高層建筑空間構成模式研究

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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，其空間構成模式也發(fā)生了很大的變化。本文即是從建筑計劃學的角度，對近些年來世界高層建筑空間構成模式的演變和發(fā)展趨向進行分析和探討，并指出核的變化和中庭空間的介入，已引發(fā)了高層建筑空間構成模式的重大變革。關鍵詞：高層建筑空間構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)濟的發(fā)展、技術的進步和人們觀念的改變，高層建筑在本世紀未，又迎來了新一輪的建設熱潮。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，其空間構成模式也發(fā)生了很大的變化，并致使高層建筑的設計理念也發(fā)生了重大的變革。當然，建筑空間構成模式的變化并非一日之功，是需要有一個演變過程的，而且在相當長的一段時間內，還會多種模式共存。所以，我們在回顧總結近一個時期世界高層建筑發(fā)展狀況的基礎上，僅對高層建筑空間構成模式的發(fā)展趨勢及其作用進行剖析，以求就教于各位讀者。一、內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備集中在一起的、在結構體系中又起著重要作用的“核”（Core）。而這個“核”也恰恰在形態(tài)構成上舉足輕重，決定著高層建筑的空間構成模式。上個世紀未，在高層建筑的建設剛剛開始的時候，由于人們對結構體系認識的局限（當時最先進的結構體系是鋼框架結構），設備設計經(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計并沒有形成“核”的概念。垂直交通、設備空間和結構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。進入本世紀，隨著高層建筑建設的發(fā)展、高度的增加和技術的進步，在高層建筑的設計過程中，逐漸演化出了中央核心筒式的“內核”空間構成模式，這是各專業(yè)共同探索優(yōu)化設計的結果。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、設備用房及衛(wèi)生間、茶爐間等服務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。在結構方面，隨著筒體結構概念的出現(xiàn)、高度的增加，也希望能有一個剛度更強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用房的圍護結構，形成中央核心筒，而筒體處于幾何位置中心，還可以使建筑的質量重心、剛度中心和型體核心三心重合，更加有利于結構受力和抗震。這種“內核”空間構成模式，經(jīng)過長期的實踐檢驗，以其結構合理、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。當然，除了中央核心筒式的“內核”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械通風，總會多少給人帶來不適感，但是直至本世紀80年代以前，“內核”式的布局形式一直占據(jù)著主導地位。“內核”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”（EmpireStateBuilding，1931），50年代建成的“西格拉姆大廈”（SeagramBuilding，1958），70年代建成的芝加哥“漢考克大廈”（JohnHancockC

  ，1970）和紐約“世界貿易中心”（WorldTradeC   ，1973），以及日本的“陽光大廈”（Sumshine60，1978）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”（PetronasTowers，1998）、上海的“金茂大廈”（JinMaoBuilding，1998）和香港的“中環(huán)廣場大廈”（CentralPlaza，1992）等等，也仍然采用的是這種“內核”式的空間構成模式。二、核的分散與分離然而，隨著時代的發(fā)展、技術的進步，人們對建筑需求的變化和設計側重點的不同，以中央核心筒為主流的高層建筑“內核”空間構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計理念的變化，如70年代前后出現(xiàn)的“雙核”構成模式。雙側外核心筒的布局，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。貝聿銘設計的新加坡“華僑銀行中心”（OverseaChineseBankingC   ，1976）和日建設計設計的日本“IBM本社大樓”（IBMHeadofficeBuilding，1972）等等就是當年風行一時的雙側外核設計手法的代表。第二次變革最先對核心筒提出革命性建議的是設備專業(yè)，他們認為隨著建筑設備的日趨增多和越來越復雜，如果把設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施的不斷增加，導致了在高層建筑中大量應用計算機和電信通訊設備，甚至許多建筑在竣工之后，仍然頻繁地改造布線系統(tǒng)和增添新設備。智能化辦公樓中的光纜與電腦網(wǎng)絡管道井、配線箱以及中繼裝置等，每層都必須設置三處以上才算合理。這樣，建筑上為了滿足機電設備經(jīng)常變動的需要，便開始將“核”分散化，分置多處設備用房和管道井，以便于局部更改。對于結構專業(yè)來說，加強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備用房等分散地布置在周邊，則無疑也會對結構抗震有利。同時，這種分散的多個外核的空間構成模式，也正好適用于新興的巨型框架結構（SuperFrame），使這種結構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計的日本“東京都新都廳”（NewTokyoCityHall，1991）。