上海宝冶集团有限公司
摘要：开发地下空间已成为城市区域规划中重要的一部分。地下空间的排风，排风塔的建设如何与周围环境保持一致，是排风塔建筑设计的一个重要内容。本文主要阐述了外滩（地下）通道南段新开河路排风塔（建筑）改造设计如何与周围环境和谐共处。
关键词：排风塔
一：项目概况
1：项目功能
外滩（地下）通道是上海市外滩地区城市功能发展和交通综合改善计划的重点工程。通过外滩通道的建设，达到分流外滩地区的过境交通目的，从而缩减外滩地区地面道路的规模，减小过境交通对外滩地区的冲击，为恢复外滩的历史风貌，改善地区的环境，提升区域功能的造条件。
外滩通道南起东门路南侧的老太平路，沿中山东二路、中山东一路、从外白渡桥下方穿越苏州河，沿东大名路、吴淞路到海宁路全长3.3km。外滩通道采用纵向通风方式，通道内暗埋段采用射流风机通风，在通道南北两端分别设置集中排风机房和排风塔。为避免废气全部从通道洞口排出，造成对周围空气的污染，外滩通道南段风塔采用高空排放形式，将通道内污染空气的绝大部分由集中排风机通过排风塔进行高空排放。经过稀释扩散后，其中的污染物着地浓度能够满足空气环境质量标准。因此，因地制宜的选择一处风塔的位置至关重要。
2：原风塔介绍
在中山东二路西侧，新永安路南侧转角地块内有一处新开河泵站，毗邻新外滩商厦，工业基金会大楼及新永安路南侧两个变电所。经过对现场情况分析，此处比较适合作为排风出口。风塔建设时，将废除原新开河泵站功能，并对泵站原有结构进行改建以满足外滩通风道接入及通风需求。现状图见图1。
原泵站为四层建筑物，泵房内原有泵井为双层筒状框架结构体，泵井有地下室部分，可以通过转换通道与外滩通道连通，满足排风需求。泵井的内筒半径为3.75m,外筒半径为4.85m,内外筒之间净距为1m。内筒净面积为40.7㎡，内筒高度为20m。见图2
同时，根据环境评估提出的要求，若满足高空排放且能达到净化的要求，需要：风口面积大于40㎡，风口最低高度不小于26m。故原泵井有可利用改造的余地。
本项目周边是被称为“万国建筑博览会”的外滩历史风貌保护建筑群。南段高排风塔的建设应以不破坏外滩原有建筑景观风貌，形成与周边景观相融合的外观造型为基本原则。原泵井紧邻新外滩商厦与工业基金会大楼，因此新排风塔的建筑外立面改造必须与新外滩商厦和工业基金会大楼保持一致。总设计角度考虑，改造后的风塔外立面设计风格和材质都要与周边两栋建筑相似。
本次改造将保留原有泵井内筒框架柱和墙体、保留外筒框架柱。拆除原外筒墙体，重建外筒墙体。并根据使用功能进行内部更新设计。
二：适用规范和依据资料
《固定源废气监测技术规范》 （HJ/T397-2007）
《建筑设计防火规范》 (GB50016-2006)
《民用建筑设计通则》 （GB50352-2005）
新外滩商厦图纸资料
原水泵房资料
三：笔者岗位和职责
1： 笔者在2008年1月8日至2010年12月30日受雇于上海市政工程设计研究总院地下空间院任项目建筑设计师，负责外滩通道南段高排风塔的建筑施工图设计工作，并同时负责协调现场施工技术问题。
2：工作重点：
本项目为改造项目，需要在利用原有结构基础上结合周边建筑立面风格进行改造。因此，理解周边建筑物的设计元素和设计韵律是最重要的工作，不同的建筑物，要做到形不似而神似。但是，又不能简单的一味复制其建筑风格，还要满足其基本的使用功能要求。风塔内部还有有检修和环境监测采样的使用需求，因此内部需增设检修通道。内部的使用性与外部的观赏性还需要统一协调。
与风塔最近的新外滩商厦是典型的西方“三段式”构图形式，纵向的设计风格分为不同韵律的下中上三段。下部的第一段以柱为主，材料为花岗岩，显示了强烈的厚重感，庄严感。中部的第二段墙面和外窗各占一半，交错展开。上部的第三段以外窗为主，整体通透轻盈。而横向的设计元素以每段间不同造型，不同尺度的檐口，腰线来区分。
外立面的设计处理：
（1）新外滩商厦为典型的“三段式”构图，风塔的改造设计要沿用其设计元素。
（2）要保持与新外滩商厦的檐口一致的造型与尺度。
（3）要保持与新外滩商厦的外墙，玻璃一致的材质与颜色。
