閱讀 15925 次 長安大學建筑系館設計
長安大學建筑系館設計
長安大學 建筑系 劉興宇
一、課題題目概述
長安大學渭水校區位于西安市北郊北三環路北側,坐落于西安經濟技術開發區、漢長安城遺址保護區、生態產業園的交匯處。渭水校區自2002年10月開工建設以來,已完成36萬平方米的建筑任務,主要建筑物有:修遠、明遠兩座教學樓約10萬平方米,逸夫圖文信息中心約45000平方米,16幢標準化大學生公寓約130000平方米,其中16號學生公寓于2010年正式建成,總共12層。滋蘭苑、樹蕙園兩個學生食堂約18000平方米,大學生活動中心約12000平方米,教師公寓約21000平方米,辦公樓約17000平方米,校區醫院約73000平方米,兩個運動場及其他基礎設施。初步形成了一個布局合理、設施配套、環境優美、適宜大學生健康成長的現代化大學校園格局。校區2003年啟用,目前有3個年級的本科生2萬余名(含留學生)在這里學習生活。校區占地面積約2500畝。現因學校規劃發展需要,擬建建筑學院系館。該系館建設用地位于長安大學渭水校區西側,東鄰草灘四路,北向和西向各有一條規劃道路,占地面積約為8500米。
長安大學建筑學院下設建筑學系、城市規劃系、藝術設計系、建筑技術研究所、建筑美術研究所共五個教學單位,一個中心實驗室(下設建筑物理,建筑CAD,建筑攝影,建筑造型實驗室),一個建筑圖書資料室,一個圖檔管理室,另有集產,學,研三位一體的城市規劃設計研究院和建筑設計研究所,及以科研為主的城市研究所、建筑聲光研究所、人居環境研究所、歷史文化名城保護研究所。
長安大學建筑學院本科現有建筑學(本科五年制)、城市規劃(本科五年制)、環境藝術(本科四年制)三個專業。還應考慮未來新增景觀專業(本科四年制),其中建筑學專業共計20個班級,城市規劃專業共計10個班級,環境藝術系共計8個班級,景觀專業共計8個班級,全院本科學生人數在1200人左右。
現擬建建筑系館,要求總建筑面積控制在15000平方米(±10%),建筑建筑型式為框架結構,包括主要教學用房(10000平方米±10%),教學管理用房2000平方米(±10%)、交通及公共活動空間等3000平方米(±10%)。
二、建筑系館的建筑特征
建筑系館是一種特殊的建筑, 對于建筑的總體感受和評價直接影響著建筑系學生對建筑的認識和理解。新時期全國各建筑大學建筑系館在建筑形式上和空問布局上都多多少少的有些變動,新的建筑系館的出現,老的建筑系館的改造,反映著在新的時期由于建筑學教學體制的改變和新的科技的出現,直接導致建筑使用者心理和行為需求的變化,對建筑系館的功能空間提出了新的要求;現今人們對建筑空間的需求已經不僅僅停留在滿足人的生理上的需求,同時還要滿足人心理和精神上的需求,強調人與環境的天人合一,創造一個人性化的建筑空間,各種因素綜合起來對建筑系館內部空間設計提出了新的要求。
(一)建筑系館的基本功能組成 :“現代建筑理論認為,功能表現為內容,空間表現為形式,二者聯系不可分 割。它體現了現代主義建筑理論中,形式追隨功能的思想。”不同的功能將產生 不同的空間形式,而不同的功能組合也會導致不同的空間形態和空間組織方式。
1.教學
建筑系館的教學部分根據教學的需要,以課程設置為依據,主要分為教室、 實驗室、資料室等。教室以專業的設計教室為核心,輔以評圖室、展廳、多媒體 教室、機房、美術教室等。這是學校中其他院系所不具備的空間,也是建筑系館 的獨特之處。實驗室包括物理(聲學、力學、光等)、模型、色彩等輔助教學的實 驗室。此外為了增加與外界的信息和理論等的交流活動還配有報告廳。基本上每 個建筑院校的建筑系館都配有大小不等的報告廳。
2.教研
與中小學不同,大學的院系除了教學的功能外還承擔科研項目,且是其重要的組成部分。科研成果決定了一個系在相關領域中的位置。建筑系通常以教授為負責人,吸收青年教師加入,以共同研究的課題為中心成立工作室或由授課和研究方向相近的教師組建成教研室,兼具課題研究、工程實踐、和本科以及研究生教育的功能。
3.管理辦公
