高层建筑竖向景观营造分析?
一、研究背景和意义
基于全球城市化进程的加快、人口的膨胀和城市建筑密度的增加,人们开始意识到环境和建筑能耗的污染以及生态系统的危机。为了遏制这种趋势,绿色建筑应运而生。绿色建筑的定义是最大限度地节能、节地、节水、节材,保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,与自然和谐相处的建筑。而实现绿色建筑的重要途径之一就是垂直景观,它对城市生态景观有着不可估量的补偿作用。
中国作为人口大国,城市土地资源短缺,同时大量人口持续涌入城市,导致北、上、广等城市越来越拥挤。这些拥有丰富土地和黄金的大城市中心集商业、娱乐和文化于一体。高层建筑多,公共绿地严重不足。一些人建议建立更多的绿色广场和公园来解决这个棘手的问题。初衷是好的,但实际国情难以实施。据预测,2020年,中国将有300万农村人口转移到城市。大量农村人口正以惊人的速度涌入城市,城市土地容量已经饱和。如何平衡建设用地和绿化面积,是我们面临的一个极其严峻的问题。另一方面,随着物质文化水平的提高,都市人对生活品质的追求也在不断提升。
他们渴望亲近自然,享受绿色的需求与日俱增。据统计,上海2010年GDP已达1万美元。随着经济消费能力的提高,高质量的生活水平、环境和质量标准成为城市居民越来越关心的话题。对公共绿地环境的投资使生活和工作环境更加舒适宜人,这已经成为人们的一种知识和追求。因此,在水平绿化可拓展面积基本为零的情况下,寻求高层建筑的垂直绿化可用性将成为一种趋势。高层建筑的表皮绿化既能在短时间内实现绿色植物覆盖,又能与建筑节能降耗的绿色建筑目标相一致,是一种一物多用的方法。
同时,垂直景观对于改善城市的生态效果也具有重要意义。高层建筑的竖向景观功能定位于生态,具有吸收和阻隔空气中的灰尘、减少尘粒、清洁和净化空气、减少噪声辐射、调节室温、节约建筑能耗、美化环境、让人心情愉悦等不可估量的社会效益和经济效益。
二、国内外研究现状
城市垂直景观设计早在古巴比伦时期的古典空中花园就已经萌芽。当然,早期的垂直立体绿化更多的是对自然植物的无意识攀援,品种单一,没有系统的理论。直到20世纪90年代,西方发达国家才开始对垂直绿化进行系统研究,并逐渐成为景观设计领域未来城市生态景观发展的前沿课题。一些发达国家的垂直景观在改善新兴城市的生态环境,为城市居民带来生态、经济和健康效益,在一定程度上消除“城市热岛效应”,促进生态园林的科学建设等方面,得到了政府政策的支持和推动。
其中,马来西亚建筑师杨景文可以说是实现“空中花园”的先驱,他的建筑设计以有机和生机勃勃的植被相结合而闻名。他提倡建筑和植物生态系统的有机生长。在他的生态建筑实践中,他始终坚持生物气候学的设计原则,创造了许多令人惊叹的垂直景观生态建筑。他的成名作之一是新加坡EDITT?塔,1998荣获热带生态建筑设计奖。
从远处看,整个建筑就像一棵参天大树矗立在高楼中,四周绿植环绕。植物与建筑的和谐,既达到了审美的高度,又起到了隔热的作用。这栋楼的绿地与居住面积的比例达到了1:2。建筑还有多套雨水回收、光伏发电、污水净化等绿色节能系统。杨景文的生态建筑实现了绿色植物与建筑的和谐生长,也展示了通过精心配置的植物可能形成的丰富多彩的空间形态,使建筑与自然完美结合。正如杨景文所说:“建筑往往可以看作是大量无生命物质的堆积,而植被的目标就是将有机的、有生命的物质与无机的、无生命的物质融为一体。”
此外,日本和法国也出现了垂直景观生态建筑。比如日本福冈的ACROS建筑,整个建筑去掉了1/4的地下空间,地上建筑设计成台阶状,屋顶部分完全被绿色植被覆盖。经过几年的建成,郁郁葱葱的植被已经与南公园的绿化融为一体,似乎在城市中心形成了一个绿色的岛屿。在收获美丽视觉景观的同时,让整个建筑的温度更加舒适,营造良好的生态效果。目前,在北京、上海、深圳、重庆等大城市,对城市垂直绿化的研究和探讨已经形成了一定的认识,城市建筑外立面上也出现了一些绿化表皮的实践案例,但这些做法在一定程度上只能称之为垂直绿化,与垂直景观还相差甚远。可以说,我国高层建筑的竖向景观设计还处于起步阶段,还有很多经验需要学习。
三,高层建筑中竖向景观的营造手法
