超高層工業(yè)建筑中“機(jī)械-自然-城市-人”多尺度復(fù)合設(shè)計(jì)研究
——以日立電梯試驗(yàn)塔“H1 TOWER”為例

平 輝，安田幸一

引言

“H1 TOWER”位于廣州市番禺區(qū)日立電梯（中國(guó)）有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“日立電梯”）大石工廠內(nèi)，結(jié)構(gòu)主體高度288.8m，于2020年1月竣工，為目前世界建筑高度最高的電梯試驗(yàn)塔[1]（圖1，表1）。工業(yè)建筑因生產(chǎn)需求具有特殊的空間尺度和技術(shù)指標(biāo)，相關(guān)研究多聚焦于工程技術(shù)領(lǐng)域，尚缺失與意匠設(shè)計(jì)相結(jié)合的研究視角。而電梯試驗(yàn)塔作為超高層工業(yè)建筑兼具工業(yè)性和標(biāo)志性，在設(shè)計(jì)中需要考慮生產(chǎn)研發(fā)、建筑結(jié)構(gòu)、城市景觀等不同層面和尺度的因素。以下將以“H1 TOWER”為例，在概述工業(yè)建筑設(shè)計(jì)研究背景的基礎(chǔ)上，引出多尺度、多專(zhuān)業(yè)融合的設(shè)計(jì)視角，從機(jī)械、自然、城市、人這四種尺度對(duì)試驗(yàn)塔的不同要求進(jìn)行梳理，并對(duì)這些要求如何通過(guò)建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中的協(xié)同配合，在平面構(gòu)成、建筑輪廓、風(fēng)穴與立面、外墻細(xì)部中對(duì)意匠與技術(shù)方案的整合進(jìn)行具體分析與總結(jié)。

圖1 日立電梯試驗(yàn)塔“H1-TOWER”東南方向外觀

表1 “H1 TOWER”概況

1 工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的研究背景

工業(yè)建筑是伴隨工業(yè)革命的機(jī)械化生產(chǎn)方式而誕生的建筑類(lèi)型，與技術(shù)發(fā)展密切相關(guān)，對(duì)建筑材料和建造技術(shù)的革新具有重要的推動(dòng)作用[2]。近年來(lái)我國(guó)關(guān)于工業(yè)建筑的研究包括工程技術(shù)、建筑史、建筑設(shè)計(jì)三個(gè)方面。其中，工程技術(shù)相關(guān)的研究最多，以電梯試驗(yàn)塔為例，包括抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[3,4]、超高層泵送混凝土[5]、滅火系統(tǒng)[6]等特有技術(shù)問(wèn)題的研究。在建筑史領(lǐng)域，關(guān)于清末近代工業(yè)建筑設(shè)計(jì)與建設(shè)過(guò)程[7]、新中國(guó)現(xiàn)代工業(yè)建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化在觀念與實(shí)踐中的發(fā)展變化[8]、城市轉(zhuǎn)型期工業(yè)工地規(guī)劃與工業(yè)建筑建設(shè)的轉(zhuǎn)變[9]等相關(guān)研究，是長(zhǎng)期以來(lái)以民用建筑為主軸的近現(xiàn)代建筑史研究的重要補(bǔ)充。在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，有以工業(yè)建筑為原點(diǎn)的概念演繹[10]、國(guó)內(nèi)外工業(yè)建筑設(shè)計(jì)史概觀[11]的設(shè)計(jì)理論研究；同時(shí)，在對(duì)具體工程案例的設(shè)計(jì)研究中，生產(chǎn)與參觀空間結(jié)合的設(shè)計(jì)策略[12]、工業(yè)園區(qū)的城市界面設(shè)計(jì)手法[13]、工業(yè)建筑與人和城市的關(guān)系開(kāi)始受到關(guān)注。這意味著在工程技術(shù)的基礎(chǔ)上，多尺度、多專(zhuān)業(yè)的融合是工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的重要課題和發(fā)展趨勢(shì)。

圖3 總平面圖

2.“機(jī)械-自然-城市-人”四種尺度對(duì)試驗(yàn)塔的要求

2.1 機(jī)械：研發(fā)導(dǎo)向的電梯試驗(yàn)

