天然石材在公園兒童親水景觀設(shè)計中的運用

王文姬

摘要：崇明新城公園的兒童水鏡廣場根據(jù)國外建成水鏡效果進行探索和創(chuàng)新，在國內(nèi)首次嘗試在平整的石材表面覆蓋5-15mm水膜，結(jié)合霧噴及噴泉，營造新穎的兒童游樂場地。本文基于對天然石材各項理化性能的研究，通過對石材顏色的選擇、色差的控制、規(guī)格的確定，采用架空的構(gòu)造，控制水景廣場的平整度，使兒童水景的整體效果達到了預(yù)期要求。

關(guān)鍵詞：兒童水景；天然石材；顏色；色差；規(guī)格；構(gòu)件

中圖分類號：TU986

文獻標識碼：B

文章編號：1008-0422（2013）07-0104-02

1.前言

親水是人類的特性，兒童更是如此。在各種環(huán)境元素中，水景環(huán)境無疑是最能引起他們的注意力。因此，在崇明新城公園內(nèi)的兒童活動區(qū)域，我們著力考慮水景的環(huán)境設(shè)計。兒童水景的設(shè)計通過對天然石材的選擇、色差的控制、規(guī)格的確定，采用架空的構(gòu)造，在平整的石材表面形成5-15mm的水膜。此外，在水景中添加了水霧及噴泉，有效控制水景效果，夏季水量調(diào)大，降低小環(huán)境氣溫，增加水景樂趣，冬季水量調(diào)小，以鏡面水和噴霧為主，游玩時濕鞋但不濕身。建成后的水景，充分把握了兒童親水的特點。孩子們在薄薄的水膜中游玩奔跑，飛濺的水花映出他們快樂的心情；廣場上的噴泉間隔不一地在霧靄中噴放，使孩子們驚奇不已，并為之歡呼雀躍。

2.特點、難點分析

兒童水景廣場位于崇明新城公園東北面，是兒童器械樂園和動水廣場的過渡和銜接。水景設(shè)計根據(jù)國外城市建成的水鏡效果進行探索和創(chuàng)新，在國內(nèi)首次嘗試在平整的石材表面覆蓋水膜，結(jié)合噴霧及噴泉，營造新穎的兒童游樂場地。要在9.45m×15.13m的平行四邊形場地內(nèi)形成均勻且薄的水膜，沉降和平整度影響最大，因此對支撐結(jié)構(gòu)、石材鋪貼和石材加工均提出極高要求。

3.設(shè)計要點分析

3.1石材顏色的選擇

3.1.1石材顏色的形成

地球上的巖石粗略的可以分為三類，即火成巖、沉積巖和變質(zhì)巖，其中火成巖最初都是從地表深處噴發(fā)出來的熔融物質(zhì)，如微結(jié)晶體的玄武巖和粗結(jié)晶體的花崗巖。

我們用于裝飾的天然石材主要以火成巖（花崗巖）和變質(zhì)巖（大理石）為主。

根椐巖石的形成特點，一般而言，大理石具有豐富的顏色與花紋，給人以細膩、婉約的柔和感覺；花崗雖然在色彩與花紋變化較少，但在質(zhì)感方面有著較靈活的表現(xiàn)，經(jīng)過加工可獲得更多的工藝表面。花崗巖在整體上給人能雄渾、豪放的剛性感覺。

在石材品種選擇時，耐久性是首要考慮因素。天然石材在末被開采時分子結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但是裸露于大氣中時，就發(fā)生了天然石材內(nèi)部礦物質(zhì)問的配合不良，如大理石遇酸（空氣中的亞硫酸氣體與水的反應(yīng)生成物）溶解表形成硫酸鈣，容易導(dǎo)致巖石的損壞等。因此，花崗巖自然成為了景觀材料的不二之選。

花崗巖中主要化學(xué)成份是二氧化硅，淺色花崗石中礦物成份含有石英，呈現(xiàn)無色或白色；含有鉀長石呈紅色或粉紅色；含鉀鈉或鈣鈉的斜長石呈粉紅色；灰白色、灰色、深色花崗巖中草藥礦物成份含有角閃石、輝石呈黑綠色及黑色；含有鈣石為暗灰色及灰黑色；含有橄欖石呈黑色及黑綠色；含有蛇紋石為暗綠色及果綠色。

考慮到鋪裝色彩是整個水景區(qū)域色彩的基礎(chǔ)，為避免喧賓奪主，使園林景觀過于雜亂，其色彩不能過于鮮艷。

3.1.2色彩的心理感受

天然石材的顏色、花紋與質(zhì)感等因素在選用上屬于較為主觀的層面，常因業(yè)主與設(shè)計師的喜好而有所不同，但對天然石材有一定的的認識，在顏色陰陽、明暗、軟硬、冷暖等方面的合理搭配，再在此基礎(chǔ)上設(shè)計出風格獨特的施工圖紙，那么天然石材的裝飾性就可更完美的體現(xiàn)。

