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高層建筑空間構(gòu)成模式研究

2005-11-11 00:00    【  【打印】【我要糾錯】

  摘要: 近幾十年來高層建筑在造型形式不斷翻新、高度記錄一再被打破的同時,其空間構(gòu)成模式也發(fā)生了很大的變化。本文即是從建筑計劃學(xué)的角度,對近些年來世界高層建筑空間構(gòu)成模式的演變和發(fā)展趨向進(jìn)行分析和探討,并指出核的變化和中庭空間的介入,已引發(fā)了高層建筑空間構(gòu)成模式的重大變革。

  關(guān)鍵詞: 高層建筑 空間構(gòu)成模式 核 中庭 底部空間

  高層建筑自出現(xiàn)以來已有 100 多年的歷史,而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步和人們觀念的改變,高層建筑在本世紀(jì)未,又迎來了新一輪的建設(shè)熱潮。近一、二十年高層建筑在造型形式不斷翻新,高度記錄一再被打破的同時,其空間構(gòu)成模式也發(fā)生了很大的變化,并致使高層建筑的設(shè)計理念也發(fā)生了重大的變革。當(dāng)然,建筑空間構(gòu)成模式的變化并非一日之功,是需要有一個演變過程的,而且在相當(dāng)長的一段時間內(nèi),還會多種模式共存。所以,我們在回顧總結(jié)近一個時期世界高層建筑發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上,僅對高層建筑空間構(gòu)成模式的發(fā)展趨勢及其作用進(jìn)行剖析,以求就教于各位讀者。

  一、內(nèi)核的形成

  高層建筑與其它建筑之間的最大區(qū)別,就在于它有一個垂直交通和管道設(shè)備集中在一起的、在結(jié)構(gòu)體系中又起著重要作用的“核” ( Core )。而這個“核”也恰恰在形態(tài)構(gòu)成上舉足輕重,決定著高層建筑的空間構(gòu)成模式。

  上個世紀(jì)未,在高層建筑的建設(shè)剛剛開始的時候,由于人們對結(jié)構(gòu)體系認(rèn)識的局限(當(dāng)時最先進(jìn)的結(jié)構(gòu)體系是鋼框架結(jié)構(gòu)),設(shè)備設(shè)計經(jīng)驗的不足,以及建筑功能需求的單一等客觀原因,使得早期的高層建筑設(shè)計并沒有形成“核”的概念。垂直交通、設(shè)備空間和結(jié)構(gòu)體系帶有明顯的隨意性和分散性,均按各自具體的要求分別布置。

  進(jìn)入本世紀(jì),隨著高層建筑建設(shè)的發(fā)展、高度的增加和技術(shù)的進(jìn)步,在高層建筑的設(shè)計過程中,逐漸演化出了中央核心筒式的“內(nèi)核”空間構(gòu)成模式,這是各專業(yè)共同探索優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果。在建筑處理上,為了爭取盡量寬敞的使用空間,希望將電梯、樓梯、設(shè)備用房及衛(wèi)生間、茶爐間等服務(wù)用房向平面的中央集中,使功能空間占據(jù)最佳的采光位置,力求視線良好、交通便捷。在結(jié)構(gòu)方面,隨著筒體結(jié)構(gòu)概念的出現(xiàn)、高度的增加,也希望能有一個剛度更強(qiáng)的筒來承受剪力和抗扭,而這些恰好與建筑師的要求不謀而合。在建筑的中央部分,有意識地利用那些功能較為固定的服務(wù)用房的圍護(hù)結(jié)構(gòu),形成中央核心筒,而筒體處于幾何位置中心,還可以使建筑的質(zhì)量重心、剛度中心和型體核心三心重合,更加有利于結(jié)構(gòu)受力和抗震。

  這種“內(nèi)核”空間構(gòu)成模式,經(jīng)過長期的實踐檢驗,以其結(jié)構(gòu)合理、使用方便和造價相對低廉的優(yōu)勢,很快便成為高層建筑中最為流行的空間布局形式。當(dāng)然,除了中央核心筒式的“內(nèi)核”布置方式之外,高層建筑還有其它的布局方式,如“外核式布局”和“多核式布局”等等。盡管中央核心筒式布局的筒體周圍的房間需要人工采光和機(jī)械通風(fēng),總會多少給人帶來不適感,但是直至本世紀(jì) 80 年代以前,“內(nèi)核”式的布局形式一直占據(jù)著主導(dǎo)地位!皟(nèi)核”式的布局形式及其變種不僅在數(shù)量上占有絕對優(yōu)勢,而且,大多數(shù)著名的高層建筑也都采用這種形式。如 30 年代建成的美國紐約的“帝國大廈”( Empire State Building , 1931 ), 50 年代建成的“西格拉姆大廈”( Seagram Building , 1958 ), 70 年代建成的芝加哥“漢考克大廈”( John Hancock Center , 1970 )和紐約“世界貿(mào)易中心”( World Trade Center , 1973 ),以及日本的“陽光大廈”( Sumshine 60 , 1978 )等等。就是在今天,世界上最高的幾座高層建筑,馬來西亞的“石油大廈”( Petronas Towers , 1998 )、上海的“金茂大廈”( JinMao Building , 1998 )和香港的“中環(huán)廣場大廈”( Central Plaza , 1992 )等等,也仍然采用的是這種“內(nèi)核”式的空間構(gòu)成模式。

