第3章 土地组织与环境控制
3.1 土地节约与组织
3.1.1 场地的交通组织布局
场地交通组织及道路布局是场地总体布局的重要内容之一,是保证场地设计方案经济合理的重要环节。其目的在于满足场地内各种功能活动的交通要求,在场地的分区之间以及场地与外部环境之间建立合理有效的交通联系,为场地总体布局提供良好的内外交通条件。交通组织的关键在于交通流线的安排,人流、物流的合理组织以及交通运输方式的选择。
3.1.1.1 场地交通组织设计原则
(1)合理设置场地出入口与城市道路的关系
场地出入口是场地内外交通的衔接点,其设置直接影响着场地布置和流线组织。场地出入口及与之相关的交通集散空间的设置,是在分析场地周围环境(尤其是相邻的城市道路)及场地交通流线特点的基础上,结合场地分区进行综合考虑的。场地的人流出入口要与城市道路、公交站点、停车场(库)有便捷的联系,以缩短人流出入和集散的滞留时间。在确定场地出入口的位置时,合理地利用周围的道路及其他交通设施,以争取便捷的对外交通联系。但同时应注意尽量减少对城市主干道交通的干扰,当场地同时毗邻城市主干道和次干道(或支路)时,应优先选择次干道一侧为主要机动车出入口。
此外入口集散场地是建筑场地与城市空间的衔接和过渡,除了解决交通组织,还要安排好服务设施与广场景观,不能忽视休息与游憩空间的布置。
根据《绿色建筑评价标准》中第4.1.6条,住区公共服务设施按规划配建,采用综合建筑并与周边地区共享;第4.1.12条,选址和住区出入口的设置方便居民充分利用公共交通网络,到达公共交通站点的步行距离不超过500m;第5.1.5条,场地到达公共交通站点的步行距离不超过500m,如图3-1所示。
图3-1 场地与主要交通站点的距离
(2)合理组织交通流线
流线组织反映了场地内人、车流动的基本模式,它是交通组织的主体,体现了场地交通组织的基本思路,是道路、广场和停车场等交通设施布置的根本依据。场地内各组成部分的交通状况往往复杂多样,流线性质、流量各不相同,流线的安排应符合使用规律和活动特点,有合理的结构和明确的秩序,使场地内各个部分的交通流线关系清晰、易于识别,并且便捷顺畅;处理好不同区域、不同类型流线之间的相互关系,避免要求差异较大的流线相互交叉干扰(图3-2)。
图3-2 某工厂的交通组织流线
①确定流线体系的基本结构形式 根据流线进出场地的不同方式,可将场地的整个流线体系分为尽端式和通过式两种,也可以将两种组织方式结合起来形成综合的结构。不同流线结构各有其形式特点和适应性,可根据具体的场地周围条件及场地分区状况选择采用。场地内主要或大量的人流、车流等交通流线应清晰明确,易于识别,线路组织便捷,尽量避免迂回、折返。
②不同类型流线的组织 场地的使用对象及其交通方式决定了场地的流线组成,例如宾馆、商场和餐饮类公建场地中,一般有各类外来使用人员(包括人行、车行)、内部职工及后勤服务(以货运车辆为主);交通性建筑场地中,人流、车流、货流同时具备,且更为复杂;建筑综合体或综合性群体建筑场地由于各组成部分性质内容不同,也有相应不同的使用人流和车流。若场地中各种流线缺乏组织,相互交叉混杂,则会造成使用上的极大不便和不安全性。
场地中的流线从功能性质上可分为使用流线和服务流线,从交通对象的角度又可分为人员流线和车辆流线。考虑流量规模及重要程度,综合起来看,场地总体布局中需主要分析使用人流、使用车流和服务流线(服务人流、车流合并看待)三种类型。
对于有大量人流集散的地段或建筑,特别是电影院、剧场、文化娱乐中心、会堂、博览建筑、商业中心等人员密集的场地,合理组织好人流交通是一个非常重要的环节。首先,要处理好场地与城市道路的关系。根据《民用建筑通则》的规定,人员密集的场地应至少一面临接城市道路,该城市道路应有足够的宽度,以保证人员疏散时不影响城市正常交通;这类场地沿城市道路的长度应按建筑规模和疏散人数确定,并不得小于基地周长的1/6。其次,合理设置集散空间。将各种不同方向的人流通过步行道或广场来组织,或合流或分流使之互不交叉冲突。人员密集的建筑物主要出入口前,设置供人员集散的空地。
(3)合理组织场地内道路系统
道路是场地重要的构成要素,往往形成场地的结构骨架,将场地各组成部分构成一个有机联系的整体,并有助于生成良好的场地空间环境。道路布局可以说是交通流线组织在用地上的具体落实,要求在场地出入口和建筑物出入口位置确定的基础上,安排好场地内的各类道路,从而形成清晰完整的道路系统。
进行场地内的道路布局时,应与场地分区、建筑布置结合考虑。主要应满足流线组织要求、场地分区要求及环境与景观要求。
