高層建筑空間構(gòu)成模式研究

1、高層建筑空間構(gòu)成模式研究        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(shí)，其空間構(gòu)成模式也發(fā)生了很大的變化。本文即是從建筑計(jì)劃學(xué)的角度，對(duì)近些年來世界高層建筑空間構(gòu)成模式的演變和趨向進(jìn)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(gòu)成模式的重大變革。 關(guān)鍵詞： 高層建筑 空間構(gòu)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，而隨著的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步和人們觀念的改變，高層建筑在本世紀(jì)未，又迎來了新一輪的建設(shè)熱潮。近一、二十年高層建筑在造型形式

2、不斷翻新，高度記錄一再被打破的同時(shí)，其空間構(gòu)成模式也發(fā)生了很大的變化，并致使高層建筑的設(shè)計(jì)理念也發(fā)生了重大的變革。當(dāng)然，建筑空間構(gòu)成模式的變化并非一日之功，是需要有一個(gè)演變過程的，而且在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，還會(huì)多種模式共存。所以，我們?cè)诨仡櫧粋€(gè)時(shí)期世界高層建筑發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，僅對(duì)高層建筑空間構(gòu)成模式的發(fā)展趨勢(shì)及其作用進(jìn)行剖析，以求就教于各位讀者。一、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(gè)垂直和管道設(shè)備集中在一起的、在結(jié)構(gòu)體系中又起著重要作用的“核” （ Core ）。而這個(gè)“核”也恰恰在形態(tài)構(gòu)成上舉足輕重，決定著高層建筑的空間構(gòu)成模式。上個(gè)世紀(jì)未，在高層建筑的建設(shè)剛剛開

3、始的時(shí)候，由于人們對(duì)結(jié)構(gòu)體系認(rèn)識(shí)的局限（當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的結(jié)構(gòu)體系是鋼框架結(jié)構(gòu)），設(shè)備設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)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(shè)計(jì)并沒有形成“核”的概念。垂直交通、設(shè)備空間和結(jié)構(gòu)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(jìn)入本世紀(jì)，隨著高層建筑建設(shè)的發(fā)展、高度的增加和技術(shù)的進(jìn)步，在高層建筑的設(shè)計(jì)過程中，逐漸演化出了中央核心筒式的“內(nèi)核”空間構(gòu)成模式，這是各專業(yè)共同探索優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果。在建筑處理上，為了爭(zhēng)取盡量寬敞的使用空間，希望將電梯、樓梯、設(shè)備用房及衛(wèi)生間、茶爐間等服務(wù)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(jié)構(gòu)方面

4、，隨著筒體結(jié)構(gòu)概念的出現(xiàn)、高度的增加，也希望能有一個(gè)剛度更強(qiáng)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(shí)地利用那些功能較為固定的服務(wù)用房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)受力和抗震。這種“內(nèi)核”空間構(gòu)成模式，經(jīng)過長期的實(shí)踐檢驗(yàn)，以其結(jié)構(gòu)合理、使用方便和造價(jià)相對(duì)低廉的優(yōu)勢(shì)，很快便成為高層建筑中最為流行的空間布局形式。當(dāng)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(jī)

5、械通風(fēng)，總會(huì)多少給人帶來不適感，但是直至本世紀(jì) 80 年代以前，“內(nèi)核”式的布局形式一直占據(jù)著主導(dǎo)地位?！皟?nèi)核”式的布局形式及其變種不僅在數(shù)量上占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，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 ， 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

6、”（ 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(chǎng)大廈”（ Central Plaza ， 1992 ）等等，也仍然采用的是這種“內(nèi)核”式的空間構(gòu)成模式。二、核的分散與分離然而，隨著時(shí)代的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)建筑需求的變化和設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)的不同，以中央核心筒為主流的高層建筑“內(nèi)核”空間構(gòu)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(shè)計(jì)理念的變化，如 70 年代前后出現(xiàn)的“雙核

7、”構(gòu)成模式。雙側(cè)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(shè)計(jì)的新加坡“華僑銀行中心”（ Oversea Chinese Banking Center ， 1976 ）和日建設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的日本“ IBM 本社大樓”（ IBM Head office Building， 1972 ）等等就是當(dāng)年風(fēng)行一時(shí)的雙側(cè)外核設(shè)計(jì)手法的代表。第二次變革最先對(duì)核心筒提出革命性建議的是設(shè)備專業(yè)，他們認(rèn)為隨著建筑設(shè)備的日趨增多和越來越復(fù)雜，如果把設(shè)備用房和管道井從核心筒中分離出來，可能會(huì)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(shè)施的不斷增加，導(dǎo)致了在高層