院系都擁有獨立的行政管理體系,所需用房包括辦公室、會議室、接待室、 設備用房等。這是校園中各院素共同具備的功能空間。
(二)建筑系館的主要空間構成及其特征 :“建筑空間是一個復合型的、多義型的概念,建筑空間的存在形式和分類命名具有多重性。”按使用性質可將建筑系館空間大體分為:基本功能空間和公共空間。它們分別具有自己的空間形態特征。建筑空間形態是指空間的外部形式和表面特征。空間形態是建筑空間的環境基礎,它決定著整個建筑空間的整體環境氣氛、效果和視覺感受。空間的大小、方向、形狀、輪廓、高低、虛實、凹凸、 色彩質感、心理以及組織關系等可感知的現象都屬于建筑空間的形態。建筑系館 屬于教學建筑的一種,它既有與其它教學建筑相類似的地方,也有自己的獨有特 征,成為有別于其它的一類。
1.基本功能空間:空間形態特征取決于功能需求,而基本功能空間的特征具有內向性與獨立 性,它保證了學習、工作的效率,降低了與外界的干擾。基本功能空間按其特定 的功能進行區域劃分,這樣便于管理和使用。建筑系館與其它教學建筑的共同點是一般都將教學、教研與管理辦公劃分在不同的區域內。其中教學空間所占的比重最大,是建筑的主體空間,而且建筑系館的空間特點也主要體現在教學空間上影響教學空間形態的因素主要為教學方式和內容。 建筑學是一門實踐性很強的學 科,講究經驗的積累與創造力的培養。自古無論中外都是以師徒之間口傳心受的 方式進行的。即使在現代,建筑教育雖然形成了一套學校教育的模式,但學習方式仍然在很大程度上依靠師生間面對面的指導與交流, 而學科的綜合性特點又決 定了對學生的訓練涵蓋了藝術與技術等許多方面。 這些因素都直接影響了建筑系館的教學空間設計,并形成了自己所特有的教學空間特點。因此以下主要針對教學空間的空間特征進行分析。
(1)設計教室
設計教室為建筑系教學活動的主要場所,它在使用上要滿足授課、討論、 繪圖、制作模型,展示等功能,此外不同院系培養方式不同而對設計教室的要求 也不同。 即使是同一系館, 在不同時期教育方式的改變也會影響設計教室的空間。 因此設計教室空間需要具有很大的靈活性與適應性。 如作為建筑老八校之一的清 華大學建筑系館,屬于國內資格較老的建筑系館,早期的教師格局為典型的封閉 式格局,各班之間交流較少。隨著學科國際化的發展,清華大學建筑系館改變了教學方式,將所有建筑教室打通,形成全開放的教學空間,使學生從保守、封閉 走向交流、開放。 設計教室常見的空間形式有兩種,以班級為單位(常以25.40人左右為一個 班),空間尺度較小的設計教室,這里稱其為小教室。而年級共用甚至跨年級、 專業共用的教室,由于空間尺度較大在這里稱其為大教室。
①小教室: 空間內使用人數相對少,空間尺度小、空間形態比較單一,容易形成并列的均質空間,其空間尺度的設定與普通小教室不同,主要取決于其設計活動的特殊需要。小教室形式具有空間組織靈活的特點。通常情況下,一個班一個教室,這種安排優點是方便管理和教師授課,缺點是各班之間缺乏交流。如:同濟建筑與規劃學院的明成樓設計教室,可容納25人的教室,為開問7.2米,進深9.6米的矩形空間。鄭大建筑學院新系館方案中的設計教室為開間15米進深7.5米的矩形 空間,每班約35人。
②大教室:由于使用人數多,且包括不同年級甚至專業的學生,因此其空間形式變化較 多,而大的空間尺度,決定了它在采光照明以及結構形式的設計上與小教室有很大的區別。它還影響了建筑整體的空間組織方式進而決定了該系館的建筑形態特 征,同時也決定了該建筑學院的教學方式。大教室主要有以下幾種形式: A.大通間式:即以一個大尺度的完整空間作為設計教室。最有代表性的就是密斯于 1950-1956年為美國伊利諾理工學院的建筑與規劃學院設計的克郎樓,他將設計教室放在面積為120mx120m的沒有柱子的大通間內,可供當時400名學生使用,僅用一人多高的活動木板來劃分區域, 并與評圖和展示空間形成即分又連的流動的空間特征。相對來說這樣的空間適合學生人數以及專業劃分不太多的院 系。另外還有一些是按照年級或教育階段劃分的,如:天津大學建筑系設計教室 就是每層有一個16mx23.7m的大教室,供一個年級90人使用,共有5層。