倫敦高層建筑的生態(tài)設(shè)計策略分析分析

1、倫敦高層建筑的生態(tài)設(shè)計策略分析以瑞士保險大廈和碎片大廈為例摘要：近年來，建筑師福斯特、皮亞諾將生態(tài)概念引入高層建筑設(shè)計中，創(chuàng)作了許多成功 作品。憑借技術(shù)優(yōu)勢，探索了高層建筑設(shè)計的新的可能。本文通過生態(tài)策略的深入分析， 結(jié)合倫敦的兩個建筑實例，探討了高層建筑建筑創(chuàng)作的新趨勢。關(guān)鍵詞：高層建筑生態(tài)策略；瑞士保險大廈；碎片大廈目前許多城市的高層建筑似乎都出現(xiàn)了類似的發(fā)展過程，一方面充斥著高層建筑的城市形象不僅千篇一律，這與一些形象生硬、刻板、平庸、粗制濫造的高層建筑關(guān) 系密切。以往高層建筑設(shè)計，重點是使用與造型方面的考慮，突出其使用功能與標(biāo)志性作 用。其問題在于：內(nèi)部往往是封閉式全空調(diào)空間，外立面設(shè)

2、計則追求標(biāo)新立異，內(nèi)外互不 相干。而現(xiàn)在新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝的應(yīng)用在建筑 設(shè)計中出現(xiàn)，這使得高層建筑設(shè)計有 了新的發(fā)展方向。高層建筑的選址一般集中在市中心一帶，交通密集。加上大樓內(nèi)容納人員眾多，車 輛進出頻繁，使得城市局部交通壓力非常大。同時，高層建筑之間常發(fā)生互相遮擋陽光及 視線，并對周邊地塊產(chǎn)生不利影響的案例時有發(fā)生。高密度城市使我們城市出現(xiàn)交通擁 堵、霧霾等惡劣環(huán)境，所以高層建筑的生態(tài)性日益為人們關(guān)注。倫敦最為最有活力的國際 大城市，近些年建設(shè)了一些優(yōu)秀的高層建筑，通過分析倫敦的成功案例有利于我國的城 市建設(shè)發(fā)展。1福斯特瑞士再保險公司大廈生態(tài)策略諾曼福斯特(Norman Foster

3、)一位執(zhí)著地發(fā)掘科學(xué)技術(shù)與各種材料潛力的英國建筑 大師，自1967年成立事務(wù)所至今，以表現(xiàn)新結(jié)構(gòu)、新工藝的技術(shù)美學(xué)而享譽世界其精湛 作品遍及全球。福斯特始終將技術(shù)美作為設(shè)計手法的核心，從香港匯豐銀行總部、BBC廣播電臺總部到世紀(jì)塔等作品，使他毋庸置疑地被公眾 推崇為“高 技派”的巔峰人物而福斯特本人卻強調(diào)所重視的是“適宜技術(shù)”。近年來，針對全球生態(tài)惡化、資源浪費的現(xiàn)狀，福斯特更將目光轉(zhuǎn)向人類社會面臨 的危機憑借多年來的技術(shù)優(yōu)勢，他開始關(guān)注如何將保護環(huán)境、維持可持續(xù)發(fā)展的理念引入 建筑設(shè)計中，如何利用技術(shù)手段解決建筑生態(tài)問題。1.1生態(tài)螺旋體量設(shè)計這主要出于兩方面的考慮：一曲線形在建筑周圍對氣流

4、產(chǎn)生引導(dǎo)，使 其和緩地通過。這樣的氣流被建筑邊緣鋸齒形布局的內(nèi)庭幕墻上的可開啟窗扇所“捕獲”。幫助實現(xiàn)自然通風(fēng)；、避免由于氣流在圖大建筑前受阻，在建筑周邊產(chǎn)生的強烈下旋氣流和強風(fēng)這正是很多高層建筑周邊環(huán)境惡劣的重要原因。福斯特具體入微地實踐了對周邊環(huán)境的關(guān)照，盡力減小巨大建筑物給人帶來的不適。出于這樣 的原因，其形態(tài)經(jīng)過電腦模擬和風(fēng)洞試驗，由空氣動力學(xué)決定。圖1氣流計算機分析修T麗出梭板啟討轉(zhuǎn)動S-形曲螺旋體淫筑立nn圖2體量分析草圖1. 2生態(tài)中庭一一空間設(shè)計在瑞士再保險公司的表面分布著螺旋形結(jié)構(gòu)的暗色條帶。如上所述，建筑周邊氣流被內(nèi)庭幕墻的開啟扇所捕獲之后，在空氣動力學(xué)曲線所帶來的上下樓層