  二、核的分散與分離

  然而,隨著時代的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步,人們對建筑需求的變化和設(shè)計側(cè)重點的不同,以中央核心筒為主流的高層建筑“內(nèi)核”空間構(gòu)成模式開始受到了挑戰(zhàn)。

  第一次變革主要還是出于造型上的需要和建筑設(shè)計理念的變化,如 70 年代前后出現(xiàn)的“雙核”構(gòu)成模式。雙側(cè)外核心筒的布局,不僅有利于避難疏散,而且也使高層建筑的外觀造型產(chǎn)生了巨大的變化。貝聿銘設(shè)計的新加坡“華僑銀行中心”( Oversea Chinese Banking Center , 1976 )和日建設(shè)計設(shè)計的日本“ IBM 本社大樓”( IBM Head office Building, 1972 )等等就是當(dāng)年風(fēng)行一時的雙側(cè)外核設(shè)計手法的代表。

  第二次變革最先對核心筒提出革命性建議的是設(shè)備專業(yè),他們認(rèn)為隨著建筑設(shè)備的日趨增多和越來越復(fù)雜,如果把設(shè)備用房和管道井從核心筒中分離出來,可能會更有利于管理和維修。而 80 年代以后,智能化建筑的普及和電信設(shè)施的不斷增加,導(dǎo)致了在高層建筑中大量應(yīng)用計算機(jī)和電信通訊設(shè)備,甚至許多建筑在竣工之后,仍然頻繁地改造布線系統(tǒng)和增添新設(shè)備。智能化辦公樓中的光纜與電腦網(wǎng)絡(luò)管道井、配線箱以及中繼裝置等,每層都必須設(shè)置三處以上才算合理。這樣,建筑上為了滿足機(jī)電設(shè)備經(jīng)常變動的需要,便開始將“核”分散化,分置多處設(shè)備用房和管道井,以便于局部更改。

  對于結(jié)構(gòu)專業(yè)來說,加強(qiáng)建筑周邊的剛度也會有效地抵抗地震對高層建筑的破壞,所以如果將垂直交通和設(shè)備用房等分散地布置在周邊,則無疑也會對結(jié)構(gòu)抗震有利。同時,這種分散的多個外核的空間構(gòu)成模式,也正好適用于新興的巨型框架結(jié)構(gòu)( Super Frame ),使這種結(jié)構(gòu)體系中的巨型支撐柱具有了使用功能。其最典型的實例就是丹下健三設(shè)計的日本“東京都新都廳”( New Tokyo City Hall , 1991 )。

  而從建筑設(shè)計的角度來看,核的移動、垂直交通、服務(wù)性房間和管道井分散到建筑的周邊,對于高層建筑的空間構(gòu)成模式和立面造型上的變化也是極具革命性的。它不但適應(yīng)了其它專業(yè)的需求,而且還有利于避難疏散,創(chuàng)造更大的使用空間和使高層建筑的底部獲得解放。這種空間構(gòu)成模式所具有的靈活性和先進(jìn)性,很快便被推崇技術(shù)表現(xiàn)的歐洲建筑師們所發(fā)現(xiàn),并創(chuàng)造性地應(yīng)用在他們的作品之中。羅杰斯( R. Rogers )設(shè)計的英國“倫敦勞埃德大廈”( Llogd ′ s of London , 1986 )、 88 木街辦公樓( 88 Wood Street , London EC 2 , 1999 )和福斯特( N. Foster )設(shè)計的“香港匯豐銀行”( New Headguarters for the Hongkong Bank , 1986 )等等即是分散式核心筒的杰作,它們從內(nèi)部的空間構(gòu)成到外部立面,均與中央核心筒式的高層建筑大相經(jīng)庭。

