超高层建筑的设计手法探讨论文_黄卓恩

黄卓恩

广州市瀚景建筑工程设计事务所 广东广州 510000

摘要:快速的全球化趋势,以及高度的城市集约化,促使现代城市中出现越来越多的超高层建筑,而且建设数量还在不断增加,建设高度也在不断刷新。但是在我国,由于开发速度过快,除开特别重大、特别高的城市地标性项目,普遍出现设计同质化严重、外立面设计缺乏创新等一系列问题。因此,笔者从自身经历的超高层项目中汲取经验,剖析超高层建筑在实现自身功能、空间集约的同时,如何从构思立意和设计手法上匹配地域文化、提升城市价值、助力城市发展,最终为城市提交一份完美的答卷。

关键词:超高层建筑;构思立意;设计手法

超高层建筑是世界各国在经济发展、技术进步、城市土地稀缺等多重背景下进行城市开发时的共同选择,是响应“精明增长”、“紧凑城市”等先进城市发展理念的必然之举。

但是由于区域发展的异质性,不同地区对于超高层建筑的划分标准并不统一:联合国1972年国际高层建筑会议将40层以上、高度在100m以上的高层建筑被认为是超高层建筑;安波利斯标准委员会(Emporis Standards Committee)认为,摩天大楼高度至少达到100m(330ft);日本建筑大辞典将15层以上为超高层建筑。综合国外现有划分标准,多将超高层建筑定义为100m以上建筑,我国《民用建筑设计通则》(JG37-87)也如此规定。

一、建设超高层建筑的社会性需求

在我国这样一个人口众多、发展不均衡、可利用土地紧张的国家进行城市化,必须坚持走紧凑型发展道路,以降低基础设施的建设成本,提高土地的使用效率,遏制城市松散蔓延,因此发展超高层建筑是各个核心城市持续发展的必然选择。

实际上,我国已经从发达国家手中接过了超高层建筑开发的龙头地位。即使超高层建筑还是存在着建设成本高、运营费用高等一系列弊端,无论从国家政策层面,城市规划层面,还是市民舆论层面,还是不遗余力地推动超高层建筑的建设,已经到达发展过快的境地,究其原因,还是在于超高层建筑能满足整个社会方方面面的社会性需求。

(一)城市发展需求

中国正在经历着历史上任何时期、任何其他国家都无法比拟的高速城市化进程。由于可以极大地发挥土地使用效率和提升市政资源服务效率,垂直城市相对于分散的低密度城市,在节地、节能、集约高效和可持续性等方面,是有着相当大优势的,对于需要快速发展的城市来说,超高层建筑就是无法抵抗的诱惑。

超高层建筑还是推动城市地段价值不断提升的重要因素之一,具有极高辨识度的超高层建筑,将大大提高所处商业地段的地价。

(二)城市形象需求

建造高大建筑,自古以来一直是人类展示发展成就的重要手段,而超高层建筑作为现代建筑和科学技术的结晶,自然而然地成为了国家、民族以及城市崛起的象征。

由于超高层建筑的位置优越、造型突出、视觉效果强烈,往往还会成为所在城市的“名片”,如纽约帝国大厦、新加坡双子塔、迪拜哈利法塔、上海环球中心、广州塔等等,都已相当于该城市的代名词,提到该建筑,就马上联想到该城市。

(三)自身形象需求

超高层建筑具有良好的形象展示效果,吸引着城市里甚至城市外的许多目光。好的建筑形象,能为企业和项目带来极大的价值,使其知名度国际化、影响力深远化。

同时,企业和项目本身也希望建筑形象能够与自身的形象、气质相呼应,彰显自身的独一无二。

(四)科技发展需求

最近几十年,超高层建筑可以快速发展,主要得益于计算机科学、材料科学、机械工程、能源与动力工程、电子、通讯、自动化等一系列相关学科的重大进步;相应地,超高层建筑的发展也为这些学科的发展提供了巨大动力与展示舞台。稍微夸张地说,科技的发展与进步很大一部分有赖于超高层建筑的发展。

二、国内超高层建筑的发展现状

从20世纪后半段开始,超高层的建设热潮已经由美国向亚洲和中东国家转移,而自20世纪80年代末90年代初开始在我国成规模和系统性的发展,迄今为止仅30年左右,分布情况呈现出明显的区域特征,主要集中在经济最发达的长江三角洲和珠江三角洲地区,主要城市包括上海、深圳和广州。

目前我国的超高层建筑已进入高速发展阶段,超高层建筑的开发量占了全球的一半以上。除了上海已经进入较为稳定的时期,深圳和广州仍然呈现蓬勃发展的趋势,同时还呈现出往二线城市转移的趋势,如天津、沈阳、南京、武汉等地区。

