蔡小瑩

(江蘇龍騰工程設計股份有限公司， 江蘇南京 210014)

1 項目概況

地下工程研究中心實驗大樓位于中國礦業(yè)大學南湖校區(qū)東部，南湖校區(qū)位于徐州市西南部的云龍湖風景區(qū)。地下工程研究中心是中國礦業(yè)大學擁有的2個國家重點實驗室中的一個，它占據(jù)的地理位置也較重要，東臨校區(qū)東側城市干線，西臨校區(qū)內(nèi)環(huán)形干道，北側是在建的另一個國家重點實驗室——礦業(yè)科學中心，南面遙望行政辦公樓和校園東大門?？傆玫孛娣e17 850 m2，總建筑面積20 350 m2，內(nèi)容包括巖土力學及模擬實驗大廳、地下工程實驗大廳、建筑結構與材料實驗大廳、道橋與爆破實驗大廳四個大型高空間試驗用房，以及地下工程辦公實驗室、學校預備用房等實驗辦公用房。

2 總體布局

2.1 功能分區(qū)

建筑用地為長方形，南北向長約152 m，東西向寬約117 m，地勢平坦。業(yè)主要求充分考慮重點實驗大廳的相對獨立管理和使用，并具有一定聯(lián)系的整體性，便于參觀和展示；并要求學校預備用房應相對獨立，有獨立使用的出入口。根據(jù)業(yè)主要求，總體布局首先將建筑分為三大功能區(qū)域：最主要的國家重點實驗室區(qū)、其它學科實驗室區(qū)以及學校預備用房區(qū)。其中，國家重點實驗室區(qū)的內(nèi)容包括：巖土力學及模擬實驗大廳、地下工程實驗大廳、地下工程辦公實驗室等用房；其它學科實驗室區(qū)的內(nèi)容包括建筑結構與材料實驗大廳、道橋與爆破實驗大廳及其實驗室；學校預備用房區(qū)的內(nèi)容包括實驗室、辦公室。由此，兩個庭院的格局躍然而出：國家重點實驗室組成主庭院，位于用地南面，靠近校園東入口；其它學科實驗室和學校預備用房組成后院，位于用地北面，占據(jù)稍次要的位置。

2.2 院落圍合原則

圍合原則一：地下工程辦公實驗樓和學校預備辦公實驗樓集中布置成相互連通的一座樓，加大辦公實驗樓的體量和氣勢。圍合原則二：辦公實驗樓居用地西側，臨校內(nèi)環(huán)形干道布置，西南角是從東校門沿干道過來的主視角。

2.3 方案布局分析

總共有4個實驗大廳體塊：約90 m×21 m的巖土力學及模擬實驗大廳、約56 m×19.5 m的地下工程實驗大廳、約48 m×21 m的結構與材料實驗大廳、約21 m×21 m的道橋與爆破實驗大廳，軌頂高度11～15 m。其中長達90 m的巖土力學及模擬實驗大廳和地下工程實驗大廳之間需要設置運輸通道。由于用地有限，我們認為這兩個最大實驗大廳的布局將決定總體布局的走向。從此點出發(fā)，我們做了較為全面的總體布局方案比選，最后得出巖土力學及模擬實驗大廳和地下工程實驗大廳“串聯(lián)布局”的方案，即這兩個大廳沿南北向串聯(lián)布置于用地東側。

“串聯(lián)布局”具有全面的優(yōu)點：地下工程辦公實驗樓成L型緊貼用地南側和西側，其西邊就是校內(nèi)主干道，將預備辦公實驗樓布置在中間，成為兩個庭院空間的分隔，它和L型的地下工程辦公實驗樓共同圍合成一個U形的辦公實驗大樓；巖土力學實驗大廳和地下工程實驗大廳沿南北向串聯(lián)布置于用地東側，臨著城市干線布置。較長的巖土力學實驗大廳位于北段，跨越主庭院和后院布置。國家重點實驗室的各職能空間在主庭院中均獲得了展示界面。人員從主庭院進入巖土力學實驗大廳的門廳后，就意味著到達了巖土力學實驗大廳的空間范疇，而其位于后院的界面只開窗，不開門，可以進行視線交流，卻不會影響重點實驗室的獨立管理和使用，不僅達到了主庭院的界面主要由國家重點實驗室組成的原則，而且，巖土力學實驗大廳跨越兩個庭院布置的方式，使空間產(chǎn)生了一定的饒有趣味的模糊性，加強了構圖的整體性；擁有良好的西南主視角界面(圖1)。

后院的布局自然形成，院西側為建筑結構與材料實驗大廳，院北側為道橋與爆破實驗大廳，院東側為巖土力學實驗大廳的延伸。

圖1 總平面

2.4 交通組織

沿建筑四周設置環(huán)形車道，交通暢通。沿校內(nèi)干道分別設置主入口和學校預備用房入口，在北邊的車道上設置其它學科入口和實驗大廳的貨物入口，在東邊的車道上設置地下工程實驗大廳的重型設備通道。