  此處,在規(guī)模較小的高層建筑中,近年來還出現(xiàn)一種核與主要使用空間分離化的現(xiàn)象,垂直交通、服務(wù)性用房和設(shè)備管道井均分別獨立,與建筑主體分開。主要使用空間更加完整,四面對外,核與主要使用空間之間以連廊相接。從結(jié)構(gòu)的角度來看,核的剛度較大,而主體較柔,兩部分各自分別工作,既受力合理又相對經(jīng)濟(jì)。當(dāng)然,連接部分的設(shè)計是這類高層建筑設(shè)計的關(guān)鍵所在,不過這種設(shè)計方式給建筑外觀帶來的變化,已引起了建筑師們的觀注,并很快在歐洲和日本流行起來。德國的漢諾威建筑博覽會管理辦公樓( Verwaltungsgebaude der Deutschen Messe AG, 2000 )、埃森 RWE 公司辦公樓( RWE AG Corporate Headguarters, 1996 ),以及日本東京的東急南大井大樓( Toku Minami—01 Building, 1994 )和大阪的凱恩斯本部辦公樓( Keyence Corporation Head Office & LAB, 1994 )就是核與主體相分離的極有特色的建筑實列。

  核的分散和分離還可以使樓梯間、衛(wèi)生間等直接對外自然采光通風(fēng),既節(jié)約能源,又省去消防所需的加壓送風(fēng)設(shè)備,更符合低能耗,可循環(huán)的現(xiàn)代設(shè)計原則。因此,近幾年強(qiáng)調(diào)生態(tài)、節(jié)能的高層建筑多采用這種布局方式。馬來西亞建筑師楊經(jīng)文設(shè)計的高層建筑,不但樓梯、衛(wèi)生間等全部對外,而且電梯筒壁還被刻意用來遮擋日曬,可謂“分散外核空間構(gòu)成模式的生態(tài)設(shè)計方式”!凹∑聫V場大廈”( Plaza Atrium , 1986 )及其最新設(shè)計的“新加坡展覽大廈”( Exhibition Tower , 1999 )就都反映出這一設(shè)計特征。而另一位歐洲的建筑師赫爾佐格( T. Hetzag )設(shè)計的前述之德國漢諾威建筑博覽會管理辦公樓,也以其生態(tài)觀念贏得了眾口稱贊。

  三、中庭空間的出現(xiàn)

  最早將中庭引進(jìn)高層建筑的是美國建筑師波特曼( J. Portman )。出于商業(yè)上的需要,他在 70 年代前后設(shè)計建造的幾座高層旅館——舊金山的“海特攝政飯店”( Hyatt Regency Hotel ,1974 )等建筑中都加入了一個十分華麗、氣氛熱烈的大中庭。這種中庭既起著統(tǒng)合空間流線的作用,又是人們休閑交往的場所,中庭中還設(shè)置噴泉疊水、種植各種植物,可創(chuàng)造出一種激動人心的歡快氛圍。所以它一出現(xiàn)便深受人們的喜愛,并很快風(fēng)靡全球。

  80 年代以后,中庭空間開始應(yīng)用于高層辦公建筑。受高層旅館的影響,一些辦公大樓為了追求氣派和空間變化,便在入口處附設(shè)一個中庭,如芝加哥的“第一國家廣場 3 號大廈”( Three First National Plaza , 1981 , SOM )、體斯敦的“共和銀行中心大廈”( Nations Bank Center , 1984 , J. Burgee and P. Johnson )等等。而隨著人們環(huán)境觀念的增強(qiáng),以及各國政府對由于在辦公樓內(nèi)長時間從事 VDT 操作,所引發(fā)的情緒緊張,視覺疲勞和心理上的孤獨感等“辦公室綜合癥”的關(guān)注,高層辦公建筑內(nèi)部空間的設(shè)計也越來越為人們所重視。提供自然化的休息空間和改善封閉的室內(nèi)環(huán)境,成為高層辦公樓設(shè)計必須解決的重要問題。于是,在高層辦公建筑中插入一個或在不同區(qū)域插入數(shù)個封閉或開敞的中庭的設(shè)計手法開始出現(xiàn)。日本日建設(shè)計設(shè)計的“伊藤忠商事東京本社大樓”( Tokyo C.ITOH Building , 1981 )和“新宿 NS 大樓( Shinjuku NS Building , 1982 ),以及 SOM 設(shè)計的沙特阿拉伯”國際商業(yè)銀行“( National Commercial Bank , 1983 )、海蒙特 ·揚( H .Jahn)設(shè)計的芝加哥”伊利諾州中心“(State of Illinois Center,1985)、福斯特設(shè)計的”香港匯豐銀行“(New Headguarters for the Hongkong Bank,1986)和東京的”世紀(jì)塔“(Century Tower,1991)等等,便是將中庭置于建筑之中,以取代中央核心筒的實例。

