多高层木结构建筑空间设计分析
——以寒地多高层木结构建筑为例

张广平，孙铭阳

吉林建筑大学 建筑与规划学院,长春 130118

0 引言

随着建筑技术的发展,绿色低碳的建筑理念引领着建筑师对木结构建筑产生全新的看法.其中,多高层木结构建筑依托着先进的技术与特有的结构形式再加上材料的环保性能,展现出不弱于钢筋混凝土结构建筑的优势.多高层木结构建筑的建成不仅依靠先进的技术和特殊的结构形式,还可以凸显木材本身的优势,与高层钢筋混凝土结构形式的建筑相比,木材的可持续性和环保节能效果保证了多高层木结构建筑的发展,是顺应时代的发展.同时,由于多高层木结构建筑的施工周期较短,这就会有效地降低多高层木结构建筑的建造成本.依靠木材可再生的特性,降低了材料成本,为多高层木结构建筑提供了良好的竞争力.多高层木结构建筑在技术上的表现是材料加工和性能上有所进步,结构效能得到突破,是一种展现出木结构逻辑性与精美性的应用形式[1].建筑空间是建筑最本质的内容,通过对于建筑空间的感知可以使观察者摆脱视觉认知与形式主义的束缚,重新回归建筑的本质.通过对多高层木结构建筑空间的研究,将会更好地将空间组织在多高层木结构建筑空间系统内部起到的的作用展现出来,进而更快地推进多高层木结构建筑设计方面的研究与实践.

1 多高层木结构建筑空间的表达

1.1 空间的分割

空间是由各种结构组合而成,因此结构与空间属于相互作用的关系,建筑结构可以做到对于功能空间的限定,功能空间的某些需求可以影响到结构形式,这样建筑师就可以通过对结构的合理设计来对空间进行划分.

图1是瑞典奥勒铜山酒店,酒店总建筑面积约为1.7万m2,这个巨型的空间内拥有112个单间和套房.整体建筑造型规整,轮廓线简洁,充分利用自然景观来防止寒风侵袭,可以应对好瑞典冬季的寒冷气候.

正如图2中所示,瑞典奥勒铜山酒店大堂中间区域通过胶合木构件对空间进行分割,通过这种分割手法来弱化这种巨型空间独特的空旷感.另外,建筑师抛弃了传统的直柱形式来处理胶合木构件,改为采用立柱倾斜的处理手段以增加视觉上的冲击力,使整个室内空间的冲击感最大化.在保持住客视线通透性和连续性的基础下,适宜的空间尺度可以增加空间的层次感与趣味性.丰富的空间层次能够给人们提供更加舒适的休闲环境,这种充满动感的空间更具有人情味,在木结构构件的衬托下,空间会显得更加温暖、亲切.

图1 奥勒铜山酒店全景照片Fig.1 Panoramic photo of OLE Tongshan hotel

1.2 空间的氛围

木结构建筑具有天然的空间氛围优势,其作用不仅在于承重,更能作为装饰构件丰富室内空间.建筑师会运用建筑语言的叙事功能,借助空间的序列完成氛围的渲染.空间的使用者和观察者在建筑师设计的路线引导下,通过体验空间序列中的叙事手法对建筑空间中的隐喻产生认知.

智利Puertecillo镇上的一栋改造民宅,是一栋建筑师挑战通过多重氛围的创建来打破功能性单调空间的建筑.在分析了空间与功能基本需求的基础上,新建建筑使用了现代胶合木结构(如图3所示).在空间序列的营造上,将故事性融入其中,创造出能让使用者感受到这个贝壳一样的建筑会保护自己免受智利海岸强烈的南风.对于边界的限定则是采用不同性质的材料进行划分,凸显出一种类似于灰空间的体验,即空间水平方向的延伸(如图4所示).水平方向的延伸同时也暗示着空间的连续性,结合微亮的光线来激发观察者对于体验的好奇.

图3 民宅内部空间Fig.3 Interior space of residential buildings

1.3 空间的认知

在建筑空间形态内最重要的构成部分就是空间要素,由于木结构建筑可以实现灵活多变的结构围合,这样就能更快速地带给观察者对于建筑空间的主观映像.运用墙体、构件等在内的实体来围合以及限定的空间被称为建筑空间,因其必备的属性、目的等特征变量,使其涉及到对于审美的需要、视觉效果的管制、功能的各类需求以及文化的内在联系等空间认识.

由此可见,建筑空间不单是一般意义上的几何空间仅拥有容积概念,同时也是一种具有特殊识别性的空间,是一种近乎于领域的概念.在这种空间理解的基础上,使用木材这种识别性较强的材料就更能激发出观察者对于空间属性与目的等要素的认知,这有助于观察者更好地感知空间.

2 多高层木结构建筑空间设计手法

2.1 空间集约拼合

集约拼合这种手法由于其具有时效性和空间盈利性,所以较为适合使用在来访人流较大、交互性较强的多高层木结构建筑类型中.该类建筑通常会有独立经营小型空间需要外设出入口,但可以加强其与建筑本体的结合度来对建筑空间形成互补.可将活动空间并入到大空间之中,这种空间的拼合手法可以给来访者提供休息交流的空间,同时也缩短了来访者在活动空间之外的动线,而大空间与活动空间之间的交通设计可成为建筑空间中的亮眼部分.拼合的连接处可用木结构构件对空间进行丰富,结构杆件的相互交错很容易形成有序的空间体现一种重复的韵律美.

