基于整体设计观的日照分析在地标性建筑设计中的应用

2020-09-17上海同设建筑设计院有限公司上海200092

绿色建筑 2020年2期

姜涛（上海同设建筑设计院有限公司，上海 200092）

1 研究背景

党的十八大以来，党中央、国务院越来越重视上海国际城市建设和发展。城市商业新地标、城市文化新地标等地标性建筑凭借优良的交通区位和建筑形态，成为构建大都市城市空间的重要的有机组成部分。在“增长主义”政府及规划倾向下[1]，地标性建筑也成为拉动区域经济社会发展的重要项目触媒。如今，上海的高层建筑、超高层建筑日益增多，对城市建设用地需求越来越多，这与居民充分享受日照的需求产生矛盾[2]。

如何避免高层建筑、超高层建筑等对居民的采光权造成大的影响，一直是业界关注的话题。地标性建筑，顾名思义，就是：在一定区域范围内，可通过最简单的形态和最简洁的笔画营造的一种可以唤起人们记忆的空间。地标性建筑可谓是一个城市或地区对外展示经济、社会和文化的重要名片和象征，诸如北京的中央电视台总部大楼、南京的紫峰大厦、广州的新电视塔等。

实际上，地标性建筑是存在不同层级的，可基于城市、县（区）、街道、地块等不同尺度构建区域性地标性建筑。不同尺度的区域通常通过构建地标性建筑，引入中高端产业，吸引中产及以上阶层群体入驻，来推进区域更新改造，甚至有可能催生绅士化现象。然而，由于长期受粗放型城市规划建设管理模式的影响，地标性建筑往往与区域环境难以有效融合，地标性建筑常常沦为区域内突兀的一个个体并未充分发挥项目触媒作用。

幸运的是，随着社会的进步和城市的发展，人们逐渐认识到了地标性建筑与区域环境相融合的重要性，且已在相关专业人员中形成共识：地标性建筑是区域整体环境的有机组成部分，不能将其独立于区域环境来规划设计和建设。地标性建筑是否与区域环境相融合，是影响城市整体环境的关键因素；而光照环境作为区域环境不可或缺的重要组成部分，是评价地标性建筑与区域环境互融性的标准之一。因此，满足日照条件成为衡量地标性建筑与区域环境是否有机融合的重要条件。日照分析对于优化区域环境和建筑空间布局具有重要的促进作用。日照分析的最终目的是为了实现整体环境的最优化，这也是整体设计观的核心目的。

任何项目，不管是策划，还是规划设计和建设，抑或是管理，既要统筹考虑项目本身，也要统筹考虑项目与区域环境的关系，通过遵循何镜堂院士提出的“两观三性”整体设计观，创作出具有文化和时代精神的作品[3-4]。整体设计观追求人与自然的和谐统一，是中国传统城市规划和营建思想中的重要内容[5]。其反映的是一种强调整体考虑问题的哲学思想。

近代以来，建筑学和城乡规划学领域的学者将整体设计观运用到现代建筑设计和城市规划项目上，拓展了整体设计理念的内涵。国内学者结合实证研究对整体设计观念进行了广泛探索。史学艳提出滨水建筑设计应充分考虑滨水建筑与城市环境的整体关系，通过整体协调设计实现建筑与环境的融合[6]。郑灵飞等基于整体观视角，提出城市水系规划的指导思想，并从总体统筹层面和专项规划层面构建了城市水系规划框架[7]。赵金娥基于整体观探讨了绿色建筑的平衡设计策略[8]。官名权基于环境整体观研究了居住区的规划设计[9]。罗鹏基于整体观探讨了大型体育设施设计问题[10]。刘风豹等从规划学视角，基于整体观提出公共建筑群的规划设计理念，并尝试从空间布局、竖向设计、建筑设计、景观规划等多个维度开展整体观应用的探索[11]。但相关实践探索数量较少，且鲜有基于整体设计观念探讨日照分析在地标性建筑中应用的实践项目。

本项目作为一种地标性建筑规划设计项目，为丰富城市形态发挥了积极作用，同时也存在高密度、小地块类型的项目对地块周边建筑有日照遮挡等负面影响[12]。因此，日照分析在处理上述矛盾中显得尤为重要。特别是在注重人文与自然的结合方面，这与整体设计观不谋而合。为此，以上海某区域性地标性建筑为例，尝试基于整体设计观，提出地标性建筑的整体设计指导思想，着重从日照分析探讨整体规划设计，以期为业界提供参考。

