張 進(jìn) 陳泉安

隨著建設(shè)用地的日趨緊張,高層住宅已成為我國城市住宅建設(shè)的主流?？v觀國內(nèi)高層住宅的類型,我們可以發(fā)現(xiàn)板式和塔式是目前最常見的兩種類型。這兩種類型各具優(yōu)劣,下面我們將二者進(jìn)行對(duì)比分析。

板式高層住宅最常見的是單元式,一般為每單元每層兩戶或三戶(少數(shù)為四戶),這類高層住宅有如下優(yōu)點(diǎn):第一,衛(wèi)生條件好。第二,每臺(tái)電梯服務(wù)的戶數(shù)相對(duì)較少,電梯使用方便,舒適度較高。第三,各戶基本上是一條線平行布局,相鄰住戶近距離視覺干擾較少。

正是因?yàn)橛辛巳绱硕嗟膬?yōu)點(diǎn),“板式高層”在某些城市幾乎成為一種時(shí)尚。這種“時(shí)尚”加速了板式高層住宅的增長,其層數(shù)有逐漸拔高之勢(shì),其面闊也日趨見長。然而,任何事物都是一個(gè)矛盾的綜合體,都有相反的兩面。塔式高層住宅也并非毫無可取之處,而板式高層住宅更并非盡善盡美,我們有必要對(duì)二者各自的優(yōu)劣予以厘清。下文便試圖以鄭州市為例從幾個(gè)方面對(duì)二者進(jìn)行一番比較。

1 節(jié)地效果的對(duì)比

這可以近似地用高層住宅建筑密度(RS)和容積率(Rv)的極限值來對(duì)比分析。方法是以高層住宅在當(dāng)?shù)囟寥?或大寒日)12:00投下的落影面積與建筑基底面積(或標(biāo)準(zhǔn)層面積)之和作為總用地,以此為基礎(chǔ)分別求出板式高層住宅和塔式高層住宅的RS和Rv各自的函數(shù)關(guān)系,推演一套統(tǒng)一而直觀的公式,來對(duì)二者的節(jié)地效果加以比較(見圖1)。

鄭州市屬于Ⅱ類氣候區(qū),住宅建筑日照標(biāo)準(zhǔn)日為大寒日,計(jì)算條件可以設(shè)定如下:有效日照時(shí)間帶為8:00～16:00,最少日照時(shí)數(shù)為2 h,各時(shí)對(duì)應(yīng)的太陽高度角(h)和方位角(A)見表1,建筑的層高取2.8 m,建筑的計(jì)算高度H大致可以認(rèn)為是層數(shù)n和層高h(yuǎn)的乘積。

表1 鄭州市大寒日太陽高度角(h)和方位角(A)

計(jì)算結(jié)果如下:

根據(jù)這兩個(gè)結(jié)果,我們可以進(jìn)行一系列的計(jì)算,并繪制出 RS和Rv各自與D和n的函數(shù)曲線圖(見圖2)。這兩張圖清晰地表明:高層住宅無論是建筑密度還是容積率都和建筑的層數(shù)和建筑的進(jìn)深有關(guān)——進(jìn)深越大,建筑密度和容積率都會(huì)相應(yīng)提高;而層數(shù)的增加對(duì)容積率的影響越來越小,對(duì)建筑密度的影響則不升反降。因此,我們可以得出結(jié)論:塔式高層住宅由于其進(jìn)深較大,有利于建筑密度和容積率的提高,對(duì)節(jié)地有利,而板式高層住宅則不具備這方面的優(yōu)勢(shì)。

2 對(duì)小氣候影響的對(duì)比

1)二者對(duì)建筑北部區(qū)域日照的影響。這種影響主要體現(xiàn)在冬季,我們不妨計(jì)算一下冬季高層住宅在其北部區(qū)域形成的陰影區(qū)面積(SY)和12:00日照區(qū)面積(S0)的大小(仍以鄭州市大寒日為標(biāo)準(zhǔn)),其值 SY=H?ctgh(B?cosA+D?sinA),而 S0=0.25B2?ctg A=0.17B2(A=55°51′)。由于在標(biāo)準(zhǔn)日照時(shí)段內(nèi) A多數(shù)時(shí)間處于0°～45°之間,因此 SY與建筑面闊(B)的關(guān)系最緊密,面闊越大,建筑北邊在冬季形成的陰影越大,12:00日照區(qū)面積也越大。板式高層住宅B值往往較大,對(duì)其北部區(qū)域日照的影響要比塔式高層住宅相對(duì)較大:建筑北部道路、庭院里經(jīng)久不化的冰雪和寒冷的陰影對(duì)交通和居民的心理均會(huì)造成不良的影響。

2)二者對(duì)氣流的影響。研究表明,氣流遇到建筑的阻擋后因繞行而在建筑的間隙之間產(chǎn)生的紊流速度與垂直于氣流方向的建筑面闊有關(guān),面闊越大,紊流速度越大,而且風(fēng)向的改變也越大。所以,面闊較大的板式高層住宅對(duì)氣流的影響要大于塔式高層住宅:在冬季前者可以對(duì)寒風(fēng)形成一定的阻礙,在夏季卻不利于下風(fēng)向建筑的通風(fēng),而且由于建筑間隙紊流速度過大,給交通和行人造成不必要的麻煩。