(4)合理组织场地停车系统
道路是动态交通组织,而车辆的停放属静态交通问题。停车场作为场地中供各种车辆停放的露天或室内场所是场地交通体系的重要组成部分,也是一般场地不可缺少的功能要求。大型建筑的停车场应与建筑物位于主干路的同侧。人流、车流量大的公共活动广场、集散广场宜按分区就近原则,适当分散安排停车场。停车的组织与流线的组织关系密切,因为车辆进出停车场是车流组织的一部分,进行流线组织时必须考虑车辆的停放问题;同时停车场是车流、人流集中而混杂的场所,是人流与车流的衔接和转换点,进行停车组织是也要考虑停车与车流系统的恰当衔接方式。总体布局中对场地停车的组织包括选择停车方式和确定停车场的布置方式,应满足流线清晰、使用便利的要求,并尽量减少对环境的干扰。
一般来讲,停车场内的交通组织要求如下:①场内交通路线一般应按单向行驶组织交通,不应有交叉,或尽量减少交叉;②车场出入口位置要明显,宜出、入口分开,一般出入口合用时宽度约为7~10m;③入口处应设置明确的路线行驶方向标志和停车位置的指示牌;④场内路面应有显著的停车标志和行车方向标志,如铺设彩色混凝土块、路面白漆画线或涂有发光材料的画线等;⑤场内行驶路线合理,便于疏散和回车。出场时尽量取消左转弯,减少出场车辆对干道上交通的干扰,否则等于增加一个丁字路口。所以出场的出口,应设置在远离交叉口处。在地势起伏较大的场地中组织交通时,应充分考虑地形高差的影响,使交通流量大的部分相对集中布置在与场地出入口高差相近的地段,避免过多垂直交通和联系不便。
(5)达到设计最优化
场地性质决定交通组织,交通组织是场地总体布局的核心内容,设计中两者需不断调整,最终达到设计最优化。场地布局是指场地内各个建筑的分布情况,它决定了场地内人们活动的规律及主要场所,也决定了场地内货物的运输与存放场所,这些场所就是客货交通的发生点和吸引点,决定了场地内人流、货流的流量和流向,是交通组织的出发点。实际上,场地布局状况是交通组织的前提。
3.1.1.2 场地道路布置形式
场地道路布置形式如表3-1、表3-2所示。
表3-1 平坦场地道路布置形式
表3-2 坡地场地道路布置形式
3.1.1.3 居住区道路组织形式
(1)居住区道路主要功能
居住区内部道路的功能要求大致可分为以下几方面。
①居民区日常生活方面的交通活动,是主要的,也是大量的。
②通行清除垃圾、递送邮件等市政公用车辆。
③居住区内公共服务设施和工厂的货运车辆通行。
④满足铺设各种工程管线的需要。
⑤道路的走向和线型是组织居住区建筑群体景观的重要手段,也是居民相互交往的重要场所(特别是一些以步行为主的道路)。
除了以上一些日常的功能要求外,还要考虑一些特殊情况,如供救护、消防和搬运家具等车辆的通行。
(2)居住区道路规划设计的基本要求
①居住区内部道路主要为本居住区服务。居住区道路系统应根据功能要求进行分级。为了保证居住区内居民的安全和安宁,不应有过境交通穿越居住区,特别是居住小区。同时,不宜有过多的车道出口通向城市交通干道。出口间距应小于150m,也可用平行于城市交通干道的地方性通道来解决居住区通向城市交通干道出口过多的矛盾。
②道路走向要便于职工上下班,尽量减少反向交通。住宅与最近的公共交通站之间的距离不宜大于500m。
③应充分利用和结合地形,如尽可能结合自然分水线和汇水线,以利雨水排除。在南方多河地区,道路宜与河流平行或垂直布置,以减少桥梁和涵洞的投资。在丘陵地区则应注意减少土石方工程量,以节约投资。
④在进行旧居住区改建时,应充分利用原有道路和工程设施。
⑤车行道一般应通至住宅建筑的入口处,建筑物外墙面与人行道边缘的距离应不小于1.5m,与车行道边缘的距离不小于3m。
⑥尽端式道路长度不宜超过120m,在尽端处应能便于回车。
⑦如车道宽度为单车道时,则每隔150m左右应设置车辆互让处。
⑧道路宽度应考虑工程管线的合理敷设。
⑨道路的线型、断面等应与整个居住区规划结构和建筑群体的布置有机地结合。
⑩应考虑为残疾人设计无障碍通道。
(3)居住区道路的基本形式
居住区动态交通组织可分为“人车分行”的道路系统、“人车混行”的道路系统和“人车共存”的道路系统三种基本形式。如表3-3所列。
表3-3 居住区道路组织基本形式
(4)居住区道路路网形式
居住区主要道路网形态分为网格式路网、交叉式路网、线形路网、环形路网和“C形”路网5类。如表3-4、表3-5所示。
表3-4 小区路网的形式分类
表3-5 小区路网的特点及实例