這種空 間的特點是能夠強迫各級學生之間的交往與交流,促進知識的傳播,有利于整個 院系學術氣氛的塑造。B.階梯型空間:空間內地面呈階梯狀降落形成區域劃分,不同專業或年級處在各自的區域 內,同時它又具有大空間的完整性。例如:美國的哈佛大學設計研究生院設計教室采用一個巨大的中心設計教室,供建筑、規劃和城市設計的學生共享。設計教室呈階梯狀層層下降的地面,如同舞臺般每天上演著各種設計過程和成果。屋頂是巨大的傾斜鋼網架玻璃頂,不僅起到了采光作用,還將室外美景盡收眼底。設計教室成為該館最大特色。又如:臺灣東海大學建筑系新系館設計教室:繪圖空間為混凝土折板屋頂,以側向天窗采光,從三樓高度以半層高差逐漸下降,直至落到地面層,形成五個區域,分給五個年級使用。C.復合型空間:在大空間內設有夾層,利用樓梯或坡道進行空間上的連接。形成既分又合的 空問形式,這種教室一般都是通高兩層,可利用側立面開窗采光。空間具有豐富 的層次性。如:耶魯大學建筑系館設計教室,中間為通高兩層的大廳,兩側有夾 層,空間開敞,通高的側立面有落地玻璃采光。
耶魯大學建筑系館剖面圖
(2)評圖室
評圖活動是建筑設計學習的重要環節,一方面是由教師對學生設計成果的分 析和評價,另一方面也是學生與教師交流,并聽取不同意見的機會。因此評圖空 間是建筑系教學空間的重要組成部分。在功能上應考慮滿足懸掛圖紙和擺放模 型,許多評圖空間還具有作品展示的功能。評圖空間在空間設置上主要有兩種形 式,一種是作為獨立空間設置,另一種是結合其它多功能空間設置。① 獨立空間設置 其優點是安靜、少干擾。但在空間形態上不同于其它獨立空間具有明確的封 閉性。評圖空間普遍具有較為開敞、通透的空間特征,目的是鼓勵交流和觀摩。如美國賴斯(RICE)大學建筑系館(M.D.Anderson Hall)評圖室通高兩層,在二 層處開一個大窗,從走廊上可以看到里面的評圖活動但又不會造成干擾。再如: 香港大學建筑系以評圖空間作為連接設計教室的公共性空間, 以促進不同年級的 學生間的交流,如香港大學建筑系館。
②結合多功能空間設置:結合多功能空間如:多功能廳或中庭等空間, 其空間形態更開敞更具公共性,適合更多人參與。這種結合方式是近年來的系館設計中使用較多的方式,國內許 多新建建筑系館和老建筑系館的改造都選用這種方式。 這與教學方式開放化的趨 勢相適應。例如,同濟大學明成樓就采用頂部采光的多功能廳(中庭)結合評圖、展示、交流等多種功能,為學生提供公共交往的場所。重慶建筑大學的中庭同時 作為連接個功能空間的核心空間,評圖時過往的學生駐足觀望,了解其他年級的 學生學習概況,聽取各為指導老師的點評并能從中受益。
(3)實驗室
建筑系的實驗室根據教學特色不同而存在很大的差別。有的院系傾向于技術,實 驗室在建筑空間內所占比重就會很大,內容也比較復雜。有的院系傾向于人文、 藝術,實驗室就比較簡單,且內容也會有所差別。不過建筑系所要具備的基本的 實驗室主要包括建筑物理實驗室和模型室。 ① 物理實驗室: 主要承擔聲、光、熱等實驗和檢測功能,因此需要一個大尺度空間,此外在 結構上有時也有特殊的要求,所以大多位于建筑的底層或半地下層。例如:東南 大學建筑系館物理實驗室就是一個以聲學實驗和檢測為主的實驗室。 為了完全隔 絕外界聲音的干擾而達到理想的環境狀態, 實驗室在結構上采用雙層鋼筋混凝土 墻,且墻間留出1.5M的中空,地面下則墊有剛性彈簧減震層。這個實驗室不僅 用于教學,還承擔科研的任務。
東南大學建筑系物理實驗室示意圖② 模型室: 制作模型可以幫助學生建立三維空間概念, 是將設計方案從平面構思向具體 的空間形象推演的必要階段。因此制作模型是建筑設計的重要過程。每個建筑系 館都應有自己的模型室,為學生提供制作工具和指導。模型室的空間尺度沒有一 定之規,主要是由教學特色決定。一般傾向于技術的院系在模型的制作過程中強 調解決結構、材料等問題。模型室就是一個工程車間。 國內大部分建筑院校的建筑系館內沒有單獨的模型制作空間, 都是和設計教 室繪圖空間在一起的,調研過程中很多學生提出了模型空間的問題,此部分的空 間需求很大。
