生態(tài)高層的經(jīng)典之作

王賓

提出“生態(tài)高技”的概念，對(duì)當(dāng)代建筑大師諾曼.福斯特的作品——法蘭克福商業(yè)銀行總部進(jìn)行分析，分別從建筑結(jié)構(gòu)、空間設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)備三個(gè)方面闡述分析了它的生態(tài)性和高技特點(diǎn)。認(rèn)為其指引和體現(xiàn)了當(dāng)代高層建筑的發(fā)展方向。

一、諾曼?福斯特和其“生態(tài)高技”

諾曼?福斯特是一個(gè)一心追求創(chuàng)造的大師，執(zhí)著地探索以期“回到事物的基本原則”；在設(shè)計(jì)時(shí)喜歡質(zhì)疑傳統(tǒng)的對(duì)策并確定是否有機(jī)會(huì)創(chuàng)造或再創(chuàng)造解決問題的方法，總希望能夠超越每一種特殊建筑形式的已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的局限。他的設(shè)計(jì)作品以顯著的高科技應(yīng)用和生態(tài)學(xué)傾向而著稱，他本人也是當(dāng)今世界建筑的發(fā)展方向——綠色建筑的倡導(dǎo)者之一。

“生態(tài)高技建筑”簡單德講就是建筑綠色化結(jié)合建筑構(gòu)造技術(shù)和先進(jìn)的電腦控制技術(shù)。它能夠?qū)⒕G色生態(tài)體系“移植”到建筑內(nèi)部，既可借助其自然景觀價(jià)值“軟化”建筑的硬技術(shù)味，在視覺上與周圍環(huán)境取得和諧，達(dá)到共生，同時(shí)又能協(xié)同機(jī)械調(diào)控系統(tǒng)，使建筑內(nèi)部有良好的室內(nèi)氣候條件和較強(qiáng)的生物氣候調(diào)節(jié)能力，創(chuàng)造出田園般的舒適環(huán)境。

數(shù)字化生態(tài)高技術(shù)建筑更加重視建筑環(huán)境物理?xiàng)l件，對(duì)熱、聲、光以及室內(nèi)空氣質(zhì)量提出了更高的要求。當(dāng)代信息技術(shù)與環(huán)境技術(shù)設(shè)備的發(fā)展使得對(duì)建筑的物理?xiàng)l件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)和數(shù)字化精確調(diào)控成為可能，而且可以借助于數(shù)字虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在方案階段便可以對(duì)整個(gè)建筑的能源消耗和生態(tài)效應(yīng)有一個(gè)準(zhǔn)確的估算，最大限度減少不可再生能源的消耗和相對(duì)機(jī)械耗能，真正實(shí)現(xiàn)生態(tài)高技建筑。

二、法蘭克福商業(yè)銀行總部分析

法蘭克福商業(yè)銀行總部的設(shè)計(jì)方案早在1991年便完成了，整座大樓建成于1997年。它坐落于德國的法蘭克福，屬于商業(yè)銀行股份公司及內(nèi)烏斯公司，建筑面積100000 ㎡，采用鋼結(jié)構(gòu)，混凝土內(nèi)核。

商業(yè)銀行總部的這一競賽優(yōu)勝方案為設(shè)計(jì)一座具有象征性和功能意義的“綠色”建筑提供了機(jī)會(huì)。這是世界上首座生態(tài)型高層塔樓。塔樓的平面呈三角形，猶如三片“花瓣”包圍著一根中心“花莖”——“花瓣”是一些辦公空間，“花莖”是一個(gè)巨大的中庭，提供了自然的通風(fēng)道。

那么這座在建筑飛速發(fā)展的今天看來已比較“老”的建筑，到底是怎樣體現(xiàn)它的生態(tài)性的呢？下面我們就從它的建造結(jié)構(gòu)、空間設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)備三個(gè)方面來進(jìn)行分析。

1. 建筑結(jié)構(gòu)

商業(yè)銀行的結(jié)構(gòu)體系是以三角形頂點(diǎn)的三個(gè)獨(dú)立框筒為“巨型柱”，通過八層樓高的鋼框架為“巨型梁”連接而圍成的巨型筒體系，具有極好的整體效應(yīng)和抗推剛度，其中“巨型梁”產(chǎn)生了巨大的“螺旋箍”效應(yīng)。49層高的塔樓采用弧線圍成的三角形平面，三個(gè)核(由電梯間和衛(wèi)生間組成)構(gòu)成的三個(gè)巨型柱布置在三個(gè)角上，巨型柱之間架設(shè)空腹拱梁，形成三條無柱辦公空間，其間圍合出的三角形中庭，如同一個(gè)大煙囪。為了發(fā)揮其煙囪效應(yīng)，組織好辦公空間的自然通風(fēng)，經(jīng)風(fēng)洞試驗(yàn)后，在三條辦公空間中分別設(shè)置了多個(gè)空中花園。這些空中花園分布在三個(gè)方向的不同標(biāo)高上，成為“煙囪”的進(jìn)、出風(fēng)口，有效地組織了辦公空間自然通風(fēng)。據(jù)測算，該樓的自然通風(fēng)量可達(dá)60％。三角形平面又能最大限度地接納陽光，創(chuàng)造良好的視野，同時(shí)又可減少對(duì)北鄰建筑的遮擋。因此，大廈被冠以“生態(tài)之塔”、“帶有空中花園的能量攪拌器”的美稱。