8、建筑中大量應(yīng)用機(jī)和電信通訊設(shè)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(shè)備。智能化辦公樓中的光纜與電腦管道井、配線箱以及中繼裝置等，每層都必須設(shè)置三處以上才算合理。這樣，建筑上為了滿足機(jī)電設(shè)備經(jīng)常變動(dòng)的需要，便開始將“核”分散化，分置多處設(shè)備用房和管道井，以便于局部更改。對(duì)于結(jié)構(gòu)專業(yè)來說，加強(qiáng)建筑周邊的剛度也會(huì)有效地抵抗地震對(duì)高層建筑的破壞，所以如果將垂直交通和設(shè)備用房等分散地布置在周邊，則無疑也會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)抗震有利。同時(shí)，這種分散的多個(gè)外核的空間構(gòu)成模式，也正好適用于新興的巨型框架結(jié)構(gòu)（ Super Frame ），使這種結(jié)構(gòu)體系中的巨型支撐柱具有了使用功能。其最典型的實(shí)例就是丹

9、下健三設(shè)計(jì)的日本“東京都新都廳”（ New Tokyo City Hall ， 1991 ）。而從建筑設(shè)計(jì)的角度來看，核的移動(dòng)、垂直交通、服務(wù)性房間和管道井分散到建筑的周邊，對(duì)于高層建筑的空間構(gòu)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(yīng)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(gòu)成模式所具有的靈活性和先進(jìn)性，很快便被推崇技術(shù)表現(xiàn)的歐洲建筑師們所發(fā)現(xiàn)，并創(chuàng)造性地應(yīng)用在他們的作品之中。羅杰斯（ R. Rogers ）設(shè)計(jì)的英國“倫敦勞埃德大廈”（ Llogd s of London ， 1986 ）、 88 木街辦公樓（ 88 Wood

10、 Street ， London EC 2 ， 1999 ）和福斯特（ N. Foster ）設(shè)計(jì)的“香港匯豐銀行”（ New Headguarters for the Hongkong Bank ， 1986 ）等等即是分散式核心筒的杰作，它們從內(nèi)部的空間構(gòu)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(wù)性用房和設(shè)備管道井均分別獨(dú)立，與建筑主體分開。主要使用空間更加完整，四面對(duì)外，核與主要使用空間之間以連廊相接。從結(jié)構(gòu)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(duì)經(jīng)濟(jì)。當(dāng)然

11、，連接部分的設(shè)計(jì)是這類高層建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在，不過這種設(shè)計(jì)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(huì)管理辦公樓（ Verwaltungsgebaude der 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 Minami01 Building， 1994 ）和大阪的凱恩斯本部辦公樓（ Keyence Corporation Head Office & LAB， 1994 ）就是核

12、與主體相分離的極有特色的建筑實(shí)列。核的分散和分離還可以使樓梯間、衛(wèi)生間等直接對(duì)外采光通風(fēng)，既節(jié)約能源，又省去消防所需的加壓送風(fēng)設(shè)備，更符合低能耗，可循環(huán)的設(shè)計(jì)原則。因此，近幾年強(qiáng)調(diào)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(shè)計(jì)的高層建筑，不但樓梯、衛(wèi)生間等全部對(duì)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(gòu)成模式的生態(tài)設(shè)計(jì)方式”?！凹∑聫V場(chǎng)大廈”（ Plaza Atrium ， 1986 ）及其最新設(shè)計(jì)的“新加坡展覽大廈”（ Exhibition Tower ， 1999 ）就都反映出這一設(shè)計(jì)特征。而另一位歐洲的建筑師赫爾佐格（ T. Hetzag ）設(shè)計(jì)的前述

13、之德國漢諾威建筑博覽會(huì)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(jìn)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(shè)計(jì)建造的幾座高層旅館舊金山的“海特?cái)z政飯店”（ Hyatt Regency Hotel ，1974 ）等建筑中都加入了一個(gè)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(chǎng)所，中庭中還設(shè)置噴泉疊水、種植各種植物，可創(chuàng)造出一種激動(dòng)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(fēng)靡全球。1       

14、0; 80 年代以后，中庭空間開始應(yīng)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(shè)一個(gè)中庭，如芝加哥的“第一國家廣場(chǎng) 3 號(hào)大廈”（ Three First National Plaza ， 1981 ， SOM ）、體斯敦的“共和銀行中心大廈”（ Nations Bank Center ， 1984 ， J. Burgee and P. Johnson ）等等。而隨著人們環(huán)境觀念的增強(qiáng)，以及各國政府對(duì)由于在辦公樓內(nèi)長時(shí)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(dú)感等“辦公室綜合癥”的關(guān)注，高層辦公建筑內(nèi)部空間的設(shè)計(jì)也越來越為

