王 冲，徐文卓

（信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司，四川 成都 610021）

0 引言

随着建筑行业发展，城市建设用地不断减少，建筑空间趋向立体化发展，节约用地及绿色设计理念应运而生且已融入高层建筑设计。本文以信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司（以下简称“十一科技”）西北大厦为例，分析提升建筑布局设计合理性、提高建筑结构的稳固性、减少资源浪费、节约能源等手段在高层建筑设计中的具体应用，对促进高层建筑可持续发展有着积极意义。

1 项目概况

项目位于西安国家民用航天产业基地内，雁塔南路以东、航创路以北，地上23层，地下3层，有效解决了航天城缺少大型科研写字楼的现状，缓解了周边停车难问题，高效利用了土地资源。

2014年，十一科技与合作方共同建设西北大厦。合作方撤资后，以十一科技为使用主体，按照原使用权出让合同及规划条件书，沿用原有规划许可证进行设计，同时技术上需要考虑原有支护、基坑及开挖深度及已施工基础桩等现状问题。若破坏现有基坑范围，需要重新支护，增加基坑深度。经过多轮技术讨论，最终决定合理利用现有基坑及深度进行设计，利用原有部分混凝土桩，采用柱下桩基承台加止水板、承台及止水板板顶标高平齐的基础方案。

2 总体布局

建设用地东西长95m，南北宽61m，东侧神舟三路为现有市政道路，市政接口均在此路上，西侧、南侧、北侧为园区内规划道路。神舟三路东侧即场地对面为中湖公园入口，分析研究后，将主入口设置在神舟三路东北角，东南侧设置次要出入口，贴近主楼西侧设置地下车库双车道出入口，南侧设置车库单车道出口，环形消防车道环绕园区四周设置，宽6m。项目占地总面积约5 800m2。从尊重与礼让的设计角度出发，在对建筑形体进行各种推敲后，主楼后退神舟三路用地红线30m，形成内部的活动广场并使其与公园呼应（见图1）。

图1 鸟瞰效果（图片来源：十一科技）

3 功能与空间

塔楼平面近似方正的核心筒布局，交通核、卫生间、电井、排烟井均布置在核心筒，周边形成可任意分割的大空间，所有办公空间不与易产生噪声的电梯间、卫生间等毗邻，利用走道隔开，功能上动静分区明确。核心筒中的卫生间开门方向朝向候梯厅，并用隔断将此区域与候梯厅隔开，避免卫生间直对办公区。裙房预留大空间，以适应未来客户的多元化需求。地下室范围在裙房轮廓基础上，根据基坑范围，在满足退红线要求前提下向四周扩大，尽可能做到最大。地下3层主要功能为停车库；将消防水池、消防水泵房、生活水泵房、高低压配电室、柴油发电机房等设备用房设置于负一层，人防功能设置于负三层，负二层设计机械车库。

4 设计创作理念及特点

4.1 立面造型

建筑高度控制为99.6m，设计1栋建筑单体。为了塑造出建筑的体块感，通过长时间的推敲，塔楼立面设计最终采用显竖隐横框架式结构的玻璃幕墙，利用竖向线条的肌理，塑造出更修长、更有雕塑感的建筑形态，同时玻璃幕墙具有极强的现代立面风格，体现简洁、高效、时尚的特点。在屋顶处理上设计9m高的女儿墙、玻璃幕墙及镂空比合适的方钢构件，以半虚半实的隐蔽手法有效隐藏顶部的功能用房（见图2）。

图2 屋顶透视效果（图片来源：十一科技）

裙房的白色铝板与主楼的体块穿插，与整体体块玻璃幕墙交叠，凸凹的形制形成裙房简洁的立面，与主楼全玻璃幕墙在立面处理手法上相互尊重、相互呼应。幕墙与铝板、石材相互穿插的手法，具有变化及精巧的细节，使立面整体统一、简洁明快，达到功能、节能、环保、美学的完美效果（见图3）。

图3 立面效果（图片来源：作者自摄）

设计幕墙的另外一个原因是充分利用东侧毗邻中湖公园景色的优势及南边远处秦岭山色的便利，引景入境，为楼内办公人员可在工作之余站在窗边看向湖景、翘望远方，放松心情（见图4）。

图4 室内实景（图片来源：作者自摄）

4.2 无梁楼盖技术应用

基坑深度13.5m，均分会造成各层高度的浪费，将地下2层设计无梁楼盖，层高设计5.6m，安全又经济。近期设计机械停车，远期为目前不成熟的架空格栅楼层预留实施的可能性。同时利用层高、排烟机房做双层，上层用于本层排烟，下层通过楼板穿风管，解决地下3层的排烟问题，节省机房占用空间。

