基于地域性的山地建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

鄧成甫 楊云均 彭宇雷

我國(guó)人多地少，且山地較多，很多城市的建筑都建設(shè)在山地上。山地建筑設(shè)計(jì)具有較大的難度，需要較強(qiáng)的專業(yè)性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要結(jié)合山地的特殊地形地貌，更要與地域文化及景觀相協(xié)調(diào)，這樣才能在保證山地建筑安全性與功能性的基礎(chǔ)上提升山地建筑的美觀性。對(duì)基于地域性的山地建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析具有重要意義。

1 山地建筑設(shè)計(jì)的重要性

1.1 開(kāi)拓生存空間

人多地少一直是制約我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。隨著人口的快速增長(zhǎng)，平原地區(qū)的建設(shè)用地不斷減少，建筑產(chǎn)業(yè)開(kāi)始向山地邁進(jìn)。山地建筑設(shè)計(jì)能更好地利用山地資源，緩解人地矛盾，而且在開(kāi)拓人們生存空間的同時(shí)可以提高人們的生活質(zhì)量。

1.2 回歸自然

近幾年，城市人口增多，交通壓力加大，人們?cè)诔鞘欣镆惺芨鞣N壓力，很多人開(kāi)始渴望自然，憧憬田園生活。在這樣的背景下，一部分建筑開(kāi)始延伸到城市周邊的山地。山地自然資源豐富，能讓居住在那里的人們接近自然，感受山地自然環(huán)境帶來(lái)的舒適感。

1.3 提升建筑質(zhì)量

一部分城市或者區(qū)域由于本身就是建設(shè)在山地上，因此要對(duì)山地建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。

了解山地建筑的特點(diǎn)，并能通過(guò)合理的山地建筑設(shè)計(jì)提升建筑質(zhì)量，確保建筑風(fēng)格與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)[1]。山地建筑設(shè)計(jì)要從結(jié)構(gòu)、材料、外形以及色彩等多個(gè)方面出發(fā)，結(jié)合地域性特征，采取更加科學(xué)的山地建筑設(shè)計(jì)方法，確保建筑的安全性與穩(wěn)定性。

2 山地建筑設(shè)計(jì)原則

山地建筑建設(shè)在地勢(shì)起伏大、坡度大的山地上，建造難度大、成本高，且存在較大的安全隱患。相比平地建筑設(shè)計(jì)，山地建筑整體設(shè)計(jì)難度較大，技術(shù)要求更高。因此應(yīng)從功能性、舒適性及安全性等多個(gè)角度出發(fā)，堅(jiān)持以人為本、因地制宜及保護(hù)環(huán)境的基本原則，提升山地建筑設(shè)計(jì)的合理性。

2.1 以人為本

建筑最終是服務(wù)于人的，所以山地建筑設(shè)計(jì)要堅(jiān)持以人為本的基本理念，體現(xiàn)人文關(guān)懷，為人們的生活與居住提供便利[2]。由于山地建筑建設(shè)在坡度較大的山上，對(duì)安全、交通要求更高，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要能滿足人們的使用需求，方便人們的出行與生活。山地建筑存在較強(qiáng)的地域性特征，不同山地的自然環(huán)境、人文環(huán)境差異較大，所以在山地建筑設(shè)計(jì)時(shí)要與山地環(huán)境相協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮建筑的功能，讓居住者感受到安心與舒適。以人為本就是要處處考慮人們的居住體驗(yàn)、出行便捷性以及心理感受等，要求能從人的綜合需求出發(fā)，打造出符合人們實(shí)際需求的建筑環(huán)境。

2.2 因地制宜

山地建筑設(shè)計(jì)需遵循因地制宜的基本原則，要能利用山地的地形地勢(shì)，找到最適宜的方案。設(shè)計(jì)師在建筑設(shè)計(jì)時(shí)要實(shí)地考察，對(duì)山地周圍的環(huán)境、地質(zhì)情況等進(jìn)行了解，并以此作為設(shè)計(jì)的依據(jù)[3]。因地制宜不僅是指應(yīng)勢(shì)而生，更要體現(xiàn)地域性、順應(yīng)地域特點(diǎn)，讓山地建筑能夠凸顯出地域景觀與文化，并且與周圍環(huán)境相融合，實(shí)現(xiàn)山地建筑的地域性、美觀性以及功能性。最大限度地降低建筑建造的難度與成本，提升建筑的整體效益。