需要明确的是,垂直景观和垂直绿化是两个不同的概念。竖向景观是充分利用建筑的竖向空间,实现植物(包括树木)和高层建筑生长的景观设计。垂直绿化的本质是建筑物垂直平面的攀援绿化,是攀援植物翻转90度的平面绿化。但两者也有一些相似之处,比如占地少,采用垂直立体绿化设计等。在竖向景观设计中,植物是建筑造景的主要手段。通过植物造景的不同组合,形成高层建筑平面布局和竖向建筑结构设计的独特空间营造,形成如画的优美景观,丰富高层建筑室内空间的功能要求。对这些施工技术的分析需要更多实际操作的可能性,但目前我们更多的是经验主义,只有理论上的安排。根据杨景文在高层建筑中运用生物气候学组织空间的经验,我们可以借鉴的设计方法如下:
(1)空间组织
通过分析其平面布局,杨景文的高层建筑轮廓大多不规则,采用不同凹度的开敞空间进行绿化。垂直楼层的悬挑空间错落有致,既能让不同的住户享受到更多的阳光,又能让错位排列的植物得到足够的光照和生长空间,尤其是乔木植物。嵌入大量绿植,不仅有效降低建筑本身的热岛效应,还能产生氧气,吸收二氧化碳和一氧化碳,丰富建筑的单一表皮,不影响阴影区域开窗的可能性。
进一步分析其竖向空间,高层建筑的竖向景观结构本身就是植物的自然美和人工美与建筑相结合的产物,所以要考虑植物预留的生长空间,重视其弹性空间的设计安排。各种设施设置方便,满足时空发展需要。所以消防、疏散等设施的设计要从美学层面考虑。可以充分利用超高层建筑防火规范要求的建筑避难层,以竖向景观绿化为重点,打造充满活力的建筑立面,提升整个建筑的美感。
(2)工厂配置
绿色植物作为垂直景观生态建筑的重要元素,直观地展示了建筑的生态效果和视觉感受。优秀的垂直景观生态建筑一定是植物与建筑美学的高度融合,所以植物的搭配尤为重要。竖向景观的营造不是简单地在建筑上附着一层攀缘绿植,而是注重丰富植物的搭配、色彩季节的变化和柔和的线条,营造出一个在时间和空间上都富有生命力的建筑。
在设计过程中,悬臂种植槽作为一个独立的植物单元,应充分配备植物群落,丰富品种,形成自然分层的绿色景观。比如在凹凸不平的交错空地上,可以铺设地被植物,可以遮荫树木,可以镶嵌装饰具有观赏价值的灌木和花卉。同时选择下垂的植物和藤蔓植物进行悬挂美化,弥补建筑外墙的一些刚性结构线条,营造出与建筑相协调、错落有致、四季有景的自然植物群落景观。
(3)节能循环
正如杨景文认为很多后现代主义建筑在立面处理上加入了太多无意义的造型,造成了大量的建筑材料浪费。这些非理性的设计怪癖,忽略了能源的合理利用和能耗的约束。面对全球日益严峻的能源消耗问题,建筑师无疑应该加强节能意识,尤其是高层建筑的节能。从生物气候学的角度,探索建筑节能的可能性和方法论,最终提升人们的精神享受,降低建筑能耗。
在生态规划设计中,应优化高层建筑的竖向景观。在设计之初,就要注意整个人工生态系统的循环利用,让绿色环境的原材料和废料尽可能的循环利用,自身产生的能耗也能消化分解,减少损失。设计的挑战是充分利用资源和能源,减少浮尘,吸收噪音,调节室温,以最少的投入获得最大的收益,从而体现垂直景观生态建筑的节能、节水、节材等环保低碳理念。
(D)人文关怀
根据英国和日本的研究,超过40%在高层建筑中工作或生活的人渴望亲近自然,例如开窗见绿或去户外活动,而垂直景观是将这种愿望付诸实践的更好方式。竖向景观不仅美化了外部建筑环境,还将自然美引入室内空间。不仅在高层建筑的室内休闲空间,也在阳台空间,构筑了一个梦幻的空中绿色花园。
在阳台空间的浓荫中,层层叠叠的植物景观让人感受到以植物景观的律动为框架,画出蓝天的美妙体验。高层建筑竖向景观设计的目标不是模拟自然,而是弥合生态与建筑设计之间的刚性鸿沟,形成持久稳定的联系,创造适宜的自然,创造合理的人工生态系统。因此,在高层建筑设计中,竖向景观在强调采光、通风、保温等基本条件的同时,必须注重人的舒适性,从微观层面满足人体工程学的要求,注重人的健康,注重人的使用安全。
四。结论
竖向景观秉承生态多样性的理念,巧妙地结合高层建筑的结构设计,营造出独特的建筑立体绿色景观,在建筑竖向设计中与绿色植物寻求平衡点,可以在一定程度上解决我国大城市面临的绿地资源匮乏的问题。但是,高层建筑的竖向景观不可避免地会有一些缺点。首先是资金投入的问题。垂直景观需要更多的资金和技术支持,成本和回报都比较慢。
其次,绿化的后期维护是一个长期的工程,当然难免会有防水和荷载方面的顾虑。所以前期的质量保证和后期的资金投入是关键,这也需要政府更多的政策支持和社会认可度的提高。但在目前的国情下,垂直景观不失为一种快速有效的改善城市中心区绿化面貌的方法。试想一下,如果我们城市的大量高层建筑被绿色包裹,城市景观呈现一片绿色的海洋,那么在快节奏下,将会极大地改善都市人的生活和工作环境质量。
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