發(fā)布時間:2022-05-24 10:55:52
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇高層建筑設計論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1高層建筑的建筑設計狀況概述
在建筑設計的過程中藥遵循節(jié)能設計的相關(guān)理念。具體來說可以從下面幾個方面進行考慮:一是,充分考慮高層建筑對于城市環(huán)境產(chǎn)生的影響作用,綜合進行考慮對高層建筑的建設位置以及朝向進行規(guī)范,如果建筑的容積率太大,就很難滿足內(nèi)部空間的日照要求,同時還會增加相應的采暖等方面的費用,因此在進行高層建筑的設計過程中,要充分研究建筑位置朝向與節(jié)能減排的相關(guān)關(guān)系,使建筑的方位能夠接受到適量的日照,可以增加相關(guān)的開窗面積,增加南向開窗,減少相應的北向以及東向開窗面積,這樣能夠使建筑獲得更多的光照,同時能夠有效減少建筑的熱量損失,使內(nèi)部能夠保持一個較為舒適溫暖的居住環(huán)境。第二方面可以對相應的圍護結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,這樣也能取得良好地節(jié)能效果。在寒冷地區(qū),較為常見的圍護結(jié)構(gòu)的做法為:粘土空心磚與實心磚復合砌筑的墻體;采用粘土實心磚或空心磚巖棉進行夾心砌筑的復合墻體;采用頁巖陶粒混凝土空心砌塊進行砌筑的墻體等,良好地建筑材料能夠起到良好地保溫隔熱效果。第三為一些影響建筑節(jié)能的相關(guān)因素。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示,在高層建筑的耗能結(jié)構(gòu)中,外圍護墻體耗產(chǎn)生的能量消耗最大,能夠占到總耗能比例為25%。這與外圍結(jié)構(gòu)的外露面積大事分不開的,而建筑的形體變化是增加圍護結(jié)構(gòu)面積的主要因素,對于高層建筑來說,體形系數(shù)越大,則會產(chǎn)生更多的耗能,因此在進行外圍結(jié)構(gòu)設計時,遵循的原則為,形體變化不宜過為復雜和多變,科學合理選擇相應的建筑保溫材料以及建筑結(jié)構(gòu)形式。
2在進行高層建筑設計過程中需要的問題
2.1建筑防火的問題
高層建筑的總體布局要遵循暢通安全的相關(guān)原則,在進行樓道設計時,能夠保證人員進行暢通流動,在緊急情況下,能夠及時進行人員疏散,同時應在相應的采光設施以及照明系統(tǒng)位置設立顯眼的疏散標志這樣能夠?qū)崿F(xiàn)緊急情況下,人員快速進行安全撤離,有效避免踩踏事件的發(fā)生;對相應的防火分區(qū)進行合理設置,同時合理設置相應的消防器械以及疏散通道,這樣在火災發(fā)生時候,能夠及時采取相應的滅火措施,同時有效進行人員的疏散。要保證在同一層樓體的任何一個位置,兩個消防栓的水槍能夠同時到達。在進行建筑室內(nèi)室外消防系統(tǒng)設計時,要充分滿足相應的消防用水的要求以及滅火水壓,同時消防水池的容量也要滿足相應的防火要求。
2.2建筑抗風的問題
要根據(jù)建筑物周圍的氣流狀況以及受到外力作用下,建筑物的形體變化,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定或者產(chǎn)生疲勞性破壞,因而建筑圍護結(jié)構(gòu)成為高層建筑一個重要的安全隱患。風災損壞的主要表現(xiàn)形式為,破壞建筑的結(jié)構(gòu),甚至導致倒塌現(xiàn)象,因此在進行建筑工程的抗風設計時,能夠?qū)こ贪踩a(chǎn)生重要的影響作用。
2.3建筑電氣的設計
(1)消防電源與配電的設計。在進行高層建筑消防電源的設計過程中,需要滿足:①相應的供電電源要來自于兩個不同的發(fā)電廠,這樣一旦出現(xiàn)問題或者發(fā)生突發(fā)事件,能夠保證建筑的電源能夠正常運行。②相應的供電電源要求來源于2個不同的區(qū)域的變電站。③搞成建筑其中一個電源要來自于相應的區(qū)域變電所,而另外的一個電源為自備的發(fā)電設備。
(2)建筑應急照明設計。當高層建筑發(fā)生火災或者其他故障時,可能會對建筑的正常照明系統(tǒng)產(chǎn)生影響,進而啟動相應的應急照明系統(tǒng),這被稱為事故照明,進行高層建筑應急照明的安裝設計時要遵循人性化的相關(guān)原則,將應急照明設施設置在相應的疏散樓梯、消防控制室、消防電梯前室、消防水泵房、電源室、變配電室或者防排煙機房的墻面位置以及頂棚位置。
(3)電梯設計。在進行高層建筑的電梯在設計時要遵循的原則為,電梯位置設置合理,運行噪音較小,不影響居民的日常生活。同時還要根據(jù)居住結(jié)構(gòu)的形式對電梯的最大載荷進行調(diào)整。這樣能夠充分保證居民方便進行出行。在遇到緊急情況時,電梯要能夠提供安全便捷的疏散方式。為了能夠充分確保電梯的安全正常運行。同時便于進行人員的施救以及火災的搶救,要設計相應的排水設施。一般會在高層建筑設計過程中,將相應的消防泵房、變配電站以及柴油電機放置在地下室位置,這樣如果地下室出現(xiàn)積水現(xiàn)象,就很難進行有效的滅火措施。因此應該在充分重視地下室排水的建設與設計,在進行電梯設計時通常要設計兩套相應的供電系統(tǒng),一套用于正常供電,另一套時供電系統(tǒng)則是用于緊急情況時候,進行自備發(fā)電,進而充分保證電梯安全運行。
(4)排煙設計。在眾多的高層建筑火災事故中,很多人由于煙氣產(chǎn)生窒息以及中毒現(xiàn)象,在封閉性的樓梯間可以再樓梯入口的位置設置相應的置陽臺或者凹廊。這樣能夠及時進行排煙,能有效減少相應的人員傷亡事故。同時在設計中,可以將消防電梯前室與樓梯前室進行合并使用,同時采用相應的常閉防火門。
(5)防雷擊設計。在進行高層建筑防雷系統(tǒng)的設計過程中,要遵循“綜合治理,整體防御,突出重點,多重保護”的相關(guān)設計原則,積極做好相應的防雷設施的設計。在建筑的頂端以及其他容易受到雷擊作用的部位,可以社會自設置相應的避雷針,避雷帶以及避雷網(wǎng),利用建筑結(jié)構(gòu)中的主鋼筋作相應的防雷引下線,同時在建筑物周圍設置相應的避雷帶;同時還要將建筑物內(nèi)的金屬設施以及突出屋面的金屬部件進行接地處理,有效防止靜電火花的產(chǎn)生。
3結(jié)束語
總結(jié)而言,隨著全球范圍內(nèi)資源的緊張尤其是土地資源的日益匱乏,高層建筑的出現(xiàn)能夠有效緩解人們的相關(guān)需求。進而在幾年期間,高層建筑在我國得到了迅猛的發(fā)展,同時伴隨著科學技術(shù)的進步,大量的新技術(shù),新結(jié)構(gòu),新工藝開始涌現(xiàn),這有效促進了高層建筑的發(fā)展,而相關(guān)的設計人員需要科學合理的進行高層建筑的設計,進而能夠滿足建筑的安全,美觀以及舒適經(jīng)濟等方面的要求。
作者:關(guān)元源1高華2工作單位:1.浙江華越建筑設計有限公司2.湖州誠信建筑設計有限公司
1高層建筑結(jié)構(gòu)受力問題
建筑物底面對建筑物空間形態(tài)的水平方向和垂直方向的穩(wěn)定性都是十分重要的,由于建筑物是鋼筋水泥等重物的砌筑而成,因此結(jié)構(gòu)荷載必須能將其重量向下作用于地面,而建筑設計的一個基本要求就是要檢測地基是否能承載所選擇的結(jié)構(gòu)體系中向下的作用力(如圖1)。因此,在建筑設計最初階段就需要對主要的承重墻和承重柱的分布和位置作出總體考量。豎向和水平向結(jié)構(gòu)體系設計在低層、多層和高層建筑中設計基本原理都是一致的。豎向結(jié)構(gòu)體系成為設計的控制因素有兩個:①較大的垂直荷載要求有較大的墻、柱或井筒;②側(cè)向力所產(chǎn)生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。側(cè)向荷載與豎向的荷載相比,其對建筑物的效應不是線性增加的,而隨建筑物的增高迅速增大。例如,在所有條件相同時,在風荷載作用下,建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比,而其頂部的側(cè)向位移與高度的四次方成正比。在高層建筑中,不僅是抗剪,而更重要的是抵抗變形和整體抗彎,可見,高層建筑在結(jié)構(gòu)受力性能方面比低層建筑更加復雜。圖1高層建筑結(jié)構(gòu)受側(cè)向荷載和豎向荷載示意(a)受風荷載示意(+壓力,-吸力)(b)在風荷載和重力荷載組合作用下結(jié)構(gòu)受力示意
2高層建筑設計中存在的問題
高層建筑在進行設計時為了更好地滿足對大客流量和開闊的視野空間的要求,通常在樓梯設計時是以寬大的敞開樓梯來作為主要的客流通道,同時,為了更好的滿足建筑防火方面的要求,高層建筑在進行設計的時候要采用封閉的樓梯間或者是防煙樓梯間,如圖2。因此,在進行高層建筑設計的時候,設計人員通常采用防火卷簾來作為封閉方式,這樣能夠更好的達到防火方面的要求。在進行設計的時候為了更好的滿足相關(guān)規(guī)范要求,同時確保樓梯的數(shù)量和形式滿足使用方面的要求,但是,這種設計方案是一種不可取的方式,在出現(xiàn)火災的時候,人員在疏散方面存在著一定的安全隱患。在進行高層建筑設計的時候還是存在著一個非常明顯問題,就是地上層和地下層共用樓梯的問題,在防火方面,為了避免在出現(xiàn)火災的情況下建筑內(nèi)的人員由地上層進入到地下層,不應該出現(xiàn)共用樓梯的情況。但是在實際設計時,由于在結(jié)構(gòu)設計方面要考慮的問題非常多,因此,在樓梯設計時經(jīng)常會出現(xiàn)地上和地下貫通的情況,這樣能夠在結(jié)構(gòu)上面更加便利,但是也是會導致出現(xiàn)一定的安全隱患。在很多的高層建筑設計中,設計人員對樓梯的設計方案并沒有得到很多施工人員的注意,同時,在進行設計的時候?qū)κ枭⑼ǖ赖膶挾纫泊嬖谥欢▎栴},疏散通道的寬度在進行設計的時候通常是會受到疏散門的影響,因此,在進行設計的時候,要對防火審核非常重視。
3高層建筑中建筑設計的措施
3.1高層建筑整體設計探析
(1)主體設計。當代高層建筑設計中的一個全新的要求就是實現(xiàn)建筑本身的生態(tài)節(jié)能,這就要求對建筑本身主體的裙房部分加強設計,裙房的設計對高層建筑周圍街道的人性化空間的創(chuàng)造等有很大影響。對裙房的設計不僅要注重人性化,更要注重形式的多樣性。(2)處理手法上的巧妙運用。高層建筑的實際建筑設計階段,高層建筑的塔樓設計并不能有很大的變化空間,但是可以從底層部分入手運用一些巧妙地處理進行空間上的拓展,通常都是采用入口縮進和底層架空等手段進行設計。
3.2高層建筑中的分類建筑設計探析
(1)底層入口設計。底層入口相對來說很重要,在北方地區(qū),高層建筑的底層入口在設計上首先應該避開地域內(nèi)的冬季迎面風,保證冬季的底層溫度。而在我國的南方地區(qū),一定要保證底層入口設計的通風散熱,因為南方的夏季較為炎熱,可采用局部或全部架空的方式避免對通風的阻礙。
(2)建筑圍護設計。一般來說大部分人在高處都會有一定的恐懼心理,尤其在高層建筑上。在高層建筑的設計中一定要注重防護欄的設計,良好而合理的設計可以在使用性上給人以安全感。
(3)服務設施設計。高層建筑在設計初期要充分考慮到建筑的服務設施,這對高層建筑的整體感覺非常重要。首先在底層入口處要設置值班室,方便對出入人員的管理,其中要配置先進的夜間電梯緊急呼叫裝置以及公用電話等,外圍還要有特定的停車處和分戶信箱。
3.3高層建筑設計中的安全問題探析
(1)高層建筑的防火問題。防火問題對于大多數(shù)建筑尤其是高層建筑來說異常重要,建筑設計師要對防火問題的設計進行加強。
(2)電氣的問題。高層建筑的電氣問題主要分為三個方面,一是消防電源與配電問題,要求供電電源來自不同發(fā)電廠或不同的區(qū)域變電站,以保證突發(fā)事件時供電及時解決。二是應急照明問題,高層建筑發(fā)生火災或者其他突發(fā)狀況時事故照明要正常。三是高層建筑的電梯安裝問題,電梯的位置設置要合理,電梯運行過程中噪音不應太大,且最大荷載量應符合高層建筑的需要,方便快捷。
(3)防雷擊問題。防雷擊問題也是高層建筑設計的重點,應本著“整體防御、綜合治理、多重保護、突出重點”的原則,從結(jié)構(gòu)設計上做好防雷工作。高層建筑的頂端是防雷設計的重點,可以安裝避雷針、避雷網(wǎng)或者避雷帶等。同時要利用建筑中的鋼筋作接地裝置,建筑周圍也要做避雷帶,內(nèi)部金屬物體也要接地。
4結(jié)束語
隨著我國社會經(jīng)濟的不斷進步和建筑領域的不斷拓展,高層建筑的設計問題在建筑行業(yè)已越來越被重視,對其問題的研究需要設計者和技術(shù)工作者不斷總結(jié)經(jīng)驗和努力創(chuàng)新,使建筑設計日趨完善,保證高層建筑的質(zhì)量和人們的生命財產(chǎn)安全。
作者:楊娜工作單位:南京典筑建筑設計有限公司
1高層建筑后退廣場與城市空間
高層建筑其體量巨大,往往給街道空間一種突然的壓迫感,使人感覺好像從一個大空間突然進入一個小空間。處在街道兩旁的高層建筑在設計時應該對其進行后退處理,并在其退出的用地上設計一個廣場空間,這個廣場空間就建筑本體來說起到了緩沖作用,并且是對建筑的場所標識;就城市空間而言,后退廣場在城市空間中起到了重要作用,它往往能成為城市的共享空間,使城市空間變化豐富。有的建筑師甚至直接設計成下沉式的廣場,不僅為公眾提供了一個舒適的安靜的休閑場所,而且使建筑塔樓的形象特征更加突出。這種下沉式的廣場往往更容易給人留下印象,就空間形式而言它是一種非常富有情趣的空間。在進行高層建筑設計時廣場和建筑應該作為一體來考慮。
2高層建筑主體設計
高層建筑承擔著城市的高級偶像的作用。高層建筑有提供天際線視覺趣味的獨特的城市設計機會,能夠創(chuàng)造壯麗的天際線,而在街道層上卻以人的尺度行事。建筑物的頂部一般服務于天際線,襯在天空上的形狀是高層建筑“聯(lián)系于無限”之點,是塔樓的一個特色。沒有天際線的摩天樓大概就像空間里一大堆不引人注目的體快。像高度發(fā)達的紐約和彈丸之地的香港都是由高樓大廈堆砌起來的,且看這兩大城市的天際線,錯落有致的城市建筑,間中穿插的塔樓,為城市的天空勾畫了優(yōu)美的輪廓,線條生動活潑、色彩繽紛多變。城市的天際線只是一維的立面邊線為主的輪廓線,可正如一幅藝術(shù)攝影,照片是單向面的,可它反映的是三維的城市空間,以及整個城市風貌的特點。也就是說,三維城市空間的布局,不僅僅是功能性的問題,也有個審美意向在內(nèi)——對建筑風貌的選擇與城市風貌的構(gòu)建。城市天際輪廓線,是城市規(guī)劃宏觀把握中必不可少的參照,也是一座城市的文化與美學的體現(xiàn)。
3高層建筑的整體尺度
整體尺度是指高層建筑各構(gòu)成部分,如:裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關(guān)系以及給人的感覺。一個十分均衡勻稱的建筑體,就是要通過理解和運用有數(shù)學關(guān)系的比例系統(tǒng)并征對實際被感受到的各種條件要求加以調(diào)節(jié),營造出一種自然而然的愉悅、和諧的比例感受的效果。如果一座建筑的各部分比例合理且相協(xié)調(diào),同時能夠滿足正常人的心里要求,那么它就很容易被人們接受,也可稱之為成功的建筑。因此,建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的,在設計時要注意下面的兩點:
(1)各部分尺度比例的協(xié)調(diào)
不難看出一個美的高層建筑是裙房、主體和頂部三者相結(jié)合的產(chǎn)物。當其三者合理的處理比例尺度的問題,同時這種尺度比例關(guān)系應是統(tǒng)一的,這樣建筑物才會給人舒服的感覺。然后在加入適當?shù)难b飾手法,使建筑造型生動化。總之這三部分的比例關(guān)系是高層建筑形象設計的重點。
(2)高層建筑中立面細部尺度應有層次性
立面設計的結(jié)構(gòu)構(gòu)成必須明確劃分為水平因素和垂直因素。一般都要使各要素的比例與整體的關(guān)系相配,以達成令人愉悅的觀感效果。因此很自然的,較低矮而橫向舒展的建筑物,其窗戶開間之類,其比例必定使寬闊狀為主導,而高層建筑則以修長的因素更有利于綜合微型和巨型因素,使大中有小,小中有大。這一原則使高層建筑產(chǎn)生強烈的統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性。
除了需注意以上兩點外,還應考慮細部尺度。在進行高層建筑設計時,應從城市設計的整體角度對其進行分析,高層建筑不是單個存在,而是整體存在。城市設計及城市規(guī)劃應將高層建筑群集中設計,以形成城市的主節(jié)奏,使城市天際線統(tǒng)一且富于變化。然后根據(jù)不同街區(qū)的需要設計具有該區(qū)特色的高層建筑,最后使高層建筑與外部街道生活及周圍環(huán)境相適應,最終達到城市設計的目的。
4高層建筑生態(tài)設計與城市空間
隨著近幾年來資源短缺問題的出現(xiàn),全球提出了可持續(xù)性發(fā)展,而高層建筑就環(huán)保節(jié)能方面來說是很浪費的,隨之就出現(xiàn)了生態(tài)型建筑的概念,這是在當今建筑設計思想中的一種新思潮。高層建筑生態(tài)設計具有一些共同特點,它們都注重把綠化引入建筑樓層,考慮日照、防曬、通風,以及與城市環(huán)境的有機結(jié)合等因素。此外,屋頂綠化也是近些年來比較流行的做法,可以看出建筑的第五立面顯得尤為重要,最重要的是使城市空間更加豐富。伴隨著建筑物的增加,大塊的綠地面積銳減,相應的環(huán)境條件愈加惡化,致使人們對環(huán)境的關(guān)注和重視達到前所未有的程度。因此,可看到在城市的發(fā)展建設過程中,都充分利用各塊綠地,增加綠地面積,即便這樣,還是達不到人們預期的目的,而現(xiàn)代建筑物大多為平屋頂,屋頂多采用鋼筋混凝土預制板結(jié)構(gòu),現(xiàn)代的建筑方法是在預制板上面做隔熱防水層,從空中鳥瞰,一棟棟樓群好似戴著黑帽子,住在屋頂?shù)木用褚矀涫転r青之害,過著冬冷夏熱的生活。近兩年許多人開始建造屋頂花園,讓死氣沉沉的屋頂生機盎然。
5高層建筑頂部造型處理
造型獨特的頂部設計對高層建筑的整體形象起著畫龍點睛的作用,并成為林立在建筑群中區(qū)別于其他建筑的一個重要標志,即是城市的標志。在十分重視城市空間設計的今天,高層建筑頂部造型在保護傳統(tǒng)街道空間特色和維護城市空間形態(tài)方面發(fā)揮著重要的作用。但是一段時間以來,存在著一種錯誤的認識,膚淺甚至盲目地把它僅僅當作權(quán)利、財富和技術(shù)的象征,極力追求所謂的個性,而產(chǎn)生了一批極盡奢華甚至怪異的高層建筑頂部,或者為了眼前的利益而制造了大量平庸的復制品。這個結(jié)果導致了整個城市空間的破壞,城市整體性的支解和“千城一面”的局面。
高層建筑是城市空間的元素,優(yōu)秀的高層建筑并不是排斥城市空間的明星建筑而是一個創(chuàng)造人性的場所,又融入文脈的關(guān)系,不去破壞城市空間的和諧。優(yōu)秀的高層建筑要考慮使用者的需要,以城市的公眾利益為追求的目標。我們必須在高層和城市的發(fā)展中取得平衡,才能創(chuàng)造出更好的城市景觀和適合人們生活的環(huán)境,才能沿著可持續(xù)發(fā)展的道路健康地發(fā)展下去。
摘要:高層建筑反映了現(xiàn)代新的技術(shù)成就,給城市帶來了新的活力及形象,但是由于目前許多高層建筑設計與城市空間格格不入,使人們產(chǎn)生了對它的冷漠感、距離感。分析了高層建筑設計和城市空間在融合中存在的缺陷,并論述了城市空間對高層建筑設計的影響。