5、間 的風(fēng)壓差的驅(qū)動下沿螺旋形排布的被分隔為2層或6層的內(nèi)庭中盤旋而上。這樣 的自然 通風(fēng)手段可以使該建筑每年減少40%的空調(diào)使用量。所以，立面上的6條深色的螺旋線所 標(biāo)示的是6條引導(dǎo)氣流的通風(fēng)內(nèi)庭。明確地體現(xiàn)了建筑內(nèi)部的邏輯，這些內(nèi)庭的作用遠不 止一個大號通風(fēng)井，它們同時也是該建筑得以使用自然光照明的采光井和使室內(nèi)保持視 覺上感官上聯(lián)系。打破層與層界限的共享空間，所以無論是在表皮，還是在建筑內(nèi)每層平 面的布局中這樣的螺旋狀排布都扮 演著極其重要的角色，為了更好地說明問題，有必要探 究一下樓層平面布局。在一個標(biāo)準(zhǔn)的樓層平面中，中心部分是樓梯、電梯、消防電梯、衛(wèi)生間和其他輔助用 房組成的核心筒，其

6、中也包括為整個樓層所公用的會議室核心筒外是作 為交通空間的環(huán)形 區(qū)域，這一區(qū)域?qū)⑷肆魇枭⒌?個向外的分支中去，每個分支就是一個相對獨立的辦公 區(qū)。在辦公區(qū)之間，形成三角形的內(nèi)庭。6個這樣的內(nèi)庭在水平上呈鋸齒形均勻排布，貫穿2層或6層，各層之間螺旋形錯動，形成扭轉(zhuǎn)的通高 空間，為辦公室提供交流、休憩的場所，同時更是辦公空間的采光井和通風(fēng)口。內(nèi)庭的布 置使建筑與自然元素有了更大的接觸面，是自然對人工的穿透。這樣的內(nèi)庭為建筑提供 了最大化的陽光透入，減小了人工照明的需求。配合光照度和運動感應(yīng)器，防止一切不必要的照明，減少能源消耗和制冷負(fù)荷。由于自然通風(fēng)和照 明的引入，瑞士再保險公司達到了令人膛目的節(jié)

7、能指標(biāo)建筑研究組織對 于低能耗混合模式 辦公建筑的指導(dǎo)耗能指標(biāo)為 預(yù)測將打破25kwh/175kwh/rf,而瑞士再保險公司被rfo圖3平面圖心1.3 生態(tài)表皮該建筑與外界相交的邊界實際上由兩種不同性質(zhì)的空間組成，同質(zhì)空間盤旋向上，而這就是幕墻上色澤深暗的螺旋線的由來在對曲線形的外立面作了 可能的簡化處理之后，外圍護結(jié)構(gòu)被分解成5500塊平板三角形和鉆石形玻璃。數(shù)千版塊 構(gòu)成了一套十分復(fù)雜的幕墻體系，這套體系按照不同功能區(qū)對照明、通風(fēng)的需要為建筑提 供了一套可呼吸的外圍護結(jié)構(gòu)，同時在外觀上標(biāo)明了不同的功能安排，使建筑自身的邏輯 貫穿于建筑的內(nèi)外和設(shè)計的始終。簡而言之，除頂部餐廳特制的水泡形玻璃

