坡地建筑设计探索——以湖南省新宁县芙蓉学校项目为例
摘要
关键词
坡地建筑;台地;标高;交通;护坡;挡土墙;
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1 项目建设基本情况
2017年12月,湖南省政府办公厅专门印发《湖南省贫困地区中小学校建设实施方案》,明确从2017年开始,4年内支持40个武陵山、罗霄山集中连片特困县和国家级贫困县,按照国家有关中小学校建设标准,每县建设1-2所规模适中、条件达标、风格统一、办学质量和管理水平较好,主要面向贫困家庭招生的中小学校。芙蓉学校作为湖南省政府重点民生实事项目,旨在改善湖南省贫困地区学校基本办学条件,扎实推进教育精准扶贫,进一步促进教育公平,在推动城乡义务教育一体化发展中起示范作用。
新宁县芙蓉学校作为首批示范性建设项目,位于新宁县金石镇梽木山,东临金园路。总用地面积约为39020.63㎡,总建筑面积约为24876.79㎡。建设规模为30班小学,主要建设内容为教学楼、艺术楼、实验楼、食堂/风雨操场、学生宿舍、设备用房、室外运动场地及附属设施。
2 建设场地情况
建筑用地红线范围为不规则的转角“L”形。地块东西宽222米,南北长276米,整个建筑场地位于丘岗山地,南部高,东西低。红线内原始地形标高在321.53m~360.52m左右,东南角市政道路接入点标高为319.83m,北侧市政道路接入点标高为324.19m,场地标高有两大特点:一是场地内部本身等高线多、高差大,二是场地内部与外部衔接市政道路高差大。
3 场地设计标高的思考与确定
三种设计场地标高的分析与研究:
3.1红线用地范围内土方平衡,形成一个完整的设计标高,即一个台地形式。优点:①土方内部转运、无需外运,土方部分造价最为经济,土方施工周期短;②内部布置不受地形影响、可灵活布置,场地内部交通联系顺畅,各栋之间可实现楼层平接。缺点:①平整后与已有衔接市政路高差约18米,场地四周沿用地红线需设置约18米高挡土墙,造价高、且对于学校建筑存一定安全影响;②与市政道路衔接不畅,人行入口需设置大台阶消化10m高差,车行系统需单独设置坡道连接市政道路与场地内部道路;③面对城市展示面18m高的挡土墙会显的很生硬,建成后对城市形象不利,类似碉堡。
3.2场地全部平整至与已有市政道路标高基本持平,形成一个完整的设计标高。优点:①场地东、南、北三面均基本与市政道路平接,有利于场地交通组织实施,场地内部道路系统坡度小、衔接顺畅。缺点:①土方外运量巨大,土方部分造价高,施工周期长;②西面挡土墙(护坡)会高达40米,高差处理如采用挡土墙形式,造价高、安全隐患大;如采用自然放坡形式,可节约造价,不足之处在于按1:1放坡会占用红线用地范围内部40m用地,降低了有效的场地面积,土地利用率低,如要确保建设内容完整,则需扩大用地范围,土地成本加大,项目建设投资增加。
3.3按多级台地进行设计。在校园主出入口处设计标高基本与市政道路平接,顺应高差变化的地形,把校园建筑布置在若干不同标高台地上,通过错层处理手法实现各建筑之间的内部有机联系,外部道路在保证安全情况下按S型布置,在限定的范围内增加道路的有效长度消化标高的同时降低道路坡度,把占地面积最大的田径运动场设置在原有场地最高点,组成多级台地。特点:①土方量、施工周期位于前两种方案之间,土方尽量在场地内部消化,如可把运动区台地在原始场地标高基础上适当抬高,减少外运,节约施工周期。②通过放坡与挡土墙相结合的方式进行场地与周边高差处理后,与市政道路一侧挡土墙高度可控制在5米以内,相对较为安全、经济;③场地内部道路坡度在规范允许、安全可行的范围内尽量加大,各建筑形成各自的正负零设计标高,建筑布置高低错落、与自然环境融为一体,突显坡地建筑特色,城市展示面效果佳。④通过台级的设置,教学、运动、后勤生活在竖向布置上自成一区,布局自然协调。
三种场地分析对比结果见表1:
评价等级 功能评价内容 |
安全性 |
经济性 |
交通便利性 |
城市形象 |
综合评价 |
方案3.1 | 较差 | 较差 | 较差 | 较差 | 较差 |