關(guān)鍵詞:高層建筑;城市空間;尺度;生態(tài)
當前,我國的高層建筑外部造型設計多以追求建筑形象的新、奇、特為目標,每棟高層都想表現(xiàn)自己,突出自我,而這樣做的結(jié)果只能使整個城市顯得紛繁無序、生硬,建筑個體外部體量失衡,缺乏親近感,拒人于千里之外。造成這種現(xiàn)象的主要原因是缺乏對高層建筑的外部尺度的認真仔細推敲,因此,對高層建筑的外部尺度的研究是很有必要的。
首先定義一下尺度,所謂的尺度就是在不同空間范圍內(nèi),建筑的整體及各構(gòu)成要素使人產(chǎn)生的感覺,是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實大小之間的關(guān)系問題。它包括建筑形體的長度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關(guān)系,及對行為主體人產(chǎn)生的心理影響。講到尺度時應注意它與尺寸之間的區(qū)別,尺度一般不是指建筑物或要素的真實尺寸,而是表達一種關(guān)系及其給人的感覺,尺寸是用度量單位,如:公里、米、尺、厘米等對建筑物或要素的度量,是在量上反映建筑及各構(gòu)成要素的大小。不同的尺度帶來的感覺是不一樣的,有的尺度使高層建筑顯得挺拔或厚重,有的則使高層建筑顯得龐大或輕飄,它直接影響人的心理感受,由此可見,尺度在高層建筑設計中處于一個至關(guān)重要的位置。
高層建筑設計中尺度的確難以把握,因它不同于日常生活用品,日常生活用品很容易根據(jù)經(jīng)驗做出正確的判斷,其主要原因有:一是高層建筑物的體量巨大,遠遠超出人的尺度。二是高層建筑物不同于日常用品,在建筑中有許多要素不是單純根據(jù)功能這一方面的因素來決定它們的大小和尺寸的,例如門,本來可以略高于人的尺度就可以了,但有的門出于別的考慮設計得很高,這些都會給辨認尺度帶來困難。
高層建筑設計時,不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造,而應以人的尺度為參考系數(shù),充分考慮人觀察視點、視距、視角,和高層建筑使用親近度,從宏觀的城市環(huán)境到微觀的材料質(zhì)感的設計都要創(chuàng)造良好的尺度感,把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度:城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度。
1、高層建筑設計中的外部尺度
1.1城市尺度
高層建筑是一座城市有機組成部分,因其體量巨大,高度很大,是城市的重要景點,對城市產(chǎn)生重大的影響。從對城市整體影響的角度來看,表現(xiàn)在高層建筑對城市天際輪廓線的影響,城市的天際輪廓線有實、虛之分,實的天際線即是建筑物的輪廓,虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線,高層建筑在城市天際線創(chuàng)造中起著重要的作用,因城市的天際輪廓線從一個城市很遠的地方就可以看見,也是一座城市給一個進入它的人第一印象。因此,高層建筑尺度的確定應與整個城市的尺度相一致,而不能脫離城市,自我夸耀,唯我獨尊,不利于優(yōu)美、良好天際線的形成,直接影響到城市景觀。高層建筑對城市局部或部分產(chǎn)生的影響,是指從市內(nèi)比較開闊的地方,如:廣場、干道、開放的水系和綠地所看到的天際線,也直接影響人民的日常生活。因此,城市天際輪廓線不僅影響人從城市外圍所看的景觀,也直接影響到市內(nèi)居民的生活與視覺觀賞。
高層建筑對城市各構(gòu)成要素也產(chǎn)生重大的影響,高層建筑的位置、高度的確定,也應充分地考慮該城市尺度、傳統(tǒng)文化,不當?shù)某叨葧Τ鞘挟a(chǎn)生不良的影響,改變了城市傳統(tǒng)的歷史文化,也改變了原來城市各構(gòu)成要素之間有機協(xié)調(diào)的比例關(guān)系,如:上海市,黃浦江可謂是城市一條重要水系,原先具有寬大、雄壯的氣勢。但由于東方明珠塔的建成,又過于靠近黃浦江,其他高層建筑也跟著靠近黃浦江建設,使黃浦江的尺度感變小了,失去了原有的雄壯,而改變了老上海的歷史與文化,從這一角度講,東方明珠塔的建成又是一件憾事。
1.2整體尺度
整體尺度是指高層建筑各構(gòu)成部分,如:裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關(guān)系及給人的感覺。整體尺度是設計師十分注重的,關(guān)于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種,但都強調(diào)整體尺度均衡的重要性。面對一棟建筑物時,人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規(guī)律,如果得到這一點,就會認為這一建筑物容易理解和掌握,若不能得到這一點,人對該建筑物的感知就會是一些毫無意義的混亂和不安。因此,建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的,在設計時要注意下面的兩點:
1.2.1各部分尺度比例的協(xié)調(diào)
高層建筑一般由三個部分組成的——裙房、主體和頂部,也有些建筑在設計中加入了活躍元,以使整棟建筑造型生動活躍起來。一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關(guān)系,而這三個部分尺度的確定,應有一個統(tǒng)一的尺度參考系(如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系),不能每一部分的尺度參考系都不同,這樣易使整個建筑含糊、難以把握。
1.2.2高層建筑中各部分細部尺度應有層次性
高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的,各個主要部分應有更細的劃分,尺度具有等級性,才能使各個部分造型構(gòu)成豐富。尺度等級最高部分為高層建筑的某一整個部分(裙房、主體和頂部),最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺等這些為人們所熟知的尺寸,使人們觀察該建筑時很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級之間還有1~2個尺度等級,也不易過多,太多易使建筑造型復雜而難以把握。
1.3街道尺度
街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知,也是高層建筑設計中重要的一環(huán)。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定,主要考慮到街道行人的舒適度,高層建筑主體因為尺度過大,易向后退,使底層的裙房置于沿街部分,減少了高層建筑對街道的壓迫感。例如:上海南京路兩邊的高層建筑置于后面,裙房置于前使兩側(cè)的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12,形成良好的購物環(huán)境。
為了保持街道空間及視覺的連續(xù)性,高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑相一致,宜有所呼應。如:在新加坡老區(qū)和改建后的一條干道的兩側(cè),為了不致造成新區(qū)高層和老區(qū)低層截然分開,沿新區(qū)一側(cè)作了和老區(qū)房屋高度相同中相似的裙房,高層稍后退,形態(tài)效果良好的對話關(guān)系。
1.4近人尺度
近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經(jīng)常為使用者所接觸,也易被人們仔細觀察,也是人們對建筑直接感觸的重要部分。其尺度設計應以人的尺度為參考系,不宜過大或過小,過大易使建筑缺少親近性,過小則減小了建筑的尺度感,使建筑猶如玩具。
在近人尺度處理中,應特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分,檐口、門、窗及裝飾的處理,使其尺度感比以上幾個部分更細。對入口部分及建筑周邊空間加以限定,創(chuàng)造一個由街道到建筑的過渡緩沖的空間,使人的心理有一個逐漸變化的過程。如:上海圖書館門前采用柱廊的形式,使出入館的人有一個過渡區(qū),這樣使建筑更具有近人及親人性。
1.5細部尺度
細部尺度是指高層建筑更細的尺度,它主要是指材料的質(zhì)感。在生活中,有的事物我們喜歡觸摸,有的事物我們不喜歡觸摸——我們通過說“美妙”或“可怕”來對這些事物做出反應,形成人的視覺質(zhì)感,建筑設計師在設計過程中要充分運用不同材料的質(zhì)感,來塑造建筑物,吸引人們親手去觸摸或至少取得同我們的眼睛親近感,或者換言之,通過質(zhì)感產(chǎn)生一種視覺上優(yōu)美的感覺。勒。柯布西埃在拉托爾提建造的修道院是運用或者確切地說是留下大自然“印下”的質(zhì)感的優(yōu)秀典范,這里的質(zhì)感,也就是用斜撐制作在混凝土上留的木紋。
2、高層建筑外部尺度設計的原則
2.1建筑與城市環(huán)境在尺度上的統(tǒng)一
注意高層建筑布置對城市輪廓線的影響,因為在城市輪廓線的組織中,起最大作用的是建筑物,特別是高層建筑,因而它的布置應遵行有機統(tǒng)一的原則進行布置:
(1)高層建筑聚集在一起布置,可以形成城市的“冠”,但為避免其相互干擾,可以采用一系列不同的高度,或雖采用相仿高度,但彼此間距適當,組成有關(guān)的構(gòu)圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉(zhuǎn)彎處,以豐富行人的視覺觀賞。
(2)若高層建筑彼此間毫無關(guān)系,隨處隨地而起不到向心的凝聚感,則不會產(chǎn)生令人滿意的和諧整體。
(3)高層建筑的頂部不應雷同或減少雷同,因為這會極大影響輪廓線的優(yōu)美感。
2.2同一高層建筑形象中,尺度要有序
高層建筑設計時,應充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度這一尺度的序列,在某一尺度設計中要遵守尺度的統(tǒng)一性,不能把幾種尺度混淆使用,才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機統(tǒng)一。
2.3高層建筑形象在尺度上須有可識別性
高層建筑物上要有一些局部形象尺度,能使人把握其整體大小,除此之外,也可用一些屋檐、臺階、柱子、樓梯等來表示建筑物的體量。任意放大或縮小這些習慣的認知尺度部件就會造成錯覺,效果就不好。但有時往往要利用這種錯覺來求得特殊的效果。
3、結(jié)語
高層建筑的外部尺度影響因素很多,設計師在設計高層建筑中充分地把握各種尺度,結(jié)合人的尺度,滿足人的使用、觀賞的要求,必定能創(chuàng)造出優(yōu)美的高層建筑外部造型。
高層建筑的建造和發(fā)展已有百余年的歷史,是人們生活中一種重要的建筑類型。高層建筑體量巨大,視覺沖擊力強,充分體現(xiàn)了現(xiàn)代建筑技術(shù)、美學、文化等魅力,對城市形態(tài)也有重要的影響。因此,人們倍加關(guān)注高層建筑的發(fā)展。高層建筑風格的轉(zhuǎn)變一直是人們研究、探討的焦點,其中西薩。佩里和阿達。路易斯。赫克斯泰布針對高層建筑風格演進的特點,提出四個“摩天樓時期”,清晰地概括了百余年高層建筑美學發(fā)展歷程,是有關(guān)高層建筑風格演進的極有價值的論著。筆者認為高層建筑設計理念的更新是引起高層建筑風格變化的主要因素,同樣的設計理念也可以促進不同風格的高層建筑的出現(xiàn),這一傾向在20世紀60年代以后的高層建筑發(fā)展中體現(xiàn)得最為顯著。因此,探討高層建筑設計理念的更新與高層建筑設計風格變化的相互關(guān)系,將有利于現(xiàn)代高層建筑的發(fā)展。
高層建筑設計理念主要有兩種:工業(yè)主義建筑設計理念和工業(yè)主義建筑人文化設計理念。工業(yè)主義建筑設計理念主要表現(xiàn)為以適應大工生產(chǎn)為基本出發(fā)點,講究建筑功能,在建筑設計中注重對材料和結(jié)構(gòu)的率真表達。工業(yè)主義建筑人文化設計理念,是工業(yè)主義建筑設計理念的補充與完善,建筑形體在強調(diào)對材料和結(jié)構(gòu)的率真表達的同時,也重視建筑的語義表達;不單單關(guān)注建筑本身的純粹形式或理想的秩序,更強調(diào)建筑與周圍環(huán)境和城市文脈的整合。
從1853年到20世紀30年代,是高層建筑設計的曲折探索階段,工業(yè)主義建筑設計理念雖處于支流地位,但對后來高層建筑設計的影響最大。20世紀30年代到20世紀60年代,現(xiàn)代主義風格的高層建筑風靡全球,工業(yè)主義建筑設計理念得到了完美詮釋。從1909年開始到20世紀30年代,工業(yè)主義建筑設計人文化設計理念處于萌芽階段,20世紀60年代以后逐漸深入人心,它豐富了高層建筑創(chuàng)作手段和方法,極大地促進了高層建筑呈現(xiàn)多元化、個性化的趨勢。
從1853年到20世紀30年代,由于高層建筑剛剛出現(xiàn),人們對高層建筑的理解和認識還需進一步深入和完善,設計上也缺乏經(jīng)驗,因此,借鑒歷史傳統(tǒng)和美學理論成為當時時尚,以學院派為代表的復古主義占上風。但是,歐洲和美國的少數(shù)建筑師,堅決反對抄襲歷史形式,堅信工業(yè)主義建筑設計理念,認為一幢新建筑應符合新功能、新材料、新社會制度和新技術(shù)的要求,并對高層建筑設計進行了積極探索,奠定了20世紀30年代到60年代現(xiàn)代主義高層建筑的設計原則和形式基礎。如由伯姆和魯特設計的瑞萊斯大廈,其水平帶幾乎全是玻璃,強調(diào)圍護結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)透明,表達框架結(jié)構(gòu)的美學特點,建筑的美學特色有別于官邸式三段式建筑的沉重感,影響了密斯。凡。德。羅的設計。格羅皮烏斯和伊里爾。沙利寧參加1922年舉行的芝加哥《論壇報》大廈設計競賽的設計方案對后來的高層建筑設計影響最大。格羅皮烏斯的設計方案形式簡潔,沒有多余的裝飾,充分展現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)的美學品位,無論是在結(jié)構(gòu)上還是功能上都是杰出的,極其適合辦公樓要求,成為第二次世界大戰(zhàn)后流行的高層辦公樓形式的早期萌芽。伊里爾。沙利寧的方案強調(diào)建筑建垂直上升的表現(xiàn),頂部收縮、跌落,但形式同樣地簡潔和反對繁瑣裝飾,是體現(xiàn)工業(yè)主義建筑設計理念的成功作品。
20世紀30年代到60年代高層建筑最完美地體現(xiàn)了工業(yè)主義建筑設計理念。這一時期的建筑所關(guān)心的問題聚焦在如何開發(fā)材料、結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)力,如何單純的抽象表達使用功能、表達空間組合。密斯。凡。德。羅設計的湖濱路公寓、西格拉姆大廈都充分展現(xiàn)了鋼框架結(jié)構(gòu)和圍護墻體玻璃材料的表現(xiàn)力;漢考克大廈著力挖掘了結(jié)構(gòu)構(gòu)件X型支撐的美學特色;利華大廈開創(chuàng)了靈活空間的模式;貝聿銘設計的約翰。漢考克大廈的藝術(shù)重點則轉(zhuǎn)向追求由鏡面玻璃反射所引起的感官愉悅。
從1909年開始到20世紀30年代是工業(yè)主義建筑人文化設計理念的萌芽階段。這一時期的高層建筑設計,由于建筑師們認識到高層建筑將成為城市天際線的主宰因素,而十分重視高層建筑冠部設計的標志性,如大都會人壽保險公司,這是建筑與城市文脈整合的早期表現(xiàn)。工業(yè)主義建筑人文化設計理念主要體現(xiàn)在20世紀60年代以后的高層建筑設計中。20世紀60年代后期,人們開始對工業(yè)主義建筑設計理念進行反思,并意識到工業(yè)主義建筑設計理念以適應大工業(yè)生產(chǎn)為目標,強化“以物為中心”,缺乏對人性的關(guān)懷,因此,許多設計也暴露出嚴重的缺陷。如密斯式的方盒子建筑在世界范圍流行,地方特色受到嚴重沖擊;世界貿(mào)易中心大而失度的形體,導致曼哈頓繁華區(qū)的空間尺度失去平衡等等。正是基于對這些問題的反思,人們開始認識到建筑設計的優(yōu)秀問題是為“人”服務。20世紀60年代以后,高層建筑設計理念發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變,建筑形體在強調(diào)對材料和結(jié)構(gòu)的率真表達的同時,也重視建筑的語義表達;同時注重強調(diào)建筑與周圍環(huán)境的和諧和與城市文脈的整合,工業(yè)主義建筑人文化設計理念開始深入人心。高技派、后現(xiàn)代主義、晚期現(xiàn)代主義、生態(tài)建筑、可持續(xù)性建筑等各種建筑流派和思潮,都是工業(yè)主義建筑人文化設計理念某些觀念的具體體現(xiàn)。
如菲利浦約翰遜設計的美國電話電報公司總部、磯崎新設計的日本筑波中心與貝聿銘設計的香港中國銀行大廈都十分重視建筑的語義表達,但建筑風格迥異,實現(xiàn)的手段也不同。電話電報公司總部、日本筑波中心都是借用歷史符號,而香港中國銀行“芝麻開花節(jié)節(jié)高”的隱寓則是通過有意識地強化結(jié)構(gòu)支撐構(gòu)件而實現(xiàn)的。O.M.翁格爾斯設計的德國托豪斯大廈隱寓的“大門”形象,同樣沒有借鑒歷史符號,而是通過建筑的虛實對比實現(xiàn)的。
諾曼。福斯特設計的香港匯豐銀行表現(xiàn)了“材料—結(jié)構(gòu)—設備”的高技風格,同時,采用懸掛結(jié)構(gòu)體系實現(xiàn)大樓底層完全敞開,與樓前的皇后廣場連成一片,充分體現(xiàn)了建筑與城市文脈的整合意識。
理查德邁耶設計的美國步里奇波特中心,極力追尋建筑的尺度與形態(tài)同城市的整體結(jié)構(gòu)相適應。為表示對相鄰的巴納姆博物館的尊重,其體量打散處理,形成一個輪廓線豐富、由低矮和中等高度體量組成的連續(xù)體。這與世界貿(mào)易中心大而失度的體量形成鮮明的對比,探究其深層次原因是設計理念的差異所致。
諾曼福斯特事務所設計的法蘭克福商業(yè)銀行總部大廈在強調(diào)象征意義和功能的同時,又引入生態(tài)的概念,是世界上第一座“生態(tài)型”超高層建筑。其建筑平面呈三角形,宛如三葉花瓣夾著一支花莖:花瓣部分是辦公空間,花莖部分為中空大廳。中空大廳起自然通風作用,同時還為建筑內(nèi)部創(chuàng)造了豐富的景觀。
高層建筑已走過百年的發(fā)展歷程,其風格是不斷變化的,任何風格的建立和興起,都有它存在的道理和意義,也有它的局限性和負面效果。探究高層建筑風格的發(fā)展變化的深層原因,可以看到高層建筑設計理念的更新是推動建筑風格變化的重要因素。因此,重視對高層建筑設計理念的探討,進一步完善高層建筑設計理念是推動高層建筑設計健康發(fā)展的有效途徑。
[論文關(guān)鍵詞]高層建筑尺度設計原理
[論文摘要]高層建筑外部造型設計多以追求建筑形象的新、奇、特為目標,每棟高層都想表現(xiàn)自己,突出自我,而這樣做的結(jié)果只能使整個城市顯得紛繁無序、生硬,建筑個體外部體量失衡,缺乏親近感,拒人于千里之外,因此,對高層建筑的外部尺度的研究是很有必要的。