日立電梯自1990年代在中國(guó)設(shè)廠制造電梯，廣州大石工廠是其在中國(guó)開(kāi)設(shè)的第一個(gè)工廠。在中國(guó)近30年來(lái)城市建設(shè)高速發(fā)展中對(duì)電梯產(chǎn)品巨大且多樣化需求的推動(dòng)下，大石工廠的角色也逐漸轉(zhuǎn)變，從最初的從日本引進(jìn)設(shè)備與技術(shù)的生產(chǎn)制造模式，發(fā)展為同時(shí)承擔(dān)新產(chǎn)品和技術(shù)研發(fā)功能的電梯制造基地。為此，日立電梯于2012年開(kāi)始啟動(dòng)以研發(fā)為導(dǎo)向的新電梯試驗(yàn)塔建設(shè)計(jì)劃。 新的電梯試驗(yàn)塔需設(shè)置15個(gè)試驗(yàn)井道，用于不同速度和載重量的多種規(guī)格電梯、超高速電梯、雙層轎廂電梯、智能群控系統(tǒng)等的研發(fā)和試驗(yàn)。其中，用于超高速電梯的試驗(yàn)井道，高度需達(dá)到250m。為應(yīng)對(duì)高水平技術(shù)和多樣化的研發(fā)需求，這些試驗(yàn)井道合理高效的布置，是電梯試驗(yàn)塔設(shè)計(jì)要考慮的核心內(nèi)容。

2.2 自然：高空的風(fēng)荷載與風(fēng)振效應(yīng)

向垂直方向展開(kāi)的電梯試驗(yàn)空間對(duì)高度的要求遠(yuǎn)大于平面面積，試驗(yàn)塔的的高寬比也遠(yuǎn)大于常見(jiàn)的超高層建筑或塔式建筑。相比垂直荷載，高空的水平風(fēng)荷載將成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主導(dǎo)因素，同時(shí)需要考慮如何避免風(fēng)振效應(yīng)1)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響[14]。試驗(yàn)塔所在地廣州由亞熱帶季風(fēng)氣候主導(dǎo)，伴有臺(tái)風(fēng)和強(qiáng)對(duì)流天氣等瞬間強(qiáng)風(fēng)，是需要結(jié)合考慮的風(fēng)氣候條件。

2.3 城市：基地周邊住工混合的近郊風(fēng)景

試驗(yàn)塔所在的大石工廠位于廣州南部近郊石北工業(yè)園內(nèi)，距離市中心約12km。廠區(qū)南側(cè)面向工業(yè)園主干道，北臨蜿蜒的大石水道，經(jīng)周邊交錯(cuò)的河網(wǎng)與珠江相連。工業(yè)園周邊分布著城郊的田園村落和1990年代以來(lái)陸續(xù)建設(shè)的住宅小區(qū)，是一種大城市近郊典型的住工混合的風(fēng)景。

將近300m高的試驗(yàn)塔將成為該地區(qū)最高的建筑，從各個(gè)方向乃至市中心都有可能被看到，對(duì)廣域城市景觀的創(chuàng)造具有巨大潛力。作為企業(yè)和區(qū)域新發(fā)展的象征，如何將工業(yè)性和標(biāo)志性相結(jié)合，利用由工業(yè)生產(chǎn)需求而形成的特有的建筑輪廓，對(duì)城市近郊景觀形成積極的影響，是設(shè)計(jì)中整合技術(shù)與意匠方案關(guān)鍵的切入點(diǎn)。

2.4 人：?jiǎn)T工的日常使用與來(lái)訪者的體驗(yàn)

大石工廠的布局以廠區(qū)入口、行政樓、外部公共空間和員工食堂為中軸線，兩側(cè)為生產(chǎn)車(chē)間。試驗(yàn)塔基地位于中軸線北端，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了象征性的同時(shí)，也承接了中軸向員工和來(lái)訪者開(kāi)放的公共性（圖2、3）。試驗(yàn)塔將成為廠區(qū)內(nèi)員工日?；顒?dòng)環(huán)境的組成部分，也是來(lái)訪者參觀學(xué)習(xí)電梯最新技術(shù)的重要目的地。這意味著在滿足工業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)的同時(shí)，試驗(yàn)塔的設(shè)計(jì)也要關(guān)照人的尺度與使用體驗(yàn)。

