一、建筑与环境的融合
(一)设计阶段的环境考量
在建筑设计阶段,环保材料和技术的选择至关重要。例如,可采用高强度混凝土和高强钢筋等新型结构材料,不仅能提高结构强度,还能减少资源消耗。利用废弃植物纤维、江河淤泥等制成新型建筑材料,实现资源的循环利用。充分利用自然光线和通风也是关键。通过合理的建筑布局和窗户设计,大限度地引入自然光,减少人工照明的需求,降低能源消耗。在通风方面,可采用自然通风系统,提高室内空气质量,创造舒适的居住和工作环境。在设计过程中,还应注重降低对周围环境的影响。合理规划建筑的朝向和高度,避免对周边建筑物的采光和通风造成阻碍。通过绿化设计,增加植被覆盖,改善局部微气候。
(二)施工阶段的环保措施
在建筑施工阶段,控制噪音和空气污染是首要任务。严格控制机械性噪声,如混凝土搅拌机、木材加工机械等的使用噪声。对于空气动力性噪声,如通风机、打桩机等,应设置在远离居民区的位置,并采取降噪措施。对于电磁性噪声,如发电机和变压器,应进行封闭或加盖围棚。控制交通运输和起重搬运噪声,合理安排车辆作业时间和路线,严禁鸣放喇叭。在空气污染方面,采取防尘措施,如洒水降尘、设置围挡等。管理施工废弃物,分类收集和处理,减少对环境的污染。保护生态环境,避免对周围植被和土壤的破坏,如有必要,进行生态修复。
(三)使用阶段的环保要求
在建筑使用阶段,提高能源利用效率是关键。可以采用节能设备和技术,如太阳能热水器、节能灯具等。定期维护设施,确保设备的正常运行,提高能源利用效率。推广环保意识,鼓励使用者养成节约能源的习惯,如随手关灯、合理设置空调温度等。可通过智能化控制系统,实现对建筑能源的实时监测和管理,提高能源利用效率。还可以开展环保宣传活动,提高使用者对环保的认识和重视程度,共同营造绿色、环保的居住和工作环境。
二、建筑与周边环境的关系
(一)平面形状与用地呼应
建筑的平面形状与用地形状的呼应是实现空间整体和谐统一的关键。如果基地某一边是斜边,建筑可沿着斜边以平行或锯齿的方式契合;场地有锐角或弧形时,建筑形态可局部采用锐角形态或扇形平面等。例如,在实际项目中,为了不让建筑之外的剩余场地用地形成“下脚料”似的残缺不全,设计师精心规划建筑的平面外轮廓,使其与场地的用地边界、走向形成一定的对应或几何关系,从而保证了空间的完整性和和谐性。
(二)与原有建筑基准对位
建筑与周边既有建筑在形态、轮廓上保持基准对位关系,能够增强建筑物之间的联系。沿着延长线平行或垂直是一种常见的方式,这样可以使新老建筑在视觉上相互呼应,形成整体的城市风貌。例如,在一些历史街区的改造项目中,新建筑的设计充分考虑了周边原有建筑的风格和形态,通过保持一定的基准对位关系,既尊重了历史文化,又融入了现代元素,使整个区域更加和谐统一。
(三)建立轴线关系
建筑与城市标志物、建筑、绿地广场、公园等建立轴线关系或视线通廊,可以营造出对景或底景。贝老的国家美术馆东馆就是经典案例,其轴线的应用多次被教科书提及。又如凡尔赛宫的中轴线向东穿过凡尔赛镇,成为主轴。在实际设计中,设计师可以根据特定的景观来营造轴线,将建筑与周边环境有机地联系起来,增强空间的层次感和秩序感。
(四)与山体呼应
当场地有高差时,建筑与山体的关系至关重要。建筑形态与地势、等高线可以是顺应、垂直或斜交等关系;与背景山体轮廓或天际线的关系可以是匍匐、嵌入或隐埋等。例如,一些山地建筑会根据山体的走势进行设计,压低建筑高度,使其匍匐在山间,与自然融为一体;或者将建筑嵌入山体,减少对山体的破坏,也能获得独特的景观视野。
(五)与水体呼应
建筑靠近水体时,亲水设计能增强建筑与水体的互动。可以营造亲水平台,让人们更接近水面,感受水的气息;也可以采用挑空或透空落地幕墙的设计,使视线穿过建筑,与水体相连。例如,上海院子在临水面营造了亲水平台,为居民提供了亲近自然的场所;一些滨水建筑采用透空落地幕墙,将美丽的水景引入室内,创造出独特的空间体验。
(六)考虑其他环境因素
周边道路、市政条件、保留古迹、气候水文等因素对建筑设计也有重要影响。场地周边的道路、车流量、人流量规律会影响建筑的出入口设置和交通流线;上空高压线、地下暗河暗管等市政条件需要在设计中加以考虑,避免对建筑造成安全隐患;场地的保留古树、古迹以及周边历史建筑的传统风貌应得到保护,建筑设计应与之相协调;区位的气候、水文条件,如年日照、主导风向、降水量等自然条件,会影响建筑的朝向、通风和排水设计。