2．空間設(shè)計(jì)

諾曼·福斯特的矢志不渝完善促成了高層建筑設(shè)計(jì)的健康發(fā)展，造就了這一綠色設(shè)計(jì)。其返璞歸真的理念體現(xiàn)在有意識(shí)地將高層建筑窗戶的設(shè)計(jì)近乎敞開，使樓房因自然空氣通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)作而能夠“呼吸”，讓人領(lǐng)略微風(fēng)拂面的涼爽。“綠色建筑”是一個(gè)包羅萬象的術(shù)語，它要求有關(guān)人員在設(shè)計(jì)和建造實(shí)踐中必須考慮到環(huán)保這一總體目標(biāo)。這便是世界最負(fù)盛名的綠色建筑，它枝繁葉茂、郁郁蔥蔥，在其三角形內(nèi)庭里，多個(gè)離地高度不同的空中花園在其周圍環(huán)繞，令樓內(nèi)工作的人員無論走到哪里，距離大片綠色植物的間隔都不會(huì)超出幾個(gè)層面。中庭共享空間，在呆板的寫字樓里創(chuàng)出一個(gè)自然化的植物群落，為寫字間賦予了新的意義。頂部獨(dú)特的透天采光設(shè)計(jì)，使樓內(nèi)有充足的陽光。新風(fēng)系統(tǒng)不斷送進(jìn)新鮮空氣，工作環(huán)境保持溫、濕度適宜，空氣清新，使整個(gè)中庭的效果更加貼近自然，也使寫字樓內(nèi)的環(huán)境更加活潑。這種親自然的設(shè)計(jì)克服了以前寫字樓的呆板和壓抑，是一個(gè)充滿陽光的綠色環(huán)境，它可以有效地調(diào)節(jié)人們的精神狀態(tài)，給人以精力的補(bǔ)充，起到緩解疲勞的作用。這種設(shè)計(jì)所倡導(dǎo)的是人性化的文明，是健康的工作環(huán)境帶來的勃發(fā)的狀態(tài)。這是一個(gè)綠色活體植物與陽光交互的立體總和，最自然的、最基本的健康因子活躍在寫字樓里，成為愉快工作、健康工作的理由。這是倡導(dǎo)綠色辦公的起點(diǎn)，它給予我們的不僅限于視覺的舒適，更給了我們追求健康的另一個(gè)空間和心情。

其中環(huán)境和景觀設(shè)計(jì)以及層高和空間劃分使建筑內(nèi)部既留有充分的公共空間又不缺乏宜人的辦公環(huán)境。坐在灑滿陽光的辦公桌前，滿目鮮活綠色，空氣清新流通，使這座現(xiàn)代化的辦公大廈不止步于便捷和智能，而是更具健康和舒適。大樓辦公空間的環(huán)廊設(shè)計(jì)，中間開闊的中庭共享空間，被綠色植物充盈，頂部透天設(shè)計(jì)使陽光灑滿整個(gè)中庭。這些空間劃分、裝修風(fēng)格與色調(diào)搭配都是那樣和諧而自然。

（右圖）塔樓的標(biāo)準(zhǔn)層。結(jié)構(gòu)和交通核心在建筑的角部。這樣，中間部分就被解放出來，以容納中庭和花園。在其中一個(gè)室內(nèi)廣場的咖啡廳里，可以勁情享受陽光。

我們來看：４層高的空中花園沿著建筑的三邊交錯(cuò)排列，使每一層樓都能獲得綠色的視野，并且避免了大面積的連續(xù)辦公空間。每一間辦公室都有能開啟的窗子，可獲得自然的通風(fēng)。（右圖）

（下圖圖）圖中顯示了氣流如何穿過建筑，外圍的辦公室通過立面的三層覆層系統(tǒng)直接與外部通風(fēng)。內(nèi)部的辦公室通風(fēng)途徑則由經(jīng)花園。

建筑的剖面局部，在這里我們可以看到辦公室和景觀區(qū)的交接處。工作空間和這些花園直接相連，從而使人們享受自然通風(fēng)。（下圖）

花園是錯(cuò)落上升設(shè)置的，這讓每層的辦公室都可以接觸到花園般的景色。同時(shí)，中庭和空中花園的設(shè)置使得在全年的大多數(shù)工作時(shí)間里，該大廈僅靠自然通風(fēng)和采光手段足以維持建筑內(nèi)部的舒適氣候。