3)衛(wèi)生間條件的對(duì)比。先說通風(fēng)條件。單元聯(lián)列的板式高層住宅通風(fēng)效果最理想,各戶均較易組織穿堂風(fēng);而在塔式高層住宅中,各戶組織穿堂風(fēng)的難度略大。塔式高層住宅必須采用易“捕風(fēng)”的平面形式,才可獲得較好的通風(fēng)條件。

二者日照條件差別較大,主要表現(xiàn)在日照的不均勻性上。板式高層住宅(內(nèi)廊式除外)的日照不均勻性不明顯,各套型均有較多的朝陽房間,并且基本可得到全天日照;而塔式高層住宅的日照不均勻性非常顯著:由于各套型之間有相互重疊的部分,各套型不僅朝陽的房間數(shù)量不同,而且得到的日照時(shí)間也相當(dāng)懸殊——最南端的套型全天可得日照,而最北端的套型僅有部分房間可以得到日照,并且其日照時(shí)數(shù)大致僅為前者的一半。

4)對(duì)視線及城市景觀影響的對(duì)比。對(duì)居民視線的影響主要表現(xiàn)在近視距的對(duì)視干擾和遠(yuǎn)視距的視野遮擋。多數(shù)板式高層住宅內(nèi)的住戶為東西向排列,相鄰兩戶的對(duì)視干擾較少,而點(diǎn)狀塔式高層住宅因平面凹凸不可避免地要產(chǎn)生一定的對(duì)視干擾;板式高層住宅由于面闊較大,封閉感較強(qiáng),對(duì)視野的遮擋則要嚴(yán)重一些。

二者對(duì)于城市景觀的影響也差異顯著。目前板式高層住宅多數(shù)只在立面裝飾構(gòu)件上做文章,而建筑的體型多僵硬且缺乏變化,空間往往顯得封閉有余而通透不足,這勢(shì)必造成城市景觀的單調(diào)乏味;與之相反,點(diǎn)狀塔式高層住宅本身體型多變,形象挺拔,可以在不同的地形內(nèi)靈活布局,天際輪廓線豐富多彩,有利于形成開朗、靈動(dòng)的城市空間。

5)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)和地形適應(yīng)能力的對(duì)比。對(duì)于局部區(qū)域卻有較大的起伏的用地(特別是東西向起伏較大時(shí)),板式高層住宅不容易施展,往往土方過大或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難以保證基礎(chǔ)的連續(xù)性。而點(diǎn)狀塔式高層住宅由于面闊較小,比較容易適應(yīng)這樣的地形。

板式高層住宅在遇到復(fù)雜多變的用地邊界時(shí),只能以折線形、曲尺形、曲線形平面應(yīng)對(duì),而點(diǎn)狀塔式高層住宅卻可以沿復(fù)雜的邊界線隨機(jī)布置,具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

6)在節(jié)能上的對(duì)比。本文從建筑的外表面積上對(duì)二者進(jìn)行對(duì)比。建筑外表面積越大,表明其體形系數(shù)越大,散熱面積往往過大,對(duì)建筑節(jié)能不利。標(biāo)準(zhǔn)層面積(S)一定的高層住宅,設(shè)其面闊(B)與進(jìn)深(D)之比為 m,可得建筑外圍結(jié)構(gòu)之周長 L=2{(mS)1/2+(S/m)1/2},這表明L會(huì)隨著m值的增大而增大,對(duì)節(jié)能不利。

一般來說,板式高層住宅往往有較大的 m值,而點(diǎn)狀塔式高層住宅 m值往往較小。但這并不能說明塔式高層住宅就一定比板式高層住宅在節(jié)能上一定具有優(yōu)勢(shì)——多數(shù)情況下塔式高層住宅往往在平面上凹凸變化較多,增大了外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面積,這對(duì)節(jié)能同樣是不利的因素。由此,可以認(rèn)為過于窄長的平面和凹凸較多的平面均對(duì)建筑的節(jié)能不利。

綜上所述,板式高層住宅和塔式高層住宅各具千秋。前者在日照、通風(fēng)、空間的圍合等方面具有一定優(yōu)勢(shì),而后者在節(jié)地、景觀、空間的靈活性等方面更勝一籌。因而二者都不能片面發(fā)展,而應(yīng)結(jié)合用地的自然狀況,因地制宜地將二者進(jìn)行適當(dāng)控制,以獲得較好的綜合效益。

[1]吳景祥.高層建筑設(shè)計(jì)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1987:17-26.

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[4]建筑設(shè)計(jì)資料集[M].第2版.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1994.

[5]吳景祥.高層建筑設(shè)計(jì)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1987:27-30.

[6]朱昌廉.住宅建筑設(shè)計(jì)原理[M].第2版.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1999:156-157.