圖2 “H1-TOWER” 南側(cè)中軸線外觀

3 建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)合作

由于以機(jī)械設(shè)備為先導(dǎo)的功能和尺度，工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)往往以滿足生產(chǎn)需求為重心，而忽略了對(duì)廣域景觀和人體尺度的綜合考慮。然而，在近40年來(lái)城市快速擴(kuò)張的背景下，工業(yè)建筑在城市空間中越來(lái)越可被感知和體驗(yàn)，在與民用建筑日常性尺度的對(duì)比中具有創(chuàng)造城市景觀特色的潛力。

為了對(duì)超高層工業(yè)建筑中技術(shù)先進(jìn)性、景觀標(biāo)志性、尺度宜人性等設(shè)計(jì)議題進(jìn)行更加全面深入的探討，“H1 TOWER”的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)由建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備專(zhuān)業(yè)組成，各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)期間并行重疊，以加強(qiáng)設(shè)計(jì)過(guò)程中問(wèn)題的及時(shí)反饋和溝通，并提高各專(zhuān)業(yè)方案的整合度。設(shè)計(jì)的過(guò)程，便是將各種條件和專(zhuān)業(yè)的要求凝練出圖紙中每一根線的過(guò)程[15]。

4 意匠與技術(shù)方案的整合

4.1 平面構(gòu)成

平面方案設(shè)計(jì)階段的研究主題包括：合理高效的試驗(yàn)井道布局、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、廣域城市景觀中與各方向的關(guān)系。基于對(duì)以上設(shè)計(jì)條件的討論，試驗(yàn)塔采用了十字形平面作為基本形（圖4）。

圖4 以十字形平面為基本形的電梯試驗(yàn)井道布置調(diào)整過(guò)程

平面功能主要由試驗(yàn)井道和作業(yè)空間兩部分組成，十字形的作業(yè)空間兩側(cè)布置各電梯試驗(yàn)井道，以最少的作業(yè)面積服務(wù)最多的井道，并保證重型設(shè)備沿十字方向直線搬運(yùn)的便捷性。同時(shí)，十字形的平面構(gòu)成可以通過(guò)調(diào)整井道的排列按試驗(yàn)內(nèi)容需求實(shí)現(xiàn)四翼分區(qū)，并可通過(guò)調(diào)整各翼長(zhǎng)短，以靈活應(yīng)對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)井道增減的變更。

在相同面積和建筑高度的條件下，十字形平面比方形平面的寬度大，可降低高寬比以提高建筑整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。同時(shí)，向四個(gè)方向延伸的四翼，與不同方向特征各異的城市景觀形成了呼應(yīng)關(guān)系。

4.2 建筑輪廓

電梯是一種垂直方向上的交通工具，電梯試驗(yàn)塔便是應(yīng)對(duì)不同試驗(yàn)內(nèi)容的各種井道的集合。建筑輪廓的設(shè)計(jì)，圍繞以下幾個(gè)方面展開(kāi)：對(duì)電梯速度感的表現(xiàn)、具有標(biāo)志性的城市景觀、從不同角度觀看時(shí)富于變化的建筑表情。

以十字形平面構(gòu)成為基本形，為進(jìn)一步體現(xiàn)電梯垂直移動(dòng)的動(dòng)態(tài)，并強(qiáng)化不同角度建筑輪廓的變化，對(duì)不同井道在高度方向上的組織方式進(jìn)行了多方案比較探討（圖5）。通過(guò)對(duì)方案在平面布局的高效合理性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、輪廓?jiǎng)?chuàng)新性等方面進(jìn)行綜合評(píng)估，選定了部分試驗(yàn)井道上下累疊、各高度平面輪廓統(tǒng)一的十字柱形方案。 十字形的平面為基底的立體體積，在垂直方向上形成了凹凸轉(zhuǎn)折的12個(gè)縱長(zhǎng)的立面，勾勒出這12個(gè)面的輪廓線集合成筆直沖向天空的線束，構(gòu)成了體現(xiàn)電梯新技術(shù)發(fā)展下不斷提速的建筑語(yǔ)言。簡(jiǎn)潔有力的外形通過(guò)凹凸面及陰影的變化創(chuàng)造出豐富的表情，加深觀看時(shí)的視覺(jué)記憶。