3 平面設計

3.1 控制軸線的形成

將主入口設在U形大樓的正中間，形成U形大樓的水平橫向軸線。由于巖土力學及模擬實驗大廳只有局部展示在主庭院中，為了加強它與主庭院的關系，設計擬引入了一條傾斜的軸線，加大巖土力學實驗大廳與主庭院的空間關系，同時使此軸線與西邊的現(xiàn)狀建筑平行，與西邊現(xiàn)狀建筑空間形成呼應。在兩條軸線的交點布置試驗器材展示廳，傾斜布置的橢圓形展示廳實現(xiàn)了斜向軸線的產(chǎn)生。在斜軸線上還設置了國家重點試驗大廳的門廳空間，此門廳與實驗大樓主入口門廳之間通過沿斜軸線展開的連廊相通，交通便捷，空間豐富(圖2)。

圖2 空間布局分析

3.2 平面功能布局

(1)辦公實驗大樓的底層布置5 m層高的實驗室一，主庭院中間布置了橢圓形展示廳，沿橢圓形展示廳設有一圈回廊，從門廳經(jīng)過回廊及斜連廊，就到達了國家重點試驗大廳的門廳(圖3)。從此門廳可以方便地進入巖土力學及模擬實驗大廳、地下工程實驗大廳。辦公實驗大樓的2層為普通層高的實驗室二。3～5層按樓層分別布置各研究、辦公及會議等房間。其中，3、4層為教授與研究生工作室和供教授使用的空中庭院，5層為辦公室、多媒體教室、會議及研討室、空中庭院上空，面積較大，層高較高的120人報告廳布置在西南角，為造型設計埋下伏筆。

圖3 主庭院人視圖

(2) 其它學科實驗室在北側設有共同入口及門廳，從此門廳可方便地進入結構與材料實驗大廳及其試驗用房、道橋與爆破實驗大廳及其實驗用房(圖4)。

(3)綠化景觀和公共空間設計。

主庭院的景觀主題為水景庭院，在一層展示廳回廊的周圍設置一圈水池，內(nèi)設噴泉，活動的水景活躍了主庭院的氣氛。后院尺度較小，中間種植四季花草樹木，是一處安靜小巧的院落空間，兩個院落通過寬闊的架空通道相連。

在3、4層的教授工作室旁邊設計了空中庭院，為教授提供了便利的休息、交流空間，把綠化融入到大樓內(nèi)部，豐富了綠化景觀，西邊眾多的空中庭院及其上空，把偏西朝向不好的房間轉化成了偏南朝向好的房間(圖5)。

圖4 一層平面

圖5 三層平面

4 造型設計

4.1 形式的確定

由于本建筑是校區(qū)內(nèi)的標志性建筑之一，地理位置較為重要，造型擬定位在與周邊建筑協(xié)調的基礎上形成一定的特色。分析周邊現(xiàn)有建筑，西邊的已建建筑均位于校內(nèi)環(huán)形干道以內(nèi)，風格比較統(tǒng)一。而北邊的在建礦業(yè)科學中心與本建筑的地理位置一致，均夾在城市干線和校內(nèi)干道之間，其風格有所不同，運用了上下兩種色彩的不同處理手法，更加堅信了我們的造型定位，以形成豐富整齊的城市道路景觀，而與礦業(yè)科學中心的協(xié)調將通過色彩來完成，即建筑上部處理為白色，下部處理為泛藍的深色(圖6)。

圖6 鳥瞰夜景

4.2 立面造型

3～5層的辦公部分需要設計空調室外機的位置，對這部分的立面處理，我們把空調擱板、遮陽和凹凸窗戶結合起來

組成相同的立面構圖元素。通長的懸挑板一部分作為空調擱板之用，其余部分作為水平遮陽板，在上下層水平遮陽板之間設置等距的垂直遮陽板，窗戶沿垂直遮陽板一凹一凸間隔布置，同時限定出室外空調機位。把這個立面構圖單元重復展開，形成較強的韻律感。同時，上下層的空調機位在沿軸線處一左一右錯開布置，使上下層的多孔金屬板以及凹凸窗的位置上下錯開，形成豐富的立面陰影，立面設計充滿跳動的韻律感，表達了地下工程研究中心學科的活躍和朝氣，加上局部漏空的教授空中庭院的點綴，獲得了非常豐富的立面效果而又不失整齊，所有立面元素均被統(tǒng)一在了水平遮陽板構成的四條通長的水平線內(nèi)。這部分的色彩為白色。

辦公實驗樓1、2層的實驗室部分的外墻為泛藍的深色面磚，不需要設計空調，層高較高，立面以簡潔的豎條窗重復排開，1、2層的豎條窗錯開排列，與辦公部分立面的處理手法取得默契(圖7)。

圖7 西南角視圖