8、外，這套系統(tǒng)包括兩個部分：辦公區(qū)域幕墻和內(nèi)庭區(qū)域幕墻。辦公區(qū)域 幕墻由雙層玻璃的外層幕墻和單層玻璃的內(nèi)層幕墻所構(gòu)成，在內(nèi)外層之間是通風(fēng)空道，并加有遮陽片。通風(fēng)空道起到氣候緩沖區(qū)的作用，減少額外的制冷和制 熱。螺旋形上升的內(nèi)庭區(qū)域幕墻則由可開啟的雙層玻璃板塊組成，采用灰色著色玻璃和高性能鍍層來有效地減少陽光照射。從結(jié)構(gòu)方面來說，瑞士再保險公司的幕 墻還有一個不同尋常之處，其幕墻直接支承在作為承重結(jié)構(gòu)的建筑外圍的斜向鋼架之上， 所以，從某種程度上這是一種自承重的幕墻體系，并且幕墻支撐結(jié)構(gòu)與核心筒一起參與建 筑受力。圖6幕墻表皮1.4 生態(tài)策略除了平面布局和幕墻設(shè)計等建筑化的手段，福斯特試圖在更加策

9、略化的方面推進可持 續(xù)發(fā)展的環(huán)境建筑設(shè)計理念。例如使用天然氣這種清潔能源作為建筑燃料，在所有可能的 地方使用低能耗照具，非中心化分樓層地根據(jù)需要提供和控制的機械通風(fēng)，比供給整座建 筑的中央式系統(tǒng)減小了能耗，進而在城市尺度的考慮中，對交通系統(tǒng)做出了一些比較激進 的改革。如盡量依靠周圍成熟的公共交通體系，減少對私車的依賴，底層提供比最低標(biāo)準(zhǔn) 大三倍的自行車準(zhǔn)備區(qū)域，其中包括淋浴和更衣設(shè)施，鼓勵使用替代性的交通方式，建筑中除殘疾人車位外不提供私家車泊 位。2皮亞諾(Renzo Piano)的碎片大廈(The Shard )設(shè)計和生態(tài)策略倫敦橋大廈，也稱碎片大廈，位于泰晤士河南岸倫敦橋車站附近。根據(jù)倫

10、敦橋周圍的 四分之一倫敦橋計劃(Lon don Bridge Quarter),由意大利建筑師皮亞諾設(shè)計的倫敦新地 標(biāo)建筑。也是新的生態(tài)理念設(shè)計的高層建筑。碎片大廈72層的空間里含括多種功能。集火車、公交、地鐵為一體的倫敦 橋車站是倫 敦最繁忙的交通樞紐之一，每天客流量達20萬人次。倫敦橋大廈項目正是對倫敦市市長倡導(dǎo)在主要交通節(jié)點大力發(fā)展高密度建筑的政策的積極回應(yīng)。公共空間公交站火車站The Place 商場碎片大廈圖 7 London Bridge Quarter 規(guī)劃大廈的形態(tài)由其在倫敦城市天際線的突出位置所決定。與紐約、香港等城市的情況不同，碎片大廈所在的區(qū)域并沒有林立的高樓。設(shè)計參考了

11、停泊在泰晤士河岸船只的桅桿和 莫奈的國會大廈(House of Parliament)系列畫作。形成泰晤士河倫敦橋的新的城市天 際線，新的城市標(biāo)志。圖8天際線設(shè)計1. 1生態(tài)空間設(shè)計建筑纖細(xì)的錐體形式適合不同的使用功能，底部較大樓面為辦公，中部為公共區(qū)域和 酒店，上部為公寓，68s72層是最頂端的公共樓層，在距離地面240 m處設(shè)置有公共的觀 景廊，再向上建筑延伸到306 1n的高度。多元的使用功能為大廈增添了活力，對于倫敦如 此標(biāo)志性的建筑，其公共可達性尤為重要。8個玻璃“碎片”決定了大廈的外形和視覺效果。玻璃“碎片”之間的“縫隙”作為開放通“縫隙”處的空間在辦公層作為會為 風(fēng)口為室內(nèi)提供了自然通風(fēng)，議室或休息室，在 密封的建筑提供了與外部環(huán)境的重 公寓層可作為冬季花園，要聯(lián)系。圖9碎片大廈剖面圖1. 2生態(tài)表皮整個被動式雙層立面采用了