圖5 強(qiáng)調(diào)電梯垂直方向速度感的建筑輪廓模型比較

圖8 平面圖與立面圖

4.3 風(fēng)穴與立面

從試驗(yàn)井道高度和平面布置的高效合理性這兩個(gè)設(shè)計(jì)條件的綜合結(jié)果，得出了高寬比為12的初步建筑輪廓。為了避免大高寬比建筑結(jié)構(gòu)因風(fēng)振效應(yīng)產(chǎn)生振動(dòng)，十字形平面相比普通的正方形平面，四角內(nèi)折為凹角可有效減少側(cè)向風(fēng)力的產(chǎn)生。在此基礎(chǔ)上在試驗(yàn)塔結(jié)構(gòu)上部開(kāi)設(shè)風(fēng)穴，進(jìn)一步加強(qiáng)其抗風(fēng)振能力。通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與意匠設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的配合，對(duì)建筑形體進(jìn)一步優(yōu)化，具體討論的內(nèi)容包括：風(fēng)向、高度、數(shù)量，以及風(fēng)穴與建筑立面的關(guān)系。

以鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，利用十字形的作業(yè)空間，以7.5m層高的三倍為單位設(shè)置風(fēng)穴， 設(shè)定了“無(wú)風(fēng)穴”、“上部設(shè)一個(gè)風(fēng)穴”、“上中部分設(shè)兩個(gè)風(fēng)穴” 、“上中部分設(shè)兩個(gè)風(fēng)穴+底部平面擴(kuò)大”的模型用于風(fēng)洞試驗(yàn)（圖6）。試驗(yàn)結(jié)果表明，“上部設(shè)一個(gè)風(fēng)穴”可有效減小結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載作用，并保證不同高度上作業(yè)空間的最大化。

圖6 結(jié)合平面構(gòu)成與立面模數(shù)的風(fēng)穴布置方案（用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)比較）

通過(guò)結(jié)合平面構(gòu)成和立面模數(shù)確定風(fēng)穴的具體形式，有效統(tǒng)合了結(jié)構(gòu)與意匠雙方的設(shè)計(jì)方案。十字形平面構(gòu)成發(fā)揮了其應(yīng)對(duì)各方向自然條件的靈活性，可引導(dǎo)四個(gè)方向的風(fēng)。與立面模數(shù)統(tǒng)一的風(fēng)穴開(kāi)口，豐富了垂直和水平方向上的劃分層次，調(diào)節(jié)了立面整體的視覺(jué)比例，在構(gòu)成中起到了點(diǎn)睛的作用（圖7、8）。

圖7 局部外觀（風(fēng)穴）

4.4 外墻細(xì)部

高聳的墻面是試驗(yàn)塔介入周邊廠區(qū)空間的界面要素，在員工工作和來(lái)訪者參觀時(shí)會(huì)被近距離觀看和體驗(yàn)，需要消解其壓迫感和單調(diào)感。在外墻細(xì)部設(shè)計(jì)中對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行了進(jìn)一步探討：工業(yè)尺度向人體尺度的過(guò)渡方式、結(jié)構(gòu)與裝飾的統(tǒng)一、施工的合理性。

對(duì)巨大的界面要素進(jìn)行切分，是調(diào)節(jié)尺度感的有效方式。結(jié)合強(qiáng)調(diào)電梯速度感的試驗(yàn)塔外觀意象，決定對(duì)外墻面作豎向切分。由于試驗(yàn)塔高度將近300m，通過(guò)外裝材料調(diào)整視覺(jué)印象的方法，會(huì)加大施工的復(fù)雜性，也脫離了形式與功能統(tǒng)一的工業(yè)美學(xué)思路。因此，需要用結(jié)合主體結(jié)構(gòu)去思考調(diào)節(jié)外墻界面的方法。