但是,在庞大的建设数量和越来越高的建设高度背后,却是设计同质化严重、外立面设计缺乏创新等一系列问题,千楼一面,很多项目似曾相识,这一点在高度并不特别高的超高层项目上表现得尤为突出。开发商过分强调高周转导致项目开发周期越来越短,政府部门看重政绩而过度干预设计,设计单位过分强调项目数量而忽视项目质量,项目报建审查流程繁琐让设计单位疲于应付,各种原因不一而足。

三、超高层建筑的差异化设计及美学表达

每一座超高层建筑的建设都是克服了功能平面设计、结构系统、垂直交通设计、幕墙设计、节能设计、抗风压及抗震设计、施工及运营维护管理等众多技术难题。但是,功能平面是否满足使用,只决定着一个建筑的基本品质,随着建筑材料和建筑技术的不断发展,人们对于超高层建筑的要求,已经不仅限于满足使用,对建筑形式和审美的要求是越来越高。这也是由超高层建筑本身的特殊性所决定的,我们在第一章已经详细论述过。

超高层建筑的基本设计思维是突出建筑外在的形式美、内部构造的布局美等,而形式美不仅仅是建筑自身所表现出的形体美感,建筑师不仅要赋予建筑独特且令人难忘的外形,还要与地域文化、所在环境交相呼应——建筑的美是一种适时适地的美。

笔者有幸以建筑师的身份参与多个超高层项目从立项到设计到施工的全过程,对于如何从构思立意和设计手法上匹配地域文化及项目特质、为业主提供差异化设计,具有充足的经验。以下将通过对笔者主创设计的广州琶洲良业大厦、广州W酒店等超高层项目的设计手法进行剖析,阐述差异化设计的方法,及建筑形式美的表达。

图1 广州琶洲良业大厦主体效果图及总图

(一)与众不同的几何形态

越来越多的超高层建筑,在解决功能平面设计、结构系统、垂直交通设计等众多技术难题的同时,开始跳出传统的方形平面的框框,如采用多边形甚至是曲线型的平面。

广州琶洲良业大厦项目用地,由于位置特殊,受城市主干道新港东路及黄埔古港景观通廊的限制,呈三角形。

由于项目用地所在位置的特殊性,以及其形状的特殊性,在设计开始之初,就对塔楼数量和形态做了反复推敲和论证。最后敲定的方案,采用了分成三栋的、与用地形状呼应的、尺寸基本一致的三角形平面的塔楼。

这一平面形态设计成为了整个项目的最大亮点。三角形平面带来干净简洁的体型,三栋塔楼以锐角之态迎向城市主干道新港东路与科韵路的交汇处,令实际高度只有150m而显得有点矮胖的建筑体量在视觉上显得挺拔修长。

从广交会方向(西面)走来的客人,将彷如看到三艘扬帆开拔的舰船,唤起人们对与项目所在的黄埔古港的追忆,形成极具特色的区域地标。

三角形平面的另一个优点在于,可通过核心筒的偏置,实现视线互相错位,同时还围合出最大化的中心广场,增加商业价值。

同样让人无法忘却的采用异形平面的超高层建筑,最佳当属迪拜哈利法塔,他那独特的Y字形平面,灵感来源正是其所处地区独有的沙漠植物蜘蛛兰。

建筑师可以从多种途径提取平面的几何形态,如以上所提到的,项目用地的形状,或是地域文化的独特符号,都可以作为构思立意的源头,可以提升建筑的文化和精神。这些异形平面的最大优势在于,它们从最根本处就独具特色,与别不同。

(二)具有高辨识度的空间形体

得益于三维建模软件的不断发展,以及BIM技术在设计和施工层面的普及,设计可以摆脱直上直下的传统造型,展现建筑的动态美。

比较常用的手法有:

A、通过每层平面扭转实现建筑形体的变化。最典型的如MAD事务所设计的梦露大厦(Absolute Towers),以及Gensler公司设计的呈螺旋式上升的上海中心大厦。

又如笔者设计的广州科学城壹品E·PARK项目中的办公楼,虽然不是超高层建筑,但是通过采用魔方旋转的手法,每层转动一定角度,加上精心挑选的玻璃材质,形成了独特的外观效果,如图2所示。

图2 广州科学城壹品E·PARK办公楼造型细部

B、通过竖向上的收分实现建筑形体的变化。例如,呈现曲折的锥形形态的深圳平安金融大厦,表现出“折纸”般的效果,平添艺术美感,也体现出中国传统文化魅力和艺术审美特色。又如台北101大厦,大楼造型宛若劲竹节节高升、柔韧有余,象征生生不息的中国传统意涵。