2 基于整体设计观的地标性建筑的设计指导思想

2.1 满足日照要求的原则

光照是影响项目与区域环境相互融合的重要因素，充足的日照是衡量项目与区域环境互融性的标准之一。日照分析作为建筑设计中的关键技术分析，为衡量两者互融性提供了数据支撑，直接影响到建筑空间布局、建筑形态设计等。日照分析以其坚持公平和谐、高效利用土地、迎合城市规划管理目标的内涵[13]，为实现项目与区域环境的融合提供了技术支撑。

2.2 遵循人性化的原则

遵循人性化的核心是强调以人为本，以解决人类活动所需要的体验、参与、交通、安全、游憩等基本需求为出发点。规划设计工作应回归人的尺度，满足人类的行为和心理需要，通过功能分析、绿化率分析、道路交通分析、日照分析等手段对项目的各功能空间要素进行合理布局，以满足实用、方便的需求，避免项目建设尺度的失衡。

2.3 环境保护的原则

环境保护的原则应贯穿于整个项目规划设计过程，使项目内部无论是景观规划设计、空间环境设计，还是建筑规划设计，都能严格遵循环境保护的原则，充分尊重自然环境，发掘和展现自然景观[14]。既要项目内部各功能分区之间相协调，也要项目整体与周边人文与自然景观相协调。

3 基于整体设计观日照分析在项目规划设计中的应用

3.1 基地概况

某项目 F 1 地块位于上海市杨浦区，北临民府路、东临闸殷路、西临淞沪路，建设用地呈倒三角空间形态。其中，项目东侧道路闸殷路为主干路，双向六车道，机非分离；西侧淞沪路为次干路，双向六车道，机非分离；北侧民府路为支路，双向四车道，机非混合。该项目距上海市中心 8 km，距上海虹桥国际机场 30 km，距上海浦东国际机场 40 km，距上海五角场商业中心北 1 km，距上海自由贸易区 6～8 km。沿淞沪路行驶的轨道交通 10 号线已于 2010 年建成且开通运营，并在 F 1 地块周边西南侧设三门路站。规划中的沿闸殷路行驶的轨道交通 20 号线计划于 2023 年建成通车，与轨道交通 10 号线三门路站对接换乘，并将直接与 F 1 地块的地下室相连通通向地面。规划中的闸殷路下方 20 号线与轨道交通 10 号线的交接会主要发生在 F 1 地块南部。综上所述，某项目区位优势明显，有望成为整个杨浦区的新商业中心。

本文研究案例—F 1-C 地块属于某项目 F 1 地块的一部分，用地性质为商业办公用地，由 1 号楼、2 号楼、3 号楼 3 栋高层及 4 号楼 1 栋多层建筑组成。项目规划总用地面积为 28781 m2；总建筑面积为 157490.62 m2，其中，地上建筑面积为 114731.94 m2，地下建筑面积为 42758.68 m2。容积率为 3.97，建筑密度为 31.95%，绿地率为 34.00%。基地北侧为居住建筑，若间距处理不当，居住建筑则受到本项目遮挡的影响。F 1-C 项目的区位分析，如图 1 所示。

3.2 项目规划定位

上位规划《江湾—五角场市级副中心控制性详细规划》曾提出要将该区域打造成为知识商务中心。F 1 地块是北部知识商务中心构建的核心区域，亦是副中心公共活动中心和空间景观的标志性区域，重点发展商务、商业、酒店等功能。因此，在认真分析上位规划及项目周边区域环境的基础上，本次规划研究提出国际化、智能化、生态化商务中心的定位，并希望将其打造成上海杨浦区的区域性城市地标。同时结合已经开发投入使用的 F 2、F 3 地块，力图形成宜办、宜商、宜居的生态圈，进一步明确该项目的发展前景。

图 1 F 1-C 项目的区位分析

3.3 基于整体设计观的日照分析

3.3.1 规划设计理念

F 1-C 基地周边现有的高楼林立的高密度建筑，给研究带来了来自自然和环境生态的较大启发，从而决定以“山谷”的概念解析该地块。F 1-C 基地的周边环境决定了“山谷”要创造一个如同花园或内庭院一样受庇护的、私密性更强的内部空间。F 1-C 地块着眼于在上海打造一个更加绿色、健康和人性化的城市环境，一个有活力的公共空间和社区。通过以下设计理念实现“山谷”概念的项目开发，即“城市栖息地、以人为本、绿色建筑、创新空间”。

