導(dǎo)語：地景建筑屋頂開放空間設(shè)計(jì)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1.地景建筑屋頂開放空間

1.1地景建筑

地景化的建筑發(fā)源于人類在生產(chǎn)生活中對(duì)地形的改造，在引入地形學(xué)、場(chǎng)域理論和場(chǎng)所精神等理論后，形成了處理建筑、環(huán)境關(guān)系的新思路。主要特征表現(xiàn)為：地景建筑將建筑與大地形態(tài)視作同一整體。建筑形態(tài)以其連綿起伏延展的形體與大地形態(tài)走向融合，甚至創(chuàng)造性地重構(gòu)大地形態(tài)，而建筑則整合于城市系統(tǒng)和大地景觀系統(tǒng)之中[1]。

1.2地景建筑屋頂開放空間

地景建筑的屋頂開放空間是地景建筑的重要特征之一，建筑的屋面通過延伸、反轉(zhuǎn)、扭曲，實(shí)現(xiàn)了與地面的融合與重構(gòu)，建筑不再脫離地面基底獨(dú)自存在。傾斜屋面使得人與建筑的關(guān)系發(fā)生改變，建筑不再拒人之外，斜面和屋頂滿足更多的都市活動(dòng)，地景建筑的屋面成為一個(gè)可體驗(yàn)、可接觸的引人入勝的場(chǎng)所[2]。

1.3坡度問題

屋頂開放空間的營造是場(chǎng)地周邊環(huán)境，建筑使用功能和景觀設(shè)計(jì)等因素綜合作用的結(jié)果。其中人的主觀體驗(yàn)感受也有著重要的影響，坡度的大小會(huì)影響人的行走速度以及生理和心理感受。如果地景建筑的屋頂坡度過大，往往不利于人的行為活動(dòng)，人走在上面會(huì)感到吃力并且具有危險(xiǎn)感，難以誘發(fā)其他活動(dòng)[2]。同樣也不利于植被的種植，甚至在暴雨時(shí)出現(xiàn)泥土的滑坡現(xiàn)象。在地景建筑形態(tài)越趨復(fù)雜化的趨勢(shì)下，如何在設(shè)計(jì)過程中充分考慮屋頂界面坡度的因素，提高屋頂開放空間的舒適性和安全性。下文將以北京世界園藝博覽會(huì)國際館投標(biāo)概念設(shè)計(jì)方案為例，探討一種基于參數(shù)化分析的地景建筑屋頂開放空間設(shè)計(jì)。我們希望將屋頂開放空間的設(shè)計(jì)融入方案設(shè)計(jì)的全過程，通過運(yùn)用GH軟件對(duì)非線性屋頂進(jìn)行高程分析和坡度分析，依據(jù)人體工程學(xué)中對(duì)于行為活動(dòng)的坡度要求，對(duì)屋頂?shù)挠雾臻g進(jìn)行設(shè)計(jì)，改善地景建筑屋頂開放空間的安全性和舒適性，打造人性化的開放空間。

2.基于參數(shù)化分析的屋頂開放空間設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)目標(biāo)

2019中國北京世界園藝博覽會(huì)國際館地處延慶縣，毗鄰八達(dá)嶺長城、海坨山。總建筑面積21298㎡，包括國家地區(qū)展廳等四個(gè)園藝展廳和辦公、接待等功能。國際館場(chǎng)地為世界園藝軸上的一處三角形場(chǎng)地，東西兩側(cè)為國際展園和中國展園，北側(cè)毗鄰湖區(qū)。方案設(shè)計(jì)之初，我們從世園會(huì)的場(chǎng)所特征和園藝博覽會(huì)國際館“平等、無國界”的性格出發(fā)，確定了“地球.家園”的主要設(shè)計(jì)立意。運(yùn)用地景化設(shè)計(jì)手法，將建筑消隱在大地景觀之中，將參觀游客引上屋頂，在建筑屋頂營造一個(gè)綠色的、多樣化的開放空間，突出園藝博覽會(huì)綠色和園藝的主題（圖1）。

