梯栏杆的设置等诸多因素对楼梯宽度的影响。
        2、电梯
        在高层住宅实际的设计中，电梯的设计其实属于核心筒设计的关键因素之一。毕竟针对的是高层住宅的电梯进行的设计，除了要满足垂直交通工具的属性要求之外，还需要在各个方面的细节上进行优化和调节。比如单元式高层住宅中10至11层的住宅一般都是设1台电梯，这样可以满足居民日常出行的需要。那么进一步便是确定电梯的类型，通常这一类高度的住宅的电梯选择1台800Kg的普通电梯即可。这种普通电梯的作用在不同的住宅中作用存在区别，比如若是塔式住宅中普通电梯可以发挥消防电梯的作用，这样一来不仅可以满足住户日常生活所需，还可以保障消防安全。若是单元式高层住宅为12层级12层以上的类型，则需要考虑到居民流量的问题设置2台电梯。两台电梯的类型通常要加以区别，一般可以选择一台普通电梯，即常用的1台800Kg的电梯，可以用作消防电梯。此外还需要设置1台可容纳担架的1000Kg电梯，当这两台电梯组合起来之后便可以更好地服务于居民日常生活，提高居民的居住环境水平，增强便利性。
        电梯的设计需要建立在多家电梯厂商的技术参数分析与研究结果之上，因为不同品质的电梯、不同类型的电梯对于居民的生活作用甚至影响都不同。比如一台普通的800Kg电梯，其井道净尺寸存在最小值，即1850宽x2000深。若是选择的是一台1000Kg担架电梯则需要对其井道净尺寸进行调整，通常最小可取1800宽x2600深。考虑到不同电梯的速度不同，所发挥的交通工具作用高低不同，进行电梯的设计时还需要重视其速度的设计，通常高层住宅内部设置的电梯速度可以确定为1.0m/s或2.0m/s。
        电梯属于垂直交通运输工具，应用于高层住宅中意义重大。但是同时需要注意的是电梯存在的缺点，比如在运行时发出的较大的机械噪声。这些机械噪声若是没有在设计方面进行控制，会降低居民生活质量，规范要求“”电梯不应紧邻卧室布置。当受条件限制，电梯不得不紧邻兼起居的卧室布置时，应采取隔声、减振的构造措施”，针对在小户型平面布置时，满足这一要求确有一定困难。因此作为核心筒设计的核心，电梯往往需要进行井道隔音处理。
        3、前室
        前室与候梯厅、公共走道均属于核心筒的重要组成部分，而且这三者应结合在一起布置。通过合理的方式组成高层住宅中的水平交通空间。之所以在核心筒设计中强调前室的设计，主要的原因还是其影响着居民的生活质量。尽管前室属于居民短暂停留的地方，但是对于居民周围环境的影响较大。现如今城市人口增多，很多高层住宅每层居民之间的交流几乎没有，但是这并不意味着居民对于邻里交流完全没有需求。所以要将其考虑为邻里交流常常伴随发生，那么前室的设计便十分必要。核心筒设计人员针对这部分空间的推敲和优化设计很显然影响的不仅仅是居民的生活环境，还会居民的精神生活环境起到极大的改善作用，再从整体上来看，高层住宅中的前室设计可以提升整栋住宅设计的品质。
        消防设计属于高层住宅最为重要的设计之一，我国现行《建筑设计防火规范》GB50016-2014对此作了详细的规定。当然这些规定之中也包含了高层住宅前室的设计的规定。考虑到不同的高层住宅具体情况不同，所以实践中进行前室设计的时候需要分清楚情况。可以是单独的防烟楼梯间前室，也可以是消防电梯的前室，可采用剪刀楼梯间，楼梯间的前室不宜共用；共用时，前室的使用面积不应小于6.0㎡，楼梯间的前室或共用前室不宜与消防电梯的前室合用；楼梯间的共用前室与消防电梯的前室合用时，合用前室的使用面积不应小于12.0㎡，且短边不应小于2.4m。
        规范规定的十分具体，设计人员只需要将其融入到具体的设计内容中。比如规范就确定前室的面积。不同省市对于所在地区的高层住宅制定的规定有所不同，有些地区的规定更加严格，尤其是针对高层住宅的候梯厅和公共走道进行规定的时候显得更为谨慎。不过通常情况下电梯候梯厅的净深度要得到控制与约束，不可以一味地为了节省成本或者空间加深。无障碍电梯的候梯厅深度不宜小于1.50m，公共建筑及设置病床梯的候梯厅深度不宜小于1.80m;实践中很多高层住宅的电梯和楼梯存在一种特殊的情况，即共用候梯厅或者平台，那么对其公共走廊净宽进行设置的时候不应小于2.1m。消防电梯前室且短边不应小于2.4m。