3． 技術(shù)設(shè)備

除了貫通的中庭和內(nèi)花園的設(shè)計(jì)外，建筑外皮雙層設(shè)計(jì)手法同樣增加了該高層建筑的綠色性，外層是固定的單層玻璃，而內(nèi)層是可調(diào)節(jié)的雙層Low-E中空玻璃，兩層之間是165毫米厚的中空部分，室外的新鮮空氣可進(jìn)入到此空間，當(dāng)內(nèi)層可調(diào)節(jié)玻璃窗打開時(shí)，室內(nèi)不新鮮的空氣也進(jìn)入到這一中空部分，完成空氣交換。在中空部分還附設(shè)了可通過室內(nèi)調(diào)節(jié)角度的百頁窗簾，炎熱季節(jié)通過它可以阻擋陽光的直射，寒冷季節(jié)又可以反射更多的陽光到室內(nèi)。（如左圖）

①外層的單層固定玻璃②內(nèi)層的雙層Low-E中空玻璃

③電控百葉 ④165毫米厚的中空部分⑤防鳥線

建筑管理中控系統(tǒng)（BMS Control）在法蘭克福商業(yè)銀行總部大廈中得到了應(yīng)用，但這次福斯特并非追求將高新技術(shù)設(shè)備充分暴露，而是利用它們來創(chuàng)造更節(jié)能，更舒適的建筑空間。

大廈的室內(nèi)感光感溫系統(tǒng)全部采用自動(dòng)化，具體到每個(gè)辦公室均由一個(gè)中心調(diào)控系統(tǒng)控制，室內(nèi)的光照，溫度，通風(fēng)等均通過自動(dòng)感應(yīng)器得到相應(yīng)的調(diào)整，以確保辦公空間適當(dāng)?shù)墓庹蘸涂諝赓|(zhì)量。

這個(gè)53層的大樓，高度剛好超過300ｍ，是歐洲最高的建筑。它矗立在城市街區(qū)的中心，與原有的商業(yè)銀行建筑毗鄰。周邊公寓和商店建筑的重建和修復(fù)，保持了街區(qū)的尺度。大樓所在的城市街區(qū)被開辟為新的公共空間——一個(gè)包括餐館，咖啡館及演出和展覽場地的冬季花園。

生態(tài)環(huán)境設(shè)計(jì)，就是以人為本，創(chuàng)造出一個(gè)既接近自然又符合健康要求，并且舒適的人類生活與工作的空間。福斯特的空間生態(tài)設(shè)計(jì)表現(xiàn)在了法蘭克福商業(yè)銀行開放空間的組織與設(shè)計(jì)能最大限度地通風(fēng)與自然采光。良好的建筑形態(tài)并未使造型凌駕于空間之上，而是充分考慮到了實(shí)用性和舒適性，處理好了空間關(guān)系。

法蘭克福商業(yè)銀行已成為“高技派”、生態(tài)建筑和可持續(xù)性建筑的代表。它將綠色生態(tài)體系移植到了建筑內(nèi)部，借助其自然景觀價(jià)值成功軟化了建筑的技術(shù)硬味，在視覺上與周圍環(huán)境取得和諧，達(dá)到共生。同時(shí)協(xié)同機(jī)械調(diào)控系統(tǒng)，使建筑內(nèi)部有良好的室內(nèi)氣候條件和較強(qiáng)的生物氣候調(diào)節(jié)能力，創(chuàng)造出田園般的舒適環(huán)境。這座超高層集中式辦公建筑中的自然景觀，使城市高密度的生活方式與自然生態(tài)環(huán)境相融合。

三、總結(jié)

有一位建筑評(píng)論家這樣評(píng)論當(dāng)代建筑的發(fā)展：“建筑的發(fā)展創(chuàng)新，已不再僅僅是空間的游戲，在建筑空間的塑造日益枯竭的的時(shí)候，人們開始更多的關(guān)注建筑的材料、先進(jìn)的技術(shù)，和利用技術(shù)帶來的生態(tài)等特性?！?/p>

我很贊同這句話。在對(duì)法蘭克福商業(yè)銀行總部作品分析過后，我對(duì)生態(tài)建筑有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。我想，這于我對(duì)建筑的理解是一個(gè)很好的鋪墊。

當(dāng)然，現(xiàn)在的階段我的專業(yè)知識(shí)還很匱乏，認(rèn)識(shí)難免淺顯有誤。對(duì)建筑的理解是沒有頂點(diǎn)的，我一定會(huì)繼續(xù)努力！

（作者單位：濟(jì)寧市招標(biāo)投標(biāo)中心）