2.2建筑形體的推敲優(yōu)化

在建筑的形態(tài)設(shè)計(jì)上，依據(jù)園藝展廳10m凈高的使用要求和將游客引上屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)構(gòu)思，生成了建筑形體——將四個(gè)園藝展廳設(shè)置在中心和端處，同時(shí)在三端形成三處觀景平臺(tái)，建筑的三邊高度降低，形成自然起伏的坡地，建筑屋頂與大地直接相連，將人流引上屋頂空間，與場(chǎng)地軸線相呼應(yīng)，形成建筑的主入口。接下來，通過對(duì)屋頂進(jìn)行高程分析，優(yōu)化建筑形體，使屋頂開放空間具有更好的可達(dá)性。我們運(yùn)用grasshopper編寫一段邏輯，對(duì)屋頂界面的高程進(jìn)行模擬，得到屋頂界面的高程點(diǎn)和等高線（圖2）。依據(jù)高程分析的結(jié)果，調(diào)整優(yōu)化屋頂界面的高度，在滿足建筑使用功能的前提下，盡量降低建筑高度；建筑主入口位于屋頂與大地相連的斜坡之上，通過調(diào)整入口的高度，使入口坡度更加舒緩；同時(shí)優(yōu)化屋面起伏造型，創(chuàng)造人性化的游憩空間。通過對(duì)建筑形體和高度的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)建筑體量消隱，使建筑融入園藝和景觀之中，符合生態(tài)綠色概念以及地景建筑的特點(diǎn)。游客佇立屋頂草坪上，可遠(yuǎn)眺海坨山，俯瞰世界展園和中國展園，觀賞花車巡游，沿中心坡道緩緩而下，可觀賞各國家地區(qū)各式園藝作品，為來賓創(chuàng)造多視角的觀展體驗(yàn)。同時(shí)拉長了參觀流線，創(chuàng)造了更多的人與環(huán)境的互動(dòng)，在場(chǎng)地受限制的情況下，充分?jǐn)U大了場(chǎng)地條件。

2.3坡度分析與屋頂開放空間設(shè)計(jì)

在屋頂開放空間的設(shè)計(jì)上，根據(jù)場(chǎng)地周邊的景觀與建筑的形體，我們確定了建筑主入口和觀景平臺(tái)的位置以及大致的參觀流線。接下來，通過對(duì)非線性屋頂進(jìn)行坡度分析，對(duì)屋頂?shù)挠雾臻g和游覽路徑進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。首先，我們?cè)趃rasshopper中編寫了一段簡(jiǎn)單的邏輯，對(duì)屋頂界面的坡度進(jìn)行模擬（本質(zhì)上是將非線性的屋頂轉(zhuǎn)化一個(gè)網(wǎng)格面，求得網(wǎng)格面各點(diǎn)的傾斜角度，進(jìn)而得到坡度），得出了屋頂界面各點(diǎn)的坡度和坡度分布情況（圖3）。分析結(jié)果表明，屋頂界面的坡度范圍在1.2%到24%之間，符合覆土種植屋面的坡度要求；屋頂界面的坡度分布均勻，較為平緩，在三端形成三處舒緩的平臺(tái)；外環(huán)屋頂?shù)钠露茸兓^大，內(nèi)環(huán)屋頂坡度變化較小，在內(nèi)外環(huán)銜接的三個(gè)端處，坡度較為平緩。對(duì)于坡度設(shè)計(jì)參考，在地形學(xué)、景觀設(shè)計(jì)和建筑無障礙設(shè)計(jì)規(guī)范中，都有對(duì)活動(dòng)空間坡度的規(guī)定與描述。在自然地形中，坡度值在3%以下稱為平坡地，對(duì)人們的活動(dòng)以及其他景觀要素不造成影響。坡度在3%~10%之間稱為緩坡，坡度在10%~25%稱為中坡地，需設(shè)置臺(tái)階、臺(tái)地等景觀要素。在景觀設(shè)計(jì)中，園路主路的縱坡上限為8%，正常人與殘疾人都可以接受的路面坡度為5%以內(nèi)，大于5%的要設(shè)計(jì)殘坡道，殘疾人坡道8%為最大坡度，范圍在5%~8%內(nèi)[3]。對(duì)種植屋面而言，屋面坡度應(yīng)小于50%，當(dāng)坡度大于20%時(shí)種植土層應(yīng)采取防滑措施。地景建筑的屋頂空間，作為一種室外空間，往往結(jié)合場(chǎng)地周邊環(huán)境。因此，我們將地景建筑屋頂開放空間設(shè)計(jì)看作是一種室外景觀設(shè)計(jì)，可參考景觀設(shè)計(jì)中對(duì)人活動(dòng)場(chǎng)地的坡度要求，局部考慮無障礙設(shè)計(jì)的要求。最終確定坡度值在3%以下的區(qū)域可作為人的活動(dòng)區(qū)域，坡度值5%~8%可設(shè)置坡道，坡度值大于8%需設(shè)置臺(tái)階。接下來，依據(jù)坡度分析結(jié)果和人體工程學(xué)中相關(guān)的坡度要求，設(shè)計(jì)游憩空間的布局和路徑。屋頂觀景平臺(tái)要位于坡度小于3%的區(qū)域，對(duì)于路徑坡度大于5%的需要設(shè)計(jì)坡道，大于8%的需要設(shè)置臺(tái)階。在滿足室內(nèi)功能空間凈高的前提下，對(duì)屋頂形態(tài)進(jìn)行微調(diào)，使屋頂端處的觀景平臺(tái)坡度更加平緩。路徑空間要盡量遠(yuǎn)離建筑邊緣，尤其設(shè)置臺(tái)階的區(qū)域要靠近建筑內(nèi)側(cè)，以增加游客的安全感。在坡度小于8%的區(qū)域，可考慮路徑空間與屋頂綠化的相結(jié)合，使游客能進(jìn)入綠化區(qū)域，豐富參觀體驗(yàn)，激發(fā)更多的自發(fā)性行為，得到最終的屋頂開放空間設(shè)計(jì)方案（圖4、5）。