所謂的尺度就是在不同空間范圍內(nèi),建筑的整體及各構(gòu)成要素使人產(chǎn)生的感覺,是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實大小之間的關(guān)系問題。它包括建筑形體的長度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關(guān)系,及對行為主體人產(chǎn)生的心理影響。講到尺度時應注意它與尺寸之間的區(qū)別,尺度一般不是指建筑物或要素的真實尺寸,而是表達一種關(guān)系及其給人的感覺,尺寸是用度量單位,如:公里、米、尺、厘米等對建筑物或要素的度量,是在量上反映建筑及各構(gòu)成要素的大小。它直接影響人的心理感受,由此可見,尺度在高層建筑設計中處于一個至關(guān)重要的位置。高層建筑設計時,不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造,而應以人的尺度為參考系數(shù),充分考慮人觀察視點、視距、視角,和高層建筑使用親近度,從宏觀的城市環(huán)境到微觀的材料質(zhì)感的設計都要創(chuàng)造良好的尺度感,把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度:城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度。
一、高層建筑設計中的外部尺度
(一)城市尺度
高層建筑是一座城市有機組成部分,因其體量巨大,高度很大,是城市的重要景點,對城市產(chǎn)生重大的影響。高層建筑對城市各構(gòu)成要素也產(chǎn)生重大的影響,高層建筑的位置、高度的確定,也應充分地考慮該城市尺度、傳統(tǒng)文化,不當?shù)某叨葧Τ鞘挟a(chǎn)生不良的影響,改變了城市傳統(tǒng)的歷史文化,也改變了原來城市各構(gòu)成要素之間有機協(xié)調(diào)的比例關(guān)系,如:上海市,黃浦江可謂是城市一條重要水系,原先具有寬大、雄壯的氣勢。但由于東方明珠塔的建成,又過于靠近黃浦江,其他高層建筑也跟著靠近黃浦江建設,使黃浦江的尺度感變小了,失去了原有的雄壯,而改變了老上海的歷史與文化,從這一角度講,東方明珠塔的建成又是一件憾事。
(二)整體尺度
整體尺度是指高層建筑各構(gòu)成部分,如:裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關(guān)系及給人的感覺。整體尺度是設計師十分注重的,關(guān)于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種,但都強調(diào)整體尺度均衡的重要性。因此,建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的,在設計時要注意下面的兩點:高層建筑一般由三個部分組成的裙房、主體和頂部,也有些建筑在設計中加入了活躍元,以使整棟建筑造型生動活躍起來。一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關(guān)系,而這三個部分尺度的確定,應有一個統(tǒng)一的尺度參考系(如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系),不能每一部分的尺度參考系都不同,這樣易使整個建筑含糊、難以把握;高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的,各個主要部分應有更細的劃分,尺度具有等級性,才能使各個部分造型構(gòu)成豐富。尺度等級最高部分為高層建筑的某一整個部分(裙房、主體和頂部),最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺等這些為人們所熟知的尺寸,使人們觀察該建筑時很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級之間還有1~2個尺度等級,也不易過多,太多易使建筑造型復雜而難以把握。
(三)街道尺度
街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知,也是高層建筑設計中重要的一環(huán)。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定,主要考慮到街道行人的舒適度,高層建筑主體因為尺度過大,易向后退,使底層的裙房置于沿街部分,減少了高層建筑對街道的壓迫感。例如:上海南京路兩邊的高層建筑置于后面,裙房置于前使兩側(cè)的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12,形成良好的購物環(huán)境。
為了保持街道空間及視覺的連續(xù)性,高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑相一致,宜有所呼應。如:在新加坡老區(qū)和改建后的一條干道的兩側(cè),為了不致造成新區(qū)高層和老區(qū)低層截然分開,沿新區(qū)一側(cè)作了和老區(qū)房屋高度相同中相似的裙房,高層稍后退,形態(tài)效果良好的對話關(guān)系。
(四)近人尺度
近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經(jīng)常為使用者所接觸,也易被人們仔細觀察,也是人們對建筑直接感觸的重要部分。其尺度設計應以人的尺度為參考系,不宜過大或過小,過大易使建筑缺少親近性,過小則減小了建筑的尺度感,使建筑猶如玩具。在近人尺度處理中,應特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分,檐口、門、窗及裝飾的處理,使其尺度感比以上幾個部分更細。對入口部分及建筑周邊空間加以限定,創(chuàng)造一個由街道到建筑的過渡緩沖的空間,使人的心理有一個逐漸變化的過程。如:上海圖書館門前采用柱廊的形式,使出入館的人有一個過渡區(qū),這樣使建筑更具有近人及親人性。二、高層建筑外部尺度設計的原則
(一)建筑與城市環(huán)境在尺度上的統(tǒng)一
注意高層建筑布置對城市輪廓線的影響,因為在城市輪廓線的組織中,起最大作用的是建筑物,特別是高層建筑,因而它的布置應遵行有機統(tǒng)一的原則進行布置:(1)高層建筑聚集在一起布置,可以形成城市的“冠”,但為避免其相互干擾,可以采用一系列不同的高度,或雖采用相仿高度,但彼此間距適當,組成有關(guān)的構(gòu)圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉(zhuǎn)彎處,以豐富行人的視覺觀賞;(2)若高層建筑彼此間毫無關(guān)系,隨處隨地而起不到向心的凝聚感,則不會產(chǎn)生令人滿意的和諧整體;(3)高層建筑的頂部不應雷同或減少雷同,因為這會極大影響輪廓線的優(yōu)美感。
(二)同一高層建筑形象中,尺度要有序
高層建筑設計時,應充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度這一尺度的序列,在某一尺度設計中要遵守尺度的統(tǒng)一性,不能把幾種尺度混淆使用,才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機統(tǒng)一。
(三)高層建筑形象在尺度上須有可識別性
高層建筑物上要有一些局部形象尺度,能使人把握其整體大小,除此之外,也可用一些屋檐、臺階、柱子、樓梯等來表示建筑物的體量。
三、結(jié)語
高層建筑的外部尺度影響因素很多,設計師在設計高層建筑中充分地把握各種尺度,結(jié)合人的尺度,滿足人的使用、觀賞的要求,必定能創(chuàng)造出優(yōu)美的高層建筑外部造型。
當前,我國的高層建筑外部造型設計多以追求建筑形象的新、奇、特為目標,每棟高層都想表現(xiàn)自己,突出自我,而這樣做的結(jié)果只能使整個城市顯得紛繁無序、生硬,建筑個體外部體量失衡,缺乏親近感,拒人于千里之外。造成這種現(xiàn)象的主要原因是缺乏對高層建筑的外部尺度的認真仔細推敲,因此,對高層建筑的外部尺度的研究是很有必要的。
首先定義一下尺度,所謂的尺度就是在不同空間范圍內(nèi),建筑的整體及各構(gòu)成要素使人產(chǎn)生的感覺,是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實大小之間的關(guān)系問題。它包括建筑形體的長度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關(guān)系,及對行為主體人產(chǎn)生的心理影響。講到尺度時應注意它與尺寸之間的區(qū)別,尺度一般不是指建筑物或要素的真實尺寸,而是表達一種關(guān)系及其給人的感覺,尺寸是用度量單位,如:公里、米、尺、厘米等對建筑物或要素的度量,是在量上反映建筑及各構(gòu)成要素的大小。不同的尺度帶來的感覺是不一樣的,有的尺度使高層建筑顯得挺拔或厚重,有的則使高層建筑顯得龐大或輕飄,它直接影響人的心理感受,由此可見,尺度在高層建筑設計中處于一個至關(guān)重要的位置。
高層建筑設計中尺度的確難以把握,因它不同于日常生活用品,日常生活用品很容易根據(jù)經(jīng)驗做出正確的判斷,其主要原因有:一是高層建筑物的體量巨大,遠遠超出人的尺度。二是高層建筑物不同于日常用品,在建筑中有許多要素不是單純根據(jù)功能這一方面的因素來決定它們的大小和尺寸的,例如門,本來可以略高于人的尺度就可以了,但有的門出于別的考慮設計得很高,這些都會給辨認尺度帶來困難。
高層建筑設計時,不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造,而應以人的尺度為參考系數(shù),充分考慮人觀察視點、視距、視角,和高層建筑使用親近度,從宏觀的城市環(huán)境到微觀的材料質(zhì)感的設計都要創(chuàng)造良好的尺度感,把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度:城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度。
1、高層建筑設計中的外部尺度
1.1城市尺度
高層建筑是一座城市有機組成部分,因其體量巨大,高度很大,是城市的重要景點,對城市產(chǎn)生重大的影響。從對城市整體影響的角度來看,表現(xiàn)在高層建筑對城市天際輪廓線的影響,城市的天際輪廓線有實、虛之分,實的天際線即是建筑物的輪廓,虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線,高層建筑在城市天際線創(chuàng)造中起著重要的作用,因城市的天際輪廓線從一個城市很遠的地方就可以看見,也是一座城市給一個進入它的人第一印象。因此,高層建筑尺度的確定應與整個城市的尺度相一致,而不能脫離城市,自我夸耀,唯我獨尊,不利于優(yōu)美、良好天際線的形成,直接影響到城市景觀。高層建筑對城市局部或部分產(chǎn)生的影響,是指從市內(nèi)比較開闊的地方,如:廣場、干道、開放的水系和綠地所看到的天際線,也直接影響人民的日常生活。因此,城市天際輪廓線不僅影響人從城市外圍所看的景觀,也直接影響到市內(nèi)居民的生活與視覺觀賞。
高層建筑對城市各構(gòu)成要素也產(chǎn)生重大的影響,高層建筑的位置、高度的確定,也應充分地考慮該城市尺度、傳統(tǒng)文化,不當?shù)某叨葧Τ鞘挟a(chǎn)生不良的影響,改變了城市傳統(tǒng)的歷史文化,也改變了原來城市各構(gòu)成要素之間有機協(xié)調(diào)的比例關(guān)系,如:上海市,黃浦江可謂是城市一條重要水系,原先具有寬大、雄壯的氣勢。但由于東方明珠塔的建成,又過于靠近黃浦江,其他高層建筑也跟著靠近黃浦江建設,使黃浦江的尺度感變小了,失去了原有的雄壯,而改變了老上海的歷史與文化,從這一角度講,東方明珠塔的建成又是一件憾事。
1.2整體尺度
整體尺度是指高層建筑各構(gòu)成部分,如:裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關(guān)系及給人的感覺。整體尺度是設計師十分注重的,關(guān)于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種,但都強調(diào)整體尺度均衡的重要性。面對一棟建筑物時,人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規(guī)律,如果得到這一點,就會認為這一建筑物容易理解和掌握,若不能得到這一點,人對該建筑物的感知就會是一些毫無意義的混亂和不安。因此,建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的,在設計時要注意下面的兩點:
1.2.1各部分尺度比例的協(xié)調(diào)
高層建筑一般由三個部分組成的——裙房、主體和頂部,也有些建筑在設計中加入了活躍元,以使整棟建筑造型生動活躍起來。一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關(guān)系,而這三個部分尺度的確定,應有一個統(tǒng)一的尺度參考系(如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系),不能每一部分的尺度參考系都不同,這樣易使整個建筑含糊、難以把握。
1.2.2高層建筑中各部分細部尺度應有層次性
高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的,各個主要部分應有更細的劃分,尺度具有等級性,才能使各個部分造型構(gòu)成豐富。尺度等級最高部分為高層建筑的某一整個部分(裙房、主體和頂部),最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺等這些為人們所熟知的尺寸,使人們觀察該建筑時很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級之間還有1~2個尺度等級,也不易過多,太多易使建筑造型復雜而難以把握。
1.3街道尺度
街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知,也是高層建筑設計中重要的一環(huán)。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定,主要考慮到街道行人的舒適度,高層建筑主體因為尺度過大,易向后退,使底層的裙房置于沿街部分,減少了高層建筑對街道的壓迫感。例如:上海南京路兩邊的高層建筑置于后面,裙房置于前使兩側(cè)的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12,形成良好的購物環(huán)境。
為了保持街道空間及視覺的連續(xù)性,高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑相一致,宜有所呼應。如:在新加坡老區(qū)和改建后的一條干道的兩側(cè),為了不致造成新區(qū)高層和老區(qū)低層截然分開,沿新區(qū)一側(cè)作了和老區(qū)房屋高度相同中相似的裙房,高層稍后退,形態(tài)效果良好的對話關(guān)系。
1.4近人尺度
近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經(jīng)常為使用者所接觸,也易被人們仔細觀察,也是人們對建筑直接感觸的重要部分。其尺度設計應以人的尺度為參考系,不宜過大或過小,過大易使建筑缺少親近性,過小則減小了建筑的尺度感,使建筑猶如玩具。
在近人尺度處理中,應特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分,檐口、門、窗及裝飾的處理,使其尺度感比以上幾個部分更細。對入口部分及建筑周邊空間加以限定,創(chuàng)造一個由街道到建筑的過渡緩沖的空間,使人的心理有一個逐漸變化的過程。如:上海圖書館門前采用柱廊的形式,使出入館的人有一個過渡區(qū),這樣使建筑更具有近人及親人性。
1.5細部尺度
細部尺度是指高層建筑更細的尺度,它主要是指材料的質(zhì)感。在生活中,有的事物我們喜歡觸摸,有的事物我們不喜歡觸摸——我們通過說“美妙”或“可怕”來對這些事物做出反應,形成人的視覺質(zhì)感,建筑設計師在設計過程中要充分運用不同材料的質(zhì)感,來塑造建筑物,吸引人們親手去觸摸或至少取得同我們的眼睛親近感,或者換言之,通過質(zhì)感產(chǎn)生一種視覺上優(yōu)美的感覺。勒。柯布西埃在拉托爾提建造的修道院是運用或者確切地說是留下大自然“印下”的質(zhì)感的優(yōu)秀典范,這里的質(zhì)感,也就是用斜撐制作在混凝土上留的木紋。
2、高層建筑外部尺度設計的原則
2.1建筑與城市環(huán)境在尺度上的統(tǒng)一
注意高層建筑布置對城市輪廓線的影響,因為在城市輪廓線的組織中,起最大作用的是建筑物,特別是高層建筑,因而它的布置應遵行有機統(tǒng)一的原則進行布置:
(1)高層建筑聚集在一起布置,可以形成城市的“冠”,但為避免其相互干擾,可以采用一系列不同的高度,或雖采用相仿高度,但彼此間距適當,組成有關(guān)的構(gòu)圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉(zhuǎn)彎處,以豐富行人的視覺觀賞。
(2)若高層建筑彼此間毫無關(guān)系,隨處隨地而起不到向心的凝聚感,則不會產(chǎn)生令人滿意的和諧整體。
(3)高層建筑的頂部不應雷同或減少雷同,因為這會極大影響輪廓線的優(yōu)美感。
2.2同一高層建筑形象中,尺度要有序
高層建筑設計時,應充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度這一尺度的序列,在某一尺度設計中要遵守尺度的統(tǒng)一性,不能把幾種尺度混淆使用,才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機統(tǒng)一。
2.3高層建筑形象在尺度上須有可識別性
高層建筑物上要有一些局部形象尺度,能使人把握其整體大小,除此之外,也可用一些屋檐、臺階、柱子、樓梯等來表示建筑物的體量。任意放大或縮小這些習慣的認知尺度部件就會造成錯覺,效果就不好。但有時往往要利用這種錯覺來求得特殊的效果。
3、結(jié)語
高層建筑的外部尺度影響因素很多,設計師在設計高層建筑中充分地把握各種尺度,結(jié)合人的尺度,滿足人的使用、觀賞的要求,必定能創(chuàng)造出優(yōu)美的高層建筑外部造型。
摘要:隨著高層建筑技術(shù)的迅速發(fā)展,高層建筑已經(jīng)成為城市空間中不可缺少的元素,然而高層建筑與城市空間的融合依然存在一些缺陷,從建筑設計和規(guī)劃設計兩個方面介紹了城市空間對高層建筑的影響.
關(guān)鍵詞:建筑設計;城市規(guī)劃;高層建筑
O概述
隨著結(jié)構(gòu)理論和技術(shù)的發(fā)展,高層建筑結(jié)構(gòu)形式趨于多樣化,高層建筑的表現(xiàn)形式也多種多樣,在成為城市風景的同時如何恰當?shù)娜谌顺鞘锌臻g成為高層建筑設計的一個重要任務,也是使高層建筑設計趨于完善所追求的一種理念.