2.公共交往空間: 建筑系館的“公共空間可以解釋為存在于建筑內部為教師、學生所使用和感 知,而不產生直接教學活動的公共性活動空間。”以往人們對公共空間的認識總 是停留在交通空間或輔助空間的概念上。隨著教育思想的改變,教學活動的概念 寬泛了,教學的方式、方法也越來越開放、靈活。一些活動離開了教室,利用公共空間的開放性特征以達到更廣泛的傳播知識和交流信息的目的。 因此公共空間 逐漸成為了設計中被關注的重點。 近年來許多新的建筑系館都在公共空間的設計 上進行了許多新的嘗試。
(1)“廊”空間:走廊、連廊、樓梯等形成的空間都屬于線性空間具有連續性和方向感,具有 動態空間特征。廊的基本形式分為外廊和內廊,建筑內廊的形式一般于建筑所在 地區的氣候有關,一般北方學校的建筑廊道為內廊——如哈爾濱建筑大學,南方 學校大多設外廊——如深圳大學。在這里將其歸納為“廊”空間。在使用功能上 “廊”空間主要作為交通空間將人引導到目的地,它所形成的路線是人們天天、 時時通過或可能通過或觀念上通過的道路; 并把多數空間要素相互統一并與更大 的整體聯系起來。人在空間內的進行過程中感知和使用。此外,它不僅是方向上 的指引和傳導,還是空間過渡的界質,能使人停留或導向兩側的功能空間,因此 它非常強調空間的滲透。
(2)庭/廳空間:門廳、中庭、內廳、過廳等節點空間都是趨于靜態的空間形式。而門廳、中 庭、內廳等在功能上起到集中或疏散人流,緩沖、過渡的功能,并具有場所的效 能。因此將其歸為一類。但它們也有各自的特點,主要表現為:a.門廳:門廳是建筑中出入口處的內部過渡性空間,也稱進廳、前庭等,它是空間中 主要“廊”的起止點,具有通過、接待、分流、過渡等重要作用。它有人流密度 大的特點,且是人們活動的必經之地,應有足夠的緩沖空間以滿足人通行、停留 等要求。進廳的位置分布、數量和面積均應隨著人流量大小、流線的走向等實際 情況分出主次,合理配置。b.中庭:最早是由建筑的中心庭院演化而來,它強調一種垂直的縱深感,是建筑內部 公共性空間系統中被明確區別的,是最難忘的場所;內部公共性空間結構中最明 確的要素;是空問序列的高潮。它能夠提高環境系統的整體效益,是復雜功能和 空間組織的中介,它既是目標空間,又是選擇空間,具有交通、交往、休憩、展 示等功能,并為人們提供良好的活動環境。c.過廳:是停留、過渡、展示的場所,它與中庭或主要內廳比屬于次一級空間。它與中庭/內廳的層次關系是教學建筑內部公共性空間層次的一個重要體現。過廳是很好的組織交通的方式,它通常設置在幾個方向的廊的相接處或轉折處,可與豎向交通設施結合布置,起到分配人流的作用;廊與人流集中的空間的相接之處,作為緩沖空間:進廳與大廳之間,或大廳與大廳之間,起著聯系和空間過渡的作用。d.屋頂:屋頂空間常常是容易被忽視的一個空間,很多校園建筑的屋頂都沒有被充分 的利用,而建筑系專業的師生充滿創造力的把建筑系館的屋頂利用起來,對有限的建筑系館的空間環境進行充分的發掘,提高空間的可利用度,同時增強了建筑系館的個性特色!國內許多建筑院校的建筑系館的屋頂空間都得到了很好的利 用。重慶建筑大學建筑系館的屋頂規劃成小型花園,設置座椅和綠化,給師生們提供了一個安靜的世外桃源。
總之,建筑系館的教學空間相對于其它專業的教學空間具有靈活多樣的特 點,許多功能可獨立設置也可互相結合。因為不同院校教學特色和教學方法差異較大,因此在設計上不能照搬一般教學建筑的固定模式,要根據具體需要進行專門設計。
三、建筑實例
清華大學建筑系館(梁抹據樓):建筑館總建筑面積1.53萬平方米, 主要用作建筑學院教學、科研、辦公之用, 同時亦有部分面積用作清華大學建筑設計研究院、清華大學繼續教育學院、清華大學電教中心等單位的辦公和工作場所。
