摘 要：本文以高速公路沿線附屬建筑設(shè)施所面臨的土地、能源、材料及拓展等生態(tài)問題為例，從尊重自然地理脈絡(luò)、迎合自然氣候節(jié)律、運(yùn)用自然元素構(gòu)成、預(yù)留未來發(fā)展余地等方面，探討了被動式生態(tài)策略下分散型建筑空間形態(tài)的營造思路。

關(guān)鍵詞：分散型建筑；被動式生態(tài)策略；空間形態(tài) 營造

Abstract:Taking the ecological problems of land，energy，material and expansibility faced by highway ancillary facilities as examples，this paper explores the construction way of dispersive building by the passive ecological strategy from respecting natural geography grain，catering to natural weather rhythm，making use of natural elements， reserving future growth leeway etc.

Keywords:dispersive building；passive ecological strategy；space appearance； construction

中圖分類號：TU242.9

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-0422（2012）05-0107-04

1 前言

建設(shè)資源的生態(tài)節(jié)用可以通過主動和被動的方式來實(shí)現(xiàn)。主動式技術(shù)以各種非常規(guī)資源（如太陽能、風(fēng)能、天然光、污水、地?zé)岬龋┑母咝什杉?、儲存、使用裝置組成強(qiáng)制系統(tǒng)來部分取代常規(guī)資源的使用，具有高技術(shù)高投資的傾向，適用于集約化的大規(guī)?？臻g。被動式策略是通過建筑形態(tài)與環(huán)境的有機(jī)結(jié)合、內(nèi)部空間與外部空間的協(xié)調(diào)處理、構(gòu)造與材料的合理選擇等方式使建筑物自然地達(dá)成一定的生態(tài)目標(biāo)，從而降低對常規(guī)資源和技術(shù)系統(tǒng)的依賴程度，具有低技術(shù)低投資的特征，適用范圍更為廣泛。

建設(shè)模式可以分為集約型和分散型兩種。相對于分散式建設(shè)大范圍侵占土地的情況，功能齊全、規(guī)模集中的城鎮(zhèn)集約化建設(shè)具有較低的土地占用率和較高的資源利用率，對自然環(huán)境干涉較小。但相互依存的社會關(guān)系使人類生活網(wǎng)絡(luò)化，必然導(dǎo)致特定功能的零星建構(gòu)筑物廣泛分布，如高速公路沿線管理養(yǎng)護(hù)和服務(wù)建筑設(shè)施。

分散型建筑在保護(hù)土地資源和降低人均能耗上均為不利，且難以通過主動式系統(tǒng)技術(shù)來解決問題。如何根據(jù)分散型建筑所面臨的生態(tài)問題特點(diǎn)，以被動式策略來尋求矛盾的平衡點(diǎn)，從而形成與生態(tài)相結(jié)合的個(gè)性空間形態(tài)，是設(shè)計(jì)過程中具有積極意義的工作。

2 土地——環(huán)境干涉最小化的空間形態(tài)營造

2.1土地資源面臨的問題

土地資源的占用量大是分散型建筑面臨的重要問題。按照湖南高速公路 “七縱九橫” 規(guī)劃，到“十二五”末全省高速公路里程將達(dá)七千二百多公路。其管理服務(wù)建筑會達(dá)到相當(dāng)大的規(guī)模，估計(jì)建筑面積總量將在140萬m2以上，所占用地總量將在1000hm2以上，這部分工程造價(jià)按目前水平將達(dá)80個(gè)億以上。

湖南大部分地方是“三里無平川，十里無坦途”，因此公路網(wǎng)絡(luò)對土地資源的影響尤為明顯，近年來部分建成高速公路附屬建筑物土地使用情況見表1。高速公路的高填深挖使土石方量極大，根據(jù)分析，即使挖填平衡后，場地的豎向標(biāo)高改變也在1m左右，使場地與環(huán)境斷裂。這樣在實(shí)際用地之外還需要構(gòu)筑較寬的放坡地段，造成對土地資源的占用過多；施工過程中取用有植被的土壤作基層填料，或者開挖所產(chǎn)生的棄土堆放，會導(dǎo)致植被覆蓋降低，破壞土壤結(jié)構(gòu)；且大量取棄土若無有效防護(hù)措施而隨雨水沖刷，也會導(dǎo)致坡面土壤的侵蝕、水土流失、山體坍塌、滑坡、水污染等災(zāi)害，不僅影響道路的安全和水土資源的保護(hù)，而且危及周邊地區(qū)的環(huán)境和公共設(shè)施的安全。

