根据我国现行规范GB 50016—2014《建筑设计防火规范》5.5.23条, 建筑高度大于100m的公共建筑应设置避难层 (间) 。第1个避难层 (间) 的楼地面至灭火救援场地地面的高度不应大于50m, 2个避难层 (间) 之间的高度不宜大于50m。因此, 超高层建筑设计不可避免地需要针对避难层空间进行设计。有些地区 (如南宁) 规划局对超高层建筑空中绿化有特别的鼓励措施, 例如, 避难层3面通风, 做空中绿化, 避难层面积可不计入地上容积率。

从平面角度看, 避难层功能分区大致分为3种:避难区、设备机房区和半室外平台区。避难区应满足此避难层与上部相邻避难层之间楼层人员避难使用, 满足面积要求 (按5.0人/m²计算, 高度250m以上建筑执行“关于印发《建筑高度大于250米民用建筑防火设计加强性技术要求 (试行) 》的通知”, 按4.0人/m²计算) 。设备机房区应采用耐火极限不低于3h的防火隔墙与避难区分隔, 在工程设计中, 通常会在避难区与非避难区进出口处设置前室。根据暖通系统设计要求, 避难层通常还需考虑空调室外机的机位区域, 这就需要避难层的外立面需满足空调室外机通风的要求。

从立面角度看, 超高层建筑避难层外立面设计一般存在2种处理方式: (1) 在立面上不强化避难层位置, 外立面仍保持完整统一, 使整个建筑外形浑然一体; (2) 将避难层作为立面韵律变化的造型元素, 强化其位置, 且在立面设计中在避难层的位置刻意采用不同的设计语言。

横向防雨百叶是避难层外立面构造设计中最常见的一种方式。在我国早期超高层建筑外立面设计中, 建筑师会在避难层相应立面处设置暖通设计师所要求的通风百叶, 功能性较强而美观性较弱, 尽量把需要通风的百叶设置在比较隐蔽区域或不是主要视觉方向, 并未把百叶元素作为整个外立面造型的积极因素。目前, 越来越多的建筑师会把百叶作为整体立面造型设计中的一种积极因素, 使超高层建筑整体立面产生独特的韵律。深圳平安金融中心总高度660m, 共拥有8个避难层。每个类正方形避难层平面的4个边均开启通长的横向防雨百叶, 不仅满足暖通设备所需要的通风需求, 而且成为整体立面造型的必要元素, 整个塔楼立面呈现出丰富的韵律感 (见图1) 。

避难层外立面采用竖向玻璃与通风格栅相间布置的设计大致分2种情况: (1) 平行于外立面方向; (2) 与外立面方向成一定角度。竖向玻璃与外立面成一定角度的设计, 容易出现较大色差。竖向玻璃采用平行玻璃面的布置方式, 玻璃应选择与大面玻璃幕墙接近的颜色效果, 以减少色差。典型案例为珠江新城西塔, 如图2所示, 此建筑是以一种独特的曲线形状及透明的光滑建筑立面为主要思路设计, 并显露出建筑本身独具一格的建筑结构。同时对建筑物垂直感的强调也极为重要, 并通过渐变造型、建筑结构形式及幕墙垂直分割加以强化。对外立面特殊的通风要求使避难层幕墙不可能与其他层完全一致, 设计师采用竖向玻璃与通风格栅相间布置的方式, 通风格栅处只需用金属网进行安全保护, 既保证通风又不会破坏整体外观垂直感的延续性。

需要注意的是此种外立面设计无法阻止雨水进入室内, 需在室内进行反槛防水及有组织排水设计。

为改善建筑和自然环境的协调性, 香港、南宁等南方地区城市提倡在高层建筑中兴建空中花园, 而消防规范规定超高层建筑必须设置避难层, 因此把避难层的部分空间设计为空中花园, 可为高层建筑的使用者提供自然通风、绿化和公共休闲娱乐场所。此种设计需注意的是所有的家具、设备等均为不燃材料, 以不影响避难层消防设计为前提。

避难层外立面在通风洞口处把防雨百叶替换成镂空金属网。镂空金属网比普通防雨百叶具有更丰富多样的造型。镂空金属网面材种类很多, 可采用穿孔铝板, 通过孔隙率设计满足功能与造型的不同需求;镂空金属网的图底关系还可采用多样的图案与肌理, 如云纹图案、回字纹图案等, 使建筑立面更具民族和本土元素。

超高层建筑避难层设计无论是平面设计还是外立面设计都较具有一定的复杂性和特殊性, 建筑师需坚持“适用、安全、美观、科技、人文、创新、可持续”原则, 不断提升自身业务能力, 并重视每个项目的经验总结, 才能使避难层无论是平面设计还是外立面设计都会更完善、更和谐。