城市空間是人類生活和生產(chǎn)所需要的重要因素,它為居民提供各種活動的可能.這個可以說是城市空間比較科學性的定義,而本文提到的城市空間則更具體更形象,主要指城市內(nèi)的建筑物、道路、綠地、廣場、公共服務設施等實體以及由這些實體所構(gòu)成的立體空間,也是人處在其中能真實、直觀感受到的空間.高層建筑是否與所處的城市空間融洽,其評價標準相當一部分取決于公眾的感受,簡單的說就是人處在所創(chuàng)造空間中的感受.所以建筑設計者在進行高層建筑設計時要充分考慮所創(chuàng)造出來的空間(無論是內(nèi)部還是外部)給予使用者的感受.這些是理論上要求一位建筑設計師要考慮的因素也是作為一名建筑師應該承擔的責任,而且還可以據(jù)此評價一位建筑師的設計能力及其職業(yè)道德.事實上在進行一項高層建筑設計時,開發(fā)商受利益的驅(qū)使往往不會考慮建筑與環(huán)境的關(guān)系,此時,規(guī)劃部門所出臺的各種條文政策及規(guī)范將扮演著重要角色,它強制性的要求必須顧及城市環(huán)境,營造舒適的城市空間.可以看出,高層建筑設計與城市空間的協(xié)調(diào)以及城市空間的營造是通過兩方面的共同作用來完成的,即建筑設計和規(guī)劃.下面就從建筑設計和城市規(guī)劃兩方面談談城市空間對高層建筑設計的影響.
1建筑設計
1.1充分發(fā)揮廣場的作用
高層建筑由于其體量的巨大,往往給街道空間一種突然的壓迫感,使人感覺好像從一個大空間突然進入一個小空間,這是由于高層建筑的體量所造成的對比.因此凡是處在街道兩旁體量巨大的高層建筑在設計時應該對其進行后退處理,并在其退出的用地上設計一廣場空間,這個廣場空間將起到空間的緩沖作用;而且由于高層建筑的建筑面積遠遠超出其用地面積,容納的人員較多,出入口人流密度相對較大,后退出的廣場空間也起到緩解交通壓力的作用.從另外一方面講,廣場空間往往在街道空間以及城市空間中起到非常重要作用,能夠給公眾留下較深的印象,也往往能成為城市的節(jié)點,這就是共享空間的好處.有的建筑大師甚至直接設計成下沉式的廣場,如13本建筑大師嘰崎新設計的13本筑波中心的下沉式廣場,獨特的廣場空間造型,以人和環(huán)境為設計重點,不僅為公眾提供了一個舒適的安靜的休閑場所,而且使建筑塔樓的形象特征更加突出..這種下沉式的廣場往往更容易給人留下印象,就空間形式而言它是一種非常富有情趣的空間.因此在進行高層建筑設計時廣場和建筑應該作為一體來考慮.
1.2高層建筑主體設計
對于一個城市而言,高層建筑往往具有一定的代表性和象征性,可以反映一個城市經(jīng)濟水平和發(fā)展程度,選擇合理的造型就顯得尤為重要.高層建筑由于其結(jié)構(gòu)形式的限制以及使用功能的要求,在造型上往往追隨于建筑的結(jié)構(gòu)形式,而不能有太多的變化,有的高層建筑甚至直接將結(jié)構(gòu)形式外露不加修飾.高層建筑的主體部分是它的塔樓,塔樓的表現(xiàn)形式對高層建筑的造型起著決定性的作用,現(xiàn)今國外和國內(nèi)的許多高層建筑都有著獨特的外形和明顯的識別性,對一個城市具有一定的代表性,這可以說是高層建筑存在的一個原因.隨著近年來資源短缺問題的出現(xiàn),全球提出了可持續(xù)發(fā)展,而高層建筑就環(huán)保節(jié)能方面來說是很浪費的,隨之就出現(xiàn)了“生態(tài)型”建筑的概念,如生態(tài)建筑師諾曼·福斯特設計的法蘭克福商業(yè)銀行總部大廈在強調(diào)象征意義和功能的同時,就引人生態(tài)的概念,是世界上第一座”生態(tài)型”超高層建筑.其建筑平面呈三角形,宛如三葉花瓣夾著一支花莖:花瓣部分是辦公空間,花莖部分為中空大廳.中空大廳起自然通風作用,同時還為建筑內(nèi)部創(chuàng)造了豐富的景觀.而氣候設計大師楊經(jīng)文設計的馬來西亞吉隆坡梅納拉大廈則體現(xiàn)了利用空中開放空間連通建筑內(nèi)外,貫徹“生物氣候大樓”思想,引入了大量的植物,立面上螺旋上升的垂直綠化和底部斜坡的綠化都有助于調(diào)節(jié)氣候,盡可能地拉近了人與自然的距離,較好地完成了室內(nèi)外空間的過渡與銜接.同時對形成良好的城市空間環(huán)境也是一種深化.可以看出目前高層建筑設計的一個新要求就是要實現(xiàn)“生態(tài)節(jié)能型”.
高層建筑主體的下部分一裙房雖然對整個城市影響較小,但它對于街道的尺度和人情化空間的創(chuàng)造等方面卻有著重要的影響.建筑的裙樓立面設計一般不同于上部立面,需要進行細致的設計,從而使下部空間豐富多彩而不至于感到蒼白,并要體現(xiàn)人的尺度,因為裙房部分跟公眾視覺接觸較密切,對街道空間感影響也較大.而高層建筑的最上部分~屋頂對整個建筑形象起到強化個性的作用,雖然它較少影響到生態(tài)環(huán)境,但對塑造建筑的標志性、豐富城市天際線具有重要的作用,因此應根據(jù)建筑的基座、樓身等因素加以塑造.1.3巧妙的運用一些處理手法
高層建筑的塔樓部分雖然變化的余地不大,但是底層部分卻可以進行一些巧妙的處理來豐富空間形式.一般可以采用底層架空和入口縮進的手法.底層架空的處理手法是現(xiàn)代建筑的特征之一,它可以在高密度的環(huán)境中爭取到寶貴的用地,把城市的道路、廣場和建筑有機地結(jié)合在一起,形成通透的、公共的開放空間,給市民以小憩之地;同時還可以改善人流、視覺擁擠的狀況,連通幾個主要的公共場所,以增加城市空間的層次.高層建筑臨近城市道路布置時,人口空間凹人建筑下部可以避免主體的被迫后退(用地非常緊張的情況下),爭取基地面積的有效使用,緩解人1:3處各種矛盾沖突;并有可能在建筑的形體設計、空間組織等方面形成新穎的構(gòu)思,這種人口后退架開的處理不僅空間層次豐富而且給人的印象也深刻.
2規(guī)劃設計
2.1避免高層建筑密集
高層建筑的密集雖然對于城市辦公等條件方便有利,卻給城市空間帶來很多壓力,造成城市空間和城市交通的擁擠,甚至是一些始料不及的污染和危害,比如一些高層建筑玻璃幕墻的大面積使用造成以前未出現(xiàn)過的光污染;還有就是形成高壓風帶和風1:3,這些會造成意想不到的后果.因此在規(guī)劃設計中要對區(qū)域內(nèi)的高層建筑密度進行限制,避免高層建筑的集中分布.
2.2高層建筑與城市街道
高層建筑一般分布在城市中商業(yè)發(fā)達的地段,這些地段的街道本身交通荷載就較大,高層建筑將大大增加這些街道的交通壓力,分布在這些街道兩側(cè)的高層建筑要盡量控制其層數(shù)和高度,同時在規(guī)劃設計時要對這些街道進行擴展,加大其通行能力.
2.3控制超高層建筑數(shù)量
超高層建筑往往以其象征性和代表性而存在,實際上這類建筑既不經(jīng)濟又不合理,一些已建成的超高層建筑投人使用后表明收益并不樂觀,可以說僅僅是體現(xiàn)城市形象,提高城市知名度.
3結(jié)束語
高層建筑已走過百年歷史,從其出現(xiàn)之日起就成為城市的焦點,其形式和風格也不斷的發(fā)展變化著,我國的高層建筑雖然相對發(fā)達國家起步較晚,但已經(jīng)取得了很大的成就,像北京、上海、深圳等城市的高層建筑可以說代表了中國高層建筑的發(fā)展史,高層建筑設計與城市空間的融合也正不斷的完善發(fā)展.
當前,我國的高層建筑外部造型設計多以追求建筑形象的新、奇、特為目標,每棟高層都想表現(xiàn)自己,突出自我,而這樣做的結(jié)果只能使整個城市顯得紛繁無序、生硬,建筑個體外部體量失衡,缺乏親近感,拒人于千里之外。造成這種現(xiàn)象的主要原因是缺乏對高層建筑的外部尺度的認真仔細推敲,因此,對高層建筑的外部尺度的研究是很有必要的。
首先定義一下尺度,所謂的尺度就是在不同空間范圍內(nèi),建筑的整體及各構(gòu)成要素使人產(chǎn)生的感覺,是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實大小之間的關(guān)系問題。它包括建筑形體的長度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關(guān)系,及對行為主體人產(chǎn)生的心理影響。講到尺度時應注意它與尺寸之間的區(qū)別,尺度一般不是指建筑物或要素的真實尺寸,而是表達一種關(guān)系及其給人的感覺,尺寸是用度量單位,如:公里、米、尺、厘米等對建筑物或要素的度量,是在量上反映建筑及各構(gòu)成要素的大小。不同的尺度帶來的感覺是不一樣的,有的尺度使高層建筑顯得挺拔或厚重,有的則使高層建筑顯得龐大或輕飄,它直接影響人的心理感受,由此可見,尺度在高層建筑設計中處于一個至關(guān)重要的位置。
高層建筑設計中尺度的確難以把握,因它不同于日常生活用品,日常生活用品很容易根據(jù)經(jīng)驗做出正確的判斷,其主要原因有:一是高層建筑物的體量巨大,遠遠超出人的尺度。二是高層建筑物不同于日常用品,在建筑中有許多要素不是單純根據(jù)功能這一方面的因素來決定它們的大小和尺寸的,例如門,本來可以略高于人的尺度就可以了,但有的門出于別的考慮設計得很高,這些都會給辨認尺度帶來困難。
高層建筑設計時,不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造,而應以人的尺度為參考系數(shù),充分考慮人觀察視點、視距、視角,和高層建筑使用親近度,從宏觀的城市環(huán)境到微觀的材料質(zhì)感的設計都要創(chuàng)造良好的尺度感,把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度:城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度。
1、高層建筑設計中的外部尺度
1.1城市尺度
高層建筑是一座城市有機組成部分,因其體量巨大,高度很大,是城市的重要景點,對城市產(chǎn)生重大的影響。從對城市整體影響的角度來看,表現(xiàn)在高層建筑對城市天際輪廓線的影響,城市的天際輪廓線有實、虛之分,實的天際線即是建筑物的輪廓,虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線,高層建筑在城市天際線創(chuàng)造中起著重要的作用,因城市的天際輪廓線從一個城市很遠的地方就可以看見,也是一座城市給一個進入它的人第一印象。因此,高層建筑尺度的確定應與整個城市的尺度相一致,而不能脫離城市,自我夸耀,唯我獨尊,不利于優(yōu)美、良好天際線的形成,直接影響到城市景觀。高層建筑對城市局部或部分產(chǎn)生的影響,是指從市內(nèi)比較開闊的地方,如:廣場、干道、開放的水系和綠地所看到的天際線,也直接影響人民的日常生活。因此,城市天際輪廓線不僅影響人從城市外圍所看的景觀,也直接影響到市內(nèi)居民的生活與視覺觀賞。
高層建筑對城市各構(gòu)成要素也產(chǎn)生重大的影響,高層建筑的位置、高度的確定,也應充分地考慮該城市尺度、傳統(tǒng)文化,不當?shù)某叨葧Τ鞘挟a(chǎn)生不良的影響,改變了城市傳統(tǒng)的歷史文化,也改變了原來城市各構(gòu)成要素之間有機協(xié)調(diào)的比例關(guān)系,如:上海市,黃浦江可謂是城市一條重要水系,原先具有寬大、雄壯的氣勢。但由于東方明珠塔的建成,又過于靠近黃浦江,其他高層建筑也跟著靠近黃浦江建設,使黃浦江的尺度感變小了,失去了原有的雄壯,而改變了老上海的歷史與文化,從這一角度講,東方明珠塔的建成又是一件憾事。
1.2整體尺度
整體尺度是指高層建筑各構(gòu)成部分,如:裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關(guān)系及給人的感覺。整體尺度是設計師十分注重的,關(guān)于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種,但都強調(diào)整體尺度均衡的重要性。面對一棟建筑物時,人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規(guī)律,如果得到這一點,就會認為這一建筑物容易理解和掌握,若不能得到這一點,人對該建筑物的感知就會是一些毫無意義的混亂和不安。因此,建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的,在設計時要注意下面的兩點:
1.2.1各部分尺度比例的協(xié)調(diào)
高層建筑一般由三個部分組成的——裙房、主體和頂部,也有些建筑在設計中加入了活躍元,以使整棟建筑造型生動活躍起來。一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關(guān)系,而這三個部分尺度的確定,應有一個統(tǒng)一的尺度參考系(如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系),不能每一部分的尺度參考系都不同,這樣易使整個建筑含糊、難以把握。
1.2.2高層建筑中各部分細部尺度應有層次性
高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的,各個主要部分應有更細的劃分,尺度具有等級性,才能使各個部分造型構(gòu)成豐富。尺度等級最高部分為高層建筑的某一整個部分(裙房、主體和頂部),最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺等這些為人們所熟知的尺寸,使人們觀察該建筑時很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級之間還有1~2個尺度等級,也不易過多,太多易使建筑造型復雜而難以把握。
1.3街道尺度
街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知,也是高層建筑設計中重要的一環(huán)。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定,主要考慮到街道行人的舒適度,高層建筑主體因為尺度過大,易向后退,使底層的裙房置于沿街部分,減少了高層建筑對街道的壓迫感。例如:上海南京路兩邊的高層建筑置于后面,裙房置于前使兩側(cè)的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12,形成良好的購物環(huán)境。
為了保持街道空間及視覺的連續(xù)性,高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑相一致,宜有所呼應。如:在新加坡老區(qū)和改建后的一條干道的兩側(cè),為了不致造成新區(qū)高層和老區(qū)低層截然分開,沿新區(qū)一側(cè)作了和老區(qū)房屋高度相同中相似的裙房,高層稍后退,形態(tài)效果良好的對話關(guān)系。
1.4近人尺度
近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經(jīng)常為使用者所接觸,也易被人們仔細觀察,也是人們對建筑直接感觸的重要部分。其尺度設計應以人的尺度為參考系,不宜過大或過小,過大易使建筑缺少親近性,過小則減小了建筑的尺度感,使建筑猶如玩具。
在近人尺度處理中,應特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分,檐口、門、窗及裝飾的處理,使其尺度感比以上幾個部分更細。對入口部分及建筑周邊空間加以限定,創(chuàng)造一個由街道到建筑的過渡緩沖的空間,使人的心理有一個逐漸變化的過程。如:上海圖書館門前采用柱廊的形式,使出入館的人有一個過渡區(qū),這樣使建筑更具有近人及親人性。
1.5細部尺度
細部尺度是指高層建筑更細的尺度,它主要是指材料的質(zhì)感。在生活中,有的事物我們喜歡觸摸,有的事物我們不喜歡觸摸——我們通過說“美妙”或“可怕”來對這些事物做出反應,形成人的視覺質(zhì)感,建筑設計師在設計過程中要充分運用不同材料的質(zhì)感,來塑造建筑物,吸引人們親手去觸摸或至少取得同我們的眼睛親近感,或者換言之,通過質(zhì)感產(chǎn)生一種視覺上優(yōu)美的感覺。勒。柯布西埃在拉托爾提建造的修道院是運用或者確切地說是留下大自然“印下”的質(zhì)感的優(yōu)秀典范,這里的質(zhì)感,也就是用斜撐制作在混凝土上留的木紋。
2、高層建筑外部尺度設計的原則
2.1建筑與城市環(huán)境在尺度上的統(tǒng)一
注意高層建筑布置對城市輪廓線的影響,因為在城市輪廓線的組織中,起最大作用的是建筑物,特別是高層建筑,因而它的布置應遵行有機統(tǒng)一的原則進行布置:
(1)高層建筑聚集在一起布置,可以形成城市的“冠”,但為避免其相互干擾,可以采用一系列不同的高度,或雖采用相仿高度,但彼此間距適當,組成有關(guān)的構(gòu)圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉(zhuǎn)彎處,以豐富行人的視覺觀賞。
(2)若高層建筑彼此間毫無關(guān)系,隨處隨地而起不到向心的凝聚感,則不會產(chǎn)生令人滿意的和諧整體。
(3)高層建筑的頂部不應雷同或減少雷同,因為這會極大影響輪廓線的優(yōu)美感。
2.2同一高層建筑形象中,尺度要有序
高層建筑設計時,應充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度這一尺度的序列,在某一尺度設計中要遵守尺度的統(tǒng)一性,不能把幾種尺度混淆使用,才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機統(tǒng)一。
2.3高層建筑形象在尺度上須有可識別性