(七)追求建筑品相
建筑应回应所处的环境,与环境气质相匹配,形成独特的品质体验。设计师在面对场地时,要去发现场地的属性,塑造出依靠建筑让人产生特质体验的空间。具体的操作手法因事而异,因地制宜,如顺应还是继承,对比还是突变,轻薄还是厚重,透明还是沉稳,高调介入还是谨慎谦。例如,杭帮菜博物馆用“藏、断、低、折、嵌、透、绿、连” 八字概括其与环境结合的操作手法,成功地将建筑融入了自然环境,形成了独特的品相。
三、不同类型的建筑结构
(一)砖混结构
砖混结构是混合结构的一种,由砖砌筑承重墙和现浇钢筋混凝土楼板组成。这种结构通常适用于低层或多层居住建筑。其优点主要有:由于砖是小的标准化构件,对施工场地和施工技术要求低,各地都可生产;具有很好的耐久性、化学稳定性和大气稳定性;可节省水泥、钢材和木材,不需模板,造价较低;施工技术与施工设备简单;砖的隔音和保温隔热性要优于混凝土和其他墙体材料,在住宅建设中运用得为普遍。但砖混结构也存在一些缺点,如强度低、自身抗震能力差,高度受到限制,不抗震的地方做配筋砌体结构,结构自重大,稳定性差,浪费资源、不环保。一般来说,砖混结构的建筑物层数不能超过7 层(六度区)。
(二)砖木结构
砖木结构的墙、柱用砖或砌块砌筑,楼板、屋架用木结构。这种结构常见于农村屋舍和庙宇。砖木结构建造简单,材料容易准备,费用较低。由于力学工程与工程强度的限制,一般砖木结构是平层(1- 3层)。这种结构类型住宅的优点是空间分隔较方便,自重轻,并且施工工艺简单,材料也比较单一。它的耐用年限短,设施不完备,占地多,建筑面积小,不利于解决城市人多地少的矛盾。
(三)钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构的主要承重构件采用钢筋混凝土。这种结构类型主要用于大型公共建筑、工业建筑和高层住宅。钢筋混凝土结构具有坚固、耐久、防火性能好、整体性好、可模性好,比钢结构节省钢材和成本低等优点。混凝土是由胶凝材料水泥、砂子、石子和水,及掺和材料、外加剂等按一定的比例拌和而成,钢筋承受拉力,混凝土承受压力。在1849 年,法国人 J.L. 朗姆波和 1867 年法国人 J. 莫尼埃先后在铁丝网两面涂抹水泥砂浆制作小船和花盆。1884年德国建筑公司进行了批钢筋混凝土的科学实验,1886 年德国工程师 M.克嫩提出钢筋混凝土板的计算方法。各国钢筋混凝土结构设计规范采用的设计方法有容许应力设计法、破坏强度设计法和极限状态设计法。
(四)钢结构
钢结构主要承重结构用钢材料建造。其优点是自重轻,能建超高摩天大楼;又能制成大跨度、高净高的空间,特别适合大型公共建筑。钢结构具有强度高、自重较轻,工作的可靠性较高,抗振(震)性、抗冲击性好,工业化程度较高,容易做成密封结构等特点,但也存在易腐蚀,耐火性差等缺点。例如,在大跨度结构中,如南京奥林匹克体育中心主体育场,总跨度361.582m,以及国家大剧院、浦东国际机场、广州国际会展中心等大跨度结构,都充分展示了钢结构在大跨度结构中的独特优势。在高层建筑中,钢结构能够承受较大的荷载,具备承重能力强的优势。
(五)剪力墙结构
剪力墙结构由剪力墙承受竖向和水平作用力。剪力墙结构体系布置不灵活,抗侧向刚度大,厚度不小于 160mm,长度不超过8m,高度范围 180m。这种结构多用于中高层和高层建筑。它能够有效地抵抗水平荷载,提高建筑物的稳定性和安全性。
(六)框架结构
框架结构以梁、柱、板为承重结构。框架结构由梁柱构成,构件截面较小,框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢。框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,但抗震性能差。适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。
(七)框架 - 剪力墙结构
框架 - 剪力墙结构由剪力墙和框架共同承受竖向和水平作用。这种结构体系布置灵活,抗侧向刚度大。高度范围170m,用于中高层和高层建筑。它结合了框架结构和剪力墙结构的优点,既能提供灵活的空间布局,又能提高建筑物的抗震性能和稳定性。