伦敦高层建筑的生态设计策略分析分析

1、伦敦高层建筑的生态设计策略分析以瑞士保险大厦和碎片大厦为例摘要：近年来,建筑师福斯特、皮亚诺将生态概念引入高层建筑设计中,创作了许多成功作品。凭借技术优势,探索了高层建筑设计的新的可能。本文通过生态策略的深入分析,结合伦敦的两个建筑实例,探讨了高层建筑建筑创作的新趋势。关键词：高层建筑生态策略；瑞士保险大厦；碎片大厦目前许多城市的高层建筑似乎都出现了类似的发展过程，一方面充斥着高层建筑的城市形象不仅千篇一律，这与一些形象生硬、刻板、平庸、粗制滥造的高层建筑关系密切。以往高层建筑设计，重点是使用与造型方面的考虑，突出其使用功能与标志性作用。其问题在于：内部往往是封闭式全空调空间，外立面设计则追求

2、标新立异，内外互不相干。而现在新材料、新结构、新工艺的应用在建筑设计中出现，这使得高层建筑设计有了新的发展方向。高层建筑的选址一般集中在市中心一带，交通密集。加上大楼内容纳人员众多，车辆进出频繁，使得城市局部交通压力非常大。同时，高层建筑之间常发生互相遮挡阳光及视线，并对周边地块产生不利影响的案例时有发生。高密度城市使我们城市出现交通拥堵、雾霾等恶劣环境，所以高层建筑的生态性日益为人们关注。伦敦最为最有活力的国际大城市，近些年建设了一些优秀的高层建筑，通过分析伦敦的成功案例有利于我国的城市建设发展。1福斯特瑞士再保险公司大厦生态策略诺曼福斯特(Norman Foster),一位执着地发掘科学技

3、术与各种材料潜力的英国建筑大师，自1967年成立事务所至今，以表现新结构、新工艺的技术美学而享誉世界其精湛作品遍及全球。福斯特始终将技术美作为设计手法的核心，从香港汇丰银行总部、BBC广播电台总部到世纪塔等作品，使他毋庸置疑地被公众推崇为“高技派”的巅峰人物而福斯特本人却强调所重视的是“适宜技术”。近年来,针对全球生态恶化、资源浪费的现状，福斯特更将目光转向人类社会面临的危机凭借多年来的技术优势，他开始关注如何将保护环境、维持可持续发展的理念引入建筑设计中，如何利用技术手段解决建筑生态问题。1.1生态螺旋体量设计这主要出于两方面的考虑：一曲线形在建筑周围对气流产生引导，使其和缓地通过。这样的气

4、流被建筑边缘锯齿形布局的内庭幕墙上的可开启窗扇所“捕获”。帮助实现自然通风；二、避免由于气流在高大建筑前受阻，在建筑周边产生的强烈下旋气流和强风这正是很多高层建筑周边环境恶劣的重要原因。福斯特具体入微地实践了对周边环境的关照，尽力减小巨大建筑物给人带来的不适。出于这样的原因，其形态经过电脑模拟和风洞试验，由空气动力学决定。 图1 气流计算机分析图图2 体量分析草图1.2生态中庭空间设计在瑞士再保险公司的表面分布着螺旋形结构的暗色条带。如上所述，建筑周边气流被内庭幕墙的开启扇所捕获之后，在空气动力学曲线所带来的上下楼层间的风压差的驱动下沿螺旋形排布的被分隔为2层或6层的内庭中盘旋而上。这样的自然

5、通风手段可以使该建筑每年减少40%的空调使用量。所以，立面上的6条深色的螺旋线所标示的是6条引导气流的通风内庭。明确地体现了建筑内部的逻辑，这些内庭的作用远不止一个大号通风井，它们同时也是该建筑得以使用自然光照明的采光井和使室内保持视觉上感官上联系。打破层与层界限的共享空间，所以无论是在表皮，还是在建筑内每层平面的布局中这样的螺旋状排布都扮演着极其重要的角色，为了更好地说明问题，有必要探究一下楼层平面布局。在一个标准的楼层平面中，中心部分是楼梯、电梯、消防电梯、卫生间和其他辅助用房组成的核心筒，其中也包括为整个楼层所公用的会议室核心筒外是作为交通空间的环形区域，这一区域将人流疏散到6个向外的分