4.3 屋面绿化及太阳能光伏屋面设计

1）设计有裙楼，就不可避免地产生裙楼屋面，通过空调室外机的集中布置，为屋面空出2/3的空间布置休闲活动空间，将屋面建成第二地面层。

2）作为建筑“第五立面”的屋顶，经常有被废弃闲置或者堆积杂物的现象。大厦设计屋顶花园，将水箱间设于电梯机房上，空调室外机架空，减少占用屋面面积，对整个屋面进行绿化，用于员工的休闲活动及单位聚餐等。优美舒适的屋面环境成为十一科技对外宣传的名片（见图5）。

图5 屋顶花园实景（图片来源：作者自摄）

设计充分考虑屋顶承载力要求，核算屋顶上人及绿化所需要的荷载，包括耐根穿刺防水层、排（蓄）水层、土工过滤层、种植土层和植被层，以及植物生长过程中增加的荷载、屋顶绿化及种植土含水后增加的荷载等。在屋面防水方面，屋顶绿化防水层按照一级防水设计，并且针对植被根系具有生长穿透性强的特性进行二次防水处理，即在普通防水层基础上增加耐根穿刺防水层，防止植物根刺的穿透，避免发生渗漏现象。

3）设置太阳能光伏屋顶。陕西省西安市属于太阳能资源三类地区，全年平均日照时数为1 912.8h，全年辐照量在 4 771MJ/m2·a。大楼顶部架空安装设计44.66KWp分布式光伏发电系统，通过太阳能发电装置的光伏组件吸收太阳光能，将部分太阳能转化为电能，产生的电能可用于建筑自身部分用电负荷，可以减少化石能源的使用，减轻能源负担，有效节约能耗。昼间光伏组件可减少直接通过屋顶进入建筑的热量，夜间光伏组件遮挡屋顶长波辐射，可减少屋顶失热。

4.4 围护结构节能设计

外墙、屋面采取保温隔热性能较强的节能措施。立面由大面积玻璃幕墙构成，通过增大实虚比和平衡玻璃本身系数优化幕墙的节能性。幕墙外开启扇比例为6%，西安拥有良好的室外风环境，办公区域的自然通风可有效改善室内空气质量，降低过渡季节的空调能耗。

4.5 空调设计

地上部分空调方案采用VRV多联机空调系统作为冷、热源，并设置一体化全新风空调—排风冷凝热回收新风系统。空调新风通过设置于吊顶、裙房屋面、塔楼屋面的全热交换器预冷或预热，将排风中的能量回收，实现高效节能；其热回收率大于60%，回收效率高。

室外机1～6层置于裙房屋面，5～20层分层布置，21～23层置于塔楼出屋面楼梯间上的水箱间屋面。其优点是无市政接口费、初投资低、系统简单灵活、管理方便、节省室内建筑面积、冷媒管管长较短、多联机制冷量衰减少、减少能耗损伤。5～20层靠西侧中间位置外墙处设计约15m2室外机空调机房，外立面采用方钢构建，既作为通风百叶，又优化建筑外立面效果。变配电室、消防控制室、弱电机房、电梯机房及消防电梯机房设置分体空调，均可根据需要进行分室调节，部分房间可随时开窗通风，节省空调系统能耗，并且在办公区及地下室设置了CO2、CO浓度监测与通风联动系统等。

4.6 降噪设计

建筑的噪声主要来自水泵房、风机房、空调室外机等，设备均位于地下室，设计选型除选用低噪设备外，还采用消声、隔声措施，并对产生振动的设备设防震支座，以减震降噪。

4.7 节水设计

节水方面采用非传统水源的市政中水，用于绿化浇灌、道路地面冲洗、洗车及1～13层室内冲厕；景观采用微喷灌的方式，可极大地高效利用水资源，缓解市政供水紧张问题，节水意义巨大。洁具均采用陶瓷制品，用水器具均采用节水型产品，卫生间的洁具和配件为二级节水型，大便器采用自闭式冲洗阀，小便器、洗手盆采用光电感应控制。

4.8 能耗监测系统

设计实现对电、水、热等分类计量和空调用电、照明用电、动力用电和特殊用电的分项计量。该能耗监测系统通过在变配电室的配电柜中设置独立电表进行计量，然后利用数据采集器采集各支路的能耗数据，再上传至能耗监控平台存储和分析。

大楼安装设计门禁感应系统、电梯智能系统、语音控制系统等，同步关注智能系统的更新，力求在与使用人群紧密相连的空间融入适宜的智能化设计，为人们带来互联网时代的智能化体验。

5 结语

十一科技西北大厦被评定为绿色建筑二星。其设计创作将绿色建筑设计理念与高层建筑设计相融合，充分体现绿色建筑设计理念在高层建筑中结合环境进行切合实际的节材、节水、节地、节能等实践的成果。其建筑体量趋于人性化，融入城市肌理和脉络，打造可持续、绿色的工作、休闲和生活场所。绿色建筑技术落地实施对绿色建筑的发展起到推动作用，有利于提升高层建筑对城市环境的积极影响。