1.清華大學建筑館, 位于清華大學主樓東南部位,清華大學經濟管理學院大樓隔路東西相對, 兩樓之間為南北向校園新區的主干道, 道路北端正對主樓, 南端為校園新區東校門, 出校門后便是清華科技園區。這條主干道東西兩側依序布置一些教學、科研建筑。由于清華主樓乃是五、六十年代的建筑風格, 基本上是借鑒蘇聯及東歐國家一些大樓的古典風格特別是參考了羅馬尼亞“ 火花報” 大廈 , 它的外形雄偉莊重, 自有它的特色和氣派。但畢竟這是四十年前的建筑風格,筆者認為它的建筑風格還是有些陳舊。和南邊的清華新校區及科技園區的建筑風格有些不相稱。
2.建筑外表樸實無華, 內部空間力求變化, 追求文化氣息和藝術品位設計者認為, 建筑館畢竟只是一幢教學樓, 所以在外形上具有教學建筑的特征, 力求樸素大方, 不追求形體的過份變化。重要的是外立面應和內部空間使用功能取得統一, 不增加過多的裝飾。建筑館的南北兩翼外立面都簡潔地反映出教學樓特征, 在西立面主入口處則重點處理, 突出了磨光花崗石飾面的門廊, 具有古典建筑嚴謹挺拔的韻味。入口兩側窗下墻飾以灰色花崗石圖案, 和大面積白色面磚的外墻面形成鮮明的對比, 使整座建筑給人們以典雅樸素之感, 具有文化教育建筑的特征。
3.在處理門廳和展覽廳的室內設計時, 一方面重視色彩和材料的選擇, 基本上采用了黑、白、灰的素雅色調門廳及過廳均為灰白色磨光花崗石地面, 而兩側展覽廳則用黑灰色魯灰磨光花崗石地面,并且地坪下降300毫米, 使得展覽廳的空間在地坪上有了限定。墻面均為白色噴涂, 白色石膏板頂棚, 白色大理石的樓梯踏板及欄板。樓梯內側墻則用了紅色面磚, 大廳正中墻面采用了磨光花崗石。這兩處都是室內少量的暖色調所在, 對內部環境色彩起了襯托作用。值得一提的是展覽廳的南北墻的處理。這兩處墻面對整個大廳及展覽廳的室內設計來講十分重要, 是人們視線容易集中之處, 設計者吸取了電影藝術中“ 蒙太奇” 手法, 將兩側墻面各開了一個通高的凹槽, 凹槽中放置了能代表中西古典建筑藝術的標志白色漢白玉整根東西方古典柱式, 一為古希臘雅典衛城山門的“ 愛奧尼克” 柱式,一為中國宋代木結構柱式片斷。恰似遮幅式電影左右拉開露出一個片斷鏡頭。這兩組古典柱式作為整個大廳的室內裝飾重要所在, 起到了畫龍點睛的作用。使人們感受到比較濃厚的文化學術氣息和較高的藝術品位。
以上便是建筑系館的基本情況,它在建筑造型及空間處理上值得我們學習的地方確實不多,可取之處便在于建筑學院的教學模式,專教形式的處理以及他們建筑文化的積淀。
1.清華的建筑學院的專業教室的設置是大一以年級為單位,大一以上以班級為單位,專教之間的走廊較寬,而且教室與走廊之間的分隔為木質隔墻,隔墻每隔一米有一個十厘米的縫隙,既保證了學生學習的私密性,也兼顧了同學之間的交流。同時由于隔墻厚度較薄,也為走廊騰出了更多的空間,退后的隔墻與柱子弱限定出了一塊供每個班級評圖,做模型等活動的小空間,以方便了各年級之間的交流。
2.蒙太奇式的建筑構件的展示可以讓同學們切身的感受到經典建筑構件的質感和尺度。
3.建筑氛圍和細節的處理有助于推動同學們的學習。比如一個很有特色的展廊,二十四小時供應熱水的茶水間,建筑學院內部的畫材供應室和打印室,走廊上的公共交流中心等等。
通過前期的調研,我發現問題主要集中在這幾個方面:
1.展覽空間:現在建館內一些無意義的駐足空間很少,大部分公共空間多以對外宣傳為目的,真正為同學交流學習及用來休息遠眺的空間嚴重不足。
2.使用面積:缺乏公共空間,模型室面積不足。
3.建筑生態:通風采光條件差,建筑能耗高。由于建筑形式的問題,中樓的通風采光問題比較嚴重。現有建筑外墻保溫隔熱性能較差,造成建筑能高。
在對現狀進行深入細致的考察和思考之后,我覺得可以考慮取消現狀中間走廊兩邊房間的線性空間組織方式,采用大公共空間內嵌套各種不同性質小空間的組織方式。按照使用功能對空間的私密性程度的不同要求對空間進行分類:公共空間——包括報告廳、沙龍、圖書館、資料室等,以及開敞的公共空間;半公共半私密空間——包括學生專教、討論教室、講課教室等;私密空間——教師辦公室,行政辦公室等。并加強每個功能區內部的交流,比如教師教研室和學生專教之間的交流,老師與同學的及時溝通也是很重要的,也是常常被我們忽視的!