（1）城市栖息地。归还给城市，城市客厅，综合的景观系统，城市艺术。

（2）以人为本。幸福感，社交互动，便捷，健康。

（3）可持续性。应用可持续化设计，减少能源消耗，满足日照、声学、美学等要求，持久性解决方案，绿色环境生态。

（4）创新空间。创造未来的工作空间、同一社区内的不同产品、可持续的社区。

3.3.2 建筑形态构思

3 栋建筑的设计灵感来源于“东方的中国山水”和西方颇具代表性的纽约洛克菲勒中心，建筑形式为中西合璧，为F 1-C 呈现最佳的建筑形态。设置在不同建筑高度的大小不一、错落有致的退台，可以为传统的办公平面提供室外交流空间；丰富的竖向绿化也给整个 F 1-C 带来了绿色的生机，同时遵循了环境保护的原则。实际上，项目在建筑形态构思之初，就从整体设计观念上考虑如何给项目内部建筑空间足够的日照，因此考虑采用多层退台的方式实现上述想法。F 1-C 项目的建筑形态，如图 2 所示。

图2 F 1-C 项目的建筑形态

3.3.3 日照分析

在形成项目的规划设计理念和建筑形态构思后，应该模拟日照分析。日照分析在规划设计阶段尤为重要，有助于项目在早期方案设计阶段便能确保项目获得足够的日照条件[15]。通过日照分析，不断调整建筑空间布局和建筑形态，直到最终的空间布局和建筑形态符合规划设计理念、延续最初的建筑形态构思，以实现周边区域环境的整体最优化。

通过反复的构思、分析和设计可知，拟建 F 1-C 项目客体建筑范围内，受到拟建 1 号楼、2 号楼、3 号楼高层建筑遮挡的 B 13 号楼、B 14 号楼、B 19 号楼、B 20 号楼、B 21号、B 22 号居住建筑中的每户至少有一个居室冬至日满窗的有效日照时间不少于连续 66 min；满足日照规范要求。

3.3.4 总体布局

基于整体设计观，项目通过精心组织的平面将 F 1-C 变成了 F 1 的一部分。F 1-C 地块的“山谷”由 3 栋不同高度的高层建筑定义而成。布满露台的 3 栋办公楼沿着地块边缘将基地包围起来，在 F 1-C 内部形成了一个被充分庇护且舒适宜人的公共领域。在这些建筑的布局上，郁郁葱葱的露台和阳台重现了中国传统艺术中的“山水”画面；层次丰富的绿化从首层一直延伸到立面上，模糊了建筑和自然的界限。“山谷”界定了一个连贯的、可控的环境。拥有便捷的人行系统、宜人的空间尺度，和开放且充满活力的公共空间。小尺度范围内的微气候提供了舒适的休闲环境。在北塔西侧设计的裙房，形成一个阻挡污染冷空气的屏障，提升了冬季 F 1-C 基地内的舒适感。在基地东南角布局的开敞空间，迎接夏季能够迎来的东南凉风，提高基地内的舒适感。建筑体量根据“山谷”的概念，层层退进，由此形成的露台和阳台均面向内院，并能充分享用午后的阳光。

对 3 栋建筑中间围合的院落坚持遵循人性化的原则，力图做到尺度宜人，并充满着山水画的诗意与意境。此外，项目在建筑体量上也尽量做到宜人。不同高度的建筑体量反映了多样化功能的需要，南侧塔楼（3 号楼）体量最小，为该项目的核心所在，故希望此重要规划节点处的办公楼尺度应更加宜人，并且通过更丰富的露台设计，打造“绿色山谷”的设计理念。东侧塔楼（2 号楼）为最高塔楼，形式也相对简洁，为 F 1-C 地块打造大气简洁的商务办公形象。北侧塔楼（1 号楼）的高度是经过谨慎考虑，既不会对北侧住宅区的日照形成遮挡，也与 2 号楼、3 号楼有所区别，共同打造优美丰富的天际线。

F 1-C 项目的总体空间布局，如图 3 所示。