2.2設(shè)計(jì)策略——尊重自然地理脈絡(luò)的弱建筑化設(shè)計(jì)

2.2.1順應(yīng)等高線的盤繞式設(shè)計(jì)

道路修建自古以來就遵循著 “沿地之脈絡(luò)以陟山之高卑”的原則，如盤山道路；山地民居建筑也有同樣的理念（圖1）。等高線基本體現(xiàn)了地形脈絡(luò)。在衡陽至桂陽高速公路監(jiān)控分心項(xiàng)目建設(shè)中，選址面水背山，環(huán)境優(yōu)美，設(shè)計(jì)依山就勢，選擇適宜標(biāo)高的等高線作為建筑布置的主導(dǎo)線，使建筑單體之間可以緩坡相連，便于功能空間的無障礙銜接，又維持原地形基本不變，相應(yīng)土石方量也得到較好的控制（圖2）。

2.2.2橫越等高線的懸跨式設(shè)計(jì)

湖南常德至張家界高速公路熱市服務(wù)區(qū)、衡陽至炎陵衡炎高速公路楊林服務(wù)區(qū)，地形復(fù)雜，場地本身及其與公路之間高差懸殊，如考慮車輛停行和人員進(jìn)出的方便，當(dāng)然是平整較宜，但邊界生硬，環(huán)境破壞大。經(jīng)方案比選，最終采納了場地依山就勢布置、綜合樓跨越主線而建的方案，在環(huán)境與功能之間尋求到一種弱邊界的協(xié)調(diào)性（圖3）。

借鑒傳統(tǒng)建筑的做法，也有利于節(jié)地。如湘西吊腳樓，就是在局促的山水之間以“借天不借地”的方式營造出錯(cuò)層、掉層、附崖的獨(dú)特建筑景觀，值得我們學(xué)習(xí)（圖4）。

2.2.3優(yōu)化功能層次的非均勻化設(shè)計(jì)

在常規(guī)的管理模式下，各收費(fèi)養(yǎng)護(hù)場點(diǎn)兼具工作和生活功能，辦公住宿餐飲娛樂等空間構(gòu)成相對完整和封閉的小社區(qū)。在大多數(shù)收費(fèi)站四班三倒的工作制度下，員工需要連續(xù)工作8~10天才離開工作場所。這樣提高了工作效率，節(jié)省了公路管理企業(yè)的運(yùn)營成本，但是日常供給和污物處置需求一應(yīng)俱全，而規(guī)模過小，從土地利用、資源供應(yīng)和環(huán)境污染防治而言，并不合理；且員工連續(xù)呆在孤立封閉的場所，也不利于身心健康和工作品質(zhì)的保障。

因此現(xiàn)在部分項(xiàng)目管理模式是將收費(fèi)養(yǎng)護(hù)等工作場點(diǎn)功能簡化，取消其居住功能，在一段距離設(shè)管理分中心，將生活設(shè)施集中于此。形成工作與生活相分離的層次化功能配置，大大節(jié)約了土地。

如隨州至岳陽高速公路湖南段與邵陽至懷化高速公路對比分析，每公路所占用土地和建筑面積均大為減少。由于功能簡化，對土地的使用程度也大為減輕，見表2。

3 能源——自然氣候條件利用最大化的空間形態(tài)營造

3.1 自然氣候特征

湖南中、北部以平原為主，東、南、西部多為丘陵山地。三面環(huán)山、北部較低的地形，使得冬季湘北易受到濕冷空氣的影響，氣溫下降比較快；夏季強(qiáng)烈的陽光加上湘北洞庭湖大水面的蒸發(fā)，使得三湘大地?zé)釟庥舴e而不得散發(fā)，悶熱難當(dāng)；而春秋兩季，全省各地時(shí)而受西北的冷風(fēng)侵襲，時(shí)而受西南暖濕氣流的影響，故氣候多變，時(shí)晴時(shí)雨，驟冷驟熱。

