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摘要：以芙蓉自贸大厦为例，围绕超高层办公楼设计展开讨论，从核心筒、大堂空间、剖面设计、幕墙设计等方面进行阐述，总结了超高层办公楼设计的一系列方法。

关键词：超高层办公楼；核心筒；大堂空间；剖面设计；幕墙设计

1 引言

超高层办公楼作为现代城市发展的标志性载体，其设计需在功能效率、空间体验与技术创新间实现高度平衡。平面设计是核心骨架，剖面设计则聚焦垂直维度的立体重构，幕墙系统作为建筑的“第二皮肤”，需统筹美学表达与性能需求。本文从设计逻辑、技术路径与创新实践出发，探讨超高层办公楼如何通过多维度整合，回应高密度城市中效率、生态与人文的多元诉求。

2 项目概况

芙蓉自贸大厦项目位于长沙市芙蓉区人民东路与长榔路交叉口西南角，西临经九路，南侧为多层厂房，为湖南自贸区芙蓉区块东北角、沿人民东路自黄花机场进入市区的核心地块。 6号线韶光站在用地东北角，步行2分钟 即可进入长沙地铁轨道网，交通优势非常明显。项目定位为高端商务办公楼，作为自贸区内标杆项目进行打造。项目总建筑面积为12.06万m2。地上包含1栋建筑高度149.5米办公楼和1栋23.9米裙楼商业。

项目以“芙蓉花开”作为建筑立意，以鸟瞰视角整个建筑形态如含苞待放的“芙蓉花”（图1），完美展现芙蓉自贸区建设发展的勃勃生机。

3 总平面设计

项目由1栋建筑高度149.5米超高层塔楼和1栋23.9米裙楼组成，临城市道路和绿化带均留出了较大的退让。项目规划布局紧凑、结构清晰。基于对项目周边城市环境与已建建筑的分析， 超高层塔楼与北侧已建高层错位布置，使人民东路城市空间灵活有致。将裙房与地铁6号线韶光站站前广场结合设计，通过开放城市广场的设计为城市节点注入交互的、流动的、富有体验感的空间。

裙房置于用地东侧，与城市公共交通 系统紧密联系，自贸大厦将为城市最大限度提供其商务服务价值；同时在裙房东北角结合地铁站前广场设置城市开放空间， 将超高层建筑对城市的压迫感降到最低，且便于人群引流，使其成为城市体验的良好组成部分。

项目东、西、北三面临城市道路，在基地东南角和西南角各设置一个车行出入口，在西北角和东南角设置两处双车道汽车坡道（东南角为后勤坡道），地面车辆由基地车行出入口直接进入地库，平时地面车行交通主要在用地南侧和西侧，人行交通在东侧和北侧，人车分流。在建筑东侧和北侧设置为铺地，满足大量人员通行和集散的要求。

4 平面设计

200m以下的超高层办公楼，标准层面积一般宜在1800～2400m2之间，平面采用方形或矩形。本项目采用3.7m*39.3m矩形平面，四个角内收倒圆角，平面构图优美，标准层建筑面积在2030～2140m2之间，核心筒外的走道宽度1.8m。

4.1 核心筒设计

核心筒作为办公楼最核心的部位，主要担负着竖向交通、设备布置、附属用房等功能。包含电梯系统、消防疏散系统、设备空间、辅助系统下四大部分。核心筒的位置有中央型、外围型和特殊型几种，以中央型居多。

4.1.1电梯设计

（1）电梯数量

甲级超高层办公楼单梯服务面积不应大于5000m2/台。本项目办公部分的建筑面积63683.37m2，核心筒设置13台客梯，单梯服务面积4898.72m2/台。

（2）电梯效率

衡量交通计算结果最要的指标有三个，一是电梯平均等候时间（WT），二是电梯平均到达时间（DT），三是电梯5分钟输送效率（HC5）。电梯运行效率评估需基于100%客流的上行高峰的交通模式，即上午上班高峰期间。对于办公楼来说，如果在上行高峰模式中电梯系统可以达到要求的话，那么其他交通模式一般都可以满足要求。甲级办公楼5分钟运输能力取值在12%～15%，平均侯梯时间取值30～40s、到达目的楼层时间取值90s～110s。