2.3 保護(hù)環(huán)境

山地建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須考慮對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，避免破壞山地生態(tài)環(huán)境與平衡，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處。在保證建筑質(zhì)量與安全的基礎(chǔ)上，盡量減少對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的污染與破壞，保持地域生態(tài)平衡，為人們營(yíng)造良好的居住環(huán)境，提升人們的居住體驗(yàn)感。隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，出現(xiàn)一些破壞生態(tài)環(huán)境的案例，一旦遭到破壞就很難恢復(fù)，導(dǎo)致山地生態(tài)更加脆弱。因此，山地建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，保護(hù)好生態(tài)環(huán)境是基本原則之一，也是促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

3 基于地域性的山地建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 科學(xué)選址

在山地建筑設(shè)計(jì)中，選址的好壞會(huì)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)產(chǎn)生極大影響，符合要求的選址能極大改善居住者的居住環(huán)境。在山地建筑設(shè)計(jì)的選址過(guò)程中，要結(jié)合山地周圍的環(huán)境特征，關(guān)注山、水的走勢(shì)等。通過(guò)對(duì)地形地貌等條件的勘查與了解，可以為山地建筑設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)[4]。負(fù)陰抱陽(yáng)、背山面水是建筑朝向的基本原則，選址的合理性能為居住者提供良好且舒適的居住環(huán)境。此外，氣候、環(huán)境、日照等也是選址過(guò)程中必須重視的要點(diǎn)，山地建筑要依山就勢(shì)，按照山地地形特征進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)。

3.2 道路場(chǎng)地設(shè)計(jì)

山地建筑設(shè)計(jì)受限于山地地形、地貌，豎向設(shè)計(jì)必須依山就勢(shì)，符合地域性特征。道路交通在不同坡度下采取的設(shè)計(jì)方法也存在一定差異，下面就對(duì)不同坡度的道路場(chǎng)地設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

（1）坡度為10%以下。這類場(chǎng)地一般為平緩地，道路交通設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，不會(huì)對(duì)建筑布局產(chǎn)生太大影響。豎向高差問(wèn)題可以通過(guò)用緩坡或者高差較小的多個(gè)臺(tái)地形式予以解決[5]。

（2）坡度為10%～25%。這類場(chǎng)地一般為中坡地，道路的長(zhǎng)度會(huì)有所增加，交通設(shè)計(jì)可以采用“S”型方案。在場(chǎng)地利用時(shí)，會(huì)降低其靈活性，對(duì)建筑布局產(chǎn)生一定影響，要求建筑朝向與等高線夾角保持在合理范圍內(nèi)，不要超過(guò)30°。對(duì)豎向高差的問(wèn)題，可以通過(guò)臺(tái)地形式予以解決。

（3）坡度為25%～50%。這類場(chǎng)地一般為陡坡，道路長(zhǎng)度相比于中坡地會(huì)進(jìn)一步增加。道路設(shè)計(jì)可以采用的方案為“S”型，但“S”型設(shè)計(jì)需要多重盤(pán)繞，并且建筑朝向布置過(guò)程中要與等高線保持平行。

（4）坡度為50°以上。這類場(chǎng)地一般為急坡或者懸崖地，建筑工程量巨大，建造難度大，成本高，所以不建議在此類場(chǎng)地建造建筑。

3.3 室內(nèi)空間設(shè)計(jì)

在山地建筑設(shè)計(jì)中，室內(nèi)空間設(shè)計(jì)是重要的組成部分，在設(shè)計(jì)中必須注意空間的比例，堅(jiān)持以人為本的理念。首先，功能上的要求。山地建筑室內(nèi)空間設(shè)計(jì)要滿足功能要求，按照空間面積的大小與形狀合理布置、節(jié)約空間，并利用自然光照與通風(fēng)，降低能源損耗，提升建筑的適宜性。其次，精神上的要求。山地建筑室內(nèi)空間設(shè)計(jì)要滿足人們的文化、心理及精神需求，通過(guò)點(diǎn)、線、面的合理應(yīng)用提升層次感，實(shí)現(xiàn)功能性與精神性的統(tǒng)一。

室內(nèi)空間設(shè)計(jì)要根據(jù)功能不同采取不同的方法，可通過(guò)封閉式、半開(kāi)放式、局部分隔等多種手段，使空間布局更加合理，滿足居住者的使用需求。同時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)要與光、色彩、材質(zhì)等合理結(jié)合，營(yíng)造出不同的空間與氛圍。室內(nèi)空間的氛圍與空間大小會(huì)受到光環(huán)境的影響，由于室內(nèi)空間的不同對(duì)光環(huán)境的需求也存在一定差異。室內(nèi)空間的分隔采取不同材質(zhì)的材料，分隔出不同的空間。藝術(shù)材質(zhì)的應(yīng)用要重視功能性與美觀性的統(tǒng)一，選擇天然環(huán)保材料，如木質(zhì)材料、大理石、藤編織物等。