可以通过运用木结构灵活的特性,将独立的单元空间连接到活动空间,再经由胶合木结构的引导,形成具有序列感的带状空间,但为避免流线过长可将活动空间与出入口的设计作为重点设计对象.木构建筑空间可以从视觉和心理上给来访者带来极大的舒适感与适应性,可以传递出独特的自然性,这种特殊的空间体验是其他建筑结构类型无法复制的[2].针对寒地建筑可将入口处结合活动空间做成过度空间,给来访者形成一个温度适应的区域,又可以起到阻挡寒风的作用,可以使建筑内部环境得到很好的改善.

2.2 空间联动组合

空间的联动组合是针对于活动空间的设计手法,可以与室外空间相协调,形成一种联动性强的序列空间.可将活动空间与展示空间形成联动增加互动性,这种空间组合可以提升来访者的参与感,也具有一定的文化展示性,同时空间的收分有利于布置内部空间采光,对于室内的光环境有较好的提升.另外室内空间与室外空间的联动设计可以用来创造光通道,配合木结构构件可以轻易的制造出专属于木结构建筑特殊的环境氛围.利用木质结构板材和断面较小的建材以小间距排布形成框架结构,利用这种结构轻体量小的特性可使结构布置变得更加灵活多变.

封闭或半封闭的联动空间还可以充当具有人流集散作用的交通空间,在严寒地区使用这种联动空间可以起到保温空气间层的作用,减少相邻空间的热损失.如果使用胶合木结构进行处理还可以增加建筑的展示性,胶合木的木纹较为干净利落,利用于此处易于形成具有人情味的环境氛围[3].这种联结空间可以使来访者愿于此处停留聚集,进而可催生出一定的商业价值.

2.3 空间氛围营造

对空间的感知源自于空间的形态与尺寸,而不同的空间形态与尺度会调动观察者不同的情绪,从而呈现出不同的意境效果.木结构外露的结构空间,增强了空间形态上的感染力与表现力,使观察者更容易感受到营造手法所创造的结构美,流动空间则可以产生连续的、相互交融的空间意境.

任何物质都可以通过某种形态进行呈现,建筑空间也是如此,这些形态要依靠不同特性的物质来进行展现,而物质的本身恰好又是空间的存在,这就需要物质自身的性格对空间产生影响.可在空间中引入色彩的概念,木材这种天然材质特有的质感与色彩可以引导观察者对于自然的畅想,使观察者感受到质朴自然的氛围,木质材料色彩上的温润感完全可以影响到观察者对于空间的定位.

3 寒地多高层木结构建筑实例

3.1 瑞典于默奥大学建筑学院设计概述

该项目位于瑞典于默奥河滨水区,是瑞典于默奥大学的建筑学院.该建筑的设计简单却不失理性,建筑师的目标是创造一个明亮开放的学习环境,期望在同一个空间内每个人都能感受到自己是其中的一份子.该项目作为多高层木结构建筑涵盖了大空间的使用设计与零散空间拼接组合,可以完美地体现建筑师对于多高层木结构建筑的空间设计理念.

建筑立面布置了大小不一的无框方形玻璃窗,由于项目地处严寒地区,立面开窗面积往往较小,故尽量少地采用长条或带状的开窗形式.窗户间的墙面采用了松木贴面,形式活泼,动感十足(如图5所示).外立面采用了落叶松材质,而室内则是选择用当地的桦木与墙体形成反差.室内楼梯与开放空间层面分散布置,使空间显得更加飘逸、灵动(如图6所示).

图5 于默奥学院外立面Fig.5 Yu mo'o college facade

图6 于默奥学院中庭Fig.6 Atrium of Yu moo college

与这些个性鲜明的设计形成对照的是立面的画室布局十分规整,体量严谨且相对一致,体现出简约但不乏理性的设计特点.各种窗体的设计不仅富有视觉冲击力,更能充分满足室内采光的需要,同时还会将优美的滨水区景观带到使用者眼前.

3.2 建筑内部空间设计分析

如图7所示,学院的一层、二层随着教室与管理用房的分割出现了混合形态,将具有模块化特征的空间单元通过进行拆分、重组、细化等一系列手段,使空间得以在孤岛式、外延式、通道式等模式中进行转换,最后在空间的整合与分散中寻找最优的组合方式.由木材所提供的轻便性便很适用于这种组合的实施.学院一层的教室与活动空间设有对外出入口,可与建筑本体空间形成互补,并将活动空间置于大空间之中,使交通动线更加简洁.二层则是将室内空间与室外空间进行联动设计,打造出学院特有的艺术氛围[4].

三层与四层则根据功能上的关联关系,将空间聚合成组团,组团内部的交通空间与同平面内的其他交通空间呈环绕放射结构.其中,单元空间聚合成的功能组团形态具有对称耦合的倾向,互为形态拓扑的功能组团可以帮助交通空间得到最有效的利用(如图8所示).因为项目位于瑞典的寒冷地区,需要减少热损失,所以建筑的形态较为紧凑,未设计大面积的中庭或内庭院,过道也多采用内廊式,形态变化相对较少.

图7 功能分区Fig.7 Function partition

图8 交通流线Fig.8 Traffic flow line

4 结语

木结构发展到多高层木结构建筑,将会出现更多的可能性与创造性.在今后的针对多高层木结构建筑的深化设计研究中,空间设计也将成为重点研究对象.通过对空间设计的分析,适用于多高层木结构建筑的应变性设计原则仍然值得进一步探究.如何更有效地利用木结构的特性进行空间设计需要进一步深化,而这些研究会有助于完善木结构的建筑体系,进而推进多高层木结构建筑的发展.