为提升客梯的运行效率，减小平均侯梯时间，可采取塔楼电梯结合地库转换电梯或自动扶梯的方式。电梯可采用群控或目的楼层派梯系统，群控系统费用约0.5万/台，目的楼层派梯系统费用30～80万/套。

与群控系统相比，目的楼层派梯系统具有高效、安全、便捷、环保等众多优点。通过人脸识别、二维码、刷卡、密码、蓝牙等多种身份识别方式，系统能快速识别用户身份，根据用户权限和目的楼层智能分配派送电梯，通过智能调度算法，系统可引导同层用户乘坐相同电梯，减少电梯停层次数，优化电梯运行路径，从而提高电梯运力，缩短用户等候和乘梯时间，提高电梯运行效率。

（3）电梯组合方式

超高层办公楼电梯常见的组合方式有：“一”字形，电梯组一字排开，分为上下两排，各组群的候梯空间串联起来，形成建筑的内 走道，核心筒的各组成部分就沿着走道布置。“二”字形，四组电梯分为上下左右2行2列布置，核心筒形成“鱼骨”状的交通流线，核心筒各组成部分就依附于这个骨架布置。“十”字形，电梯组呈“T”或“十”型布置，平面左右对称，利于交通组织、设备布置以及结构布置。本项目电梯采用“二”字形布置。

高层建筑电梯分区服务时，每服务区的电梯单侧排列时不宜超过４台，双侧排列时不宜超过２排Ｘ４台。当建筑设有电梯目的地选层控制系统时，电梯单侧排列或双侧排列的数量可超出4台。

电梯厅的深度多台电梯双侧排列时大于等于相对电梯最大轿厢深度之和，并小于4.50ｍ。 超高层办公建筑的卫生间一般利用电梯不停靠的电梯厅来设置，结合卫生间洁具布置，考虑室内装修厚度，电梯厅的深度不应小于3.9m。

塔楼客梯可不下地库，也可下到地库，两种方式各有优势。采用下地库的方式时，在上班高峰时段控制人员不能从地库上，减小首层乘梯的等候时间，在非上班高峰时段可从地库上，增加使用的便捷度，此方式需设置地库电梯厅。采用不下地库的方式时，通过转换电梯上下地库，塔楼客梯厅在地库的部分可布置停车位，可提高地库的使用率，减少地库的电梯厅。

（4）竖向分区原则

电梯竖向分区应考虑：电梯台数与服务楼层人数相对应，每组电梯数量控制在4～8台，电梯分区和数量的设置应根据电梯控制时间来考虑，电梯机房和电梯冲顶高度尽量结合避难层设置。

本项目塔楼共35层，一～二层为大堂，十二层和二十四层为避难层，电梯服务的楼层数量为31层，电梯采用二分区。为提高办公楼层的有效使用面积，项目中巧妙借助避难层处理冲高和机房，将二十四层电梯井筒范围楼面抬高1.75米设置为低区电梯机房，使低区电梯的顶层高度达5.95米，将二十五层电梯井筒范围楼面抬高0.6米，使电梯机房层高达3.1米。1～23层为低区，电梯服务20个楼层；25～35层为高区，电梯服务11个楼层。按照电梯台数与服务楼层人数相对应的原则，将低区电梯数量设计为8台，高区电梯数量设计为5台。

（5）电梯救援门

当相邻两层门地坎间的距离大于11m时，其间应设置电梯井道安全门，以确保相邻地坎间的距离不大于11m。在有相邻轿厢的情况下，如果轿厢之间的水平距离不大于0.75m，可使用轿厢安全门，采用相邻电梯轿厢进行救援。井道安全门的高度不得小于1.8m，宽度不得小于0.35m[5]。高区电梯不停靠的楼层设置卫生间时，卫生间洁具布置应考虑井道安全门的设置要求，可以在卫生间的洗手台上、蹲位上、小便池上暗门设置。