方案3.2 | 较差 | 较差 | 好 | 较好 | 一般 |
方案3.3 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 |
四个评价等级:好、较好、一般、较差 |
表1
通过对场地的分析与研究,综合项目建设的功能适用性、造价经济性、视觉美观性等多方因素,我们选择方案3.3(多级台地标高)设置形式确定为项目设计的实施方向。
4、场地基地入口的分析与选择
4.1入口选择分析:场地用地面积较大,约58.53亩,根据相关要求应设置两处以上出入口,出入口的选择应有利于场内交通与市政的连接,同时又要尽量减少对市政交通的影响,本项目东侧为市政道路,南侧、北侧为城市支路。综合分析,场地的主、次两个出入口分别设置在与南、北两条支路上,能有效减少市政的交通压力,同时对外交通联系相对较为便利。
4.1人流入口分析:从周边建设情况及市政条件进行分析可知,场地右侧金园路为城市主要道路,应为校园外部主要人员来源方向。人流主入口(校园主入口)的选择既应迎合人流、同时又要确保位置明显,有利于对外展示形象;场地东侧为规划5层商住楼,栋与栋之间为最小的防火间距(6m),不利于主校门的展示。综合分析,把主要出入口设置在场地南侧最窄处三角地带,能最大程度的把校园展示出来;其次此处用地较为狭窄,并不能建设较大体量建筑,校门作为体量较小的建筑物可以较好的融入场地地形;最后改位置位于市政道路交叉口位置,人流来向集中。
4.2车流入口分析:小学作为人员密集型、同时也是未成年人集中的场所,使用人群性格特点鲜明,一是好动、喜欢成群追赶;二是安全意识相对不高,主动避开风险意识不强;三是缺乏足够的安全经验、对于突发状况的判断和处理方式不成熟、容易出现错误的决策。车流的选择应该远离人流方向,除应急情况外且尽量避免校园内部通行。通过分析,车行出入口设置在场地北侧次入口处,可以最大程度避开人流集中地,车辆不进学生主要活动区域,可以大大降低人车混流带来的安全风险。
5 建筑及室外设施规划布局的思考
5.1朝向及坡地影响分析:结合项目的实际使用性质,建筑应争取最好的朝向,确保良好的日照及自然采光,结合小学设计的特点,南北向布置是最好的朝向选择;因场地布置采取台地形式,设置有南高北低、南低北高两种。通过分析与研究,设计采取南低北高台地形式,在间距高度、间距间距、太阳方位及高度角相同的情况下,南低北高布局形式更加合理,日照、采光均较为理想。
5.2建筑坡地空间利用分析:对建筑在不同同台地的交界处,必然存在错层,这是坡地建筑最为显著的特征,如果建筑靠近交界处设置必然会挡土墙,且该部分空间受挡土墙的影响形成类似半地下空间,经济性、防水、通风效果均不佳;如果建筑布置时适当避开该交界处,给予自然放坡的场地来消化高差,则可一举三得:一来能节约造价,二来可以采取植被绿坡的形式美化环境,再者留有一定的距离增加了该区域的通风采光。
5.3内部道路形式分析:在与场地外部市政道路接入点标高位置确定的情况下,道路坡度的大小决定了后续使用过程中的安全性、便捷性,在一段场地相对长度确定的前提下,直线型布置简单明了,但相对消化高差较小;S设置形式在确保车行转弯半径足够的前提下,能有效的消化场地高差。经过分析,S布置与直线型布置相比,因其增加了道路有效长度,在道路纵坡相同的情况下所需相对长度跟短,在相对长度一致的情况下能有效降低道路纵坡。
5.4周边护坡、挡墙分析:钢筋混凝土挡土墙,安全性能好、造价高、施工周期长、视觉效果差;重力式挡土墙,可就地取材,施工简便,挡土高度越高,土压力愈大,自身稳定性愈差,挡土墙所需截面厚度愈宽,埋深愈深,耗材越高;一般来说,重力式挡土墙6米以内较为经济;自然护坡+挡土墙形式可融合各自的优点,在有条件实施自然放坡的条件下采用应该是最优的选择,可明显节约造价,也使得护坡不仅仅是单一的挡土功能,可结合景观绿化设计一并考虑。
6、项目方案的思考与成型
根据3~5项对比分析,本项目设计从以下几方面对方案进行选择。