高層建筑物上要有一些局部形象尺度,能使人把握其整體大小,除此之外,也可用一些屋檐、臺階、柱子、樓梯等來表示建筑物的體量。任意放大或縮小這些習慣的認知尺度部件就會造成錯覺,效果就不好。但有時往往要利用這種錯覺來求得特殊的效果。
3、結(jié)語
高層建筑的外部尺度影響因素很多,設計師在設計高層建筑中充分地把握各種尺度,結(jié)合人的尺度,滿足人的使用、觀賞的要求,必定能創(chuàng)造出優(yōu)美的高層建筑外部造型。
摘要:當前,高層建筑外部造型設計多以追求新奇造型為目標。在這一背景下,本文堅持“以人為本”原則,從宏觀的城市環(huán)境到微觀的建筑細部角度加以分析,認為在參考人的尺度下,高層建筑設計外部形象的設計,主要處理好五種尺度關(guān)系,并試探地提出一些設計指導原則。
當前,我國的高層建筑外部造型設計多以追求建筑形象的新、奇、特為目標,每棟高層都想表現(xiàn)自己,突出自我,而這樣做的結(jié)果只能使整個城市顯得紛繁無序、生硬,建筑個體外部體量失衡,缺乏親近感,拒人于千里之外。造成這種現(xiàn)象的主要原因是缺乏對高層建筑的外部尺度的認真仔細推敲,因此,對高層建筑的外部尺度的研究是很有必要的。
首先定義一下尺度,所謂的尺度就是在不同空間范圍內(nèi),建筑的整體及各構(gòu)成要素使人產(chǎn)生的感覺,是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實大小之間的關(guān)系問題。它包括建筑形體的長度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關(guān)系,及對行為主體人產(chǎn)生的心理影響。講到尺度時應注意它與尺寸之間的區(qū)別,尺度一般不是指建筑物或要素的真實尺寸,而是表達一種關(guān)系及其給人的感覺,尺寸是用度量單位,如:公里、米、尺、厘米等對建筑物或要素的度量,是在量上反映建筑及各構(gòu)成要素的大小。不同的尺度帶來的感覺是不一樣的,有的尺度使高層建筑顯得挺拔或厚重,有的則使高層建筑顯得龐大或輕飄,它直接影響人的心理感受,由此可見,尺度在高層建筑設計中處于一個至關(guān)重要的位置。
高層建筑設計中尺度的確難以把握,因它不同于日常生活用品,日常生活用品很容易根據(jù)經(jīng)驗做出正確的判斷,其主要原因有:一是高層建筑物的體量巨大,遠遠超出人的尺度。二是高層建筑物不同于日常用品,在建筑中有許多要素不是單純根據(jù)功能這一方面的因素來決定它們的大小和尺寸的,例如門,本來可以略高于人的尺度就可以了,但有的門出于別的考慮設計得很高,這些都會給辨認尺度帶來困難。
高層建筑設計時,不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造,而應以人的尺度為參考系數(shù),充分考慮人觀察視點、視距、視角,和高層建筑使用親近度,從宏觀的城市環(huán)境到微觀的材料質(zhì)感的設計都要創(chuàng)造良好的尺度感,把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度:城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度。
1、高層建筑設計中的外部尺度
1.1城市尺度
高層建筑是一座城市有機組成部分,因其體量巨大,高度很大,是城市的重要景點,對城市產(chǎn)生重大的影響。從對城市整體影響的角度來看,表現(xiàn)在高層建筑對城市天際輪廓線的影響,城市的天際輪廓線有實、虛之分,實的天際線即是建筑物的輪廓,虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線,高層建筑在城市天際線創(chuàng)造中起著重要的作用,因城市的天際輪廓線從一個城市很遠的地方就可以看見,也是一座城市給一個進入它的人第一印象。因此,高層建筑尺度的確定應與整個城市的尺度相一致,而不能脫離城市,自我夸耀,唯我獨尊,不利于優(yōu)美、良好天際線的形成,直接影響到城市景觀。高層建筑對城市局部或部分產(chǎn)生的影響,是指從市內(nèi)比較開闊的地方,如:廣場、干道、開放的水系和綠地所看到的天際線,也直接影響人民的日常生活。因此,城市天際輪廓線不僅影響人從城市外圍所看的景觀,也直接影響到市內(nèi)居民的生活與視覺觀賞。
高層建筑對城市各構(gòu)成要素也產(chǎn)生重大的影響,高層建筑的位置、高度的確定,也應充分地考慮該城市尺度、傳統(tǒng)文化,不當?shù)某叨葧Τ鞘挟a(chǎn)生不良的影響,改變了城市傳統(tǒng)的歷史文化,也改變了原來城市各構(gòu)成要素之間有機協(xié)調(diào)的比例關(guān)系,如:上海市,黃浦江可謂是城市一條重要水系,原先具有寬大、雄壯的氣勢。但由于東方明珠塔的建成,又過于靠近黃浦江,其他高層建筑也跟著靠近黃浦江建設,使黃浦江的尺度感變小了,失去了原有的雄壯,而改變了老上海的歷史與文化,從這一角度講,東方明珠塔的建成又是一件憾事。
1.2整體尺度
整體尺度是指高層建筑各構(gòu)成部分,如:裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關(guān)系及給人的感覺。整體尺度是設計師十分注重的,關(guān)于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種,但都強調(diào)整體尺度均衡的重要性。面對一棟建筑物時,人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規(guī)律,如果得到這一點,就會認為這一建筑物容易理解和掌握,若不能得到這一點,人對該建筑物的感知就會是一些毫無意義的混亂和不安。因此,建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的,在設計時要注意下面的兩點:
1.2.1各部分尺度比例的協(xié)調(diào)
高層建筑一般由三個部分組成的--裙房、主體和頂部,也有些建筑在設計中加入了活躍元,以使整棟建筑造型生動活躍起來。一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關(guān)系,而這三個部分尺度的確定,應有一個統(tǒng)一的尺度參考系(如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系),不能每一部分的尺度參考系都不同,這樣易使整個建筑含糊、難以把握。
1.2.2高層建筑中各部分細部尺度應有層次性
高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的,各個主要部分應有更細的劃分,尺度具有等級性,才能使各個部分造型構(gòu)成豐富。尺度等級最高部分為高層建筑的某一整個部分(裙房、主體和頂部),最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺等這些為人們所熟知的尺寸,使人們觀察該建筑時很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級之間還有1~2個尺度等級,也不易過多,太多易使建筑造型復雜而難以把握。
1.3街道尺度
街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知,也是高層建筑設計中重要的一環(huán)。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定,主要考慮到街道行人的舒適度,高層建筑主體因為尺度過大,易向后退,使底層的裙房置于沿街部分,減少了高層建筑對街道的壓迫感。例如:上海南京路兩邊的高層建筑置于后面,裙房置于前使兩側(cè)的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12,形成良好的購物環(huán)境。
為了保持街道空間及視覺的連續(xù)性,高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑相一致,宜有所呼應。如:在新加坡老區(qū)和改建后的一條干道的兩側(cè),為了不致造成新區(qū)高層和老區(qū)低層截然分開,沿新區(qū)一側(cè)作了和老區(qū)房屋高度相同中相似的裙房,高層稍后退,形態(tài)效果良好的對話關(guān)系。
1.4近人尺度
近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經(jīng)常為使用者所接觸,也易被人們仔細觀察,也是人們對建筑直接感觸的重要部分。其尺度設計應以人的尺度為參考系,不宜過大或過小,過大易使建筑缺少親近性,過小則減小了建筑的尺度感,使建筑猶如玩具。
在近人尺度處理中,應特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分,檐口、門、窗及裝飾的處理,使其尺度感比以上幾個部分更細。對入口部分及建筑周邊空間加以限定,創(chuàng)造一個由街道到建筑的過渡緩沖的空間,使人的心理有一個逐漸變化的過程。如:上海圖書館門前采用柱廊的形式,使出入館的人有一個過渡區(qū),這樣使建筑更具有近人及親人性。
1.5細部尺度
細部尺度是指高層建筑更細的尺度,它主要是指材料的質(zhì)感。在生活中,有的事物我們喜歡觸摸,有的事物我們不喜歡觸摸--我們通過說“美妙”或“可怕”來對這些事物做出反應,形成人的視覺質(zhì)感,建筑設計師在設計過程中要充分運用不同材料的質(zhì)感,來塑造建筑物,吸引人們親手去觸摸或至少取得同我們的眼睛親近感,或者換言之,通過質(zhì)感產(chǎn)生一種視覺上優(yōu)美的感覺。勒·柯布西埃在拉托爾提建造的修道院是運用或者確切地說是留下大自然“印下”的質(zhì)感的優(yōu)秀典范,這里的質(zhì)感,也就是用斜撐制作在混凝土上留的木紋。
2、高層建筑外部尺度設計的原則
2.1建筑與城市環(huán)境在尺度上的統(tǒng)一
注意高層建筑布置對城市輪廓線的影響,因為在城市輪廓線的組織中,起最大作用的是建筑物,特別是高層建筑,因而它的布置應遵行有機統(tǒng)一的原則進行布置:(1)高層建筑聚集在一起布置,可以形成城市的“冠”,但為避免其相互干擾,可以采用一系列不同的高度,或雖采用相仿高度,但彼此間距適當,組成有關(guān)的構(gòu)圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉(zhuǎn)彎處,以豐富行人的視覺觀賞。(2)若高層建筑彼此間毫無關(guān)系,隨處隨地而起不到向心的凝聚感,則不會產(chǎn)生令人滿意的和諧整體。(3)高層建筑的頂部不應雷同或減少雷同,因為這會極大影響輪廓線的優(yōu)美感。
2.2同一高層建筑形象中,尺度要有序
高層建筑設計時,應充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度這一尺度的序列,在某一尺度設計中要遵守尺度的統(tǒng)一性,不能把幾種尺度混淆使用,才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機統(tǒng)一。
2.3高層建筑形象在尺度上須有可識別性
高層建筑物上要有一些局部形象尺度,能使人把握其整體大小,除此之外,也可用一些屋檐、臺階、柱子、樓梯等來表示建筑物的體量。任意放大或縮小這些習慣的認知尺度部件就會造成錯覺,效果就不好。但有時往往要利用這種錯覺來求得特殊的效果。
3、結(jié)語
高層建筑的外部尺度影響因素很多,設計師在設計高層建筑中充分地把握各種尺度,結(jié)合人的尺度,滿足人的使用、觀賞的要求,必定能創(chuàng)造出優(yōu)美的高層建筑外部造型。
摘要:隨著廣州經(jīng)濟的迅速發(fā)展,高層建筑如雨后春筍般紛紛涌起。在多數(shù)地下室的施工中,均采用傳統(tǒng)的正作法程序,即:開挖基坑——施工基樁——施工底板——施工地下室豎向構(gòu)件——施工地下室梁板。地下室施工耗費的時間占了整棟樓相當大的比例。近幾年來,一種“逆作法”施工新技術(shù)正被逐漸運用并趨于成熟。該技術(shù)適用于市區(qū)建筑密度大,鄰近建筑物及周圍環(huán)境對沉降變形敏感,施工場地狹窄,施工工期緊張,地基軟土層厚等工程情況,對于三層及以上的地下室效果尤為明顯。本文就筆者設計的一個工程作為實例介紹逆作法的應用情況。
關(guān)鍵詞:逆作法高層建筑設計
一、工程概況
十甫名都商廈位于廣州市第十甫路和第十八甫路交接處,地上十五層,地下三層,基坑深度14.3米,建筑平面約為長90米寬29米的矩形。由于場地西邊為西關(guān)風情民居,距用地紅線不足3米,北邊為第十甫路步行街,距離約4米。規(guī)劃部門明確指示,必須嚴格控制基坑水平位移及豎向沉降,絕不允許出現(xiàn)鄰近房屋產(chǎn)生裂縫或路面開裂、下沉的情況。另一方面,甲方從商業(yè)角度出發(fā)也提出要求,一是地下室的邊線應盡量貼近用地紅線,以取得最大使用空間;二是要求盡量縮短工期,力求比鄰近同類建筑先封頂,以便售樓。在這種情況下,逆作法施工技術(shù)便充分體現(xiàn)其優(yōu)越性。
二、地質(zhì)情況
該場地地質(zhì)分布情況自上而下大致如下:
1、淤泥質(zhì)粘土,流塑,飽和,平均厚度1.9米,c=10KPa,φ=6~8°;
2、中粗砂及粉砂層,飽和,松散,平均厚度7.5米,c=0,φ=28~30°;
3、粉質(zhì)粘土層,飽和-稍濕,可塑-堅硬,平均厚度5米,可塑土c=30kPa,=14o。硬塑土c=31kPa,=18o;
4、全風化泥質(zhì)粉砂巖,平均厚度3米;
5、強風化泥質(zhì)粉砂巖,平均厚度5.5米;
三、設計思路
針對工程設計要求和地質(zhì)條件,工程師結(jié)合逆作法的特點,確定了以下幾個重要設計措施:
1、為了有效地控制基坑變形,采用地下連續(xù)墻作為基坑支護手段,可同時具備擋土和止水作用。利用地下室各層樓面的梁板體系作為水平側(cè)向支撐,地下連續(xù)墻將與內(nèi)襯墻一起構(gòu)成地下室外墻,成為永久性構(gòu)件。
2、為了爭取時間,最大限度縮短工期,從首層樓面開始,向上下兩個方向同時施工,爭取地下室與上部結(jié)構(gòu)同時完工,具體施工步驟將在下一節(jié)介紹。
3、出于逆作法施工需要,地下室豎向構(gòu)件采用鋼管柱。長度3層樓高,一次吊裝到位。
4、人工挖孔樁從現(xiàn)地面開挖,為了準確安裝鋼管柱,鋼管柱底以上的空段部分應考慮工人到樁底定位鋼管柱時的操作面,一般操作面不小于60cm,故空段部分樁徑為鋼管柱直徑加上1.2米,而基樁部分直徑按承載力要求確定。
當以上幾個因素明確后,設計方案便基本明朗。
四、逆作法步驟
1、施工地下連續(xù)墻。經(jīng)計算地下連續(xù)墻厚度800mm,標準槽段長度6米,深度18米左右,即到達基坑底面以下3-5米,且下端進入強風化層不少于1.5米,以確保止水效果。槽段之間采用工字鋼剛性接頭。
2、施工人工挖孔樁。人工挖孔樁分為基樁部分與上部空段兩部分。當基樁部分澆灌到樁頂設計標高以下1米時,便由工人下去安裝定位環(huán)并調(diào)校水平,然后由工人在下面扶正,卡位,保證其垂直度后,在地面用十字架固定鋼管柱上端,用高拋法澆筑管內(nèi)高強混凝土。
3、開挖至-4.5m標高。此時地下連續(xù)墻處于懸臂狀態(tài),現(xiàn)場監(jiān)測得最大水平位移發(fā)生頂點處,約3.7mm,平面位置在矩形長邊中部。施工首層樓面梁板及上部普通混凝土柱,在平面靠近第十八甫路處預留10米X10米出土口,方便運輸。
4、開挖至-7米標高,施工負一層樓面梁板及上部結(jié)構(gòu)。在二層樓面梁安裝吊車梁,設計該梁時應考慮吊運土方和機械時的最大荷載,負一層樓面出土口位置與首層一致。對于地下連續(xù)墻而言,首層和負一層樓面的水平剛度可視為兩個鉸支座。但是出土口處的槽段應設置腰梁和鋼支撐。現(xiàn)場監(jiān)測得最大水平位移發(fā)生頂點處,約5.3mm。此時上部結(jié)構(gòu)施工至三層樓面。
5、開挖至-14.3米標高(地下室底板底),從-9.5米開始即采用盆式開挖,即在周邊留有4.5米左右的反壓土,以控制連續(xù)墻的位移,保證基坑安全。此時地下連續(xù)墻可視為下部為連續(xù)的彈性支座,上部兩個鉸支座的連續(xù)梁,受荷形態(tài)簡化為上三角形下梯形。現(xiàn)場監(jiān)測得最大水平位移發(fā)生在-9.7米標高處,約13.2mm。此時上部結(jié)構(gòu)施工至七層樓面。
6、施工負二層樓面主梁梁格,即樓板及次梁暫不施工,以便吊土,通過主梁和腰梁系統(tǒng)為連續(xù)墻提供一定的側(cè)向支承,其概念類似于對撐系統(tǒng)。
7、完成其余土方工作,施工底板和負二層樓面,吊出挖土機,封閉出土口。至此地下室土建主體已完工,同時上部結(jié)構(gòu)也已封頂。在整個施工過程中,地下連續(xù)墻最大位移為14.3mm,位置在-11.3米標高處,遠小于規(guī)范限值。基坑周邊場地未發(fā)現(xiàn)明顯下陷,鄰近房屋未見明顯裂縫,保護效果非常理想。
五、心得體會
在整個逆作法的設計與施工過程中,筆者從成功中獲得很多經(jīng)驗,也碰到不少問題,現(xiàn)就這一工程幾個關(guān)鍵技術(shù)問題的處理方法作了整理,以供參考:
1、設計中應進行逆向思維。在正作法中,地下室的剪力墻如優(yōu)秀筒、人防墻及地下室外墻等作為豎向構(gòu)件承擔荷載。但在逆作法中,剪力墻是先施工上一層,再施工下一層,受力模式已發(fā)生變化,故建立計算模型時應按大梁輸入。