4.1.2消防系统设计

消防疏散系统是超高层办公楼核心筒的重要组成部分，包括防烟楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯、合用前室、楼梯间和前室的加压送风井。

（1）疏散楼梯

公共建筑内每个防火分区或一个防火分区的每个楼层，其安全出口的数量应经过计算确定，且不小于2个[3]。超高层办公楼标准层的面积一般在3000m2以内，为一个防火分区，需设置两部防烟楼梯间。

办公建筑疏散总净宽度应按总人数计算，按固定座位数或按每人使用面积计算人数。甲级办公楼可按使用面积1人/8m2计算，也按可建筑面积1人/10m2计算。超高层办公建筑疏散楼梯的总宽度按其通过人数每100人不小于1.00m计算。

超高层办公楼疏散楼梯间的净宽度=梯段宽度（面层到梯段边）*2+梯井宽度+粉刷层厚度*2。高层办公楼内楼梯间的首层疏散门、疏散楼梯的最小净宽度不应小于1.2m，楼梯间内一般设有通往地下室的疏散楼梯，双扇门的门框和门扇占用的宽度按0.2m考虑，梯段宽度取1.4m，楼梯井按0.1m考虑，楼梯间净宽的最小值建议取2.9m。

超高层办公楼疏散楼梯的净长度=梯段长度+平台宽度（两个）+楼梯间开门空间。办公建筑的踏步最经济尺寸为260*175mm，楼梯间的净长度应考虑最不利层高楼层的影响，当层高在5.2以上时，楼梯间可设置4个梯段，当小于5.2m时，则只能设置2个梯段。楼梯间开门不能影响平台的有效疏散宽度。平台有效疏散宽度最小可按1.2m计算。

楼梯间在标准层时，其安全出口应位于不同的方向。在首层时，楼梯间应直通室外（其中应有一部楼梯通往消防扑救场地），不应穿越大堂。在避难层时，通向避难层的楼梯间应在避难层分隔、同层错位或上下层断开。

（2）消防电梯

消防电梯应分别设置在不同防火分区内，且每个防火分区不应少于1台。由于一个防火分区最大可做到3000㎡，因此通常只需设置一个消防电梯。对超高层办公建筑来说，消防电梯一般兼做货梯，考虑到电梯检修时的一用一备，一般设置两台货梯为宜。

消防电梯前室在首层应直通室外（消防扑救场地）或经过长度不大于30m的专用通道直通室外[3][4]。

（3）前室及送风井

防烟楼梯间、防烟楼梯间前室、合用前室均需设置加压送风井，风井的位置应上下贯通，在避难层时不应影响楼梯的疏散，风井的大小应满足相应的要求。

4.1.3卫生间设计

公用厕所服务半径不宜大于50m；公用厕所应设前室，门不宜直接开向办公用房、门厅、电梯厅等主要公共空间，并宜有防止视线干扰的措施；公用厕所宜有天然采光、通风，并应采取机械通风措施[2]；男女性别的厕所应分开设置，其卫生洁具数量应按《办公建筑设计标准》JGJ/T67-2019表4.3.5配置。

超高层办公建筑低区标准层的卫生间一般利用高区电梯不停靠的电梯厅来设置。而高区标准层可以利用低区电梯组的空间集中布置。宜在卫生间内设置水管井和排风井。本项目低区使用人数最大层为190人，高区使用人数最大层为192人，男女人数按1：1考虑。

4.1.4设备管井布置

核心筒中各个设备房间和管井的大小要求和四个维度有关：建筑高度、空调系统、新风系统、排烟方式。本项目采用集中空调和机械排烟系统，核心筒的管井包括：加压送风井4个、水井1个、水井和空调冷媒井2个、空调新风立管井1个、空调回风立管井1个、走道及办公排烟井2个、卫生间排风井1个、强电井1个、弱电井1个。