另一方面，湖南山丘較多，水體密布，因此季風(fēng)、山谷風(fēng)、水陸風(fēng)等風(fēng)資源豐富，而日照時(shí)間少，分布不均勻。這些特因素在野外場地體現(xiàn)得尤為明顯，可以有機(jī)地利用以改善氣候環(huán)境。

3.2設(shè)計(jì)策略——迎合自然氣候節(jié)律的媒介性設(shè)計(jì)

內(nèi)外環(huán)境存在很多過渡空間如庭園、街巷、邊檐等，注重自然節(jié)律的媒介性設(shè)計(jì)就是協(xié)調(diào)考慮不同界面在不同方位不同時(shí)機(jī)所起的不同作用，進(jìn)行組合，使之成為調(diào)節(jié)環(huán)境小氣候的中介，引導(dǎo)自然風(fēng)、光、熱在內(nèi)外環(huán)境的有序變化，以營造出“暑居密陰、寒避殺風(fēng)、濕無重漯、燥有所潤”的宜人空間。

如在山區(qū)環(huán)境中，以地形起伏為輪廓，順山谷風(fēng)向而演化，可以使建筑形成院落導(dǎo)流藏氣、坡地迎風(fēng)納陽、墻檐避寒防曬相互配合的有機(jī)空間（圖1、5、6）。

再如湖南氣候是悶熱濕冷不通風(fēng)，但是水邊上有良好的水陸風(fēng)，且水面對氣溫有調(diào)節(jié)作用。某服務(wù)區(qū)瀕臨水邊，建筑通過墻體的虛實(shí)變換和方位布局形成曲線型街巷空間，配合屋面綠化以及庭園中小水景的設(shè)計(jì)，可以在熱天引導(dǎo)水陸風(fēng)在建筑中穿越，冷天阻隔西北風(fēng)的侵入（圖7）。

順應(yīng)季風(fēng)朝向的角度進(jìn)行空間組合在取得較好的風(fēng)向、日照效果的同時(shí)也具有獨(dú)特的景觀效果（圖8）。

細(xì)節(jié)是整體空間的有機(jī)組成部分，外廊、出檐、天井等細(xì)節(jié)構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合具體地理氣候條件與主體生態(tài)策略，以有效地引導(dǎo)風(fēng)流、采光和遮陽，并細(xì)化建筑的空間形態(tài)效果（圖9）。

4 材料——引入地域特征的的空間形態(tài)營造

4.1建設(shè)成本

由于高速公路的線型分散，很多建筑材料遠(yuǎn)離建設(shè)地點(diǎn)，機(jī)械設(shè)備也難以齊全，材料的運(yùn)輸成本較高，施工相對困難。

湖南很多地方山高路遠(yuǎn)，交通不便，因此當(dāng)?shù)亟ㄖ龇ǘ酁榫徒〔?、重?fù)利用、簡便構(gòu)造。對傳統(tǒng)地域建筑做法的借鑒是減低造價(jià)、減小破壞的重要方法。

4.2設(shè)計(jì)策略——運(yùn)用自然元素構(gòu)成的地域化設(shè)計(jì)

如湖南洞口至新寧高速公路所經(jīng)過的崀山風(fēng)景區(qū)具有丹霞地貌的特色，巖土層次色彩和紋理分明，建設(shè)中可利用開挖的廢棄石材，在邊坡和建筑外墻上體現(xiàn)土壤構(gòu)造層次特點(diǎn)，將物理性質(zhì)轉(zhuǎn)化為景觀特色，建筑似是從土地生長出來的建筑（圖10）。

建筑對木材料的利用也體現(xiàn)出自然生長的特性，如長沙繞城高速公路所經(jīng)過的干杉是苗木之鄉(xiāng)，建筑的木質(zhì)表皮表達(dá)出與環(huán)境的和諧（圖11）。