專教的設置也不一定要是走廊兩邊為教師的線性布置,可以考慮以一種更新的方式進行布置,比如在豎向上做文章。
清華大學設計中心樓:設計樓建筑平面基本呈長方形, 平面盡可能緊湊、完整以減少冬季建筑的熱損失。長軸為東西方向, 樓、電梯間與門庭、會議室等非主要工作室, 布置在建筑的東西兩側, 以緩解東西日照對主要工作區域的影響。工作空間劃分為大開間開敞式設計工作室區域與小開間辦公室,可以根據不同功能需要加以安排, 使工作室的布置具有一定的靈活性。建筑南向是一個3層高的綠化中庭, 一方面為員工提供一個生機勃勃的良好景觀與休息活動空間, 一方面可以有效地緩解外部環境對辦公空間的影響。
內外環境的調節器
在設計樓中, 通過對緩沖層的設計與利用, 有效的減少建筑能耗并創造出舒適宜人的內部工作環境。熱緩沖中庭在設計院辦公樓的設計中, 我們在南向設計了一個體積較大的綠化中庭。實際上, 這是一個位于建筑南部的邊庭, 其物理功能內涵較之傳統的位于建筑內心的庭要豐富。在冬季,中庭是一個全封閉的大暖房。在溫室作用 下, 成為大開間辦公環境的熱緩沖層, 有效地改善了辦公室熱環境并節省供暖的能耗。在過渡季節, 它是一個開敞空間, 室內和室外保持良好的空氣流通, 有效的改善了工作室的小氣候。在夏天, 中庭南窗的百頁遮陽板系統能有效的遮蔽直射陽光, 使中庭成為了一個巨大的涼棚, 在盡可能不影響空氣流動的情況下, 成為一個過渡空間, 對工作空間起到良好的緩沖作用。中庭南側為全玻璃外墻, 上部開設了天窗, 并希望利用中庭頂部的反射裝飾板, 盡可能保證開敞辦公室的天然光利用。中間的光廊亦可采用一部分天空光線, 幫助提高設計室的天光照度。防曬墻與架空屋頂有效地防止西曬。這面由混凝土制成的防曬墻完全與建筑脫開, 在夏季與過渡季節, 可以完全遮擋西曬的直射陽光。同時防曬墻與建筑主體之間的空隙還有利于室內空氣的流通(拔風作用) 并可保證主體建筑室內的均勻天光照明。在冬季, 防曬墻能有效的遮擋西北風, 在陽光照度大的天氣甚至還能積蓄熱量而成為一個蓄熱體, 在建筑西側形成一個熱保護層, 從而有效緩解外部氣溫對建筑內部的影響。除此之外, 從建筑造型角度看, 防曬墻的設計手法和細部處理給人們以一種新穎的感覺。
架空天棚的設計是緩沖層概念的另一個重要體現, 在夏季其對于屋頂的熱緩沖作用也是十分明顯的。除了通過架設太陽能板, 可以充分利用太陽的輻射能量并遮蔽直射陽光外, 通過架空層的空氣流動,也能迅速帶走熱量, 降低屋頂表面的溫度。
遮陽板系統
夏季, 太陽輻射往往成為工作環境十分不利的作用因素, 尤其是通過玻璃進入室內的熱量, 會造成大量的空調冷負荷。根據美國研究人員對墻體(木板) 與玻璃的太陽輻射熱量通過情況進行的比較, 通過玻璃進入室內的太陽輻射量是墻體的30倍以上。但如果附加了一定的遮陽措施, 這種熱通過量則明顯減少, 大約只占原先的三分之一左右。由此可見, 適當的遮陽設計對減少太陽輻射進入建筑內部是十分必要和有效的, 盡管這是一種傳統而古老的辦法。今天, 在國外一些比較先進的辦公建筑中使用了可自動調節的遮陽裝置, 可以根據天氣的變化、季節的不同, 調整對太陽能量的獲得。但實踐中這類設備往往難于維護, 并且造價十分昂貴。因此, 我們在設計中采用了非機械的固定遮陽板設計。
在設計樓的設計過程中, 設計小組對于利用自然風對辦公室進行換氣的做法, 以及辦公室的自然通風狀況,進行了充分的研究與調整。通過最終計算機模擬的結果, 設計樓的各層辦公室在過渡季節完全可以依靠自然通風維持室內的舒適條件。
綠化引入室內
今天的許多建筑師都夢想能夠在作品中重塑自然, 至少是把清新的綠意帶回人們的身旁, 楊經文在他的書中寫到建筑物常常可以看作大量的無生命物質的堆積植被化的理想目標就是將有機的、富有生命力的物質與無機的、無生命的物質融為一體。綠色辦公建筑設計顧名思義, 不可能缺少現實中的綠色, 當我們將植被綠化系統引入辦公建筑時, 我們正在進行一種創造, 不僅僅出于節能的考慮, 更是在追求一種努力與自然保持接近的生活, 就如同很多熱愛生命的人在居室的窗臺前、陽臺上鋪上一層綠色一樣。有些觀點并不同意類似創造自然的說法, 認為這是違背于綠色精神的和虛假的。在這里我們完全同意追求植被化效果, 必須以一定的經濟平衡預算為前提, 但試想, 在高度人工化與密集的城市環境中, 如果沒有人類的再創造, 我們又該去哪里尋找草地、樹木, 尋找自然的影子呢?因此在這里, 我們認為植被化是綠色辦公建筑設計的重要手段之一。事實上, 雖然種植植被使我們的設計工作變得復雜甚至困難, 并伴隨著一次性投資的增加。但毫無疑問的是, 綠色植物的引入也可以起到某種調節器的作用, 并且與緩沖層策略的被動性不同, 這是一種積極主動的綠色手段。除此之外, 綠色植物的介入還有助于幫助員工在緊張的狀態下得到適當的放松, 作為對植被化手段的應用, 在設計樓的設計中, 綠化引入室內成為一個重要特色。