2）内部的检修和环境监测采样要求：
（1）内外筒之间需要设置水平环形通道，供人行走。
（2）上下层之间需要设置爬梯，供人登爬。
（3）根据上海市监测中心要求，在风道墙壁上一定高度设置环境监测孔。
四：外滩通道南段高排风塔建筑改造设计
1：三段式的造型设计与选材
1）新外滩商厦的底层外墙面以厚重的干挂花岗岩为主，因此风塔的底部应与其保持一致。同时兼顾美观和经济的双重考虑，外立面的框架柱采用干挂花岗岩，为了突出柱体的厚重，柱面花岗岩突出墙面200mm。而墙面采用价格较适中的仿石喷涂处理，柱与墙面前后关系，材质上有区分。与新外滩商厦下部突出柱身的风格保持一致。
2）新外滩商厦的中部段是墙面和外窗，墙面为干挂花岗岩，外窗颜色偏绿。风塔的中部段在窗墙比的设计上与其保持一致。外窗的造型，比例也与其一致。风塔的框架柱和墙面仍采用干挂花岗岩。
图5
3）原泵井的内筒高度为20m,根据环境评估要求风井高度应不小于26m，因此需要再内筒上再增高6m。结合与风塔高度相似的工业基金会大楼的顶部拱形外窗的造型，风塔顶部增加的6米墙体外立面采用拱形造型，模仿工业基金会大楼外窗的曲度和高度，保持起比例不变。顶部檐口也进行了造型设计，以保证每段檐口，腰线的风格一致。
2：分段檐口造型设计
通过调阅新外滩商厦的相关资料，查到了外立面图纸上的每段檐口的造型尺寸以及腰线标高。保持与新外滩商厦26m高度范围内的檐口造型尺寸一致，同时结合风塔自身每段的高度，设计出正确尺度的檐口造型。
1）标高5.800m檐口造型,处在下部人行视角范围内，因此正立面造型高大厚重，分段多。檐口总高度为1.8m,深度为0.75m。见图3
2）标高9.600m檐口造型,处在人需要抬头的视角范围内，因此檐口底部人可视范围内的区域分段多，正立面分段少。檐口总高度为1.1m,深度为0.9m。见图4
3）标高20.100m檐口造型,处在人需要仰头视线范围内，且最佳视角是在远处。檐口造型更加高大，增加了轮廓感，减少分段细节。檐口总高度2.6m,深度为1.28m。见图5
3：内部使用功能设计
1）考虑到风塔内部的维修，需要设置检修通道。
从简化结构的角度出发，结合风塔的檐口标高位置合理的设置检修通道。在标高5.800m，9.600m和20.100m处设置检修通道。由于9.600m处和20.100m处高差较大，期间又设置了两层检修通道，通道之间高差分别为3.15m、3m、4.35m。上下检修通道之间通过钢爬梯相连，为了安全起见，检修通道的上人孔在上下层之间不贯通布置，防止检修人员跌落时穿越下一层。
2) 环境监测孔的设置
根据市环境监测中心、环保局的要求，排风塔需设置环境监测采样孔，采样孔的设置高度应大于1.5倍井道直径。风塔内筒井道净直径为7.2m，采样孔的设置高度计算得出10.8m(1.5*7.2)。采样孔的位置正好可以选在檐口标高9.600m处的检修通道处，采样孔中心与检修通道高差为1.2m(10.8-9.6),满足监测人员工作要求，而无需再设置通道。
4：风塔的最终外立面设计与新外滩商厦，工业基金会大楼保持了高度的统一，完整地保持了外滩整体风貌。建成后实景见图6
图6
结束语
无论建筑物的体型的大与小，造价的多与寡，都要一视同仁，如同创作一件艺术品一样，精心设计，精确施工。不仅要满足规范的要求，使用功能的要求，还要和周围的黄精和谐共处，永久长存。
参考文献
[1]陈志华.外国建筑史[M].北京：中国建筑工业出版社，1997
[2]赵辰.立面的误会[M].北京：生活、新知、三联书店，2007
[3]付巍;鼓楼站施工对既有南北向道路隧道的影响分析[J];西部探矿工程;2004年10期
论文作者:许沁
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/9/30
标签：外滩论文; 檐口论文; 通道论文; 商厦论文; 排风论文; 高度论文; 造型论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;