管井的布置应结合结构剪力墙布置、避难层走管需求、标准层走管及管综控制需求综合考虑，将多数管井布置在核心筒剪力墙外围便于出管。

4.2大堂空间设计

超高层办公楼大堂挑高一般为二～三层，大堂的层高为9.9～14.4m。本项目大堂北面和西面两个面整面挑高两层，层高9.9m，极大提升了项目品质。地库转换电梯设在低区电梯的南面，在大堂东南角位置设置了卫生间，方便使用。

5 剖面设计

超高的办公的剖面设计应考虑建筑限高、标准层层高和层数、避难层层高和位置、大堂的层高和层数、裙房商业的层高和层数等因素，甲级办公楼的标准层的层高在4.0～4.2米之间，第一个避难层的楼面至消防车登高搞作场地地面的高度不应大于50m，两个避难层（间）之间的高度不宜大于50m[3]，避难层的层高应结合设备布置需求。

本项目建筑限高150m，共35层，塔楼一～二层为大堂，裙房一～五层为配套商业，十二层和二十四层为避难层。结合商业和大堂使用需求，一层层高为5.4m，二～五层层高为4.5m。办公标准层层高为4.2米。避难层的层高在满足设备净高的前提下，与标准层统一为4.2米，首层室内外高差0.15米。建筑的消防高度为149.75米，十二层避难层距离室外地面的高度为48.75米，两个避难层之间的高度为50.4米。

6 幕墙设计

本项目按绿建二星标准设计，采用机械排烟系统。建筑整体造型简洁、风格典雅，材质采用蓝灰色玻璃幕墙与银白色铝板，理性且干净的立面线条彰显出简约、大气的建筑形态。

主楼幕墙采用竖明横隐单元幕墙系统，立面简约、挺拔、平整，采用8HS+1.52PVB+8HS双银LOW-E+12Ar+8HS+1.52PVB+8HS充氩气暖边双夹胶中空玻璃（全超白），玻璃单元宽2.2m，高3.1m，安全性、隔热、隔音、平整度好，满足大尺寸开间视野需求，室内防撞击无需另设防护栏杆，室外防破损散落伤人，自爆率小后期维护费用小。竖向采用100mm宽X150mm高铝合金装饰线条。

大堂幕墙采用8HS+1.52PVB+8HS双银LOW-E+12Ar+8HS+1.52PVB+8HS充氩气暖边双夹胶中空玻璃（全超白），玻璃单元宽1.525m，高2.25m。采用玻璃肋全玻幕墙，在满足安全及节能方面考虑，面玻采用双夹胶玻璃，肋玻璃采用三片夹胶玻璃，通过不锈钢夹具连接面玻，整体外观通透、敞亮、大气。

避难层采用双层百叶系统，内部铝合金百叶，外部采用加胶玻璃百叶。裙房燃气井道采用夹胶玻璃百叶和不锈钢冲孔板，使建筑外观协调统一。

结语

超高层办公楼设计是功能、技术与美学的多维整合。平面设计需通过高效分区与弹性布局平衡办公需求与空间活力，；剖面设计则需通过垂直交通核与功能梯度的协同，实现空间效率与视觉通透性的统一；幕墙系统作为建筑表皮的核心，既要通过参数化设计实现形态与光影的动态表达，又要依托高性能材料与智能系统达成节能降耗目标。三者共同构建起垂直城市的空间秩序，既满足当代办公对灵活性与可持续性的双重诉求，也为超高层建筑在生态友好与数字技术融合方向的迭代升级提供实践范本。

参考文献：

[1] 惠星宇 浅析超高层办公楼核心筒设计 房地产世界 2025（01） 44-46

[2] 办公建筑设计标准 JGJ/67-2019 中国建筑工业出版社 2019 北京

[3] 建筑设计防火规范（2018年版）GB50016-2014 中国计划出版社 2018年 北京

[4] 建筑防火通用规范 GB55037-2022 中国计划出版社 2022 北京

[5]《电梯制造与安装安全规范》GB7588-2003

作者简介：刘国彬（1978-），男，湖南长沙，高级工程师，一级注册建筑师，从事建筑设计工作