         根据我国针对高层住宅核心筒设计的规定可以看到，为了保障高层住宅居民的生活质量，在很多细节上都做了详细的规定。这样一来在实践中可以有利于设计人员建立起科学合理的设计体系，防止设计方案出现误差。我国存在很多高层住宅核心筒设计师，他们对于各个方面要素的理解与把握极为准确。从一些优秀的设计先例中可以看到其中存在的共同要素。一般的高层住宅核心筒设计人员需要从中整理和提炼精华元素，从而逐步地接近典型，构建起完善的设计模式，对其他设计师的设计提供参考。
        建筑高度大于27m、不大于54m 的建筑核心筒平面类型一梯两户的设计中，候梯厅和前室的特征极为明显。比如通常合并为一体出现，这样一来住户并不需要从公共走廊进入家门，而是直接经过电梯厅入户。从这一情况可以知道，这一类型的高层住宅核心筒设计与其户型布局存在关系，核心筒的公共面积小。只有在户型布局紧凑的情况下才会出现此类现象。不过这一类的高层建筑也存在很大的优势，比如其朝向更好，拥有更好的采光条件，各户的通风效果也更优越，整体上来看具有多层住宅的优点。只不过这种类型的高层住宅结构相较于其他结构不常见，因为核心筒进深较大，户型的面积较大，并不符合现在的市场需求。
        一梯四户的设计较为典型，本文对其作了详细的分析。若是一楼四户，核心筒的面积控制更为游刃有余，而且可以更好地把握好住户与核心筒之间的联系，使得住户的居住体验更良好。当设计为一楼四户，意味着核心筒的组成元素中的候梯厅和前室处于结合布置的状态，而且其位置需要靠近外墙部位。此外对于这一类的高层住宅公共走道的布置还要多费一些心思，使其处于候梯厅内侧最好，可以为居民创造有利的条件。现在人们购买房产都会十分在意公摊面积，所以设计核心筒的意义才越来越明显。采用一楼四户的设计方法，可以使得每一户的分摊的公用面积要小于一梯两户的。只不过这种设计方式也存在一些不足之处。比如一楼四户中总有一户是处于中间位置，这一户的采光通风水平自然会有所降低。此外若是考虑到建筑节能和抗震，这种设计方法便不适用于建筑体形系数偏大的高层住宅。所以进行高层住宅的核心筒设计时需要考虑的因素非常多，因此设计人员除了要全面了解并掌握高层住宅核心筒设计相关规定与要求之外，还需要拥有丰富的实践经验。一楼四户其实现如今城市高层住宅常见的结构之一，大部分的设计人员都会考虑到其结构的优点和缺点，从而更好地建构核心筒组成要素的体系，以便于可以结合实际情况作出相应的调整与优化。
        我国的城市人口数量不断激增，高层住宅规模扩大，为很多人解决了住房问题。核心筒属于高层住宅重要的组成部分，对其进行设计需要建立在科学合理的数据之上，同时要求设计人员具有谨慎严格的特点，方能够保障核心筒设计水平。因此在核心筒的优化设计中，综合各个方面的因素，加大各个方面的考察力度，构建起可以实践应用的数据体系很有必要。
        比如若是核心筒设计人员考虑到楼梯与电梯井之间的关系，并确定了采用紧密设置的原则，那么则需要对电梯的设置进行优化与调整。通常情况下可以采用背对分设的方法，这样一来每一层的各住户便可以以合用前室的方式入户。
        若是属于建筑高度大于54m 的的高层住宅，则需要区别分析。通常可以考虑到核心筒各个组成部分的功能作用，加设加压送风的风井解决一些问题。当一些不利因素、抑或是不良因素存在，设计人员需要通过具体项目和规范相结合的方式加以优化。核心筒的优化设计可以提前确定重点难点，从而形成更加合理的住户入口设置，以分组的形式建构更加有益。以此种方法可以有效解决住户从电梯到户内距离过远的问题。东西两侧在这种设计结构下，呈现出一种一梯两户的入户空间，对于住户而言益处明显。即可以更好地保护住户私密空间，大幅度提升了住宅品质。
        总结：经济发展速度加快，对于提高人们的生活质量意义重大。现如今高层住宅已经成为了城市常见的设施之一及发展趋势。这样一来吸引了越来越多的投资者投资到房地产行业中，建筑行业的发展速度也因此不断地加快。高层住宅本身对于设计人员的要求就比较高，而高层住宅核心筒设计又是重中之重，会对设计人员形成新的要求。在这样的背景下关于高层住宅核心筒的设计必须要严格按照国家、地方相关规范、规定和标准要求进行设计。而且根据本文对高层住宅核心筒重要组成部分的分析和探讨，在今后高层住宅的户型设计过程中将会面临更多更复杂的问题，然而这些问题并不是无法解决的。解决的前提是设计人员要将高层住宅核心筒作为一个基本设计要素进行标准化设计，通过不断地研究和发展，构建起符合多楼层需求、多户型的高层住宅特征的核心筒体系标准。经过长期的实践探索以及应用之后经过检验这一套标准确实具有良好的作用，便可以为进一步户型设计搭建平台，创造有利的条件。
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