最終的解決方案是，以等距布置的半圓弧豎向凹槽對(duì)外墻面進(jìn)行切分，通過(guò)改變外墻面模板形狀，與鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)作為整體進(jìn)行澆筑（圖9）。與古希臘柱式中柱身凹槽的作用相同，試驗(yàn)塔十字柱形外墻面的凹槽，通過(guò)豎向線條的密度進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了垂直方向延伸的造型，并通過(guò)凹凸表面產(chǎn)生的陰影豐富了建筑的細(xì)節(jié)和表情（圖10~12）。同時(shí)，與結(jié)構(gòu)一體化的墻面凸起部分，具有抗側(cè)力豎向構(gòu)件的作用，有利于提高結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。另外，結(jié)合圓弧凹槽的造型，對(duì)平面角部進(jìn)行凹角處理，進(jìn)一步降低橫風(fēng)向響應(yīng)[3]。

圖9 外墻細(xì)部詳圖

圖10 試驗(yàn)塔入口

圖11 外墻細(xì)部（正面）

圖12 外墻細(xì)部（轉(zhuǎn)角）

5 多尺度復(fù)合與多專(zhuān)業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)

以下將對(duì)機(jī)械、自然、城市、人這四種尺度在我國(guó)現(xiàn)今工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中的共性課題進(jìn)行總結(jié)，并針對(duì)高速電梯試驗(yàn)塔這一新出現(xiàn)的建筑類(lèi)型，結(jié)合“H1 TOEWR”的設(shè)計(jì)成果以及同類(lèi)建筑的比較分析，對(duì)“多尺度復(fù)合”的設(shè)計(jì)思路與“多專(zhuān)業(yè)協(xié)同”的工作方式作進(jìn)一步探討：

（1）“機(jī)械”尺度是工業(yè)建筑的固有特征和決定性因素。我國(guó)的工業(yè)建筑設(shè)計(jì)在上世紀(jì)經(jīng)歷了從標(biāo)準(zhǔn)化、體系化的發(fā)展[8]，這種通用設(shè)計(jì)模式與批量化的生產(chǎn)模式相契合。而在經(jīng)歷了改革開(kāi)放以來(lái)技術(shù)引進(jìn)、來(lái)料加工的復(fù)制性生產(chǎn)模式之后，我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)已進(jìn)入技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新、個(gè)性化、多元化的新階段。這意味著工業(yè)建筑設(shè)計(jì)已不能僅對(duì)已有的標(biāo)準(zhǔn)或模式進(jìn)行簡(jiǎn)單復(fù)制，新的生產(chǎn)研發(fā)需求將觸發(fā)新的建筑形式。

高速電梯試驗(yàn)塔便是近年來(lái)在電梯產(chǎn)品多樣化與技術(shù)革新的推動(dòng)下新出現(xiàn)的建筑類(lèi)型，與用于產(chǎn)品性能測(cè)試的傳統(tǒng)電梯試驗(yàn)塔相比，對(duì)試驗(yàn)井道的高度、試驗(yàn)設(shè)備的安裝和拆卸的靈活性等具有更高的要求。由于沒(méi)有既定的模式，建筑師需要在方案設(shè)計(jì)階段與生產(chǎn)設(shè)備團(tuán)隊(duì)緊密配合，共同制定平面與剖面布局中的關(guān)鍵條件與技術(shù)指標(biāo)，以滿足新的生產(chǎn)需求，并保證設(shè)計(jì)的合理性和可控性。目前的同類(lèi)試驗(yàn)塔多采用以作業(yè)空間為中心環(huán)繞式布置試驗(yàn)井道的布局方式，“H1 TOEWR”則通過(guò)十字形的基本平面構(gòu)成，在相同面積下大大增加了作業(yè)空間對(duì)試驗(yàn)井道的服務(wù)界面，既滿足了以研發(fā)導(dǎo)向的電梯試驗(yàn)對(duì)設(shè)備緊湊布置和高效運(yùn)作的要求，也保證了深化設(shè)計(jì)中局部調(diào)整的靈活性。