C、采用拟物手法。如迪拜帆船酒店(Burj Al Arab),业主给予建筑师的要求是用简约的造型设计出有如金字塔和悉尼歌剧院一般的不朽的建筑,因此建筑师设计的外观如同一张鼓满了风的帆,这是取自迪拜的起源——一条小渔村。

(三)精细化的表皮

建筑表皮近年来一直是建筑学界讨论的热门话题。自赫尔佐格和德梅隆(Herzog & De Meuron)、库哈斯(Rem Koolhaas)等明星建筑师在设计实践中聚焦“表皮”概念开始,此后几乎每一个“表皮建筑”的出现,都会引发当代建筑师对表皮乃至建筑本质问题的思考。建筑师广泛地关注表皮,认为高质量的表皮设计能够解决建筑内部要素的逻辑自洽问题,是可以独立于建筑的内部结构而存在,成为设计的核心。

因此,幕墙作为超高层建筑的“表皮”,其设计是超高层建筑设计中的核心内容,不一样的“表皮”(幕墙)将给予同一栋建筑完全不同的性格。

在琶洲良业大厦这个项目中,与干净简洁的造型相呼应的是其特别的表皮肌理。必须采用同样是干净简洁的表皮肌理,才能避免对造型产生破坏性影响,在本项目,我们采用了退晕的手法,如图1所示。

实际上,当落实到幕墙设计上时,要实现这种简洁的效果,远远没有当初构思时所想象的容易。最开始的方案是以铝板和玻璃来构成整个幕墙,整个表面没有凹凸,铝板和玻璃的宽度是有规律的变数,一块铝板和一块玻璃则组成一个固定模数的单元,再按顺序排列,实现退晕效果。但实际与幕墙顾问沟通后发现,这样的做法,依照现有的型材及技术,根本没办法实现平整如镜的表面,凹凸不平的表面必将使整体效果大打折扣!在和业主以及幕墙顾问之间经历长达半年以上的沟通,包括方案调整、幕墙形式、型材选择、玻璃打样等等,最终调整成采用印刷圆点玻璃来实现退晕效果。而之后,还进行了玻璃1:1打样比选,以及试作幕墙单元,才得以最终敲定圆点尺寸及比例。

图3 广州W酒店夜景效果图与实景照片对比

每一座W酒店都是一个潮流地标、一个时尚话题,而笔者参与设计的广州W酒店,除了形体造型上别具一格,在表皮设计上也是独树一帜!为了体现激发灵感、创造潮流、大胆创新的W酒店品牌定位,以及广州珠江新城CBD充满活力的规划定位,酒店外观不能平平无奇,夜景灯光效果更是必须彰显自身的独特个性。

因此,在表皮上,我们独创了一种有韵律感的发光鳍片的建筑语言,结合橙色的泛光照明,玻璃材质的虚实对比,成就了广州W酒店自身的独一无二。

虽然有了一个好的立意和好的开始,但设计的过程是漫长而曲折的。建筑师、幕墙顾问以及灯光顾问进行了长时间的紧密合作,对表皮进行了非常精细的设计,包括对分格尺寸、玻璃色泽、石材比例、鳍片高度和出挑尺度、鳍片玻璃材质、灯槽位置等深入研究,还进行了多次1:1幕墙局部实体比选,对日景效果和夜景灯光效果进行细心拣选,最终才达至现在的每片鳍片日间显眼、夜间光泽均匀的效果。同时,每间客房的日间有良好的采光效果,夜晚又不会受自身鳍片灯光的干扰。

广州W酒店的表皮最终达至完美的效果,而建设中的琶洲良业大厦外观效果也是可以期待的。通过这些项目的设计和多方协作过程,笔者发现,确定“表皮”的样子只是一个开始,必须通过精细化设计去将其完全实现,才能传达出城市地标建筑应有的品质与定位。

结语

我国的超高层建筑,在可见的未来还将继续保持高速发展。笔者结合自身项目和经验,提出解决当下国内超高层建筑设计同质化严重、外立面设计缺乏创新等一系列问题的方法,包括了差异化设计、匹配地域文化、建筑形式美、精细化设计等几种手法,希望能为同行们在其创作实践中提供多几个思考的角度。

参考文献

[1]丁洁民、吴宏磊. 我国高度250m以上超高建筑结构现状与分析[J]. 建筑结构学报,2014.

[2]朱娜. 超高层建筑现状分析与设计趋势 [J].城市建设理论研究,2016 (11).

论文作者:黄卓恩

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期

论文发表时间:2018/11/14

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