從石材的顏色著手分析，色彩具有調(diào)節(jié)情緒的作用，不同純度色調(diào)對人的情緒影響會有所不同。我們通過對兒童色彩的心理分析及項目空間的特點，了解各年齡段兒童對色彩的喜好，著重強調(diào)色彩在設(shè)計中的應(yīng)用。統(tǒng)計表明，幼兒期的兒童適合以單純、明朗、積極的紅色為基本色彩，有利于孩子對周圍環(huán)境的認知。學(xué)齡前兒童充滿各種好奇的探索力，適合布置橙黃色系的連續(xù)圖案，培養(yǎng)他們樂觀、開朗的性格。學(xué)齡兒童則可選用藍綠色系或青灰色系，營造舒服、安靜的環(huán)境，盡可能減少由于色彩過多而產(chǎn)生的視覺疲勞。

3.1.3色彩的個性特征

（1）民族性?！吧适且粋€民族精神的標記?！敝腥A民族好青色，歷來很多的陶瓷器、工藝品、繪畫等都以青色、綠色等素色來加以表現(xiàn)。我們的設(shè)計企圖將青色運用到石材選色中，用青色、綠色和藍色為兒童描繪具有民族風格的景物，通過明度、純度的變化給兒童呈現(xiàn)清新的畫面。

（2）穩(wěn)定性。色彩是景觀中直接的表現(xiàn)因素，不但可以影響人們的情感和觀念，還可以影響兒童持續(xù)的時間。公園的設(shè)計都是以人與自然為主線展開，在鋪裝色彩的選取上選用青灰色系，結(jié)合水的藍色和植物的綠色，容易與兒童產(chǎn)生記憶和印象中顏色的共鳴，為兒童展示大自然的純凈、淡雅的畫面。

（3）情緒性。在色彩的表現(xiàn)上，如果說黑與白是屬于理智的，那么有傾向性的色彩則是屬于情緒的，色彩的變化能夠喚起人們感情上的反響。兒童天性好動，對艷麗的色彩敏感，容易興奮，底色選用青灰色系的花崗巖，點綴色選用臨近色系的含綠色顆粒的小塊石材，利用石材中的礦物顆粒，在干與濕兩種不同的情況下，反射不同強度的陽光，用簡單的顏色結(jié)合豐富的綠化，給兒童呈現(xiàn)明朗、親切的畫面。

4.石材色差的控制

4.1石材選料控制

石料的來源根據(jù)開采坑口順序一般分為三個層次，山體表層、過渡層和基巖層，每個層次的石材性能各不相同。山體表面土層、風化層、碎石層，除了做填充、鋪路或混凝土砂石外，不能用作景觀鋪裝。過渡層石材由于晶體處于山體表層之下，石材屬于‘疏松狀態(tài)，石材抗拉強度較弱，不同程度地存在裂紋（微孔），外加長年處于雨（雪）水的滲透侵襲，部分金屬離子被氧化，石材之間色差比較嚴重，也不適合用作景觀的鋪裝?；鶐r層的石材材質(zhì)、色質(zhì)相對比較穩(wěn)定，礦層之間色差變化不大，符合我們對鋪裝面層的設(shè)計要求。

4.2石材加工控制

石材表面處理方式種類繁多，市場上石材表面處理方式不下幾十種。由于景觀地面鋪裝的批量較大，加工時間較短，裝飾藝術(shù)效果不高，因此，常用的形式有：拋光面、亞光面、機切面、水洗面、火燒面、噴砂面、荔枝面、菠蘿面、斧光面、拉絲面、蘑菇面等。根據(jù)光學(xué)原理，我們可以得知，石材表面紋理越是粗糙，反射越弱，可控制石材的色差。

同一石材表面色差由強到弱的順序為：

拋光面——亞光面——機切面——水洗面——火燒面——噴砂面——荔枝面——菠蘿面—斧光面——拉絲面——蘑菇面

兒童活動場地內(nèi)的表面要平整防滑，既要滿足安全摩擦系數(shù)，又要體現(xiàn)細膩的質(zhì)感，我們最終選擇了水洗面。它是經(jīng)過高壓水直接噴射石材表面的方法，用壓力剝離質(zhì)地較軟的成分，加工出均勻、粗糙、并能保留石材原本的色彩，避免高溫烘烤破壞巖石的礦物結(jié)構(gòu)而影響表面色澤。

4.3石材切料方向選擇

石材形成是有紋理走向的，雖說不像樹木年輪那樣有規(guī)律，但隨著山體走向，每一塊石材的紋理也是有方向性的。不同的削切方向，石材的顏色會出現(xiàn)色差。為保證批次的石材在同一上或相鄰礦料上，通常廠家會編順序號并且注明方向，因此，選擇切面在相同紋理方向上的石材，也能減少石材的色差。

5.石材規(guī)格的確定

5.1功能

5.1.1石材大小與視覺效應(yīng)

