高層建筑空間構成模式研究

1、高層建筑空間構成模式研究發(fā)表時間：2005-12-7 10:54:35 點擊： 望|88次高層建筑自出現(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(nèi)，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

2、，以求就教于各位讀者。?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 設備集中在一起的、在結構體系中又起著重要作用的核“（Core ） o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

3、建筑的設計過程中，逐漸演化出了中央核心筒式的內(nèi)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(zhì)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(nèi)核

4、”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(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(nèi)核 ”式的布局形式一直占據(jù)著主導地位。 “內(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

5、，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 ”

6、( Central Plaza ，1992 )等等，也仍然采用的是這種 “內(nèi)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(nèi)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 ” ( Oversea Chinese Banking Center，1976 )和日建設計設計的日本“IBM本社大

7、樓”(舊M Head office Building, 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

8、”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( Super Frame )，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 ”( NewTokyo City Hall ， 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

9、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 ' s of London 1986 )、88 木街辦公樓(88 Wood Street , LondonEC 2 ， 1999 )和福斯特( N. Foster )設計的 “香港匯豐銀行” ( NewHeadguarters for the Hongkong Bank ， 1986 )等等即

10、是分散式核心筒的杰作，它們從內(nèi)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( Verwaltungsgebaude de

11、r 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，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(diào)生態(tài)、節(jié)能的高層建筑多采用這

12、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” ?！凹∑聫V場大廈” ( Plaza Atrium ， 1986 )及其最新設計的 “新加坡展覽大廈 ” ( Exhibition Tower ， 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

13、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 ”( Three First National Plaza ， 1981 ， SOM ) 、體斯敦的 “共和銀

14、行中心大廈 ”( Nations Bank Center ， 1984 ， J. Burgee andP. Johnson )等等。而隨著人們環(huán)境觀念的增強，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 ”的關注，高層辦公建筑內(nèi)部空間的設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計手法開始出現(xiàn)。日本日建設計設計的 “伊藤忠商事東京本社大樓 ”( Tokyo C.ITOH Building ， 1

15、981 )和 “新宿 NS 大樓( ShinjukuNS Building ， 1982 )，以及 SOM 設計的沙特阿拉伯 “國際商業(yè)銀行”(National Commercial Bank , 1983 )、海蒙特 揚(H .Jahn)設計的芝加哥 “伊利諾州中心”(State of Illinois Center， 1985) 、福斯特設計的 “香港匯豐銀 行 (” New Headguarters for the Hongkong Bank， 1986) 和東京的 “世紀塔 (” CenturyTower， 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

16、的分散和分離，中庭空間的介入，已使高層建筑的空間構成模式徹底發(fā)生了變化。新一代的高層建筑空間組織更為靈活多樣，由于空間設計的側重點已由追求經(jīng)濟效率向營造寬松舒適的生活環(huán)境轉變，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。 空間構成模式也由封閉的 “積層式 ” ， 變?yōu)樯舷仑炌ǖ?“動態(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 ”的位置設計了一個與建筑通高的 “光庭 ” 。該建筑將辦公

17、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(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 ”( NakanoSakaue RedevelopmentProject)。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”( Commerzbank Headgua

18、rters ，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“NT琮張大樓"(NTT Makuhari

19、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。建筑空間與城市空間之間缺乏過渡， 沒有 “中間領域 ”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(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計開始重視底部空間與城市環(huán)境的關系，伴隨著多種

20、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(nèi)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 ”( 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

21、同層面的城市交通網(wǎng)絡相連接，以達到通暢便捷和步行、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斀窀邔咏ㄖ牡撞靠臻g設計，已從單純考慮建筑與周圍環(huán)境之間的關系，發(fā)展到進行整體的城市空間設計，其交通組織和公共活動領域的創(chuàng)造也日趨立體化、開放化。自本世紀 40 年代初， 世界上第一個一體化設計建設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與城市開發(fā)的結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的綜合項目便再度悄然興起。這類高層建筑設計的最大特色，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合部，是機動車、軌道交通和步行系統(tǒng)與建筑多層次多重銜接的結點。美國紐約的 “世界金融中心” ( World FinancialCenter , 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?！皺M濱皇后廣場” 以一條長達300m 的立體化