（2）“自然”尺度是指重力、風(fēng)力、地震力等不可抗的自然之力。工業(yè)建筑往往因其“機(jī)械”尺度帶來(lái)超常規(guī)的結(jié)構(gòu)跨度、高度，對(duì)承受自然力的結(jié)構(gòu)方案需要進(jìn)行超限設(shè)計(jì)評(píng)估，也是工業(yè)建筑設(shè)計(jì)往往側(cè)重于工程技術(shù)的原因。如果在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的合作，不但有利于對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主導(dǎo)因素達(dá)成共識(shí)，也為結(jié)構(gòu)方案所帶來(lái)的新條件和潛力在意匠設(shè)計(jì)中進(jìn)行整合與利用創(chuàng)造更多空間，是推動(dòng)建造技術(shù)與工藝發(fā)展的重要契機(jī)。

高速電梯試驗(yàn)塔因其特有的高寬比，風(fēng)荷載是的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主導(dǎo)因素，需要通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)建筑外形輪廓的合理性進(jìn)行評(píng)估。調(diào)整高寬比、平面角部處理、立面退臺(tái)變化、設(shè)置風(fēng)穴等方式是同類(lèi)建筑中用于減弱風(fēng)振效應(yīng)的常見(jiàn)做法[3]?！癏1 TOWER”通過(guò)從設(shè)計(jì)初期階段建筑師與結(jié)構(gòu)專(zhuān)家的緊密配合，實(shí)現(xiàn)了高寬比調(diào)整與十字形平面構(gòu)成的統(tǒng)一，四向風(fēng)穴的尺寸和位置與立面模數(shù)的統(tǒng)一，抗側(cè)力豎向構(gòu)件和平面凹角處理與外墻面細(xì)部設(shè)計(jì)的統(tǒng)一，把應(yīng)對(duì)風(fēng)荷載的結(jié)構(gòu)方案轉(zhuǎn)化為試驗(yàn)塔整體構(gòu)成和外觀設(shè)計(jì)的新契機(jī)，實(shí)現(xiàn)了建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的高度統(tǒng)合。

（3）“城市”尺度是我國(guó)當(dāng)代城市近郊住工混合區(qū)域的特有課題。在城市規(guī)?？焖贁U(kuò)張的背景下，城郊不同用途地塊形成一種拼貼狀態(tài)，使工業(yè)建筑與城市景觀的關(guān)系受到更多的關(guān)注，尤其在新開(kāi)發(fā)的工業(yè)園區(qū)的總體規(guī)劃中，園區(qū)與城市的界面設(shè)計(jì)往往成為討論焦點(diǎn)[13]。建筑師需要具有城市設(shè)計(jì)的意識(shí)，工業(yè)建筑作為城市的一個(gè)組成部分將如何被感知和體驗(yàn)，對(duì)其有別于民用建筑的尺度與外形輪廓進(jìn)行綜合考量，在設(shè)計(jì)中進(jìn)行過(guò)渡、消解，或者作為景觀加以利用。

高速電梯試驗(yàn)塔作為超高層建筑，高聳的輪廓天際線具有成為區(qū)域標(biāo)志性景觀的潛力，也是企業(yè)技術(shù)水平的重要象征。目前我國(guó)同類(lèi)試驗(yàn)塔常常作為廠區(qū)標(biāo)志靠近城市主干道或交叉路口建設(shè)，通過(guò)不同高度的井道組合、參觀層平面放大等方式創(chuàng)造外形輪廓的特征?！癏1 TOWER”的選址位于廠區(qū)中軸線靠近市中心的一側(cè)以突顯其標(biāo)志性，以生產(chǎn)效率性、結(jié)構(gòu)合理性、建造經(jīng)濟(jì)性為原則，在不采用二次表皮建造的前提下，通過(guò)十字柱狀的建筑輪廓形成具有節(jié)奏感的體量轉(zhuǎn)折，并利用風(fēng)穴和各層作業(yè)空間采光的玻璃幕墻強(qiáng)化縱向的立面構(gòu)成。

（4）“人”的尺度隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)與生產(chǎn)方式的發(fā)展越來(lái)越被重視。后工業(yè)時(shí)代的工業(yè)建筑不但與生產(chǎn)者的工作環(huán)境息息相關(guān)，而且是普通市民或游客了解城市產(chǎn)業(yè)的窗口，科普教育的生動(dòng)教材，科技與人文的結(jié)合也成為重要的設(shè)計(jì)主題[12]。如何將“機(jī)械”尺度向“人體”尺度進(jìn)行過(guò)渡，是工業(yè)建筑的人性化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，同時(shí)需要對(duì)廠區(qū)員工、來(lái)訪者等不同人群的使用場(chǎng)景、流線、環(huán)境舒適性進(jìn)行綜合考量。

