采煤沉陷水域漂浮建筑設(shè)計原則探析

朱清

摘 要：在自然生態(tài)環(huán)境急劇惡化的現(xiàn)代社會，我國煤礦采空區(qū)域面積不斷擴(kuò)大，充分利用采煤塌陷水域來建造漂浮城市的設(shè)想早已被提出。這一觀點是基于當(dāng)前劇烈的人地矛盾、采煤塌陷水域利用不夠充分、城市開發(fā)不夠合理等問題所提出來的。而漂浮建筑則是以漂浮的狀態(tài)在水面上建造的建筑，其在采煤沉陷水域中建造完全符合當(dāng)前人類居住環(huán)境與自然環(huán)境和諧共同的發(fā)展要求。現(xiàn)文章主要針對采煤沉陷水域漂浮建筑設(shè)計原則進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：采煤沉陷水域；漂浮建筑；設(shè)計原則

在煤礦開采過程中時常存在出現(xiàn)采煤沉陷水域，采煤沉陷水域是十分有實用價值的建筑場地，對其進(jìn)行充分的開發(fā)與利用能夠顯著緩解人地矛盾，并滿足我國生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的需求，推動現(xiàn)代化城市發(fā)展與進(jìn)步，為人類居住探索新的領(lǐng)域與方式。在采煤沉陷水域進(jìn)行漂浮建筑建造是我國城市發(fā)展與空間變化發(fā)展的必然趨勢。

1 采煤沉陷水域的形成

采煤塌陷是人們在對地下煤炭資源進(jìn)行開采的過程中，由于開采過程轉(zhuǎn)變了煤礦區(qū)域周圍的地球化學(xué)背景，破壞了固有的地質(zhì)體的平衡狀態(tài)，并且破壞了地質(zhì)體之間的力學(xué)平衡狀態(tài)與巖石自身的力學(xué)結(jié)構(gòu)。[1]地下采空區(qū)域上方巖石在地球重力與應(yīng)力的影響下，就會出現(xiàn)冒落的情況，并且導(dǎo)致地面形成裂縫，甚至出現(xiàn)塌陷的情況。假如位于高潛水位礦區(qū)，伴隨著地下水位的上升則會出現(xiàn)塌陷積水區(qū)域。

2 采煤沉陷水域水上漂浮建筑設(shè)計原則

2.1 采煤沉陷水域水上漂浮建筑空間屬性特征

采煤沉陷水域水上漂浮建筑空間屬性特征主要表現(xiàn)為以下幾點：

（1）系統(tǒng)性。其與城市、水域空間系統(tǒng)并不是單純的組合模式，而是屬于相輔相成的狀態(tài)。從功能來看，漂浮建筑的功能將會伴隨著周圍居民生活模式與行為的變動而發(fā)聲改變，存在一定的影響與滲透的作用。在進(jìn)行水上漂浮建筑設(shè)計的過程中要兼顧空間的系統(tǒng)性，將水上漂浮建筑整體環(huán)境中的水、陸要素考慮入內(nèi)。[2]

（2）模糊性。水上漂浮建筑空間的模糊性主要體現(xiàn)在人的空間行為與功能的模糊性。鑒于水上漂浮建筑空間的功能會被周圍空間所影響，其中所存在的功能差異會使得水上漂浮建筑空間表現(xiàn)出關(guān)系模糊的特征。另外，水上漂浮建筑空間的模糊性體現(xiàn)在形態(tài)與要素的關(guān)系上。[3]水上漂浮建筑空間要素呈現(xiàn)出凹凸、延伸、傾斜等多種意象，在水體流動的影響下一同形成了水上漂浮建筑空間的模糊性。

（3）流動性。水上漂浮建筑空間的流動性主要表現(xiàn)在以下生態(tài)信息的流動與地下水水體流動的過程。同時，在采煤沉陷水域水上漂浮建筑空間中，水域環(huán)境中的水生動物、植物品種眾多，食物鏈復(fù)雜，能量與物質(zhì)轉(zhuǎn)換的過程十分充分。而且，由于水上漂浮建筑空間是的載體為漂浮城市，人流、物流會在這一水陸空間開展充分的交換，進(jìn)而體現(xiàn)出空間功能的流動性。鑒于水上漂浮建筑地基為漂浮基座，因此水上漂浮建筑可以根據(jù)風(fēng)向、日照等外界自然因素來轉(zhuǎn)變建筑朝向與位置，從而避免外界自然的不利因素，獲得最高程度的舒適滿意度，這也是漂浮建筑自身流動性的表現(xiàn)之一。[4]