6、支中去，每个分支就是一个相对独立的办公区。在办公区之间，形成三角形的内庭。6个这样的内庭在水平上呈锯齿形均匀排布，贯穿2层或6层，各层之间螺旋形错动，形成扭转的通高空间，为办公室提供交流、休憩的场所，同时更是办公空间的采光井和通风口。内庭的布置使建筑与自然元素有了更大的接触面，是自然对人工的穿透。这样的内庭为建筑提供了最大化的阳光透入，减小了人工照明的需求。配合光照度和运动感应器，防止一切不必要的照明，减少能源消耗和制冷负荷。由于自然通风和照明的引入，瑞士再保险公司达到了令人膛目的节能指标建筑研究组织对于低能耗混合模式办公建筑的指导耗能指标为175kwh/，而瑞士再保险公司被预测将打破25kw

7、h/。图3 平面图图4 工作模型图5 剖面图1.3生态表皮该建筑与外界相交的边界实际上由两种不同性质的空间组成，同质空间盘旋向上，而这就是幕墙上色泽深暗的螺旋线的由来在对曲线形的外立面作了可能的简化处理之后，外围护结构被分解成5500块平板三角形和钻石形玻璃。数千版块构成了一套十分复杂的幕墙体系，这套体系按照不同功能区对照明、通风的需要为建筑提供了一套可呼吸的外围护结构，同时在外观上标明了不同的功能安排，使建筑自身的逻辑贯穿于建筑的内外和设计的始终。简而言之，除顶部餐厅特制的水泡形玻璃外，这套系统包括两个部分：办公区域幕墙和内庭区域幕墙。办公区域幕墙由双层玻璃的外层幕墙和单层玻璃的内层幕墙所构

8、成，在内外层之间是通风空道，并加有遮阳片。通风空道起到气候缓冲区的作用，减少额外的制冷和制热。螺旋形上升的内庭区域幕墙则由可开启的双层玻璃板块组成，采用灰色着色玻璃和高性能镀层来有效地减少阳光照射。从结构方面来说，瑞士再保险公司的幕墙还有一个不同寻常之处，其幕墙直接支承在作为承重结构的建筑外围的斜向钢架之上，所以，从某种程度上这是一种自承重的幕墙体系，并且幕墙支撑结构与核心筒一起参与建筑受力。图6 幕墙表皮1.4生态策略除了平面布局和幕墙设计等建筑化的手段，福斯特试图在更加策略化的方面推进可持续发展的环境建筑设计理念。例如使用天然气这种清洁能源作为建筑燃料，在所有可能的地方使用低能耗照具，非中

9、心化分楼层地根据需要提供和控制的机械通风，比供给整座建筑的中央式系统减小了能耗，进而在城市尺度的考虑中，对交通系统做出了一些比较激进的改革。如尽量依靠周围成熟的公共交通体系，减少对私车的依赖，底层提供比最低标准大三倍的自行车准备区域，其中包括淋浴和更衣设施，鼓励使用替代性的交通方式，建筑中除残疾人车位外不提供私家车泊位。2 皮亚诺（Renzo Piano）的碎片大厦(The Shard )设计和生态策略伦敦桥大厦，也称碎片大厦,位于泰晤士河南岸伦敦桥车站附近。根据伦敦桥周围的四分之一伦敦桥计划（London Bridge Quarter），由意大利建筑师皮亚诺设计的伦敦新地标建筑。也是新的生态

10、理念设计的高层建筑。碎片大厦72层的空间里含括多种功能。集火车、公交、地铁为一体的伦敦桥车站是伦敦最繁忙的交通枢纽之一，每天客流量达20万人次。伦敦桥大厦项目正是对伦敦市市长倡导在主要交通节点大力发展高密度建筑的政策的积极回应。碎片大厦火车站公共空间公交站The Place 商场图7 London Bridge Quarter规划大厦的形态由其在伦敦城市天际线的突出位置所决定。与纽约、香港等城市的情况不同，碎片大厦所在的区域并没有林立的高楼。设计参考了停泊在泰晤士河岸船只的桅杆和莫奈的国会大厦（House of Parliament）系列画作。形成泰晤士河伦敦桥的新的城市天际线，新的城市标志。 图8 天际线设计1.1生态空间设计建筑纤细的锥体形式适合不同的使用功能，底部较大楼面为办公，中部为公共区域和酒店，上部为公寓，6872层是最顶端的公共楼层，在距离地面240 m处设置有公共的观景廊，再向上建筑延伸到306 m的高度。多元的使用功能为大厦增添了活力，对于伦敦如此标志性的建筑，其公共可达性尤为重要。8个玻璃“碎片”决定了大厦的外形和视觉效果。玻璃“碎片”之间的“缝隙”作为开放通风口为室内提供了自然通风，“缝隙”处的空间在办公层作为会议室或休息室，在公寓层可作为冬季花园，为密封的建筑提供了与外部环境的重要联系。图9 碎片大厦剖面图1.2生态表皮整个被动式双层立面采用了超白玻