3.4 室內(nèi)設(shè)計(jì)與室外設(shè)計(jì)的統(tǒng)一

在山地景觀中，山地建筑是重要的組成部分，不僅能對(duì)山地自然景觀起到美化作用，還能讓山地建筑成為一道景觀，吸引人們駐足觀賞。不同地域的山地千差萬(wàn)別，在山地建筑設(shè)計(jì)時(shí)必須結(jié)合地域特征實(shí)現(xiàn)室內(nèi)設(shè)計(jì)與室外設(shè)計(jì)的統(tǒng)一。設(shè)計(jì)師要把握山地地域特征，明確建筑風(fēng)格，結(jié)合總體布局與單元戶型，重視空間圍合與園林設(shè)計(jì)，讓室內(nèi)外設(shè)計(jì)方便居住者的生活及情感交流。室內(nèi)室外的銜接一體化設(shè)計(jì)能讓山地建筑與周圍環(huán)境、室內(nèi)與室外環(huán)境保持協(xié)調(diào)。

在山地建筑中，庭院或廣場(chǎng)是重要的自然空間，是山地建筑室內(nèi)空間的延伸，能為人們的室外活動(dòng)提供場(chǎng)所，同時(shí)也能欣賞自然美景，感受戶外陽(yáng)光。山地建筑的庭院要使室內(nèi)外的景觀在視覺(jué)上保持一致。由于山地建筑室內(nèi)缺少自然環(huán)境，所以可以通過(guò)庭院延伸自然環(huán)境，讓大自然的氣息進(jìn)入室內(nèi)。庭院設(shè)計(jì)要善于進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)，有層次、有過(guò)渡，與室內(nèi)及山地周圍環(huán)境保持協(xié)調(diào)。在山地建筑的庭院中多以中式庭院為主，但也要結(jié)合地域特征，使庭院與建筑整體及室內(nèi)環(huán)境相協(xié)調(diào)。要想山地建筑室內(nèi)外設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)，可利用好植物、色彩、水景等將自然景觀引入室內(nèi)空間，同時(shí)利用地磚的色彩實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外空間的銜接與過(guò)渡，呈現(xiàn)出山地建筑的一體化。

3.5 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的注意要點(diǎn)

建筑物建設(shè)在完整的巖體上，可以僅進(jìn)行地基承載力計(jì)算；基巖面具有較大的起伏，基礎(chǔ)持力層不同時(shí)，同一建筑物的基礎(chǔ)形式可以不同。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前要確定持力層，當(dāng)屬于基巖層時(shí)，可以按照埋置深度確定基礎(chǔ)形式。基巖埋置較深時(shí)可采用人工挖孔樁，基巖埋置較淺時(shí)可采用嵌巖墩基礎(chǔ)。

安全措施是人工挖孔樁必須關(guān)注的要點(diǎn)，嚴(yán)格按照要求做好樁護(hù)壁。在選擇樁護(hù)壁混凝土?xí)r，需要滿足混凝土等級(jí)要求，確保與樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)一致，并選擇HRB400 級(jí)鋼筋連接相鄰兩節(jié)護(hù)壁。澆注混凝土護(hù)筒時(shí)，第一節(jié)深度為1 m，在后面的施工過(guò)程中，可以將1 m作為一節(jié)進(jìn)行操作。相鄰基礎(chǔ)間的剛性角必須符合要求，這樣才能確保施工安全可靠，防止山體滑坡的發(fā)生。

3.6 山地建筑設(shè)計(jì)中邊坡?lián)鯄Φ脑O(shè)計(jì)

擋土墻的設(shè)計(jì)在山地建筑設(shè)計(jì)中十分重要，是影響上部結(jié)構(gòu)的重要內(nèi)容。山地建筑擋土墻設(shè)計(jì)一般采用以下2 種方法。

（1）考慮擋土墻與主體結(jié)構(gòu)分開(kāi)。這種方法受力清晰，對(duì)建筑室內(nèi)可以起到良好的防水作用。但如果單獨(dú)設(shè)置擋土墻會(huì)讓巖石的開(kāi)挖量增加，施工工期延長(zhǎng)，增加施工成本，還會(huì)使建筑的空間變小，影響建筑的使用效果。