3.1.1.4 综合体建筑的交通组织分析
综合体建筑简言之就是由多个不同功能的空间组合而成的建筑,这种综合体往往同时与人类的“全部生活”相联系。在城市中心环境中进行综合建筑设计时,交通组织是我们面临的首要难题,其处理得失将直接关系到建筑的使用与效益发挥,也影响到我们对综合体建筑空间组合上的城市设计考虑。
(1)交通处理的基本要求
①既要在建筑的内部布置有好的功能关系,又要与城市道路呈有序的联系;
②尽可能减少人流与车流之间及不同性质车流之间的交叉和相互干扰,减缓对城市干道的冲击;
③有足够的人流、车流的集散空间和停留空间;
④各种交通流线清晰醒目,方便短捷。与建筑外部空间关系良好,减少交通噪声与车流对外部空间舒适性的影响。
(2)人流来源与城市交通状况进行分析
①人流与车流来源分析 综合体建筑内使用人员有三种类型:居住人员与办公人员、来访人员及商场顾客。居住人员与办公人员需要快速地进入建筑,较少在室外空间流动;顾客则希望有慢速安静的交通环境,以利闲逛购物;来访人员要求介乎两者之间。通常要考虑的城市交通方式则分为三类:机动交通、非机动交通与步行交通。机动交通又包括了公共交通(如地铁、公交汽车、有轨电车、出租车等)与私人交通(主要是私人小汽车与摩托)。公共交通需要有足够的等候空间,如公交站场或出租车停靠站等;而私人交通则需要停车位的安排。
一般来说,综合体建筑内部的居住与办公人员以及来访人员倾向使用机动交通方式;顾客则倾向于步行。必须通过对交通现状的调查获得三组有关交通方式的数据,方能指导交通设计:一是不同使用人员在一个时段参与交通空间的比例;二是不同使用人员分别采用三种不同交通方式的比例;三是三种交通方式占有交通空间的比例。
②城市交通布局分析 城市交通随同市中心距离的增大,在空间上可以分为三个层次;市中心步行区与车辆限制区;近中心大型车辆限制区;城郊环状快速干道区。高层综合体建筑所处的不同位置将直接导致具体设计手法的运用。另外,市内停车场的布置也是我们应当了解的。大型的中心外停车场,基地附近高层停车库或周邻建筑内可利用的停车空间能减少高层综合体内停车数量,从而简化设计。此外,公交站场的位置,特别是地铁站的出入口对建筑也有较大影响。
③建筑基地交通状况分析 综合体建筑一般邻市中心干道,并可利用中心支路作为辅助交通出入口。同时,建筑基地周边的道路交通容量将限制建筑交通组织,高层综合体建筑内过多的车辆停放与出入车辆数量,将恶化中心区道路紧张状况。建筑出入口位置与城市干道关系又是一个需要考虑的方面。现实中存在两种倾向,一种是把建筑的出入口正对城市干道,在出入口形成丁字交叉口,从而实际上把建筑出入口纳入了城市道路交叉口。另一种是把建筑出入口开设在速度较快的城市主干道或快速道路上,往往造成出建筑的大量交通对城市主干道和快速道路上的交通的冲击,影响这些城市交通骨干道路的通畅性、快速性和通行能力。这两种倾向都会造成不同的问题,从而需要我们从全面考虑。
(3)交通组织的方法
临近建筑交通空间的组成与设计。临近交通空间通常由三部分组成:内部后勤客货交通空间、外部客运交通空间、建筑外部空间。这一空间的设计主要有以下几个要点:
①通过辅助的平行道路把建筑前的广场与城市干道相连;
②按城市道路靠右行的原则进行交通流线和用地空间的布置;
③空间布置依交通流线合理安排;
④开设供后勤车辆与人员出入的辅助出入口;
⑤建筑内部可设通过式的城市中心支路。
(4)停车空间的设计
在无法利用外围停车场的时候,建筑街道层上过多的停车位会造成外部空间丧失。
3.1.1.5 以公交为导向的开发(Transit Oriented Development, TOD)
主要指以公共交通枢纽和车站为核心,倡导高效、混合的土地利用,如商业、住宅、办公、酒店等,同时,其环境设计是行人友好的。各国公交为导向的开发案例如表3-6所示。
表3-6 各国公交为导向的开发案例
以私人小汽车为导向的城市发展会产生很多问题,例如空气污染、过度依赖石化燃料、有车人群与无车群体之间的不平等等,交通拥堵本身也是一种污染,对时间造成极大浪费。
(1)TOD与“3D”原则
TOD是一个“3D”的过程,即高密度(density)开发、多元化(diversity)土地利用以及良好的设计(design)。
①高密度 高密度开发可以缩短出行距离,更加适合非机动交通出行(步行、自行车),也更加适合公交出行。由此,公交客流量得到提高,人均车行距离减少。比较巴西两个城市——库里蒂巴和圣保罗,由于库里蒂巴有很好的TOD规划,城市沿着公交线路高密度开发,而圣保罗是没有经过规划的分散型发展,结果是库里蒂巴公交客流量更大,对机动交通的依赖性更小。