2、鋼管柱與梁板的連接。本工程采用環(huán)梁節(jié)點,須預先在鋼管上焊接抗剪環(huán)箍,且定位要求精確。當施工期間地下室標高發(fā)生改動時,其處理措施相當麻煩,因為現(xiàn)場補焊環(huán)箍操作困難,而且管內(nèi)混凝土可能因溫度過高而影響受力性能。
3、鋼管柱吊裝的垂直度控制。由于逆作法的施工工藝的特殊性,決定了地下室的豎向構(gòu)件必須采用鋼管柱或格構(gòu)式鋼柱,而吊裝這一豎向構(gòu)件時如何控制垂直度成為關(guān)鍵因素,本工程先在樁頂標高以下1米處安設一定位鋼板,定位鋼板有三個調(diào)節(jié)螺栓,以調(diào)節(jié)鋼板水平,鋼管柱中部采用鋼筋制成籠狀定位架,在地面也設有井字形定位木架,實踐證明,這種定位方法取得較高的精度,可以滿足工程需要。
4、地下室樓面梁與連續(xù)墻的連接。在逆作法工程中。內(nèi)襯墻尚未完成,邊跨的樓面梁一端支承在鋼管柱上,另一端則必須支承在地下連續(xù)墻上。原設計思路在地下連續(xù)墻鋼筋籠中預埋鋼筋,地下室開挖后鑿去砼保護層后,扳出鋼筋與梁鋼筋焊接即可,但由于施工誤差及建筑方案修改,這些預埋鋼筋位置偏差太大而失去作用,實際施工中采用植筋的辦法解決,因連續(xù)墻中鋼筋太密,將梁端彎矩適當調(diào)幅到跨中。
5、底板周邊連續(xù)墻連接處止水措施。這個部位的止水成功與否對整個地下室的止水乃至使用安全有著決定性作用。本工程地下連續(xù)墻鋼筋籠中與底板位置預埋一豎向鋼板,澆筑底板前焊接一水平止水鋼板,實際效果非常理想,底板周邊未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。
6、樁基類型的確定。從鋼管柱安裝定位的要求來看,人工挖孔樁是較好的選擇,筆者曾在另一個工程中使用鉆孔灌注樁,由于泥漿的擾動,鋼管柱難以保證垂直度,開挖后發(fā)現(xiàn)偏心較大。就本工程的地質(zhì)情況而言,淤泥層和砂層比較厚,本來并不適合采用挖孔樁。但是,筆者認為當連續(xù)墻進入不透水層(強風化層)并且圍合之后,進行坑內(nèi)抽水,在沒有水壓力的情況下挖樁發(fā)生涌土、流沙的可能性不大。事實證明,這一措施是有效的。
七、小結(jié)
十甫名都商廈已封頂并投入使用,從該工程實例看,逆作法與常規(guī)的施工方法相比有著不可替代的優(yōu)勢,例如:
1)顯著地縮短了工程施工的總工期,經(jīng)計算,本工程采用逆作法比采用正作法縮短了至少兩個月工期,取得巨大的商業(yè)效益;
2)基坑變形小,相鄰建筑物影響小,實測結(jié)果顯示基坑頂點變形不足20mm,周邊路面沉降量也極小,未造成不良影響;
3)可最大限度地利用城市規(guī)劃紅線地下空間,在允許范圍內(nèi)盡量擴大地下室建筑面積。
但逆作法目前仍存在一些急待解決的問題,如連續(xù)墻與基礎樁間存在著不均勻沉降,連續(xù)墻槽段間的滲漏等,有待通過工程實踐取得改良措施。
摘要:建筑與城市一體化設計的大背景下,高層建筑樓前廣場作為建筑與城市之間的“黏貼劑”,既承載著兩者之間物質(zhì)與精神的交流,又為城市風貌增添亮色,發(fā)揮著十分重要的作用。所以,本文初步探討了樓前廣場在城市和建筑雙重影響下的設計方法。
關(guān)鍵詞:樓前廣場;多樣化;復合化;人性化
1前言——從城市設計中看待樓前廣場的本質(zhì)
現(xiàn)今城市中心區(qū)的發(fā)展,標志性的高層或超高層建筑仿佛成為一個城市和眾多業(yè)主的首選,在享受其高容積率、高功率等優(yōu)越性的同時,人們也在努力尋找最佳途徑來解決其所帶來的各種弊端,主要表現(xiàn)為造成交通壓力陡增、給周邊道路帶來壓迫感、使人們產(chǎn)生不安定情緒,從而破壞了原有城市的和諧秩序。此時,廣場憑借其開放性、包容性和多樣性等特點以一種特殊的形式出現(xiàn)在高層建筑與城市之間,使得三者達成共存互利的協(xié)議。這種特殊的廣場形式多建于高層建筑周邊,并與城市道路接壤,稱之為高層建筑樓前廣場。
然而,現(xiàn)狀卻是在寸土寸金的城市中心區(qū),樓前廣場的價值得不到體現(xiàn),變成開發(fā)商追求最大商業(yè)利益的犧牲品,因此在有效行政干預的基礎上,找出現(xiàn)有矛盾的根源,優(yōu)化樓前廣場設計,建造符合各方需求的廣場空間,具有必要和迫切的現(xiàn)實意義。
2承載——樓前廣場的設計方法
高層建筑樓前廣場作為特定環(huán)境下的廣場空間,不單涵括普通廣場的基本功能,而且還應作為一把鉸鏈將高層建筑與城市發(fā)展有機地結(jié)合起來,使高層建筑的存在不再脫離城市生活的運行軌道。因此,根據(jù)樓前廣場的尺度、多樣化、復合化、社會化等特性,設計方法的研究應該注意相關(guān)學科的融會貫通。
2.1尺度界定
樓前廣場的規(guī)模有大有小,它的空間尺度界定是設計成敗的關(guān)鍵之一,通常包括人與建筑、空間的關(guān)系,建筑與建筑的關(guān)系,建筑與空間的關(guān)系等等。最為直觀的標準是廣場空間內(nèi)間距和高差對人的心理和生理所產(chǎn)生的影響。由于在平日生活當中,人們總是需要一種內(nèi)聚的、安定而親切的環(huán)境,所以歷史上很多城市廣場空間的D(建筑高度)和H(建筑間距)的比值大約為1~3之間。卡米洛·希泰(CamiSitte)在總結(jié)歐洲廣場設計的手法中提出廣場寬度的最小尺寸等于建筑高度,最大尺寸不超過建筑高度的兩倍,可以把這一論斷運用到樓前廣場與高層裙樓之間的關(guān)系處理。
2.2空間多樣化
樓前廣場空間多樣化體現(xiàn)在協(xié)調(diào)高層建筑與城市肌理之間的關(guān)系,減小其巨大體量對臨街面帶來的沖擊,為人們創(chuàng)造出高效、實用且宜人的公共空間。日本學者蘆原義信在《外部空間設計》一書中提出20~25m的模數(shù),他認為“建筑外部空間,實際走走看就很清楚,每20~25m,或是有重復的節(jié)奏感,或是材質(zhì)有變化,或是地面高差有變化,那么即使在大空間里也可以打破其單調(diào),若單調(diào)的墻面延續(xù)很長,街道就容易形成十分非人性的”。[1]
在水平方向上,樓前廣場由于受高層建筑的限制較大,因此包容性和親和性是重點考慮對象,表現(xiàn)為對建筑與城市交流功能的滿足和對人性需求的滿足。羅布·克萊爾(RobKrier)研究了眾多歐洲廣場的形狀,歸納總結(jié)出廣場空間形狀的許多形態(tài),并指出“人”才是檢驗設計成敗的唯一標準。所以在相對受限的場地條件下,樓前廣場的設計者應該以建筑與道路的平面關(guān)系為基礎,利用建筑出入口的位置、道路和場地的高差變化、簡潔而有效的景觀設施等元素來創(chuàng)造出具有獨特性的平面型態(tài),并且把人的活動作為主體進行有效引導,使之成為平面構(gòu)圖中最具活力的元素。
在垂直方向上,樓前廣場更多是與高層建筑相結(jié)合分為上升廣場、水平廣場、下沉廣場三種,三種形式可以獨立存在也可以融合在一起。如建于1936年的紐約洛克菲勒中心廣場(RockefellerPlaza)就被認為是美國城市中最有活力的廣場:這個下沉式廣場規(guī)模不大,但使用率很高,夏季設有咖啡座和冷飲攤,冬季則成為溜冰場,成為人們娛樂休閑的最佳場所。
2.3功能復合化
功能的復合化是指同一空間中多種功能層次的并置和交替,對于樓前廣場來說,與建筑、道路等元素的相對關(guān)系是重點,系統(tǒng)和高效是優(yōu)秀,表現(xiàn)為如何協(xié)調(diào)好來自城市各個方面車流、人流和物流的集散問題。樓前廣場相對較小的地表容量遠遠不能滿足高層建筑的需求,因此樓前廣場垂直空間的綜合開發(fā)是重要手段,這樣能把地表集散人流有效地分散到多個垂直交通面上,既解決了交通問題又能創(chuàng)造更多的公共空間,使建筑與城市的銜接由單一面變?yōu)槎鄬用妗0凑沾怪毕虻膮^(qū)位,樓前廣場可分為:架空層、地表層、地下淺層、地下中層、地下深層等層次,這其中包括城市架空交通、地面交通、綜合管線、商業(yè)、停車場、地鐵等功能。以香港中環(huán)區(qū)高層建筑的樓前廣場為例,可以看出越是接近地面層,其空間性質(zhì)越是開放和密集,其區(qū)位價值越高,越適合發(fā)展城市公共空間。
結(jié)合我國實際國情,樓前廣場的停車設計將會是功能設計中的主題,樓前廣場的停車模式可分為三種:①地面停車:是最方便最有效的方式,與外部交通聯(lián)系直接,能解決少量停車。②停車場與其他功能相結(jié)合布置的組合方式:例如綠地、架空底層、地下室或屋面上等等,這種形式能有效地減少停車場占用基地的面積,有助于解決大量停車。這種模式也可以有效地實現(xiàn)地面上的人車分離,保障交通安全。③多層的停車樓和立體車庫:將水平的停車面積疊合起來成為多層構(gòu)筑物,能解決最大程度的停車,但由于采用了立體式的布置,使得車輛進出變成了一種垂直運動,與外部車流銜接較為困難。考慮到城市中心區(qū)的樓前廣場受場地限制通常較大,應該首先考慮后兩種模式。車輛的停放方式也需要根據(jù)場地的制約而適當?shù)剡x用,常用停放方式中,垂直停放和45O傾斜停放兩種方式比較適合樓前廣場的特點:前者常選擇后退停發(fā)車,所需停車面積最小;后者采用45O交叉停放,車道無須太寬,且停車面積較小。
2.4景觀照明設計
有點、線、面組成的景觀系統(tǒng)是構(gòu)成樓前廣場生態(tài)系統(tǒng)的重要元素,這其中包括涼亭、座椅、雕塑等景觀節(jié)點,綠化隔離帶、歐式柱廊等景觀帶和水體、彩色鋪地等景觀面。當他們有序而合理地分布于樓前廣場的時候,起到了處處有景和移步換景的景觀效果。景觀節(jié)點設計要考慮自身大小與廣場規(guī)模的比例,不宜過大而不能突出其重要性,也不宜過小而顯得擁擠。例如美國得克薩斯州威廉斯廣場上的一群奔騰咆哮的野馬群雕像就給人以深刻的印象。根據(jù)廣場比例將馬的雕塑放大半倍,經(jīng)過多次試放才確定了位置,然后用噴泉模擬馬踩踏水面時水花四濺的景象,使人們仿佛回到了得州早期開拓時的大草原上。景觀帶的運用常見于各種空間的中介面,對空間起到圍合、界定的作用。成功的景觀帶不僅通過向人行道延展,向人們暗示他們已經(jīng)進入廣場之中,起到過渡作用,還能充分利用有限空間創(chuàng)造更多的休息空間。在景觀面的設計中,噴泉以其動態(tài)的視覺和聲音方面的吸引力被大家所喜愛,以長沙五一廣場噴泉為例:每晚的相同時候,當噴泉開啟的時候人流不斷,未開啟時則人煙稀少。而鋪地類型的選擇不僅可以界定空間范圍、改變單調(diào)灰暗的地面狀況,還能作為引導行人、車輛的線路標識,使其高效而有律。
樓前廣場中的照明設計是利用藝術(shù)的處理手法使景觀元素呈現(xiàn)出特殊的面貌,以達到裝飾和強化環(huán)境景觀的作用。在樓前廣場中,對高層建筑物照明設計的整體性、層次感是重點。整體性一般是通過光的亮度變化、色彩變化來展示建筑物的特點。其設計依據(jù)是建筑物的使用功能、結(jié)構(gòu)特點、風格、表面裝飾材料等因素,除了單純考慮建筑物本身因素外,還應該考慮周圍其他構(gòu)筑物、植物、水體等因素,以達到整體效果的完善;而層次感的產(chǎn)生主要是通過光線的虛實、明暗、輕重、大面積給光和輪廓勾畫等手法來表現(xiàn)主景和配景之間的關(guān)系,需要針對被照物的造型、結(jié)構(gòu)進行具體地分析。同時,對建筑物以外的元素如水體、植物、雕塑和景觀藝術(shù)品的照明設計作為存托主體形象的配景,其貢獻也是不可忽視的。
2.5人性化設計
樓前廣場應該是一個受人們喜愛而使用率較高的公共空間,克萊爾·庫珀等人在《人性場所》一書中提出:“根據(jù)對現(xiàn)代廣場用途的調(diào)查研究,坐、站、走動以及用餐、讀書、觀看和傾聽等活動的組合,占到所有利用方式的90%以上。”[2]因此人性化的設計是考察樓前廣場設計成敗的關(guān)鍵之一,其主要方面包括樓前廣場微氣候、休息設施、公共活動等方面。樓前廣場微氣候的設計應該考慮當?shù)氐臍夂蛱匦裕鶕?jù)當?shù)靥柡图撅L的規(guī)律確定構(gòu)筑物、植物、水體等元素的位置、形態(tài)等,以便在炎熱的夏天有適度的遮蔭、在寒冷的冬天有足夠的日照;另一方面由于臨近高層建筑,受到其向下反折風的影響,有可能增強的風力對人們的步行或休閑活動造成的影響較大,因此調(diào)節(jié)容易受影響區(qū)域建筑的尺寸和形狀是最有效的措施。樓前廣場中的休息設施也不只是座椅的擺放那么簡單,設計的時候應該考慮各式各樣的座椅形式,并通過對樓前廣場的使用率和使用人群的研究調(diào)查來確定座椅的數(shù)量、朝向和材質(zhì)等,為不同的人群提供各種舒適的休閑場地。以使用強度適中的情況建議每30m2的廣場空間至少應該有1m2的座位面積。座位的朝向應該使人們能看到不同的廣場景致、在不同季節(jié)接受不同的日照程度、提供不同程度的私密性等;座位的材料以硬度適中、熱容量較大的木質(zhì)材料較為溫暖和舒適,其他材料例如混凝土、金屬、石材等作為輔助座位也可起到不同的效果,豐富場所的質(zhì)感。
樓前廣場中的公共活動是為整個空間注入活力的重要手段。設計人員應該考慮藝術(shù)表演、攤販零售、商業(yè)宣傳等活動場地,因此在前期設計過程中,場所可變性和靈活度的考慮也是必不可少的。
3后續(xù)——使用狀況評價
現(xiàn)在對某個項目的建筑設計應該是一個長期的工程,因此在設計工程完畢之后,設計過程并未完成,設計人員應該從使用者的角度出發(fā)對作品進行系統(tǒng)評價和研究,稱之為使用狀況評價(PostOccupancyEvaluation,POE)。普里瑟曾指出:“使用狀況評價是一種利用系統(tǒng)、嚴格的方法對建成并使用一段時間后的建筑(戶外空間)進行評價的過程。POE的重點在于使用者及其需求,通過深入分析以往設計決策的影響及建筑的運作情況來為將來的建筑設計提供堅實的基礎。”[2]不同于國外的大多數(shù)POE研究是由政府資助,國內(nèi)的這類工作需要設計者親力親為,其意義在于能深刻地了解人與空間的相互作用,豐富設計成果;從各種收集到的信息中提出完善和改進建議;還可以作為項目間歇的提高。常用方法包括觀察、詢問、問卷調(diào)研等。例如:在實地觀察過程中,試著集中至少5分鐘的時間來關(guān)注每一種主要感受;親自與使用者進行交談,更全面地收集不同類型人的信息;發(fā)放調(diào)查問卷,題目設計盡可能直接,以方便被調(diào)查者。最后對收集到的情況進行歸納總結(jié),成功之處運用到日后設計當中去,不足之處及時給出整改建議,再進行評價,這樣才是建筑師的正確態(tài)度。
4結(jié)語
隨著高層建筑日益增多及城市需求增大,樓前廣場起初由經(jīng)常被忽視的附屬物,在設計當中出現(xiàn)了許多不合理的地方,設計者沒有從各方面進行分析,不能獲得良好的經(jīng)濟效益和社會效應。實際上,樓前廣場是建筑設計和城市設計的重要過渡。一個經(jīng)過設計者全面分析、合理選擇設計手法的樓前廣場,不僅能使周邊建筑更加有效有序地運作,還能協(xié)調(diào)城市空間關(guān)系、增添城市亮點,使建筑和城市融為一體、共同進步、和諧發(fā)展。
1超高層建筑設計的發(fā)展趨勢
我國是一個人口大國,即使資源雄厚,但經(jīng)過人們無節(jié)制的使用與浪費,導致能源資源極度短缺,生態(tài)環(huán)境遭到了嚴重的破壞,引發(fā)能源危機。在這樣的社會形勢下,我們應當采取有效的技術(shù)對其進行處理,從而實現(xiàn)社會、環(huán)境、人口的和諧統(tǒng)一。建筑行業(yè)是能耗最大的行業(yè),尤其是現(xiàn)代化超高層建筑工程的不斷涌現(xiàn),更是加劇了環(huán)境的污染。要想保護生態(tài)環(huán)境,緩解能源危機,就需要我們將綠色環(huán)保理念引入到建筑工程設計當中,通過使用新能源、節(jié)能技術(shù),充分利用土地資源等,以此來避免能源資源的浪費,從而使建筑工程達到節(jié)能、環(huán)保的目的。
2綠色策略的設計要點
在僧多粥少的時代,人類要在越來越少的有限資源下謀求長期的生存與發(fā)展,就必須把綠色環(huán)保理念滲透到日常生產(chǎn)生活的各個領域中去,建筑業(yè)也不例外。隨著國民經(jīng)濟穩(wěn)步持續(xù)發(fā)展,建筑設施越來越完善,各種科學技術(shù)的興起與發(fā)展,人們對建筑物的外在形態(tài)與內(nèi)部構(gòu)造都提出了越來越多的要求,而且這些要求還呈現(xiàn)出了一個日趨多樣化的發(fā)展趨勢。目前我國境內(nèi)超過200米以上的超高層建筑越來越多,在城市建筑中占有很大比重,縱觀這些建筑,我們可以看出,超高層建筑與傳統(tǒng)建筑在結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式上有著不同之處,它的特殊性表現(xiàn)在整體高度非常大。針對這樣整體高度很大的建筑來講,設計時要考慮的因素就比一般建筑要多得多,區(qū)別也很大,下面我們從空間組織和頂部的設計兩方面來討論超高層建筑設計與一般建筑設計的區(qū)別。
2.1空間組織
超高層建筑對現(xiàn)代城市的發(fā)展,有著非同一般的標志性意義,從某方面講,它甚至可以代表著一個城市的發(fā)展水平高下。因此,超高層建筑的外觀造型設計往往受到城市規(guī)劃者的高度注重。在超高層建筑設計中,為了體現(xiàn)其綠色理念,達到環(huán)保節(jié)能的特殊效果,一般超高層建筑在外觀上都不會采用玻璃墻,減少由于玻璃反射對城市造成的光污,同時可以起到減少高壓風帶和風口的作用,具有很直接的環(huán)保意義。成功且獨特的建筑設計應該是突出人與環(huán)境之間的關(guān)系。如在建筑物主入口處設置一下地下式廣場,與地下超市連通,這樣可以有效的將地上空間引入地下,擴大了空間面積。在為公眾提供一個寬敞舒適的生活工作環(huán)境的基礎上,也能為枯燥呆硬的建筑起到軟化與點綴的作用,增加情趣,建筑外形特征更加突出。