  實際上,核心筒的分散和分離,中庭空間的介入,已使高層建筑的空間構(gòu)成模式徹底發(fā)生了變化。新一代的高層建筑空間組織更為靈活多樣,由于空間設(shè)計的側(cè)重點已由追求經(jīng)濟(jì)效率向營造寬松舒適的生活環(huán)境轉(zhuǎn)變,所以許多新建的高層建筑都以“景觀空間”的概念,將共享空間與功能空間相結(jié)合,把核分散向四周,垂直交通采用玻璃電梯,直接采光,給人們以開敞明亮、將動線視覺化的空間感受。空間構(gòu)成模式也由封閉的“積層式”,變?yōu)樯舷仑炌ǖ摹皠討B(tài)流動空間”。

  1994年建成的日本東京“文京區(qū)市民中心”(Bunkyo Civic Center),就在通常布置“內(nèi)核”的位置設(shè)計了一個與建筑通高的“光庭”。該建筑將辦公部分分作南北兩處,以通道相連,設(shè)備管道井分散在塔樓的東西兩側(cè),主要客用垂直交通工具電梯,則全部采用了透明的玻璃景觀電梯,并布置在光庭之中,使垂座電梯的人可以與環(huán)境對話,看到辦公室和休息空間走廊中的情景。徹底改變了以往高層辦公樓內(nèi)那種昏暗的又長又窄的通道和封閉的電梯給人們帶來的壓抑感,使人流動線可視化,增加了空間情趣。在日本,類似的新一代辦公大樓還有1995年建成的“中野坂上計劃” (Nakano—Sakaue Redevelopment Project)。

  中庭空間的介入還使得樓層間的自然通風(fēng)換氣成為可能,福斯特設(shè)計的德國“法蘭克 福商業(yè)銀行大樓”( Commerzbank Headguarters , 1997)就是這方面最為人們津津樂道的實例。該建筑的平面呈三角形,核分散布置在三個角上,中間是通高的中庭,周邊的辦公空間每隔4層還設(shè)有環(huán)繞著中庭螺旋上升的空中庭園。中庭和空中庭園既有通風(fēng)采光的作用,又為建筑內(nèi)部創(chuàng)造了豐富的景觀,給每一個角落都帶來了綠色和陽光。大樓內(nèi)的辦公室都有可以開啟的窗戶,氣流從窗戶及空中庭園進(jìn)入,在中庭形成對流自然通風(fēng),明顯地減輕了環(huán)境負(fù)荷,因此而被人們稱作是“世界上第一座生態(tài)型超高層建筑”。其實,利用中庭節(jié)能的高層建筑并不止“法蘭克福商業(yè)銀行”一座,前述之“文京市民中心”、“新宿NS大樓”和“NTT幕張大樓”(NTT Makuhari Building)等等,均是利用中庭節(jié)能的典范,據(jù)稱它們可比同時期興建的普通高層辦公樓節(jié)約能耗近40%.

  四、底部空間的變化

  早期的高層建筑多直接面對街道,從街道進(jìn)入門廳,再由門廳進(jìn)入電梯廳,垂座電梯至各樓層,這是高層建筑中最為普遍的空間流線組織方式。建筑空間與城市空間之間缺乏過渡,沒有“中間領(lǐng)域”的概念,在人流集散的高峰期,對城市交通環(huán)境的影響也較大。盡管許多高層建筑都在門廳的藝術(shù)處理上頗費心機(jī),設(shè)計得非常富麗壯觀,但是由于空間組織方面的缺陷,門廳內(nèi)往往留不住人,形不成公共活動空間,而入口處也常出現(xiàn)人流擁塞的現(xiàn)象。

  70 年代以后高層建筑的設(shè)計開始重視底部空間與城市環(huán)境的關(guān)系,伴隨著多種商業(yè)服務(wù)性功能的滲入,許多高層建筑都以擴(kuò)大底部公共活動空間、形成入口廣場和將底部架空把城市空間引入建筑內(nèi)部的設(shè)計方法,來處理建筑空間與城市空間的過渡關(guān)系。其中最有代表性的實例是美國紐約的“城市公司中心大廈”( Citicorp Center , 1977 )。該建筑由 4 根巨柱支撐,底部架空 7 層,下沉式的廣場伸入到建筑內(nèi)部與共享大廳相通,使城市空間和建筑空間有機(jī)地交織在一起。而反過來,該建筑底部的公共空間對城市環(huán)境整備,也起到了積極的作用。