②多元化 混合土地利用并非指在一个地点多元化,而是可以沿着一条轨道交通或公交线路开发,将居住、工作、商业和日常活动排在一条公交线路沿线。例如瑞典斯德哥尔摩,沿着轨道交通线路进行城市开发,把不同性质的用地串联起来,克服了潮汐交通的弊端,提高了交通设施的效率。
③设计 对于交通枢纽,如果多功能区域设计得不好,行人、自行车、公共汽车、私人小汽车汇聚可能造成混乱;如果设计做得好,既能达到功能要求,又能保障安全。一个比较好的设计案例是斯德哥尔摩,对自行车交通和机动交通进行分层设计,在轨道交通车站附近提供自行车停车设施,使行人、自行车和机动车都有非常好的进入方式。
(2) TOD模式主要特点(如表3-7所示)
表3-7 TOD模式的特点
(3)轨道交通系统与土地开发相互配合
要真正成功地运用TOD模式的理念并取得成功,一个非常重要的因素就是要把公交系统的建设和土地的开发结合起来,公交系统要能够方便有效地服务于沿线地区,而沿线土地开发也要创造出一个适合乘坐公交的环境,并能为公交系统提供足够的客流。在哥本哈根,轨道交通系统与沿线的土地开发紧密地结合在了一起。首先,城市规划要求所有的开发必须集中在轨道交通车站附近。其次,轨道交通车站附近的容许建设密度在持续增加,开发密度补贴政策的实行也刺激了商业的发展,通过建设完善的步行和自行车设施,以及常规公交的接驳服务,人们可以从不同地区非常方便地到达轨道交通车站。
交通规划的用地开发重视就业与居住的平衡,并主要环绕轨道交通车站进行。开发轴从车站向外发散,连接居住小区,轴线两侧集中了大量的公共设施和商业设施,新城中心区不允许小汽车通行,步行、自行车和地面常规公交在该区域共存,新城的出行可以不依靠小汽车方便地完成。这样,在哥本哈根的这些放射形走廊内就形成了轨道交通与用地开发相互促进的状况,使用轨道交通出行非常方便,这就使人们愿意选择在车站周围工作或居住,从而为轨道交通提供了大量的通勤客流,而这些通勤客流的存在又促进了沿线的商业开发,工作、居住和商业的这种混合开发进一步地方便了轨道交通乘客,并会继续推动沿线的土地开发。在哥本哈根,轨道交通系统首先起到了引导城市发展的作用,而在沿线土地开发基本完成后,它又作为主要的出行工具满足了沿线的出行需求。
(4)TOD的规划原则
①在区域规划的层面上,采用更为紧凑的城市模式,并且在有公共交通系统支撑的情况下进行有组织的发展;
②提供多样的住宅形式,密度与价格的组合;
③在公交站点步行可达的范围内布置商业、居住、就业岗位和公共设施;
④创造适于步行的道路网络,营造适合于行人心理感受的街道空间,在各个目的地之间提供便捷的联系通道;
⑤保护敏感的栖息地河岸地区,以及高品质的开放空间;
⑥城市设计应该面向公共领域,以人的尺度为导向,使公共空间成为人们活动的中心,并且为建筑所占据而不是停车场;
⑦鼓励在已有发展区域内的公共交通线路周边进行新建和再开发。
(5)土地利用规划方面
①通过控制土地供给来完善TOD模式 政府作为城市发展的管理者和土地资源供应者,必须建立有效机制来协调城市发展与土地利用计划,严格控制土地供给的数量,特别是轨道沿线土地供给,保证城市空间发展战略和土地价值的市场,实现“土地控制”需要从城市规划、轨道建设、土地开发几方面着手。
②协调土地利用规划与综合交通规划 城市发展,土地开发利用与城市轨道交通规划建设之间整合不够,将最终导致城市发展目标的偏离,需要根据城市轨道交通TOD模式开发理念,引导现有规划的修订和补充,加强各规划之间的整合,改变过去城市摊大饼式的扩张和严重的交通拥挤等状况,促进新城市土地的集约利用“以形成紧凑,可持续发展的城市空间形态”。运用TOD模式指导城市开发,减轻城市化带来的负面影响。在宏观层面上,利用城市轨道交通建设引导市区人口和产业向新城转移;在微观层面上,加强土地规划,开发高密度的住宅居住区,利用地铁可达性的影响,利用完善的公共交通设施以及良好的住宅区建设吸引广大市民购置物业。
3.1.2 地下空间的利用
3.1.2.1 地下空间的概念
建筑地下空间是指位于城市建筑物地表以下的建筑空间。这种空间可以像传统建筑一样有明确的边界围合,孤立分散,也可以是无明确的边界而相互连接贯通的。它可以存在于地下浅层(地表以下10m以内)或次浅层(地表以下10~30m),也可以存在于地下次深层(地表以下30~100m的空间)。