整個建筑在造型,功能和綠色技術的應用與結合做的很到位,可以為我們在綠色建筑設計中提供大量實例和經驗的參考。
四、當地(西安)氣候,文脈,環境特點分析
氣候環境
西安屬于暖溫帶半濕潤的季風氣候區,雨量適中,四季分明。年最高氣溫在40攝氏度左右,年最低溫度在-8攝氏度左右.無霜期平均為219~233天。1月份最冷,平均氣溫-0.5℃~1.3℃,平均最低溫度-3.8℃;7月份最熱,平均氣溫26.3℃~27℃,平均最高氣溫32.2℃;年平均氣溫13.6℃。
氣溫西安地區2007年平均氣溫13.7℃(藍田)~15.6℃(西安),與常年比較偏高0.6~1.9℃,長安偏高0.6℃,市區偏高1.9℃。
最高氣溫 年日最高氣溫等于或大于35℃的炎熱期平均出現22天左右,1997年最多,達61天,在1961~1998年的38年中,有9年出現了40℃以上的酷熱天氣,曾有9年最高溫度超過40.5℃,已知,分別為1934年(45.2℃),1966年(43.4℃),1998年(41.8℃),2005年(41.7℃),和2006年(42.9℃,一般以此作為極端最高氣溫),1994年(41.4℃,長安8月4日),1951年,1959年,1962年(資料不全)
年份 |
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
年最高氣溫/℃ |
38.7 |
40 |
40.3 |
40.3 |
40 |
41.7 |
42.9(市區) 43.3(長安) |
39.1 |
40(戶縣) |
40.5(高陵) |
降水西安地區2007年降水總量595.9~732.9毫米,戶縣最多。
日照西安地區2007年日照時數為1398.5~2126.7小時,與常年比較,市區、戶縣、藍田偏多,高陵、長安、臨潼、周至偏少。
大霧西安在秋冬季節時,大霧天氣會頻繁出現,年內各區縣大霧天數均在10天以上。
西安屬于季風性氣候,冬季較為干燥,注意每天補充適量水分。
西安氣候條件:森林茂密,水量豐沛,氣候濕潤
西安屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候,四季分明,氣候溫和,雨量適中。春季溫暖、干燥、多風;夏季炎熱多雨,多雷雨大風天氣;秋季涼爽,氣溫速降,秋淋明顯;冬季寒冷,多霧、少雨雪。
該氣象要素數據根據西安氣象觀測站1970—2009年的氣象觀測資料統計。
1.氣溫
西安極端最高氣溫為42.9℃,出現在2006年6月17日;4-10月極端最低氣溫-1.9℃,出現在1978年10月29日
春季回暖期(4月1~30日):平均氣溫15.2℃,4月上、中旬常有較強降溫天氣,下旬溫度迅速回升。
初夏少雨期(5月1日~6月20日):平均氣溫21.8℃,氣溫呈現上升趨勢,但晝夜溫差大。
初夏多雨期(6月21日~7月20日):氣溫變化比較平穩,日平均氣溫穩定在25~28℃,最低氣溫通常高于15℃。
盛夏伏旱期(7月21日~8月20日):日平均氣溫在24~28℃之間,日平均氣溫呈現緩慢下降趨勢,極端最高氣溫35~40℃,晝夜溫差9~11℃。
初秋多雨期(8月21日~10月10日):日平均氣溫15~24℃,隨著北方冷空氣的不斷入侵,日平均氣溫呈現降低趨勢。
秋季涼爽期(10月11~31日):日平均氣溫11~15℃,隨著北方入侵冷空氣的加強,日平均氣溫迅速降低。
2.降水
西安4~10月平均總降水量488.6毫米,平均總降水日數66天。平均日降水≥25毫米的大雨日4.5天,平均日降水≥50毫米的暴雨日約1天。
圖2 西安1970—2009年4—10月逐旬平均降水量變化圖
3.濕度
空氣濕度對人體感覺氣象環境的舒適程度有重要影響,高溫高濕會使人感到悶熱而不舒適。
春季回暖期(4月1~30日):平均相對濕度為64.5%, 4月內各旬相對濕度分布比較均勻。
初夏少雨期(5月1日~6月20日):相對濕度6月上中旬的54%,達到全年最低值。
初夏多雨期(6月21日~7月20日):相對濕度達60~70%。
盛夏伏旱期(7月21日~8月20日):相對濕度70%,加上溫度相對比較高,此時人們感覺炎熱,偶爾有高溫高濕的悶熱天氣。
西安初秋多雨期(8月21日~10月10日)與秋季涼爽期(10月11~31日),氣溫較盛夏有明顯下降,相對濕度達74~80%。