高速電梯試驗(yàn)塔的設(shè)計(jì)中對(duì)人體尺度的討論，通常圍繞如何化解建筑體量的壓迫感、組織試驗(yàn)與參觀的功能分區(qū)和流線等主題進(jìn)行。通過(guò)外墻面和玻璃面的組合調(diào)節(jié)視覺(jué)比例并弱化塔身的封閉感，結(jié)合乘梯體驗(yàn)在高層部分設(shè)置參觀層，是同類(lèi)試驗(yàn)塔設(shè)計(jì)的常見(jiàn)做法?！癏1 TOWER”通過(guò)對(duì)鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)澆筑外墻面模板的凹槽設(shè)計(jì)，以結(jié)構(gòu)和裝飾一體化的方式對(duì)巨大的墻面進(jìn)行豎向細(xì)分，豐富立面表情的同時(shí)，強(qiáng)化試驗(yàn)塔外觀對(duì)電梯縱向速度感的表現(xiàn)。另外，利用十字形平面的四翼對(duì)試驗(yàn)設(shè)備與參觀者的流線進(jìn)行劃分，既保證試驗(yàn)井道在豎向方向上的貫通，又在參觀層形成了獨(dú)特的展示分區(qū)，并加強(qiáng)了對(duì)四個(gè)方向的城市景觀的體驗(yàn)。

結(jié)語(yǔ)

本文以“H1 TOWER”為例，從機(jī)械、自然、城市、人這四種尺度對(duì)電梯試驗(yàn)塔的不同要求進(jìn)行梳理，具體分析了在建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)的協(xié)同設(shè)計(jì)下，在平面構(gòu)成、建筑輪廓、風(fēng)穴與立面、外墻細(xì)部中對(duì)意匠與技術(shù)方案整合的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與探索。

由于工業(yè)建筑特殊的功能和尺度，相關(guān)設(shè)計(jì)研究往往以結(jié)構(gòu)設(shè)備技術(shù)為重心。而在技術(shù)革新、城市發(fā)展的推動(dòng)下，當(dāng)代工業(yè)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)入了類(lèi)型多樣化、技術(shù)高度化、城市景觀化、使用人性化的新發(fā)展階段。如何對(duì)這些新屬性作為一個(gè)整體進(jìn)行綜合考慮，需要各專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中的緊密配合。多尺度復(fù)合、多專(zhuān)業(yè)協(xié)同將是拓展工業(yè)建筑設(shè)計(jì)維度、工程技術(shù)與城市人文融合的關(guān)鍵。

致謝：感謝日立電梯（中國(guó)）有限公司對(duì)本文撰寫(xiě)以及建筑拍攝工作的支持與協(xié)助。感謝設(shè)計(jì)合作團(tuán)隊(duì)華南理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院在設(shè)計(jì)過(guò)程中的支持與配合。感謝結(jié)構(gòu)顧問(wèn)田村幸雄先生、竹內(nèi)徹先生對(duì)設(shè)計(jì)方案提供的專(zhuān)業(yè)意見(jiàn)。

圖、表來(lái)源

圖1、3、7、10～12：戰(zhàn)長(zhǎng)恒拍攝；圖2、表1：基于日立電梯（中國(guó)）有限公司提供信息，作者繪制；圖4～6、8、9：基于安田工作室提供資料，作者編輯繪制。

注釋

1）當(dāng)高樓遇到強(qiáng)風(fēng)時(shí)，會(huì)在高樓橫風(fēng)面產(chǎn)生周期性渦流，而些渦流又對(duì)從對(duì)高樓施加交替的與風(fēng)向垂直的周期性側(cè)向風(fēng)力。當(dāng)結(jié)構(gòu)自振周期接近周期性渦流產(chǎn)生的周期時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)因周期性側(cè)向風(fēng)力引起的共振現(xiàn)象。