建筑地下空间按照土壤覆盖方式可以分为覆土建筑、半地下建筑、全地下建筑几种类型,如表3-8所列。
表3-8 地下空间形态示意
从地下空间开发利用与地上建筑的关系来分类,地下空间分为单独式和附属式两大类。单建式是独立建设的地下空间,如广场地下停车场(图3-3),附属式地下空间是随地上建筑附带开发并与地上建筑直接结合在一起,作为地上建筑空间功能和结构有机组成部分的附属式地下建筑空间(图3-4)。
图3-3 单独式地下空间
图3-4 附属式地下空间
3.1.2.2 各国地下空间的开发
地下空间作为一种新兴的城市资源,在战后受到了极大的重视。各国都争相开发城市地下空间,矛盾越突出,地下空间开发规模越大。
(1)日本
日本国土面积狭小,城市用地紧张,能够提供给人们生活和工作的土地面积非常有限。这种资源上的劣势使得充分利用空间变得非常必要,其发展建筑地下空间的主要目的就是补充地上空间的不足。1930年,日本东京上野火车站地下步行通道两侧开设商业柜台,形成了第一条地下街。至今,日本地下街己从单纯的商业性质演变为包括多种城市功能及其他设施的相互依存的地下综合体(图3-5、图3-6)。单个地下街规模越来越大,设计质量越来越高,已形成一套较健全的开发利用体系。日本地下综合体的形态分为街道型、广场型和复合型(图3-7),其规模也依面积大小和商店数目不同分为小型(小于3000m2,商店少于50个),中型(3000~10000m2,商店50~100个),大型(大于10000m2,商店100个以上)。
图3-5 日本人的地下空间利用设想图
图3-6 长堀水晶地下街
图3-7 日本地下街类型
(2)北美
美国地下空间的最初实践开始于20世纪70年代,适逢能源危机之时,由关注环境而引发,主要关注覆土建筑的发展,最为普遍利用建筑地下空间的是覆土类住宅。80年代美国全国已建成各类覆土住宅3000多栋,大部分集中在明尼苏达、威斯康星、俄克拉荷马等州(图3-8、图3-9)覆土建筑的节能效果同地面建筑相比十分显著。例如美国建在山坡上的覆土住宅群,利用山坡特点布置建筑,山区的茂密树木将住宅掩蔽其中,住宅像从地下生长出来的一样,建筑与自然生态环境取得高度协调。其他非居住的建筑地下空间利用也十分广泛,重点是商业、仓储、教学、停车以及宗教、娱乐和农业设施的仓储空间等。
图3-8 美国某覆土住宅
图3-9 美国某覆土住宅室内
加拿大国土辽阔,但因所处纬度高,冬季寒冷期时间较长,因此在蒙特利尔和多伦多等大城市中建设了大量的地下步行道以对抗极端气候(图3-10、图3-11)。四通八达、不受气候影响的地下步行系统,很好地解决了气候对人类公共生活的影响,缩短了地铁与公共汽车的换乘距离,同时把地铁车站与大型公共活动中心连接起来。实践证明,在大城市中心区建设地下步行道系统,除了可以保证恶劣气候下城市的繁荣以外,还可以改善交通、节省用地、保护环境。
图3-10 加拿大地下发达的步行系统
图3-11 加拿大蒙特利尔地下城内景
(3) 欧洲
欧洲地质条件良好,是地下空间开发利用的先进地区,特别是在市政设施和公共建筑方面。
其中,法国巴黎是欧洲城市地下空间开发的代表,其地下系统已经成为一个巨大的网络(图3-12)。从1900年巴黎世博会第一条地铁线路正式启用至今,地铁网络已经成为巴黎的城市规划和城市结构的一部分,并且延伸至所有郊区,与法国其他地区连接起来。同时,巴黎还建设了83座地下车库,可容纳43000辆车。
图3-12 法国地铁内景
苏联也是地下空间开发利用的先进国家,其特点是地铁系统相当发达,莫斯科地铁系统客运量每年达26亿人次,是世界上最高的。同时,以其建筑上和运营上的高质量而闻名于世,特别是车站建筑风格,每站都有特色(图3-13)。各转乘站的建筑布置相当巧妙,在多达四条线路交汇处,乘客可以最少的时间到达换乘的目的。
图3-13 莫斯科地铁内景
(4)中国
我国的城市地下空间利用最早是源于20世纪60年代人防工程的建设,经过几十年的努力,已取得显著成果,在保证城市居民安全上起到极其重要的作用。80年代中期以来,我国的一些大城市的旧城改建工程在城市土地批租和引进外资的推动下开始起步,与城市发展结合的地下空间利用项目不断增加,而且类型和规模在不断扩大。北京、上海、广州等城市相继修建地铁(图3-14),并将其与高层建筑尤其是高层公共建筑的地下空间进行结合,提高双方的使用效率。
图3-14 北京地铁4号线圆明园站
3.1.2.3 各种建筑地下空间类型的应用
各种地下空间建筑由于场地地形不同或者与地上空间的位置关系,有不同的建筑组成方式,有着自己的特点。