15、人們所重視。提供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(shè)計(jì)必須解決的重要問題。于是，在高層辦公建筑中插入一個(gè)或在不同區(qū)域插入數(shù)個(gè)封閉或開敞的中庭的設(shè)計(jì)手法開始出現(xiàn)。日本日建設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的“伊藤忠商事東京本社大樓”（ Tokyo C.ITOH Building ， 1981 ）和“新宿 NS 大樓（ Shinjuku NS Building ， 1982 ），以及 SOM 設(shè)計(jì)的沙特阿拉伯”國際商業(yè)銀行“（ National Commercial Bank ， 1983 ）、海蒙特 ·揚(yáng)（ H .Jahn）設(shè)計(jì)的芝加哥”伊利諾州中心“（State of Illinois Cent

16、er，1985）、福斯特設(shè)計(jì)的”香港匯豐銀行“（New Headguarters for the Hongkong Bank，1986）和東京的”世紀(jì)塔“（Century Tower，1991）等等，便是將中庭置于建筑之中，以取代中央核心筒的實(shí)例。實(shí)際上，核心筒的分散和分離，中庭空間的介入，已使高層建筑的空間構(gòu)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(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)已由追求效率向營造寬松舒適的生活環(huán)境轉(zhuǎn)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(jié)合，把核分散向四周，垂直采用玻璃電梯，直接采光，給人們以開敞明亮、將動(dòng)線視覺化的空間感受?？臻g構(gòu)

17、成模式也由封閉的“積層式”，變?yōu)樯舷仑炌ǖ摹皠?dòng)態(tài)流動(dòng)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(shè)計(jì)了一個(gè)與建筑通高的“光庭”。該建筑將辦公部分分作南北兩處，以通道相連，設(shè)備管道井分散在塔樓的東西兩側(cè)，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(duì)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(dòng)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(jì)劃”

18、（NakanoSakaue RedevelopmentProject）。中庭空間的介入還使得樓層間的自然通風(fēng)換氣成為可能，福斯特設(shè)計(jì)的德國“法蘭克 福商業(yè)銀行大樓”（ Commerzbank Headguarters ， 1997）就是這方面最為人們津津樂道的實(shí)例。該建筑的平面呈三角形，核分散布置在三個(gè)角上，中間是通高的中庭，周邊的辦公空間每隔4層還設(shè)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(fēng)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(gè)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(jìn)入，在中庭形成對(duì)流自然通風(fēng)，明顯地減輕了環(huán)境負(fù)荷，因此而被人們

19、稱作是“世界上第一座生態(tài)型超高層建筑”。其實(shí)，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”（NTT Makuhari Building）等等，均是利用中庭節(jié)能的典范，據(jù)稱它們可比同時(shí)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(duì)街道，從街道進(jìn)入門廳，再由門廳進(jìn)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(lǐng)域”的概念，在人流集散的高峰期，對(duì)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處理上頗費(fèi)心機(jī)，設(shè)計(jì)得非常富麗壯觀

20、，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(dòng)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(shè)計(jì)開始重視底部空間與城市環(huán)境的關(guān)系，伴隨著多種商業(yè)服務(wù)性功能的滲入，許多高層建筑都以擴(kuò)大底部公共活動(dòng)空間、形成入口廣場(chǎng)和將底部架空把城市空間引入建筑內(nèi)部的設(shè)計(jì)方法，來處理建筑空間與城市空間的過渡關(guān)系。其中最有代表性的實(shí)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(chǎng)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(jī)地交織在一起。而反過來，該建筑底部的公共空間對(duì)城市環(huán)境整

21、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(gè)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同層面的城市交通相連接，以達(dá)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。總而言之，當(dāng)今高層建筑的底部空間設(shè)計(jì)，已從單純考慮建筑與周圍環(huán)境之間的關(guān)系，到進(jìn)行整體的城市空間設(shè)計(jì)，其交通組織和公共活動(dòng)領(lǐng)域的創(chuàng)造也日趨立體化、開放化。自本世紀(jì) 40 年代初，世界上第一個(gè)一體化設(shè)計(jì)建設(shè)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

22、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(shè)與城市開發(fā)的結(jié)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(shè)的綜合項(xiàng)目便再度悄然興起。這類高層建筑設(shè)計(jì)的最大特色，就是以一個(gè)公共活動(dòng)中心將高層大樓的底部連結(jié)成一個(gè)整體。公共活動(dòng)中心多為一個(gè)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(chǎng)所，又有組織內(nèi)部空間流線、連接各棟建筑的作用。同時(shí)，它還是建筑空間與城市空間的結(jié)合部，是機(jī)動(dòng)車、軌道交通和步行系統(tǒng)與建筑多層次多重銜接的結(jié)點(diǎn)。美國紐約的“世界中心”（ World Financial Center ， 1985 ）和日本的“橫濱皇后廣場(chǎng)”（ Queen s Sguare ， 1997 ）即是這種超大規(guī)模綜合開發(fā)項(xiàng)目的范例?！皺M濱皇后廣場(chǎng)”以