3.總結(jié)

總的來看，基于參數(shù)化分析的地景建筑屋頂開放空間設(shè)計(jì)包含以下幾個(gè)步驟：（1）形體優(yōu)化，結(jié)合屋頂開放空間的構(gòu)思生成形體，通過屋頂高程點(diǎn)的調(diào)整優(yōu)化建筑形體。（2）坡度分析，編寫grasshopper程序，分析非線性屋頂界面的坡度。（3）設(shè)計(jì)，依據(jù)坡度分析結(jié)果，對(duì)屋頂開放空間進(jìn)行布局設(shè)計(jì)和路徑規(guī)劃。北京世界園藝博覽會(huì)國際館投標(biāo)概念設(shè)計(jì)方案是地景建筑與參數(shù)化分析方法和地形學(xué)分析方法結(jié)合的一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，是坡度分析與人性化設(shè)計(jì)的一個(gè)初步探索，目前仍有較大的局限性。屋頂開放空間坡度參考并沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，還需要結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，選擇適合的坡度標(biāo)準(zhǔn)。營造一個(gè)具有吸引力的屋頂開放空間，活動(dòng)空間的坡度設(shè)計(jì)只是影響人主觀體驗(yàn)的一個(gè)方面，還需要充分與景觀設(shè)計(jì)相結(jié)合。這種方法設(shè)計(jì)出的屋頂空間能對(duì)人活動(dòng)的安全性與舒適性有多大的作用，也還需要在實(shí)踐中進(jìn)一步的檢驗(yàn)。但是，將地形學(xué)中高程分析和坡度分析與參數(shù)化分析方法相結(jié)合，引入建筑單體設(shè)計(jì)中，并參照建筑及景觀設(shè)計(jì)中步行空間的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)屋頂開放空間，這是與以往所不同的。這種方法從人性化設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，試圖通過定量分析的方法，解決地景建筑坡度問題，是一種將地形學(xué)分析方法應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)的新方法，也是對(duì)地景建筑和非線性建筑人性化設(shè)計(jì)的新探索。

作者:孫若宸 孫宗列 郭 駿 霍續(xù)東 單位:北京建筑大學(xué) 中元國際工程有限公司

參考文獻(xiàn)

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