(1)覆土建筑类型的应用
覆土建筑根据所处的地形有着不同,有着不同的建筑类型。如表3-9所示。
表3-9 不同地形下覆土建筑的形式
①平地覆土建筑 平地建筑的覆土可以利用土壤良好的隔声性能给使用人群带来安静的环境。此外建筑也能够与绿化良好地结合起来,为场地提供大量的绿化。
适宜发展的建筑形式:博物馆,图书馆,观演建筑,部分办公、商业建筑,学校。
②坡地覆土建筑 坡地覆土建筑对地质方面要求很多,坡地有滑坡或者侵蚀时,不适合进行建造活动。当排除地质因素后,因其没有封闭感,拥有充足的阳光照射和良好的视野,使坡地覆土建筑成为一种比较理想的形式,适合于郊区或者农村等地形条件不好的区域,
适宜发展的建筑形式:办公、医院。
③山顶覆土建筑 山顶的建筑有自身的特点,周围视野开阔;拥有充足的采光和通风,同时可能会有强风和冷风的侵袭困扰;山顶交通不便,建筑需要额外的交通投资,与市政实施较远,同时也需要设施的额外投资,如供水供电等设备;没有地下水位的侵袭。
适宜发展的建筑形式:天文台、宗教建筑、一些博物馆。
(2)半地下建筑的应用
对于半地下建筑来说,根据地下空间与地上空间的关系,可以分为独立的半地下建筑和地下附属于地面的建筑。
当建筑地下空间是地面上建筑主体的附属部分时,如果从建筑地下空间与地面建筑主体在建筑布局方面的相互联系角度进行分析,可以归纳出如表3-10所示的几种建筑地下空间与地上空间的主要连接方式。
表3-10 地上空间与地下空间的主要连接方式
3.1.2.4 地下空间的功能
(1)应用于地下空间的建筑功能
地下空间可以应用于多种建筑功能(图3-15),可以应用于居住、储藏、交通等功能。除了地下空间本身的一些优越性外,每种地下建筑功能又对地下空间有着各种要求限制,如表3-11所示。
图3-15 各种功能的地下空间
表3-11 各类公共设施在地下空间的适应程度
注:√舒适;×不舒适;★最主要的有利(局限)因素;▲次要重要的有利(局限)因素;○没有特殊要求的因素。
①居住空间 人类最古老的开发利用地下空间的方式就是居住建筑——“穴居”。其后的窑洞也是地下空间用于居住方面的利用。当地下室或半地下室作为储藏和设备空间时,可以作为设备管理人员的临时宿舍;利用地下人防改建而成的地下旅馆等。由于地下空间埋深及采光通风的影响,地下空间的居住环境并不舒适。
②交通空间 建筑地下空间与城市地铁、城市地下公路隧道、地下公交、地下步行街相结合,形成便捷的城市地下交通网,改善了城市地面交通拥堵状况。除了城市动态交通,地下停车场也使城市静态交通也得到了大力改善。2017年一些城市的地铁长度见表3-12 。
表3-12 2017年一些城市的地铁长度
③商业空间 由于人们对商业空间的自然光线要求不高,并且停留时间短暂,地面天气环境也不会影响到地下的商业运作,受到了居民的欢迎,大批人流涌向这里,商业营业额提高,经济效益、社会效益显著,同时还改善了城市地面交通拥挤、环境恶化等诸多不利因素。
④文化娱乐空间 由于电影院、舞厅、咖啡厅、剧院等文化娱乐设施空间在地上时就需要人工照明,因此地下空间就更为方便了。这些空间与地下空间的其他空间(地下交通空间、地下商业空间等)结合开发,并与城市交通联系,分散了人流,缓解了地面交通压力。
⑤其他公共空间 对于办公、会议、图书馆、实验室、医疗等公共活动,一般大量面积位于建筑地下,都可以满足。这样不会对环境造成太大影响。
⑥市政设施空间 传统的城市地下空间中,给排水、动力、热力、通信等一般都放在这里,主要处理设施用于自来水厂、变电站、垃圾处理厂、污水厂等。建筑的地下空间同样设置设备管道层,用于管线、电缆等的敷设。这样不仅节约用地,对减轻污染也是有利的。
⑦仓储空间 地下空间最适合存储物质,不仅方便、安全而且节省能源,地下储存的保存成本相对较低、质量高、提高了经济效益、并且节约了地上的仓库用地。
⑧防灾空间 防御灾害是地下空间开发的重要功能,地下空间结构稳定、隐蔽、耐震,第二次世界大战中许多国家都把地下空间作为防御工事。我国规划的人防工程一方面用作防御平时的自然灾害,另一方面用作其他功能空间。
(2)地下各种主要功能的空间布局形式
①商业功能
a.串联式商业空间,这类商业空间将商业空间的不同功能串联起来,组织方式有以下几个特点:一是商业空间形态呈狭长带形;二是商业空间的面积较小。在较小的且狭长的空间中,这种形式能够满足明确的方向性和较快速的可达性。