2.2 采煤沉陷水域水上漂浮建筑設(shè)計原則

（1）被動式設(shè)計原則。被動式設(shè)計原則，即為利用氣候環(huán)境的潛能來開展設(shè)計，在設(shè)計過程中充分運用各種方式來適應(yīng)建筑區(qū)域氣候特點，盡可能地減少使用不可再生資源，從而實現(xiàn)綠色生態(tài)保護(hù)。被動式設(shè)計方式就是在積極主動順應(yīng)自然的過程中最大程度的挖掘大自然的潛能，遵循建筑所在區(qū)域環(huán)境發(fā)展規(guī)律，對水上漂浮建筑的形態(tài)與功能開展設(shè)計，通過對建筑中的各功能木塊進(jìn)行組織，使得水上漂浮建筑能夠在需要空調(diào)等電氣設(shè)備的情況下一樣可以創(chuàng)造出人們能夠享受的舒適室內(nèi)與室外環(huán)境，進(jìn)而最終實現(xiàn)自然環(huán)境與人類生存生活的統(tǒng)一。然而在水上漂浮建筑設(shè)計過程中被動式設(shè)計運作并不是完全拋棄主動系統(tǒng)調(diào)解能力，而是與主動系統(tǒng)相互配合來改善建筑環(huán)境消耗，改善建筑內(nèi)部環(huán)境，強(qiáng)化建筑使用到舒適程度。采煤沉陷水域水上漂浮建筑所秉持的被動式設(shè)計原則的特別之處就是可以將水體作為能量的源頭。例如，水層溫差發(fā)電、水層儲能等等。[5]同時，在漂浮建筑中的浮動結(jié)構(gòu)相對于傳統(tǒng)建筑地基來說建筑材料的使用更加節(jié)約。同時，漂浮建筑地基使用的建筑材料是保溫材料聚苯乙烯泡沫，其擁有卓越的保溫性能，可以使得漂浮建筑實現(xiàn)低電源能耗。同時，還可以通過水體能夠形成光反射的原理來強(qiáng)化自然光的擴(kuò)散，充分利用自然光照來降低電能的消耗。

（2）可變式設(shè)計原則。在現(xiàn)代建設(shè)設(shè)計領(lǐng)域中，建筑已經(jīng)不僅僅是提供人們棲息的空間區(qū)域，不僅僅是一成不變的固定形態(tài)了，而是轉(zhuǎn)變成為擁有生命結(jié)構(gòu)的物體?？勺兪皆O(shè)計原則，即為在進(jìn)行采煤沉陷水域水上漂浮建筑的設(shè)計過程中可以根據(jù)建筑、建筑周邊因素來進(jìn)行一定的調(diào)整與改變。第一，建筑自身的可移動性。由于采煤沉陷水域水上漂浮建筑相對于傳統(tǒng)建筑來說有著十分顯著的區(qū)別，其獨特的水域地基給予建筑不同的浮力，這一情況就象征著建筑與船只一樣擁有可移動性。漂浮建筑能夠從水體中獲取相關(guān)能源，例如水層溫差儲能、太陽能等自然能源來作為建筑在水中進(jìn)行移動的能源。在遭遇不可避免的自然災(zāi)害以及其他需要對建筑進(jìn)行移動的情況的時候，就可以通過移動建筑方位來躲避自然災(zāi)害，獲得居住最適宜、最舒適的建筑方位。第二，建筑構(gòu)件的可變性。在漂浮建筑內(nèi)部設(shè)計過程中可以通過旋轉(zhuǎn)、伸縮、翻轉(zhuǎn)等方式來實現(xiàn)建筑的移動。另外，漂浮建筑所使用的ETFE建筑材料是一種可以利用充氣量來調(diào)整其遮光度與透光性的新型膜結(jié)構(gòu)，其在漂浮建筑設(shè)計中是實現(xiàn)可變式設(shè)計原則的重要途徑。

（3）建筑設(shè)計思想原則。建筑設(shè)計思想原則，即為始終保持正確的建筑設(shè)計思想。采煤沉陷水域漂浮建筑設(shè)計過程實際上就是在已知探索采煤沉陷水域漂浮建筑建造的最佳形態(tài)，以最科學(xué)最合理的原則，來探尋漂浮建筑采煤沉陷水域之間組合成為有機(jī)的整體。因此，在進(jìn)行采煤沉陷水域漂浮建筑設(shè)計過程中要秉持著建筑美學(xué)與建筑生態(tài)學(xué)原則，從建筑與環(huán)境的關(guān)系、人與環(huán)境的關(guān)系、使用者的舒適角度、環(huán)境的美感、建筑對環(huán)境造成的影響等不同角度來進(jìn)行探索。

3 結(jié)束語

總的來說，采煤沉陷水域漂浮建筑設(shè)計原則是始終基于漂浮城市建設(shè)規(guī)劃思想所開展的，其是基于生態(tài)建筑理論、氣候建筑理論等重要理論知識的。在進(jìn)行采煤沉陷水域漂浮建筑設(shè)計過程中要始終秉持著被動式設(shè)計原則、可變式設(shè)計原則以及建筑戶設(shè)計思想原則，讓采煤沉陷水域漂浮建筑設(shè)計可以成為保護(hù)生態(tài)環(huán)境，解決人地矛盾，營造人類舒適生活環(huán)境的另一重要途徑。

參考文獻(xiàn)：

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