而從建筑設計的角度來看，核的移動、垂直交通、服務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。這種空間構成模式所具有的靈活性和先進性，很快便被推崇技術表現(xiàn)的歐洲建筑師們所發(fā)現(xiàn)，并創(chuàng)造性地應用在他們的作品之中。羅杰斯（R.Rogers）設計的英國“倫敦勞埃德大廈”（Llogd′sofLondon，1986）、88木街辦公樓（88WoodStreet，LondonEC2，1999）和福斯特（N.Foster）設計的“香港匯豐銀行”（NewHeadguartersfortheHongkongBank，1986）等等即是分散式核心筒的杰作，它們從內部的空間構成到外部立面，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、服務性用房和設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。從結構的角度來看，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。當然，連接部分的設計是這類高層建筑設計的關鍵所在，不過這種設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（VerwaltungsgebaudederDeutschenMesseAG，2000）、埃森RWE公司辦公樓（RWEAGCorporateHeadguarters，1996），以及日本東京的東急南大井大樓（TokuMinami—01Building，1994）和大阪的凱恩斯本部辦公樓（KeyenceCorporationHeadOfficeLAB，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，既節(jié)約能源，又省去消防所需的加壓送風設備，更符合低能耗，可循環(huán)的現(xiàn)代設計原則。因此，近幾年強調生態(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“分散外核空間構成模式的生態(tài)設計方式”。“吉隆坡廣場大廈”（PlazaAtrium，1986）及其最新設計的“新加坡展覽大廈”（ExhibitionTower，1999）就都反映出這一設計特征。而另一位歐洲的建筑師赫爾佐格（T.Hetzag）設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年代前后設計建造的幾座高層旅館——舊金山的“海特攝政飯店”（HyattRegencyHotel，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，并很快風靡全球。80年代以后，中庭空間開始應用于高層辦公建筑。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，便在入口處附設一個中庭，如芝加哥的“第一國家廣場3號大廈”（ThreeFirstNationalPlaza，1981，SOM）、體斯敦的“共和銀行中心大廈”     該建筑將辦公部分分作南北兩處，以通道相連，設備管道井分散在塔樓的東西兩側，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—SakaueRedevelopment　Project）。中庭空間的介入還使得樓層間的自然通風換氣成為可能，福斯特設計的德國“法蘭克福商業(yè)銀行大樓”（CommerzbankHeadguarters，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采光的作用，又88娛樂城        88ylc1669.com為建筑內部創(chuàng)造了豐富的景觀，給每一個角落都帶來了綠色和陽光。大樓內的辦公室都有可以開啟的窗戶，氣流從窗戶及空中庭園進入，在中庭形成對流自然通風，明顯地減輕了環(huán)境負荷，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”（NTTMakuhariBuilding）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，從街道進入門廳，再由門廳進入電梯廳，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盡管許多高層建筑都在門廳的藝術處理上頗費心機，設計得非常富麗壯觀，但是由于空間組織方面的缺陷，門廳內往往留不住人，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計開始重視底部空間與城市環(huán)境的關系，伴隨著多種商業(yè)服務性功能的滲入，許多高層建筑都以擴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部的設計方法，來處理建筑空間與城市空間的過渡關系。其中最有代表性的實例是美國紐約的“城市公司中心大廈”（CiticorpC，1977）。      但是，從設計質量方面來看卻不容樂觀，多數(shù)設計追趕流行時尚，玻璃幕墻、鋁合金遮陽、尖頂、帽沿等KPF的設計手法隨處可見，設計人員和業(yè)主也似乎都把主要精力放在了外觀和頂部的造型，卻很少注意內部空間的構成方式，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，已是建筑設計界的通病，國內目前設計的高層建筑就鮮有在空間構成上有所突破88娛樂城 88ylc1669.com的作品。這一方面是由于設計人員對建筑空間的體驗較少，設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、美學等與外在形式相關的東西，而對于功能組織和空間構成模式的研究卻較少有人問津。然而，當今的建筑學早已超越了工程和藝術范疇，需要我們從更多方面對其進行的研究。本文即嘗試著從建筑計劃學的角度，對高層建筑的空間構成模式的演變和發(fā)展趨向進行探討，以期對我們的設計有所幫助，并希望能夠引起理論界對此類研究的重視