b.内街式商业空间,这类商业空间将各类商业空间的分布于如街道一样布局的棋盘式地下步道的两侧,形成地下商业内街空间。这种形式的组织方式有以下几个特点:一是商业空间的主要职能是为若干个小商业单元提供商铺,这些单元之间相互独立,以商业内街的形式将其联系起来;二是内街式商业空间内需要有醒目的标示牌,由于棋盘式的交通布局形式,导致内街式商业空间方向感极差,有公共中庭作为导向标准,内部商业街被划分片区,除了醒目的标示以外,还经常以颜色、材质和团来体现区别。
c.开放式商业空间,这类商业空间各个店铺之间没有实体的空间分界,只通过铺地等材质和内部陈设进行软分割,空间有以下几个特点:一是业主一般都是大型的超市或者是百货商店;二是能够带来宽阔感和利于方向识别。这种类型是现今地下商业空间发展的主要趋势之一,能够有效地缓解地下空间本身带来的压抑感。
d.综合式商业空间,利用不同商业功能的不同要求,综合多种地下商业空间形式,达到了空间多样化、组织合理化的目的。
②动态地下交通空间——地铁、地下公路、地下通道 地下交通的建立减少了城市地面道路,改善了城市地面交通,使区域内步行化的观念得以实现,将地面可能相互干扰的交通流分开。地下交通的发展是城市组织空间的基础。
a.地铁。地铁的本质就是城市道路,是城市的走廊。城市发展的历史中,有地铁运营的城市数量在不断增加,运营的里程也在不断加长,地铁的修建会给沿线的地价、城市结构和形态带来变化,聚集大量人流、物流,促进所在地区的经济发展与繁荣,提高交通整体效益。
有两种地铁的连接形式。
一种是将地铁直接设置在公共建筑的地下室中,建筑地下层与地下交通直接相连,不存在过渡空间形式,地铁要升到一定高度与建筑室内连接(图3-16~图3-18)。
图3-16 日本索尼公司大厦与地铁相连接
图3-17 我国香港又一城
图3-18 我国香港太古广场
另一种是运用功能空间的连接,地铁不与建筑地下直接连接,存在过渡空间,如地下连接通道、地下街,这种方式相较成熟,通常是与公共建筑群地下空间有机结合的,最大限度地缩短了地铁站到各个公共建筑的距离(图3-19)。
图3-19 上海陆家嘴地区的立体化网络
b.地下公路。由于经济、技术等方面的因素,在我国地下公路的开发并未形成规模,仅有短距离的开发,一般位于地下浅层区,如珠海拱北的地下道路(图3-20),公交、的士穿梭于此,有效缓解了地面交通压力,城市地下空间的一体化设计少不了地下公路。
图3-20 珠海拱北的地下道路
c.地下通道。地下通道是地下空间发展最广泛的交通功能,建筑群地下的连接、建筑地下与地铁的连接等,都是通过地下通道实现的。
③静态交通系统——地下停车场 建筑地下空间在发展地下停车场空间上有其优势,满足了建筑地上停车难的问题,并且在不破坏视觉和美学效果的基础上,方便了人行和车行空间的分离和联系,避免了人车混杂的现象(图3-21)。建筑地下停车场主要有以下两种建立形式。
图3-21 地下停车场
a.单一式地下停车场。这种类型地下停车场主要是为了满足地上主体建筑外部停车难的问题而建造的,一般围绕建筑地下轮廓设计,空间形式、功能都较为单一。有地下单层布局、地下单层局部布局、地下多层布局等布局方式。
b.复合式地下停车场。这种类型的地下停车场不再仅局限于建筑主体轮廓以内,通过建筑地下空间向城市地下空间扩充,与城市地铁等地下交通设施连接。在这个区域内建造地下车库,把出租车与社会车辆引入地下空间,不但方便了地铁、出租车以及驾车族的换乘,还有效改善了地面的交通和环境。
④地下设备空间(图3-22~图3-24)
图3-22 住宅地下设备间
图3-23 地下机房
图3-24 日本地下排水系统
a.集中式。这类型的设备空间将主要设备空间集中于一处,往往就占单层建筑面积的一半甚至全部,主要适用于单层地下面积较小的建筑。
b.分散式。这类型的设备空间分布于地下空间的四周环绕着该层的主要使用功能,(一般是停车或者商业空间)这种方式主要适用于地下空间单层面积大的公共建筑,分散式布局需要根据各个设备功能的不同选择比较合适的位置布置,并且尽量不要形成不规则的停车或者商业空间,以防影响主要使用功能。
⑤其他地下室功能分析
a.办公空间,地下办公空间分为两种形式,一种是管理办公室,例如管理设备的管理人员值班室等;还有一种是正式的办公场所,这样的办公室在通风和采光等方面条件较差,一般需要开高窗或者使用采光井等引入自然光与空气流动的方法来保证人的身心健康。
b.后勤空间,建筑地下空间作为后勤用房使用的例子出现在西京医院消化科大楼,西京医院消化科大楼的一层包括有餐厅空间,为了尽量节省面积则将厨房放在了地下一层,另外住院部也将被褥的清洗放在了地下一层,作为与外界和内部联系都较为紧密而对地面人流又没有干扰的上佳选择。