4.風
西安4~10月平均風速0.7~2.6m/s,主導風向為東北風。下表是西安各時段平均風速、靜風頻率及主導風向。
4~10月,西安主導風為東北,第二主導風為西南。
西安地區屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候,夏季高溫多雨,冬季稍冷少雨。氣候溫和,四季分明,雨量適中,市區年平均溫度13.3C,最冷月1月平均氣溫-0.9C,最熱月7月平均氣溫26.4C,全年無霜期232天,降水量偏少,主要集中在夏季。年平均氣溫13.0~13.4℃,最冷1月份平均氣溫-0.4~0.9℃,最熱7月份平均氣溫25~26.6℃,年極端最低氣溫-20.6℃(西安1995年1月11日),年極端最高氣溫43.4℃(長安1966年6月19日)。年降水量558~750毫米,由北向南遞增。7、9月份為兩個明顯降水高峰。年日照時數1983~2267小時,年最多風向為東北風(西安)。年內主要氣象災害有干旱、雨澇、冰雹、大風、干熱風和低溫凍害。
五、長安大學現有建筑系館現狀分析
小寨小區建筑系館位于西安市長安中路161號,建筑類型為辦公樓,坐北朝南,建筑面積4174平方米,地上5層,占地面積1137.35平方米,使用人數200人左右,1996年竣工。建筑結構為磚混結構,外墻為實心粘土磚,無保溫措施。外窗為單玻單層窗,辦公室內部有窗簾內遮陽。部分辦公室安裝分體式空調。
建筑系館是典型的內廊式辦公樓,建筑底層北部房間為沿街對外商鋪,與主體建筑斷開,并不向學校內部開放,底層南側房間為大的語音教室,主體建筑南側是一個半圓形的大階梯教室。建筑出入口有大臺階直接通向二層。建筑二到五層的教室現多改為辦公室,只留少部分教室。屋頂層開有鋸齒形天窗。
現有系館存在問題:
長安大學建筑學院教學方式仍然沿用蘇聯及早期清華大學建筑學的教學方式,教室格局為典型的封閉式格局,各班之間交流較少。設計教室以班級為單位,小教室形式具有空間組織靈活,私密性高,方便管理和教師授課的特點。但是缺點是各班之間缺乏交流。
由于系館建設時間久遠,目前長安大學建筑系館與其他教學建筑沒有太大區別,空間單一,沒有各個空間之間的溝通與滲透,不太能滿足現有教學要求。且在建筑材料與教學設備方面也非常欠缺,教學樓老舊,桌椅破舊,實驗室較少,圖書資料室是辦公室改造,教室缺少投影儀等基本教學儀器;沒有交流、休憩的功能空間。
六、建筑基地現狀分析
1.地理條件
長安大學渭水校區,處于西安市未央區,位于西安市北郊北三環路北側,坐落于西安經濟技術開發區、漢長安城遺址保護區、生態產業園的交匯處。校區占地面積2506畝。
2.地質條件
西安地區位于華北地臺西部的渭河斷陷。斷陷西部為渭河凹陷區。
未央區地處渭河凹陷區的西安凹陷帶,境內斷裂構造非常發育。轄境地貌類型屬渭河沖積平原,地形平坦,高程差約50米,平均坡度在2度以下。土壤以黃綿土和潮土為主,占全區土壤總面積的77%以上。土質良好,不沙不黏,通氣性、可耕性好,有機質和養分含量較高,適種各種作物。
3.氣候條件
西安屬于暖溫帶半濕潤的季風氣候區,雨量適中,氣候溫和,四季分明。春季溫暖、干燥、多風;夏季炎熱多雨,多雷雨大風天氣;秋季涼爽,氣溫速降,秋淋明顯;冬季寒冷,多霧、少雨雪。年最高氣溫在40攝氏度左右,年最低溫度在-8攝氏度左右.無霜期平均為219~233天。1月份最冷,平均氣溫-0.5℃~1.3℃,平均最低溫度-3.8℃;7月份最熱,平均氣溫26.3℃~27℃,平均最高氣溫32.2℃;年平均氣溫13.6℃。
通過調研分析及查閱資料,我對于長安大學建筑學系館這個項目了形成了一個初步的設計構思方向。
一.建筑本質: 從建筑的本質出發,結合建筑學的專業特色,為學生營造出舒適,豐富的建筑空間,同時也為學生提供親自體驗建筑空間魅力的條件。在場地設計方面,盡量在校園西區創造出一個具有凝聚力和標志性的場所和建筑形象。
二.綠色設計:結合西安地區的氣候特征,首先在設計方面盡可能做到綠色節能,再通過一些綠色技術手段來達到近一步的綠色設計要求。
三.教學模式:對于現有的教學模式進行大刀闊斧的改革,豐富教學方式,充分考慮各班教室之間的交流。并在教學硬件服務上加以改進,比如設置專用的畫材供應室,材料室,學生展廊及24小時茶水間,為學生提供更方便的后勤保障。
(本文來源:陜西省土木建筑學會 文徑網絡:韓倩茹 尹維維 編輯 文徑 審核)
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