  為了解決人流集散和城市交通與建筑內(nèi)部交通相銜接的問題,現(xiàn)在的高層建筑常常采用多個出入口和立體化組織交通流線的方法。通過首層、地下層和地上的架空廊道與不同層面的城市交通網(wǎng)絡(luò)相連接,以達(dá)到通暢便捷和步行、車行的互不干擾,美國、加拿大、香港、日本等地的很多高層建筑的交通組織都是如此?偠灾,當(dāng)今高層建筑的底部空間設(shè)計,已從單純考慮建筑與周圍環(huán)境之間的關(guān)系,發(fā)展到進(jìn)行整體的城市空間設(shè)計,其交通組織和公共活動領(lǐng)域的創(chuàng)造也日趨立體化、開放化。

  自本世紀(jì) 40 年代初,世界上第一個一體化設(shè)計建設(shè)的美國洛克菲勒中心( The Rockefeller Center )高層建筑群建成以來,綜合性多功能的高層大樓便深受人們的歡迎,隨著近年來高層建筑的建設(shè)與城市開發(fā)的結(jié)合越來越為人們所重視,超大規(guī)模的數(shù)幢高層建筑一體化建設(shè)的綜合項目便再度悄然興起。這類高層建筑設(shè)計的最大特色,就是以一個公共活動中心將高層大樓的底部連結(jié)成一個整體。公共活動中心多為一個巨大的中庭或室內(nèi)步行商業(yè)街,它既是人們購物、休閑、交往的場所,又有組織內(nèi)部空間流線、連接各棟建筑的作用。同時,它還是建筑空間與城市空間的結(jié)合部,是機(jī)動車、軌道交通和步行系統(tǒng)與建筑多層次多重銜接的結(jié)點。美國紐約的“世界金融中心”( World Financial Center , 1985 )和日本的“橫濱皇后廣場”( Queen ′ s Sguare , 1997 )即是這種超大規(guī)模綜合開發(fā)項目的范例。

  “橫濱皇后廣場”以一條長達(dá) 300m 的立體化步行商業(yè)街將 3 幢高層辦公大樓、 1 幢高層旅館、 1 幢大型百貨商店和 1 幢音樂城連成一體。商業(yè)街的一側(cè)還設(shè)有一個地下 3 層、地上 5 層的規(guī)模巨大的中庭,新建的地鐵車站也與中庭相通,自然光線可直接照射到地下,一改地鐵車站封閉陰暗的感受,而給人以立體都市的印象。這種按整個街區(qū)統(tǒng)疇考慮交通組織和公共活動空間的設(shè)計方法,更進(jìn)一步將城市公共空間“室內(nèi)化”、“集約化”和“立體化”,空間設(shè)計的重點也由建筑的外部轉(zhuǎn)向內(nèi)部,并致使高層建筑群的使用空間服務(wù)于城市,預(yù)示了今后高層建筑設(shè)計的一種新的發(fā)展趨向。

  五、結(jié)語

  近十余年來我國的高層建筑建設(shè)可謂突飛猛進(jìn),其建設(shè)速度和建造數(shù)量在世界建筑史上都是少有的。但是,從設(shè)計質(zhì)量方面來看卻不容樂觀,多數(shù)設(shè)計追趕流行時尚,玻璃幕墻、鋁合金遮陽、尖頂、帽沿等 KPF 的設(shè)計手法隨處可見,設(shè)計人員和業(yè)主也似乎都把主要精力放在了外觀和頂部的造型,卻很少注意內(nèi)部空間的構(gòu)成方式,以及使用者對于空間的感受。實際上不只是高層建筑,重視外觀而忽視空間創(chuàng)造,已是建筑設(shè)計界的通病,國內(nèi)目前設(shè)計的高層建筑就鮮有在空間構(gòu)成上有所突破的作品。這一方面是由于設(shè)計人員對建筑空間的體驗較少,設(shè)計時多以圖書資料中的照片做參考。另一方面也說明了我國建筑理論研究方面存在著明顯的不足。我國的理論研究多偏重于介紹國外的思潮流派,或是探討文化、藝術(shù)、美學(xué)等與外在形式相關(guān)的東西,而對于功能組織和空間構(gòu)成模式的研究卻較少有人問津。然而,當(dāng)今的建筑學(xué)早已超越了工程和藝術(shù)范疇,需要我們從更多方面對其進(jìn)行的研究。本文即嘗試著從建筑計劃學(xué)的角度,對高層建筑的空間構(gòu)成模式的演變和發(fā)展趨向進(jìn)行探討,以期對我們的設(shè)計有所幫助,并希望能夠引起理論界對此類研究的重視。

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