石材大塊面形成的紋理可以增加場地的空間感，秩序感，利用幾何形狀的變化來創(chuàng)造視覺效應(yīng)。設(shè)計采用90×60cm的規(guī)則形狀對縫密拼，水平紋理的延伸可以增加場地的寬度，垂直紋理的延伸與公園主路斜交，給游客視覺上方向性的引導(dǎo)。

5.1.2石材厚度與剪切強度

巖石是由顆粒或晶體相互膠結(jié)在一起的集合體，其內(nèi)部不可避免地存在一些初始的裂紋和缺陷。石材的起裂一般由局部拉應(yīng)力集中引起，但在主裂紋形成過程中同時存在著壓剪和剪切機理，且壓剪和剪切對巖石的破壞起著主要作用。斷裂力學(xué)指出，當含裂紋物體的自由能的釋放率時，裂紋擴張單位密度時所釋放的自由能小于巖石材料的表面能，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，裂紋不擴張。當含裂紋物體的自由能的釋放率大于或等于材料的表面能時，裂紋就會失穩(wěn)擴張。同等面積的石材，厚度越小，荷載作用越大，沿裂紋面的剪切位移和法向位移增大，使得內(nèi)部應(yīng)力增大，引起裂紋系統(tǒng)宏觀自由能增大，由于損傷演變的過程不可逆，加劇巖石的宏觀損傷，從而加速其宏觀破壞。基于斷裂力學(xué)的能量原理，以及架空可調(diào)設(shè)計節(jié)點的要求，我們設(shè)計石材的厚度為6cm。

5.2后期的可維護

在使用過程中，巖石受內(nèi)部微裂紋以及外部應(yīng)力影響而導(dǎo)致石材損傷不可避免，因此，節(jié)點構(gòu)造設(shè)計必須滿足日后的維護及替換，包括可拆卸式的連接構(gòu)件，單片石材間需留有一定的可操作距離等。此外，還需將養(yǎng)護人員的個人情況納入分析。通常一名成年男性工人，人力運輸?shù)淖畲筘撝貫?5kg。正常的維護以2名男性工人計，最大重量為110kg，花崗巖的密度為：2.79-3.07g/cm³，經(jīng)過計算，石材大小控制在90×60×6cm是比較合理的承受范圍。

5.3成本的控制

天然石材屬于天然礦石，不同的天然石材由于其品質(zhì)、數(shù)量、開采地、加工工藝等不同，在價格上也會有顯著的差異。石材板塊由于規(guī)格大小不同，都存在切裁利用率的問題，一般取90%，考慮切裁損耗的影響，切割的方法可以決定效益，我們根據(jù)石材荒料的大小，選擇30cm為單位的數(shù)控，大小控制在1.5m²以內(nèi)，最終選擇90×60cm的規(guī)格使得成本合理化。

6.支撐構(gòu)件的設(shè)計

6.1架空鋼構(gòu)件

水景中水鏡、噴泉等的設(shè)計，地下設(shè)備、管線復(fù)雜，地上石材始終處于濕潤的環(huán)境中。傳統(tǒng)的節(jié)點設(shè)計將石材用砂漿密封，管線等澆灌在混凝土里面，給后期工程的維護帶來極大的不便，美觀效果也因水的入侵并溶入Ca（OH）₂和其他鹽類物質(zhì)進入石材毛細管形成白色泛堿晶體而受到嚴重影響。因此，設(shè)計采用架空構(gòu)造，鋼支架安裝全部采用M18鍍鋅螺栓連接，杜絕現(xiàn)場電焊連接，避免鋼材因電焊受熱變形造成整體鋼架的不平整。型鋼立柱高度應(yīng)比理論高度短3mm，通過底部預(yù)留螺栓調(diào)整度。

石材通過架空構(gòu)造，石材與石材間保持5mm的縫隙，水通過縫隙均勻地進行循環(huán)達到平整的效果。架空的做法改善了老工藝個別出水口，導(dǎo)致水面不均勻的現(xiàn)象，并且給各類管線和設(shè)備預(yù)留了充足的空間。

6.2多功能墊片

在支撐鋼構(gòu)件與石材之間特意設(shè)計了不銹鋼多功能墊片，用于焊接不同角度的垂直鋼片以固定不同角度的面層石材。墊片層的設(shè)計給水池面層石材的拼貼方式提供了自由設(shè)計的空間，根據(jù)面層三角形、正方形、長方形、平行四邊形、多邊形等樣式，預(yù)先在墊片上焊接3mm厚不同角度的垂直鋼片，固定石材的同時控制精準的縫隙大小。墊片本身通則過鍍鋅螺栓與鋼龍骨調(diào)平連接。

7.結(jié)語

本文通過色彩對兒童的心理感受的影響、色彩的個性特征到加工工藝對視覺效果的影響等方面進行了詳細論述和研究，在崇明新城公園內(nèi)的兒童水鏡廣場設(shè)計主要材料采用青灰色系花崗巖、水洗面、90×60×6cm的規(guī)格尺寸，營造新穎的兒童游樂場地，開拓水景的另一觀賞和使用功能，將兒童游樂還原到自然當中，使兒童盡情享受帶來自然的樂趣。