6.1场地标高设计:采取教学区、生活区、运动区三级台地设计形式,在保证大功能分区合理、使用功能便捷的同时最大程度减少土方开挖、节约造价,分区的设置也保证了后续施工分区、多段同时施工的可能性,减少工程建设工期;景观设计中利用坡地就势造景,一步一景,创造出多样的景观层次和空间形态,加强了景观设计的艺术性,起到改善生态环境,减少水土流失的目的。
6.2场地出入口选择:车行出入口选择在与市政道路标高相对较高处,保证车行与外部道路流畅衔接的同时可有效提高场地内的设计标高,减小对原有山体的开挖;人行出入口选择在交通便捷、人流汇集的南侧交叉口处,通过设置一定坡度的广场与台阶相结合的方式;对两种不同出入口采取不同方式的处理,既保证了场地内人车分流,又很好的解决了与市政标高的衔接。
6.3道路形式:场地内道路采取S型布置,既充分发挥S型道路连续流畅、景观优美、行车安全舒适、地形适应性强的特点,同时又增加了道路的有效长度,在保证使用坡度合理的同时最大限度消化高差,台地与台地之间车行道路畅通,为后勤及突发状况下的应急救援提供可靠的交通体系。
6.4建筑与场地的有效对接与利用:充分利用高差,教学区按3个组团设计,采取三级小台地,从人行主入口开始设计标高逐步上升,每组之间设计标高错位一层,在有效消化了高差的同时,又保证了教学楼组团之间二层以上的平接,保证了教学区组团与组团之间的交通便利性,大大提高了教学楼各栋之间工功能的紧密连接;食堂/风雨操场则利用高差形成3个可平接各层的出入口:一层车库直接从建筑东侧直接进入,一、二层食堂对接西南侧标高,局部设置室外台阶,三层风雨操场则对接运动场地设计标高,即有效的降低了人流在建筑某一场所的聚集、大大提高了建筑各层的使用效率,同时又从竖向有效的进行了不同功能之间的分隔;运动区则设置在该场地标高最高处,自成一区,减少了对教学区域的干扰,运动区临近高护坡的设计形式(相比高护坡临近建筑布置)降低了后续一些不确定因素带给建筑的潜在危险。在运动区东侧下方设置学校的总设备用房,形成一面开敞、三面围合的半地下空间,功能上保证设备房避开教学区域,减少设备运行噪音对教学的影响,设备房面对东侧校园道路为室外区域,可直接对外设置门窗,增加了设备房的自然采光通风,无需设置机械送排风系统,节约造价,又方便了设备房区域的运行与维护。
6.5室外安全防护:由于场地不可避免形成的与周边高差处,尽量采取自然放坡处理,整个校区不显生硬呆板,不同标高处的绿地护坡的设置大大增加了校园的灵动性,也极大程度的节约造价。对于高差较大又受场地用地限制而无法自然放坡的地方,尽量采取底部高度不超过6米的重力式挡土墙+网格式护坡形式,保证项目的安全经济。
6.6形象展示:特色建筑是城市传播的媒介符号,作为一种传播符号,通过各种传播媒介和传播手段到达受众,受众解读特色建筑背后的意义,从而获得对特色建筑的印象和评价。本项目建筑设计错落在不同标高的台地,建筑群体高低错落起伏,城市天际线丰富多变,内部绿树成荫、屋顶舒展大气,建筑与自然和谐共生,护坡与保留山体融为一体,建筑为环境增色,环境为建筑添彩。
6.7成型后的规划总图及实景效果图(图1、图2)
图1规划总图 图2实景鸟瞰图
7 结语
7.1坡地在最大程度保留原始地形地貌前提下,对外与已有市政交通有机联系,对内顺应地形,形成流畅的交通体系、可到达性强,同时又要兼顾场地内部无障碍、消防车道、货物进出运输等通行需要;建筑内部之间实现平缓有序连接、做到使用中行走顺畅、符合使用人群的行走及活动习惯。
7.2坡地建筑因场地建设的独特性形成的建筑形式布局高低起伏,顺势而建,且坡地建筑往往更加容易形成完整的自然景观体系、更适合在适当位置打造微地形,形成生态护坡,各建筑庭院之间高低错落,能更好的营造丰富多彩的城市天际线。
7.3通过合理的竖向设计,减少土方开挖,尽可能最大程度的保留原始山、水体,同时又最大程度节约造价。对于高差较大处尽量少采用生硬的挡土墙形式,对于因用地限制必要处的挡土墙表面采用绿色爬藤植被覆盖。设计中应多采用生态护坡等软处理形式,做好场地内部高差变化处的安全防护,合理的组织内部的交通流线。
参考文献:
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