2.2頂部設計要求
超高層建筑頂部是構(gòu)成城市天際線的重要因素之一,造型獨特的頂部設計對超高層建筑的整體形象起著畫龍點睛的作用,并成為林立在建筑群中區(qū)別于其他建筑的一個重要標志。運用”隱蔽”的手法:采用高高的女兒墻.精巧的屋頂,半透明的建筑材料將頂部的功能用房隱藏起來。頂部條紋在材料、色彩上和中段相呼應。主樓的平面呈切邊三角形,為不等邊六角形,頂部則收縮為三角形。若在頂部設置一個空中會所,集休閑、娛樂、餐飲于一體,這就達到節(jié)能、綠色、環(huán)保的目的。
3結(jié)構(gòu)體系
超高層建筑高聳挺拔,但對結(jié)構(gòu)設計無疑是個不小的挑戰(zhàn),地震作用是決定選擇其結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵。顯著提高工作和生活效率:超高層建筑將工作和生活設施適當集中,一般性工作和生活問題在建筑內(nèi)部即可解決,極大地方便了人們工作和生活。根據(jù)超高層建筑結(jié)構(gòu)的復雜程度和不規(guī)則性,確定結(jié)構(gòu)抗震性能化設計的合理性能目標,采用彈性、彈塑性的方法進行分析,對結(jié)構(gòu)不同部位采取不同的加強措施。
4建筑節(jié)能多元化
超高層建筑由于其特殊的結(jié)構(gòu)與規(guī)模,與一般建筑在能耗上有很大出入,而且要研究它,還要綜合考慮多方面的因素。在建筑設計中,單體設計與構(gòu)造布局是節(jié)能的關(guān)鍵,在超高層建筑的設計中如何在這兩方面合理合理的開發(fā)利用能源,選擇耗能最低的方案進行設計,是一個亟待解決的問題。超高層建筑的能耗為一般建筑的數(shù)倍,這是個綜合性的課題。包括:新能源的開發(fā)和應用,選擇低能耗的設備,智能化的管理,有效利用自然資源和管理資源,使建筑和設備方面的壽命成本最小,減少污染并達到可持續(xù)發(fā)展。
5結(jié)語
作為一座城市,最具標志性的景觀就是高樓大廈,看了高樓,就等于來到了城市;不論乘火車還是飛機,路過時只要看看當?shù)氐母邩牵湍苤朗堑侥睦锪恕kS著建筑技術(shù)與建筑設備的不斷更新與完善,現(xiàn)代都市全部高樓林立,各地的最高樓記錄也在不斷地被后來者所更新。在各國城市化進程不斷向前推進的過程當中,超高層建筑必然是未來城市建筑的主力軍,為了減少建筑對生態(tài)環(huán)境造成更快更大的破壞與傷害,綠色策略在城市超高層建筑設計中的比重大大提高,甚至占據(jù)除主體結(jié)構(gòu)外最大的比例。通過對建筑內(nèi)部空間的合理布局及對結(jié)構(gòu)體系等方面耗能量的減少,盡量把建筑對生態(tài)的破壞降到最低程度,使超高層建筑真正成為既具時尚氣息,又節(jié)能環(huán)保的城市景觀特色。
作者:郭淑穎工作單位:齊齊哈爾中匯城廣場房地產(chǎn)開發(fā)有限公司
1城市高層建筑設計所要遵循的原則
1.1整體尺度原則
城市高層建筑設計的整體尺度原則是指建筑各組成主體間的有機聯(lián)系及產(chǎn)生的視覺效果。整體尺度原則主要強調(diào)的是建筑物整體性,在高層建筑整體性設計時要充分考慮建筑的主體、裙房以及屋面三個主要因素,將三要素有機結(jié)合在一起按照統(tǒng)一的尺度參考體系進行設計,而不是將三者單獨地按照各自的參數(shù)體系進行設計。只有這樣才能使三者有機的融合在一起,打造具有整體性的優(yōu)秀建筑工程設計作品。
1.2近人尺度原則
近人尺度原則在城市高層建筑設計中的內(nèi)涵是建筑物的進出口以及底層部分的尺寸大小能給人帶來視覺享受的同時又能方便人們使用。其中,建筑物進出口是用戶每天都要使用的部分,進出口設計質(zhì)量對用戶的感官刺激較大。所以在高層建筑設計時要將近人尺度設計理念充分地融入到設計思路中,合理地劃分建筑物入口處的柱子、檐口、大門以及墻面的尺度,細化每一部分尺度,使每一部分尺度都能在滿足用戶對建筑功能性需求的基礎上,又能給人們帶來感官享受。
1.3細部尺度原則
細部尺度是指高層建筑所采用的施工材料的質(zhì)感,是更為細膩的建筑尺度劃分。在高層建筑設計時應透徹地了解人們對建筑材質(zhì)的標準要求及喜好程度。一般情況下,我們對事物的評價,都是通過眼觀以及手摸的方式去對事物進行進一步的了解,然后從主、客觀角度對該項事物做出綜合性評價。所以,設計人員應遵循細部尺度原則,采用人們能夠接受的喜愛的建筑材質(zhì)塑造建筑工程作品,給人們帶細部尺度主要是指建筑材料的質(zhì)感,指高層建筑更細分的尺度大小。
2城市建設中高層建筑設計要點
2.1高層建筑采光設計
隨著人們節(jié)能減排意識的不斷提高,發(fā)展節(jié)能型建筑是當今建筑工程領域發(fā)展的總體態(tài)勢。高層建筑內(nèi)的照明能耗比較大,如何通過有效的措施降低人工照明對能源的消耗及利用日光照明是當今建筑工程領域必須要重視的課題。目前,比較先進的日光采集系統(tǒng)主要有以下幾種:(1)提高單位面積進光區(qū)的日光量,利用太陽光為建筑提供照明需求,可有效降低人工照明對能源消耗。(2)為了能在不增加窗戶周圍的陽光強度且能使其到達采光更深的工作區(qū)域,可以通過陽光發(fā)射到屋頂平面來完成。(3)在不改變建筑構(gòu)造的基礎上,如增大建筑窗戶的面積或數(shù)量來采集更多的太陽光,而能較好地滿足建筑內(nèi)照明需求的同時又不會在強烈的太陽光下給用戶帶來不適感覺,可通過陽光直射阻擋系統(tǒng)來解決。該系統(tǒng)是利用光線的折射計反射原理為設計依據(jù)的。
2.2高層建筑的抗震設計
抗震設計是高層建筑工程設計的重要內(nèi)容,抗震設計質(zhì)量對提升高層建筑的抗震能力有著直接的影響。基于地震頻發(fā)的現(xiàn)實情況,加強高層建筑抗震設計工作是現(xiàn)行建筑工程領域必須要關(guān)注及重視的問題。在高層建筑抗震設計時候需要注意以下要點:建筑大廳的四角及建筑外墻位置應設置構(gòu)造柱,并根據(jù)高層建筑要求的具體抗震等級合理確定構(gòu)造柱數(shù)量。建筑框架山墻以及縱向方向的墻體是否設置構(gòu)造柱用來分擔磚墻荷載;在高層建筑抗震設計前設計人員應深入到施工工地進行工程地質(zhì)勘探,牢固掌握高層建筑施工所在地地質(zhì)情況及發(fā)生地震災害的頻率情況,以此為依據(jù)進行高層建筑抗震設計。在抗震設計中設計人員應嚴格按照《建筑抗震設防分類標準》劃分的設防等級進行設計不得以經(jīng)驗隨意地更改建筑的設防等級,如果提高建筑的設防等級會額外地增加工程成本投入,而降低建筑設防等級則會降低建筑的抗震能力,一旦地震災害來臨將會對建筑及人們生命財產(chǎn)安全帶來極大危害。
2.3高層建筑的消防問題設計
基于高層建筑樓層數(shù)多,人群分布密集,一旦因為某種原因發(fā)生火災,高層建筑的電梯將會全部停止運行,人們只能通過逃生樓梯逃生,到達安全地帶。基于高層建筑聚集人員眾多,逃生樓梯空間有限,人員安全疏散難度較大,所以,如何有效快速地疏散人員至安全地帶是高層建筑設計人員需注意的設計要點問題。筆者認為在高層建筑消防問題設計時,除了要在建筑工程圖紙中標明各層的安全通道位置,還需要在不影響建筑整體性及安全性的基礎上拓寬逃生樓梯或多設置逃生通道。當然這只是筆者的一些拙見,如何有效地在火災發(fā)生時快速地疏散人員還需廣大的高層建筑設計人員進一步地探究。
作者:劉鈺單位:浙江大學城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院有限公司
1關(guān)于建筑的設計
1.1建筑主體的設計隨著高層建筑的不斷發(fā)展,它已經(jīng)不僅僅是一個建筑,高層建筑由于其體積的碩大、構(gòu)型的奇妙、工程的難度,可以很好地體現(xiàn)一個城市的發(fā)展程度和經(jīng)濟水平,所以高層建筑的設計就顯得非常重要。由于建筑的高度、施工的難度、結(jié)構(gòu)要求、功能要求等導致了高層建筑不能很好地進行外觀上的設計,有的建筑甚至會使結(jié)構(gòu)形式裸露。但是,能夠很好表現(xiàn)整個高層建筑構(gòu)型的就是塔樓,它是整個高層建筑的主體部分,能夠很好體現(xiàn)整個建筑的造型,所以塔樓的設計對于整個高層建筑的外觀設計來說至關(guān)重要。世界上不同的民族、不同的國家、不同的城市都有著各自不同的建筑風格,高層建筑的設計更是不盡相同,有著各自的鮮明特點,形成了一個區(qū)域的代表、一個地方的標志,這其實也是高層建筑得以不斷發(fā)展的一個重要原因。隨著世界性資源短缺問題的出現(xiàn),用地問題也是處于一個越來越緊張的狀態(tài),高層建筑不斷發(fā)展,很多設計大師走出了創(chuàng)新捷徑,為高層建筑的發(fā)展注入了新的活力。生態(tài)建筑的概念被更多的提起,比如氣候大師楊經(jīng)文就采用了“生物氣候大樓”的設計理念,設計出了馬來西亞吉隆坡梅納拉大廈這一引人矚目的建筑,其中引入了大量的植物,既有利于調(diào)節(jié)氣候,還有利于人體的身心健康,很好地將建筑與自然相結(jié)合,拉近人與自然的距離,設計生態(tài)節(jié)能型建筑已逐漸成為一個趨勢。高層建筑的最上層部分———頂樓———它起到了強調(diào)整個建筑設計感、個性化的作用,雖然它較少影響生態(tài)環(huán)境,但對塑造建筑的標志性、豐富城市天際線具有重要的作用,因此應根據(jù)建筑的基座、樓身等因素加以塑造。
1.2巧妙利用廣場高層建筑體積非常巨大,有的建筑設計又常常追求雄偉壯觀,所以常常會造成一種撲面而來的壓迫感,導致人心理上的壓力。在建筑設計時,設計師要考慮到這個問題,一種方法是對建筑采取后退處理的方法,另一種就是巧妙利用廣場的設計,廣場可以對空間的擠壓感起到一個緩沖的作用。廣場作為一個可以為人們提供娛樂休閑的場所,已成為一個城市的節(jié)點,一個人文活動中心。廣場還可以成為一個應急避難場所,使建筑形象更加突出,與建筑合為一個相輔相成的整體,給公眾留下深刻印象。
1.3運用處理方法對于建筑的底層部分還應采取一定的措施,使其更加美化、人性化、便利化。我們常用底層架空和入口縮進的方式來豐富設計空間。底層架空可以很好地利用空間,將建筑、廣場、道路結(jié)合起來,形成開放空間,分散人流,緩解擁擠,為公眾提供方便。而入口縮進的方法可以很好地豐富空間層次感,有效利用占地面積,緩解入口矛盾,并且容易設計出新穎感,給人留下深刻印象。
2關(guān)于規(guī)劃的設計
2.1高層建筑與城市街道如今,高層建筑的身影在城市中隨處可見,尤其是在一些城市發(fā)達街段,可是高層建筑由于其壓迫感比較嚴重,再加上這些地段的人流量非常大,極容易造成交通擁擠現(xiàn)象,所以一定要盡量控制建筑的高度以及其與道路的距離。
2.2超高層建筑的數(shù)量超高層建筑大多作為一個城市的代表性、標志性的建筑,具有很好的觀賞性。但是其經(jīng)濟性能、實用性能并不高,所以如果僅僅為了提升城市形象、提高城市知名度,一兩座超高層建筑就可以了。
2.3高層建筑的密集度高層建筑雖然可以很好的減少占地面積,對于企業(yè)的辦公行政管理等方面都有益處,但是高層建筑的密集也就意味著人群的密集、交通工具的密集,也意味著空間、交通的擁擠。此外,其造成的一些污染危害也是很嚴重的,比如光污染、城市垃圾污染等,所以,在進行城市規(guī)劃的時候一定要避免高層建筑密集,限制其密集度。
作者:蘇秀萍單位:哈爾濱市永大建筑設計有限責任公司
1目前我國高層建筑設計行業(yè)中存在的問題
建筑設計工作是建筑施工能否得以順利完成的基礎,設計的作用在高層建筑施工中尤為明顯。在我國,高層建筑施工行業(yè)的起步較晚,設計的功效還遠遠沒有發(fā)揮出來,設計人員在設計時往往只追求施工的便利而忽視了結(jié)構(gòu)設計的人性化和環(huán)保性需要,這不僅造成了高層建筑施工的能源和資金的浪費,而且還給建筑使用者帶來了不便,降低了高層建筑的整體社會效益。
2設計時要考慮的因素以及遵循的原則
2.1建筑設計比例要協(xié)調(diào)且要注意與周圍環(huán)境的融合度
高層建筑設計與一般商品設計不同,不是只注重本身的實用性和功能性就可以了,高層建筑作為一種特殊的商品,由于其具有占地面積大,總體價值高,功能性復雜等特點,所以其設計的優(yōu)劣將直接對相當大一部分消費群體產(chǎn)生影響,進而引起大規(guī)模的社會效應。因此設計人員在進行高層建筑設計時要從各個角度出發(fā),注意建筑外部結(jié)構(gòu)的科學性和與環(huán)境的協(xié)調(diào)性。首先,設計要遵從整體城市規(guī)劃和布局結(jié)構(gòu),高層建筑較低層建筑而言其地標性更為明顯,設計之前要從全體建筑群落的位置和方向考量,建筑物方向盡量與總體相一致或至少不完全相反,避免給人以繁亂或突兀的感覺;其次,對于建筑物的高度和距離遠近尺度要進行科學測量和設計,高低錯落的建筑群帶給人以美觀性享受,建筑物之間的距離要根據(jù)采光度和風力等因素來決定,距離太近會給人以窒息感并且不利于采光,距離太遠則沒有實現(xiàn)土地資源的充分利用;再次,建筑物本身樓體結(jié)構(gòu)之間的位置和布局設計也要科學合理,要注意層次的劃分,還要注意樓體間的造型可以適當?shù)木哂卸嘧兒土眍惖娘L格,以提升整體建筑的時代感和造型感,使建筑物外形別具一格,能夠在眾多的建筑物中脫穎而出。最后,建筑設計的面積和總體高度要適中,不要太龐大也不要太微縮,避免給以不舒服感和壓迫感;建筑外觀的材料和顏色運用也要恰當,如果是辦公用樓,外觀材料可以更加現(xiàn)代時尚,如玻璃或塑料材質(zhì),顏色也可以更為大膽和豐富;如果是居住用樓,則要體現(xiàn)建筑的溫馨感和舒適感,材料要盡量溫和低調(diào),顏色也不宜太艷麗。建筑外觀設計與周圍環(huán)境的關(guān)系也是十分緊密的,現(xiàn)代高層建筑設計更為注重環(huán)保節(jié)能,設計時要充分考慮建筑物周邊的綠化帶面積,居住建筑要合理設計和擴充綠化帶的面積,使整個居住環(huán)境更為宜人;建筑物朝向設計要符合采光通透的標準,在建筑材料的選擇上要樹立節(jié)能環(huán)保的理念,避免資源的浪費,節(jié)省總體建筑成本。
2.2設計要遵循實用性和安全性原則
高層建筑設計的科學性不僅要在外觀結(jié)構(gòu)上有所體現(xiàn),更要充分應用于建筑的實用性設計中,首先,建筑的門窗位置設計要到位。建筑區(qū)的出入口要盡量開設在配套設施較為完備的區(qū)域,更加有利于人們的出行;房間大門設計要根據(jù)使用群體的身材狀況加以綜合考量;建筑物窗口設計要盡量朝陽,并設置在不同方位,以便于通風良好,保證溫度適宜。其次,建筑內(nèi)部高度結(jié)構(gòu)和樓梯設計要科學。層級之間的高度距離要適宜人居住和使用,太高或太低都會影響人們的居住感覺;樓梯層級之間的設計距離要長短適中,中途要加設一定數(shù)量的緩臺設計,避免級數(shù)過多。此外,要在建筑設計時充分考慮到降水和風力的影響,合理設計防水檐或防風加固設備的位置。根據(jù)場地所在地區(qū)的氣候、地理條件、文化傳統(tǒng),因地制宜,以人為本,以環(huán)保化、無污染、可循環(huán)、節(jié)省能源的綠色建筑發(fā)展觀念實施綠色設計。針對高層建筑的耐火等級、防火間距、防火分區(qū)、安全疏散等方面提出不同的設計要求,保證高層建筑的消防安全。高層建筑設置專供火災時人員臨時避難用的樓層。在滿足人員疏散時間的要求的同時,結(jié)合高層建筑建筑面積、使用功能、人數(shù)等設置合理的避難層數(shù)量和兩個避難層之間的高度。一般自建筑首層到第一個避難層或兩個避難層之間不宜超過15層。在一定高度的樓層上可以設置供火災時人員臨時避難用的避難間。高層建筑設計中安全疏散通道出口的設置對于保護人身和財產(chǎn)至關(guān)重要。一般公共建筑不能少于兩個安全出口,影劇院、體育館等人員密集的場所要按照《高層建筑防火規(guī)范》安全出入口要求的規(guī)定計算。高層建筑設置封閉的或防煙的樓梯間應布置兩個疏散方向。疏散通道設置緊急照明、疏散方向指示燈和安全出口燈。高層建筑應設置消防控制中心,建筑內(nèi)部安裝自動報警裝置和自動滅火裝置,消防控制中心對報警、疏散、滅火等控制和指揮。
3設計時的具體技術(shù)要點
一般建筑總高度超過24米的建筑為高層建筑,建筑總高度超過100米的建筑為超高層建筑。在滿足擬建場地的抗震設防烈度和經(jīng)濟合理、安全、可靠的設計原則下,根據(jù)建筑使用功能的要求、建筑高度的不同選擇框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架--剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框--筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系等相應的結(jié)構(gòu)體系。在進行合理的結(jié)構(gòu)選型前,應該盡量確保高層建筑結(jié)構(gòu)平面簡單、規(guī)則、對稱,避免凹角和端部樓梯、電梯間,協(xié)調(diào)構(gòu)件的布置以便保證與主體結(jié)構(gòu)連接的可靠性。為了保證結(jié)構(gòu)剛度整體穩(wěn)定、承載能力、經(jīng)濟合理性,控制高層建筑的高寬比至關(guān)重要。時代的發(fā)展、技術(shù)的進步,以中央優(yōu)秀筒為主流的高層建筑拔地而起。高層建筑的筒體位于幾何位置中心,將建筑的質(zhì)量重心、剛度中心和型體優(yōu)秀三心重合,加強了結(jié)構(gòu)受力和抗震。結(jié)構(gòu)設計將垂直交通和設備用房等分散布置周邊,以分散的多個外核空間構(gòu)成模式推向新的高度。根據(jù)空間作用的計算機分析法和相關(guān)軟件進行建筑空間整體結(jié)構(gòu)計算和分析。選用合適的計算單元對高層建筑的轉(zhuǎn)層、加強層進行分析。體型復雜、結(jié)構(gòu)布置復雜的高層建筑采用兩個或兩個以上的結(jié)構(gòu)分析軟件進行計算、比較、校核,針對較不利的結(jié)果進行結(jié)構(gòu)設計。高層建筑經(jīng)過砼結(jié)構(gòu)施工、砌體建筑施工、初級裝修施工、二次裝修施工建成。在高層建筑土建、裝修施工階段人、財、物、機各生產(chǎn)要素的優(yōu)化組合。根據(jù)動態(tài)組合原理和各專業(yè)階段特點,合理組合各生產(chǎn)要素,有序協(xié)調(diào)與配合完成高層建筑的建設。