（2）結(jié)合主體結(jié)構(gòu)布置擋土墻，統(tǒng)一設(shè)計(jì)擋土墻與相應(yīng)部位的主體結(jié)構(gòu)。組成建筑空間結(jié)構(gòu)的要素有底板、頂板等，采取這種方式能對(duì)上述擋土墻設(shè)計(jì)方法中的弊端予以規(guī)避，但受力分析較為復(fù)雜，為確保結(jié)構(gòu)安全可以通過(guò)采取構(gòu)造措施進(jìn)行加強(qiáng)。

為避免墻身在土壓力的作用下出現(xiàn)位移，擋土墻的剛度應(yīng)符合要求。當(dāng)土質(zhì)邊坡與巖質(zhì)邊坡的高度分別為大于5 m與大于8 m 時(shí)，邊坡具有較大的側(cè)向土壓力，主體結(jié)構(gòu)在地震的作用下會(huì)產(chǎn)生較大變形。支擋結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相連時(shí)會(huì)導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)受力不明確，所以支擋結(jié)構(gòu)需單獨(dú)設(shè)置。巖土側(cè)壓力較小時(shí)，主體結(jié)構(gòu)還起到支擋結(jié)構(gòu)的作用。邊坡巖土側(cè)壓力和水壓力的作用必須在主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)予以考慮。

在山地建筑設(shè)計(jì)時(shí)要將支擋結(jié)構(gòu)設(shè)置在建筑結(jié)構(gòu)上接地與下接地之間的邊坡。當(dāng)抗震設(shè)防烈度在7 度以內(nèi)，且土質(zhì)邊坡與巖質(zhì)邊坡高度分別為小于5 m與小于8 m 時(shí)，在相應(yīng)的巖土側(cè)壓力作用下，若主體結(jié)構(gòu)能夠承受，則可以被當(dāng)作支擋結(jié)構(gòu)，但是要對(duì)主體結(jié)構(gòu)的抗傾覆及抗滑移進(jìn)行多次驗(yàn)算。

采用分臺(tái)、頂部放坡等方法對(duì)擋土墻的高度進(jìn)行控制。在高差1.5 m 以內(nèi)無(wú)須設(shè)置擋土墻，可采用厚磚墻支擋，厚度為240 mm。擋土墻高度達(dá)到8 m時(shí)，所有墻型的整體造價(jià)都相對(duì)較高，所以墻高要控制在8 m 以內(nèi)。擋土墻高度在4 m 以上時(shí)，采用衡重式整體造價(jià)相對(duì)較低；擋土墻在4 m 以內(nèi)時(shí)，成本進(jìn)一步降低，可以采用俯斜式。

3.7 建筑文化設(shè)計(jì)

建筑是歷史與文化的載體，現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)必須在尊重當(dāng)?shù)匚幕幕A(chǔ)上，通過(guò)創(chuàng)新與發(fā)展讓建筑呈現(xiàn)出獨(dú)特的地域特色與文化底蘊(yùn)。建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)從地域性出發(fā)，通過(guò)相關(guān)元素的運(yùn)用讓山地建筑呈現(xiàn)地域文化與特色。結(jié)合當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)土人情，設(shè)計(jì)出體現(xiàn)地域文化與精神特征的建筑[6]。

山地建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)氐淖匀灰蛩兀尳ㄖc自然保持統(tǒng)一。材料要就地取材，在控制成本的同時(shí)能最大程度體現(xiàn)當(dāng)?shù)靥厣?。山地建筑在設(shè)計(jì)過(guò)程中劃分為多個(gè)區(qū)域，不同區(qū)域具備不同的功能，應(yīng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中使每一個(gè)區(qū)域都能有較為開(kāi)闊的視野，每個(gè)房間都能欣賞戶外美景，呈現(xiàn)出一房一景的特色。

4 結(jié)語(yǔ)

相較于平原地區(qū)，地域性的山地建筑設(shè)計(jì)具有一定難度，在施工過(guò)程中的難度更高，所以設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循基本原則，運(yùn)用現(xiàn)代山地建筑設(shè)計(jì)理念與方法，做好多方面的細(xì)節(jié)控制，提升山地建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量。此外，山地建筑設(shè)計(jì)要從地域性特征出發(fā)，綜合考慮多個(gè)要點(diǎn)，在保證山地建筑功能性的同時(shí)，與山地周圍的環(huán)境、人文歷史等相協(xié)調(diào)，打造出具有現(xiàn)代氣息與文化底蘊(yùn)的山地建筑。