另外，利用可再生的現(xiàn)代技術(shù)形式，也是方便而不破壞環(huán)境的好辦法，比如以鋼結(jié)構(gòu)來體現(xiàn)地域建筑風(fēng)格，在現(xiàn)代與傳統(tǒng)之間形成溝通和對話，也會構(gòu)筑一種有趣味的空間氛圍。

5 拓展——適應(yīng)動態(tài)變化的空間形態(tài)營造

5.1需求的變化性

目前國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對高速公路建筑設(shè)施有明確的規(guī)模指標(biāo)，指標(biāo)通用性地規(guī)定了項(xiàng)目的建設(shè)量，但其剛性的數(shù)據(jù)也無法兼顧項(xiàng)目的特殊性要求。

高速公路在不同的路段存在不同的需求，比如風(fēng)景區(qū)域小車多，產(chǎn)業(yè)區(qū)域貨車多。服務(wù)區(qū)位置如離起點(diǎn)城市3~4個(gè)小時(shí)的路程，則中午就餐的多；前面需要爬山，則此前汽車需要加油。同一路段在不同的時(shí)段運(yùn)輸量和需求性質(zhì)也是不一樣的，如節(jié)假日人流車流比平日多。在高速公路全壽命周期中，周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展也存在變數(shù)，對運(yùn)行的人車數(shù)量、類型都會發(fā)生影響。因此高速公路在營運(yùn)過程中，會發(fā)生相當(dāng)大的改造量。這種改造應(yīng)該視為自然合理的行為，需要在設(shè)計(jì)過程中留有余地，考慮到改造在未來時(shí)間的變化處于營運(yùn)過程中的可控范圍內(nèi)。

另一方面，以電為能源的動力、照明、空調(diào)通風(fēng)、熱水、排煙排污是維持建筑環(huán)境的基礎(chǔ)條件，不可或缺，而高速公路沿線監(jiān)控和安全保障更離不開電，因此用電量極大。高速公路用電需從附近高壓線引入，各場點(diǎn)還要設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源。其實(shí)是一個(gè)低效高耗的電力系統(tǒng)。自然能源的輔助作用顯得尤為重要。太陽能、自然通風(fēng)采光等自然能源的應(yīng)用一直是建筑設(shè)計(jì)考慮的重要因素，在低密度指標(biāo)下有著更為合理的使用條件。但其技術(shù)進(jìn)步的周期較短，需要建筑物能夠局部改造以安裝更為先進(jìn)的技術(shù)裝備。

5.2設(shè)計(jì)策略——預(yù)留未來發(fā)展余地的寬容性設(shè)計(jì)

5.2.1附加構(gòu)造的可能性

太陽能熱水系統(tǒng)使用較為普遍。結(jié)合建筑立面造型來處理已有較為成熟的造型，風(fēng)能的利用也許需要建筑物有更為寬容的改造可能性，為達(dá)成技術(shù)設(shè)備與建筑空間的融合性和一體化留下余地（圖12）。

5.2.2 界面的可延展性

功能的變化（如收費(fèi)站在取消收費(fèi)后改為汽車旅館）與拓展（如服務(wù)區(qū)根據(jù)車流量增加而擴(kuò)大服務(wù)面積），需要考慮建筑對現(xiàn)有空間界限的突破，使建筑存在自然生長的可能，這方面歐洲有成功的范例可供我們借鑒（圖13）。

6 結(jié)語

分散型建筑所面臨的生態(tài)問題與集約型建筑不同，對自然界的干涉面較廣。本文所述的被動式生態(tài)設(shè)計(jì)實(shí)踐并不全面（表3），而且被動式生態(tài)策略也不可能解決所有問題，只是為尋求宜居與環(huán)保這一生態(tài)矛盾的平衡點(diǎn)提供一種思路，并不排斥與其他措施的結(jié)合。生態(tài)其實(shí)也需要更主動地調(diào)動人對不適條件的容忍能力（而不是一味強(qiáng)調(diào)人生活場所的恒溫恒濕和舒適度），以便給予環(huán)境更多的尊重，使人為排放量與自然循環(huán)相適應(yīng)，節(jié)能措施與自然節(jié)奏相吻合，達(dá)成人與自然環(huán)境的和諧相依。

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