4結(jié)束語
高層建筑設計需要衡量多方面設計因素,如建筑本身結(jié)構(gòu)的合理性和實用性,與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性和美觀性,最重要的是人的宜居性,設計人員在設計時要做足環(huán)境條件的考察和對目標居住群體的調(diào)研工作,在設計時發(fā)揮專業(yè)的設計技術(shù)水平,才能打造出精品的建筑設計工程。
作者:陳暉單位:廈門信達房地產(chǎn)開發(fā)有限公司
1高層建筑設計的策略
1.1高層建筑朝向設計
對于高層建筑設計來說,首先要考慮到的就是優(yōu)化建筑位置和朝向設計。建筑位置方面主要是針對高層建筑對城市環(huán)境的影響,朝向設計方面主要考慮的還是光照的問題,因為陽光是一種很好的能源材料,有效的加以利用,完全可以滿足一部分取暖需要。但是就目前的資料來看,每年接收的能量高達60多億千瓦,如果不能夠很好地利用這一部分的資源,從某種程度來說這無異于是最大的浪費。陽光不僅是一項有效的清潔能源,還有益于人的身體健康,對于城市高層建筑節(jié)能設計來說,有著重要的意義。在一些比較寒冷的地區(qū)進行城市規(guī)劃的時候應該遵循日照的原理,合理的確定建筑朝向和位置問題,盡可能地使每棟建筑都能夠最大限度地接受太陽輻射。所以說,建筑的方位和節(jié)能有著非常大的關(guān)系,不同的季節(jié)、不同的朝向的建筑物所得到的太陽輻射也是不同的,其損失也是不一樣的;應該在確定建筑方位的時候考慮環(huán)境因素,更好地確定日照時間,同時要把建筑南向開窗面積設計的盡可能大,滿足采光的同時,保證建筑能夠更好地吸收陽光,保持室內(nèi)舒適的環(huán)境。
1.2高層建筑門窗保溫隔熱問題
門窗的保溫隔熱問題,在建筑圍護結(jié)構(gòu)當中,和屋面、墻體相比較來說,門窗的保溫隔熱能力一般還不是很高,在實際的設計中可以通過增加窗戶玻璃層數(shù)、窗板等一系列方式加以改進。除此之外,還要保證墻體的保溫隔熱,在高層建筑當中墻體是外圍護的主體結(jié)構(gòu)。就目前我國多年以來墻體外圍建筑來說,都是采用單一的材料,比如說加氣混凝土墻體或者是空心砌塊墻體等。但是因為最近幾年對于建筑節(jié)能的需求程度越來越高,其單一的材料導熱系數(shù)變得越來越大,一般為高效保溫材料的30倍以上,完全不能夠滿足隔熱的要求;所以要采用承重材料和高效的保溫材料組成復合的墻體,其優(yōu)勢就在于能夠保證墻體不會過重,還能夠保證承受一定的重量,保證其保溫效果良好,所以一般發(fā)達國家都會采取這樣的方式。如果我國想要達到節(jié)能的指標,就應該采用復合墻體,切實做好外墻保溫的工作。采用外墻保溫技術(shù),是因為保溫層置于建筑物圍護結(jié)構(gòu)的外側(cè),在一定程度上緩沖了季節(jié)變化而導致結(jié)構(gòu)變形所產(chǎn)生的問題,其避免了霜凍、雨水、暴雪等循環(huán)性的破壞問題,減少了一些大氣污染和有害氣體的侵蝕。研究表明,墻體和屋面保溫隔熱材料選取很重要,只要選擇恰當,厚度在合理的范圍之內(nèi),其外保溫就可以防止和減少墻體和屋面的溫度變形現(xiàn)象,在一定程度上可以有效的消除常見的裂縫問題,不但提高了主體結(jié)構(gòu)的使用壽命,同時還減少了長期維修的費用。合理的外保溫做法改變了墻體潮濕的情況。通常情況下,內(nèi)保溫應該設定一定的隔汽層,然而在采用外保溫的時候,因為蒸汽滲透性高的主體結(jié)構(gòu)材料往往在保溫層的內(nèi)側(cè),所以要合理選擇保溫材料,墻體內(nèi)部才不會出現(xiàn)冷凝的現(xiàn)象,而且不需要設立一定的隔汽層;其結(jié)構(gòu)層的整個墻身的溫度都會提高,從而降低了它的含溫量,所以說改善墻體的保溫性能是非常重要的。
1.3保溫墻體保持室內(nèi)溫度平穩(wěn)
在一定程度上保持室溫的穩(wěn)定,對于家里有老人或者孩子的家庭來說非常重要,如果室內(nèi)的溫差過大,就會導致老人和孩子生病。利用保溫墻體,因為其蓄熱能量較大的結(jié)構(gòu)層在墻體內(nèi)側(cè),當室內(nèi)受到不穩(wěn)定熱作用的時候,其室內(nèi)溫度會上升或者出現(xiàn)下降的現(xiàn)象,墻體的結(jié)構(gòu)層能夠在一定程度上吸收熱量或者是釋放熱量,很好地控制了室內(nèi)溫度的變化,所以才會出現(xiàn)有利于保持室內(nèi)恒溫的現(xiàn)象。另外一點就是這種節(jié)能技術(shù)有利于對舊建筑物進行改造,在一定程度上會滿足節(jié)能的需求,所以對舊房進行節(jié)能改造,已經(jīng)是政府計劃之內(nèi)的事情了,但是和室內(nèi)的保溫相比較來說,采用外保溫的方式對舊建筑物進行改造,能夠節(jié)約成本,而且可以避免拆遷的現(xiàn)象,不影響居民的正常生活。
2屋面保溫隔熱的設計
從屋面角度進行分析,其保溫節(jié)能設計也是非常重要的。屋面是外圍結(jié)構(gòu)中的一個重要組成部分,對于這方面的設計也是非常必要的。據(jù)材料統(tǒng)計,目前大多數(shù)采用的都是倒置式的屋面,將傳統(tǒng)的屋面構(gòu)造中的防水層和保溫層進行顛倒,并且將防水層放置到了保溫層的下面從而來提高屋面保溫隔熱的性能。這對于提高抵抗夏季外熱作用的能力顯得特別重要,在一定程度上減少了空調(diào)耗能問題,而且近年來南方的一些城市也采用了城市建筑實行屋面綠化,從而降低建筑消耗。
3采暖系統(tǒng)的節(jié)能設計
對于城市采暖系統(tǒng)的節(jié)能設計可以從幾個方面說起,首先其有一定的優(yōu)勢,就是因為城市供暖事項、城市集中供暖制度和區(qū)域供暖制度,在一定程度上能夠提高其熱效率。其次在管網(wǎng)系統(tǒng)當中,要設立相對應的平衡閥,這樣能夠使得管網(wǎng)系統(tǒng)起到一個平衡的作用,和沒有安裝平衡閥的不平衡系統(tǒng)比較來說,在這種情況下,降低室內(nèi)供暖區(qū)域的平均溫度,可以從一定程度上節(jié)約能源。
4結(jié)語
近年來隨著我國可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略的實施,人們的環(huán)保理念不斷提高。節(jié)能降耗一直就是我們發(fā)展的重要課題。在高層建筑的設計中,充分發(fā)揮節(jié)能理念,對我們未來的建筑發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。本文結(jié)合實際,對節(jié)能技術(shù)在高層建筑設計中的應用進行了探討,提出了很多筆者自己的意見和想法,為我國節(jié)能技術(shù)在高層建筑設計中的應用和發(fā)展提供了一定的借鑒。筆者相信,在我們的共同努力下,不久的將來,我國節(jié)能技術(shù)在高層建筑設計中一定會取得更大的發(fā)展。
作者:姚小華單位:湖南武岡市建筑勘察設計院
1節(jié)能布局
我們經(jīng)常說到“寒地建筑要像花朵一樣開向陽光”,其主要是指從高層主體的建筑平面空間布局與朝向選擇、建筑圍護結(jié)構(gòu)材料的布局等兩方面來考慮建筑節(jié)能問題。寒地高層建筑的圍護結(jié)構(gòu)本身就應該是一種節(jié)能布局形式,主要表現(xiàn)在主體的外圍護結(jié)構(gòu)材料的節(jié)能布局方面(簡稱材料的節(jié)能布局)、建筑主體空間的節(jié)能布局(簡稱空間的節(jié)能布局)。
1.1空間的節(jié)能布局
太陽擁有巨大的輻射能量。“據(jù)有關(guān)資料分析,每年地球接收的太陽能量有60億千瓦。……從某種意義上講,地球本身就是巨大的太陽能接收器。”由于太陽高度角的原因,寒地住區(qū)建筑的南北向室內(nèi)空間形成明顯的冬暖夏涼的特點,且南北空間室內(nèi)溫差能夠達到3℃左右。通常情況下,人們希望停留在南向空間中,因南向空間的熱舒適度更加宜人。因此,在寒地住區(qū)建筑布局中,人們十分珍惜陽光所帶來的溫暖及舒適度,設計師應關(guān)注陽光對于寒地住區(qū)建筑節(jié)能問題的影響。在寒地住區(qū)的住宅建筑規(guī)劃中,應充分考慮日照問題,尤其是住宅建筑單體的布局和朝向選擇方面,應使住區(qū)建筑單體的布局和朝向能夠?qū)崿F(xiàn)接收最大量的太陽輻射熱能。“如北緯40°~45°地區(qū),冬天建筑的朝向所得到的輻射能量幾乎比夏天多2倍。而在夏天,東、西向所得到的能量比南向多2.5倍,不同朝向及不同季節(jié),建筑物所得到的太陽輻射熱能量不同,熱損失也不同,尤其是在冬至前后,由于太陽高度角低,房間所接收的太陽光線的面積比夏天多得多。”在寒地住區(qū)建筑單體及群體布局時,首先應考慮環(huán)境、氣候等因素,按不同地區(qū)的太陽高度角情況進行住區(qū)建筑的日照分析,獲得每日冬季日照時間。在圍護結(jié)構(gòu)布置時,建筑南向開窗的面積應盡可能大些,這樣可以充分接納陽光進入室內(nèi)。在滿足采光條件下,北向和西向的建筑開窗面積可以小些,減少熱損失,保持舒適的室內(nèi)熱環(huán)境。這一點在東北傳統(tǒng)民居中就有充分體現(xiàn)(見圖1),可以在傳統(tǒng)民居中看到的節(jié)能思想主要有:第一方面,傳統(tǒng)房屋南、北向開窗面積的差異顯著,南向開窗面積大,利于獲得更多的陽光,北向開窗面積小,便于防止冬季冷風滲透,減少能量損失;第二方面,居室內(nèi)設置冬季儲存蔬菜的地下空間(俗稱地窖或菜窖),它從調(diào)節(jié)室溫的角度,可以利于冬季室內(nèi)升溫,夏季室內(nèi)降溫;第三方面是塑料大棚的圍護墻體設置也考慮了南向光線的獲得及北向冷空氣的防護問題;另外,還有屋頂采用的木屋架及室內(nèi)頂棚與屋面之間的構(gòu)造層次的處理等方面,都有利于冬季保溫及夏季隔熱。從以上幾個方面可以看到,東北傳統(tǒng)民居中具有許多樸素的節(jié)能思想,這對于寒地住區(qū)建筑的節(jié)能設計都將產(chǎn)生積極有效的影響。
1.2材料的節(jié)能布局
高層建筑主體布局中應考慮建筑的功能需求,哪些空間須布置在較好的朝向,需要接收大量陽光,根據(jù)實際需要其圍護構(gòu)件可以盡量做得通透些,更有利于吸納光線,陽光與景觀都從這一側(cè)被引入建筑中。相反,寒地高層建筑有些空間不需要日照,對陽光沒有嚴格要求或不需要布置在有利朝向(南向或東向),根據(jù)實際需要其建筑圍護構(gòu)件可以盡量做得厚重些,可以更有利于抵御冷風滲透,具有足夠的保溫能力,后者就涉及到材料的節(jié)能布局問題。材料節(jié)能布局是指高層建筑的圍護結(jié)構(gòu)在設置時通透與厚重問題的思考。要把建筑中好的朝向盡量安排適宜接收陽光、視線無遮擋、私密性不嚴格的空間,如寒地住區(qū)高層住宅的起居室、書房、健身房等,就比較適合,它需要選擇通透性的材料,其節(jié)能原理如同花房一樣,氣密性、保溫性和隔聲性等均較好的玻璃材料便成為設計師的首選,將其做成幕墻,不僅可將陽光全部接收進入,也可以起到一定的屏擋、圍護作用。
2平面及體型的節(jié)能選擇
在寒地住區(qū)高層建筑中,建筑單體的外圍護墻體的耗能基本上占建筑整體耗能的1/4左右,也就是說,通過墻體、樓面、門窗等渠道,將能量從室內(nèi)源源不斷地運送到了室外。筆者認為,在建筑形體設計時,一定注意減少形體變化,盡量讓平面做到“抱團”“緊湊”。當采用這樣的平面形式后,建筑單體的外露墻體與樓板的面積會大量減少,同時,很好地控制了建筑的體形系數(shù),建筑耗能也會相應地隨之減少,如某些建筑的圓形、橢圓形、六邊形等平面就是比較理想的形式。因此,基于寒地住區(qū)高層建筑的節(jié)能考慮,在住區(qū)高層建筑的形體設計時,應注意不宜復雜,減少變化與分支,盡量“抱團”處理。高層建筑的平面形狀千姿百態(tài),最基本的是正方形、矩形、三角形、圓形、菱形等,或是上述形式的變體和組合體,選用哪種平面主要取決于總體構(gòu)思、設計對象的功能、技術(shù)條件和自然氣候與環(huán)境等因素。作為建筑師應努力創(chuàng)造出新穎別致、與眾不同的建筑形象,采取功能與內(nèi)在性格相一致的形式,并與周圍多種環(huán)境要素相協(xié)調(diào),給建筑和城市帶來生機。通常情況,寒地高層建筑平面選型要像一個“熨斗”形,它是一種節(jié)能型平面。“熨斗”形是三角形與圓形的結(jié)合形,銳角形成兩條豎棱線鋒刃尖利,其銳角多做切角處理,形成三短邊的折面小山墻,在空間占地和體形變化上產(chǎn)生奇特的視覺效果。圓形是最完美的圖形,以最少外墻長度得到較大面積,比同面積的方形平面的外墻長度減少10%。在體積相等時,比正方體體形的建筑外墻面積減少約8%,所受風力比類似矩形或方形少30%左右。“熨斗”形平面集中了圓、三角形的優(yōu)點,具有奇特的視覺藝術(shù)效果,所受風力比其他平面形狀少、外墻比同面積(或同體積)的方形或矩形的長度少。
3圍護墻體的節(jié)能設計
3.1外墻采用輕質(zhì)高效保溫的外保溫設計
寒地住區(qū)高層建筑的主體結(jié)構(gòu)常采用框架或剪力墻結(jié)構(gòu),有時短肢剪力墻也應用于小高層住宅中。為減少主體結(jié)構(gòu)荷載及滿足保溫、隔熱需要,圍護結(jié)構(gòu)填充墻多使用輕質(zhì)高效保溫材料。常用做法包括:粘土多孔磚及粘土實心磚的復合墻體、陶粒混凝土空心砌塊、空心磚巖棉夾心復合墻體等。住區(qū)建筑的圍護結(jié)構(gòu)墻體保溫可分外保溫和內(nèi)保溫等兩種方式,存在的問題較多,如冷凝水、節(jié)能效果并未達到設計要求等。
3.2減少輕質(zhì)保溫材料的使用
寒地住區(qū)高層建筑的圍護墻體不宜采用輕質(zhì)保溫材料,主要是指外保溫的聚苯乙烯泡沫板及巖棉板等。究其原因是輕質(zhì)保溫材料的壽命與強度同建筑主體結(jié)構(gòu)的壽命不能達到同步,一棟多層住宅壽命可以是50年,小高層、高層少則70年,多則上百年。在使用年限及強度方面,筆者認為輕質(zhì)保溫復合墻體存在不足:首先是抗震性能及整體性差,與建筑主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接不好;第二方面是飾面材料受限,因其不能承受外部裝修貼、掛,材料本身不能承受較大荷載,在外墻上實現(xiàn)不了貼掛石材、粘外墻磚及安裝裝飾構(gòu)件,像鐵藝護桿等;第三方面是加工、裝修受限,有振動的鑿、刨等裝修施工不能承受;第四方面是外飾面效果較差,在飾面施工不精細時,從外觀上甚至能夠看到保溫材料的輪廓形狀,很不美觀,不及外墻磚及石材等的飾面效果,有時墻表面易出現(xiàn)裂紋,安裝不好會出現(xiàn)大片剝落;第五方面是出現(xiàn)冷橋,在復合墻體中,由于鋼筋混凝土的框架梁柱、剪力墻等部分構(gòu)件的嵌入,墻體內(nèi)容易造成冷橋,致使出現(xiàn)保溫、隔熱的薄弱環(huán)節(jié),這部分熱損失約占整個建筑的5%~13%;第六方面是安全性差,這些復合保溫材料分布于建筑外墻的外保溫的位置,甚至窗臺外側(cè),在室內(nèi)裝修施工作業(yè)時,容易誤認為是墻體的實體部分,存在不安全隱患。因此,寒地住區(qū)建筑外墻材料若采用輕質(zhì)保溫材料時,則上述內(nèi)容應得到關(guān)注,采取有效的構(gòu)造措施加以克服。
3.3采用的混凝土空心砌塊
該類材料保溫效果好,又具有一定強度,彌補了輕質(zhì)復合材料墻體的一些缺陷,在歐、美各國采用混凝土空心砌塊方面取得了不少研究成果。美國的TB型保溫隔熱復合砌塊將砌塊分成內(nèi)、外兩塊,中間夾有1in~2in厚的高效保溫材料;“芬蘭研制的一種空心砌塊,空隙之間填入聚氨酯保溫材料,300mm厚,傳熱系數(shù)K=0.25W/(m2?K)~0.28W/(m2?K),某些歐美國家50%左右的建筑已應用多種形式的混凝土空心砌塊。”
4新技術(shù)的節(jié)能運用
太陽能、風能等作為一種清潔的綠色能源,在建筑領域具有非常廣泛的應用前景。在寒地住區(qū)的高層建筑設計中,也要嘗試這些能源的應用,如被動式、主動式太陽能的利用,還有零能耗技術(shù)、地源熱泵技術(shù)、生物質(zhì)能技術(shù)、水資源的循環(huán)利用、屋面植被化與自然綠化等,這些新技術(shù)的應用既可以推動可持續(xù)戰(zhàn)略走向?qū)嵤质菚r代與社會發(fā)展、節(jié)能減排的必然結(jié)果。
5結(jié)語
從寒地住區(qū)高層建筑主體的空間布局、體型選擇、圍護結(jié)構(gòu)設計、新技術(shù)運用等方面來嘗試解決寒地住區(qū)高層建筑的節(jié)能問題,希望能夠深刻認識高層建筑的未來節(jié)能設計方向,指導我們今后的建筑設計及工程實踐。
作者:牟曉梅戴路濱孫清軍單位:黑龍江科技大學建工院哈爾濱工業(yè)大學建筑學院
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