高层建筑改造设计探讨
关键词：高层建筑；改造设计；
1、国内外现状
随着社会经济的发展和繁荣，建筑单体的使用时间较长，许多高层建筑已逐渐不满足业主的使用要求，需要进行改造才能投入使用。在对高层建筑的改造设计中，需要对原有建筑的建筑功能、结构性能、设备进行彻底改造。随着国家建筑规范的修改完善，在改造过程中诸如高层建筑消防、结构加固、设备更新都涉及满足新旧规范的要求问题，建筑改造设计一直以来都是一个难以解决的课题。
2、改造设计中主要问题及解决措施
通过对天津惠中酒店（12层）、天津原好运来大厦（14层）、天津中山广场酒店商场（23层）等项目的改造设计进行分析，高层建筑改造设计中需要解决的主要问题有：建筑消防、建筑节能、结构加固、设备改造等。
2.1建筑消防：
为了防止和减少高层民用建筑火灾的危害，保护人身和财产的安全，高层建筑的设计，一直遵循“预防为主，防消结合”的消防工作方针，针对高层建筑发生火灾的特点，立足自防自救，采取可靠的防火措施。随着国家对高层建筑设计规范的逐步完善，高层民用建筑设计防火规范目前已采用2005年版本，对应05年以前的高层建筑，进行改造设计必须符合现有规范要求，因此存在诸多问题需要解决：
2.1.1防火通道。随着防火分区面积的变化，很多以前的建筑防火通道数量不足，必须通过增加防火通道宽度或数量来满足改造设计的要求。增加通道就无可避免涉及到结构等专业，因此在增加通道过程中，必须结合现有使用功能的变化，对原有建筑的建筑布局进行调整，尽量做到合理、经济。
2.1.2火灾探测器。根据监测的火灾特性不同，火灾探测器分为感烟、感温、感光、复合和可燃气体类型，每个类型又根据其工作原理的不同而分为若干种。不同种类火灾探测器，其响应原理，结构特点，适用场所均不同。在火灾自动报警系统的设计中，选择火灾探测器的种类要根据探测区域内可能发生的初期火灾的形成和发展特点，房间高度，环境条件以及可能引起误报的原因等因素综合确定。探测器的布置即要考虑探测区域的面积，同时，要考虑房间的高度、屋顶坡度和探测器自身灵敏度的影响，也要考虑到梁突出顶棚的高度，内部走道的宽度，至端墙的距离，至墙壁距离以及房间间隔情况的影响。
2.1.3防火材料。目前，许多新型材料在建筑生产中得到应用。在高层建筑的改造设计中，防火板材、防火门窗、防火卷帘、防火涂料等诸多防火材料得到普遍应用，但设计中必须根据建筑单体的防火等级选用适合的防火材料。
2.2建筑节能：
目前，全世界都在倡导低碳生活，建筑设计首当其冲，在设计规范中开始进行三步节能设计，建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。开展建筑节能是国家实施节能战略的重要方面。必须在住宅外墙保温、门窗设计、屋顶保温这三方面下大功夫，努力达到节能住宅的设计标准。
原有高层建筑大多未进行建筑节能设计，因此，改造设计中必须增加外墙保温，使用中空玻璃门窗，进行屋顶保温改造。一般情况下，只要建筑物的体形系数或层数、窗墙面积比、各部分围护结构传热系数均满足建筑节能设计标准规定的限值，即可判定该建筑物为符合相应节能设计标准的节能建筑。当建筑物窗墙面积比或围护结构传热系数大于建筑节能设计标准规定的限值时，要将设计建筑各部分围护结构的传热系数和窗墙比（超过部分的）改为符合节能设计标准的限值，得出建筑物传热耗热量—参照建筑传热耗热量。
保温隔热系统结构为基层处理-保温隔热层-抗裂保护层-饰面层。基层根据不同建筑基体表面情况分别采用相应的处理方式，包括采用普通水泥砂浆找平、聚合物水泥灰浆拉毛或者不处理。以聚苯为主要原材料来生产保温隔热材料比较盛行，产品形式主要有聚苯板、聚苯复合材料、聚苯乙烯颗粒等，其中聚苯板目前使用比较多。国家标准对围护结构保温和隔热性能指标计算方法和计算参数做出了规定；行业标准《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》对带有抗震柱、圈梁等热桥部位的复合墙体的外墙平均传热系数K的计算方法做出了规定：行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》对夏热冬冷地区节能50%目标时的外墙传热系数和蓄热系数也做了规定。计算外墙隔热保温时必须按照规范规定进行。
2.3结构加固：
原有建筑改造大多改变或部分改变使用其原有功能，因此建筑布局及使用荷载发生较大变化。加上国家规范的调整，目前规范设计荷载较原有规范有了较大提高，必须谨慎应对。
2.3.1荷载变化。大多高层建筑兼顾办公及餐饮功能，改造后会有装修及使用上的变化，因此势必带来荷载变化。结构专业一般的措施是不增加荷载：把原有装修层去掉，改造设计时和建筑专业协商，尽量新的装修荷载不大于原有装修层荷载，保证整体结构荷载不再增加。
2.3.2结构加固。改造设计中肯定涉及结构开洞、补漏以及局部变化的问题，这就要求对原有建筑进行局部加固。一般加固的方法有：粘贴钢板钢、粘贴纤维、植筋、锚栓等方法。但所有加固设计都要遵循一个原则：保证加固部位符合现有结构规范要求。
2.3.3整体结构。考虑经济的因素，改造设计一般不对原有整体结构进行加固。因此改造设计的前提是原有建筑整体结构安全，在改造前应由业主聘请专业部门对整体结构进行安全鉴定并出具合格报告。
2.4建筑设备
建筑设备设计以满足建筑使用功能为前提，高层建筑中设备专业主要为：建筑给排水、暖通、电气。原有建筑中未按现规范设计的通风、排烟、喷淋、警报等系统都要进行专业设计，由此带来设备管井增设，结构开洞的增加以及实际使用层高的降低，都必须在建筑使用功能承受的范围之内。在建筑、结构专业进行协调设计的同时，设备专业设备选型时必须考虑经济、节能和使用安全。管道铺设设计时必须考虑现有建筑已有设备管道，尽量避免重新开洞，破坏现有结构安全。材料选用以环保、经济为原则，力争进行绿色节能设计。