c.人防空间,我国现代地下空间的发展最初起于利用建筑地下空间作为人防空间利用,地下建筑的防护,主要是为在战时抵御各种武器的袭击,为此要比普通地下室增加5%~20%的投资(视工程大小和防护等级而不同)。为了使这部分投资在平时也能产生经济效益,就要使工程同时具备平时和战时功能,即平战结合。
3.1.2.5 地下空间的设计
(1)地下空间出入口的类型
建筑地下空间出入口主要起到了联系地面环境、引导交通、防火疏散等功能,主要的类型有以下几种。
①通过地面主体建筑式入口 这种建筑地下出入口主要是存在于地上主体建筑内部的,行人要先进入高层公共建筑内部,再通过地下空间的入口进入,如图3-25所示。一般有两种进入形式。一种是利用楼梯或电梯等竖向交通工具进入建筑地下空间,这种入口形式最为普遍,一般用于建筑地上与地下空间上下对应、分界明显的高层公共建筑,入口大多设置在离主体建筑一层入口较接近的地方,方便人流的疏散。
图3-25 通过地面主体进入的两种形式
另一种是利用建筑内部地上、地下贯通的中庭进入地下空间,人们通过中庭的自动扶梯、观光电梯、步行楼梯等进入建筑地下空间,这种入口形式多用于商业、娱乐等性质的高层公共建筑。如加拿大多伦多伊顿中心(图3-26),商场中部有一个贯通三层的大型中庭,从地面一直到地下,供购物的人流集散之用。贯通的中庭不但可以加强建筑内部地上、地下之间的联系,还改善了建筑内部环境,加强了内部采光,让人们在视线上有过渡的空间,避免了从地上空间到地下空间给人带来的封闭感和压抑感。
图3-26 加拿大多伦多伊顿中心
②通过建筑外部下沉广场入口 利用建筑外部下沉广场将地上、地下空间巧妙连接,直接从建筑外部进入地下空间(图3-27),这样既解决了入口空间的外部形象问题,增加了建筑外形的层次感,又给地下空间带去自然的光源,人们直接由此进入地下空间但并不增加建筑内部地上空间的人流量,打破了地下空间的封闭感(图3-28)。如法国巴黎列·阿莱广场(图3-29),广场西侧设有一个面积约3000m2,深13.5m的下沉式广场,广场中环绕大面积玻璃走廊,将商场部分地下空间与地面空间很好地沟通起来,有效减轻了地下空间的封闭感。
图3-27 通过下沉广场入口方式
图3-28 日本名古屋的下沉广场
图3-29 法国巴黎列·阿莱广场
下沉广场入口边界形态的几种主要形式(图3-30)如下。
图3-30 各种下沉广场边界示意图
a.垂壁式是下沉广场中最为常见的边界形式,但由于其形态较为生硬,不宜大面积使用,局部即可形成下沉广场明确的空间形态。
b.垂直景观式也是下沉广场中较为常见的边界形式,它弱化了下沉广场边界的生硬形态,同时也给下沉广场空间塑造了宜人的空间立面。
c.台地式的边界处理方式使地面空间与下沉空间环境之间形成较为自然的空间过渡,可将地面空间的绿化与景观引入地下,形成上下空间的融合。
d.坡地式是一种比台地式的空间过渡更加自然的边界处理方式,它可以使地上、地下空间完全融合为一体。
e.台阶式的边界方式与坡地式较为类似,但相对于后者的处理更加人性化,使人们在空间的过渡中,行为更加舒适、自由。
此外,下沉广场的适宜尺度应以视距与下沉深度的比值在1~3之间为宜。
③地面门厅式 这种形式的入口通常是为了地下空间单独修建的,由修建好的门厅直接进入地下,与建筑地面主体入口相分离,形成单独的入口(图3-31)。如巴黎卢浮宫玻璃金字塔入口(图3-32、图3-33)。
图3-31 地面门厅式入口
图3-32 卢浮宫玻璃金字塔入口中庭
图3-33 卢浮宫玻璃金字塔入口
(2)地下空间的组合方式
地下空间的组合方式可以分为竖向空间上的组合和水平空间上的组合两种方式,而每种方式又有着各自的组合特点。
①竖向空间的组合方式 当多种功能集中在地下空间时,通常需要采用分层的组织方式完成功能布局的需求。竖向空间的组合方式是采用垂直分层方式,其地下空间形式可以分为三个层次(图3-34),即 “地下开放式公共空间(如商业空间)-地下车库与设备室-地铁站点”。第一层需要考虑与城市地下通道、地下商业街等人行空间联系;第二层需要考虑与城市独立式地下停车场、城市地下快速路的联系问题;第三层需要结合地铁站空间的规划。
图3-34 竖直方向的分层布局
②水平方向组合方式 水平方向的组合方式可以根据功能之间的联系分为线式组合、集中厅式组合、复合式组合三种,如表3-13所示。
表3-13 水平方向的组合方式