以构建的方式实现建筑与环境的对话<br/>——“无影教堂”与“阆中景观塔”两个景观建筑的项目实践

以构建的方式实现建筑与环境的对话
——“无影教堂”与“阆中景观塔”两个景观建筑的项目实践

2022-04-16周夏露上海万千建筑设计咨询有限公司上海201101

中国房地产业 2022年9期

文／周夏露上海万千建筑设计咨询有限公司上海 201101

1、“无影教堂”与“阆中景观塔”项目设计背景的共通性与差异性

1.1 “无影教堂”项目的设计背景

“无影教堂”项目属于“成都华侨城中法科技园项目”的一个建筑子项。“中法科技园项目”位于成都天府新区的眉山片区。是华侨城集团与法国欧倍欧集团共同开发的以生态农业为主题的大型中法国际合作项目。整个项目希望打造具有中法风情的生态特色农场的文旅类项目。项目规划占地18 平方公里，分为七个不同主题的园区。

“无影教堂”项目的选址位于法国风情林地花卉区薰衣草园的中央位置。整个基地地势为舒缓的丘陵地形，项目基地位于薰衣草园中。规划设计要求，通过景观建筑，在开阔的薰衣草园形成昭示性的视觉制高点，并实现游客驻足、观览、拍照的功能空间。

建设方对该建筑物提出了三个诉求：

（1）建筑造型一定要具有独特性和昭示性，主题应与法国薰衣草园有所呼应。

（2）建筑的具体位置、占地、体量、功能没有任何限制。

（3）建筑造价成本要控制在要求范围内。

1.2 “阆中景观塔”项目设计背景

该项目属于“阆中水城”项目的一个重点子项。“阆中水城”是以阆中生态人文为背景的一个综合文旅项目，项目位于四川省阆中市文家沟，东临嘉陵江，核心区域占地1.35 平方公里。

“阆中景观塔”项目作为“阆中水城”项目的重点景观建筑，位于“阆中水城”的入口区，南侧背靠游客接待中心，北侧面临嘉陵江，是水城重要形象展示面。

建设方希望通过建筑构建的方式打造一个融合现代感和阆中文化历史的景观塔。

图1 阆中景观塔项目选址（图片来自设计资料）

1.3 “无影教堂”与“阆中景观塔”项目设计背景的共通性

“无影教堂”与“阆中景观塔”都属于一个大型主题项目中的一个专题子项。两项目都被放置于一个大型的项目背景之下。两个项目占地面积与整个项目来说都很小。

“无影教堂”所归属的“成都华侨城中法科技园项目”规划占地18 平方公里，而“无影教堂”自身占地面积仅为180 m2，基底面积70 m2。“阆中景观塔”所归属的“阆中水城”项目核心区域占地1.35 平方公里，而自身占地面积400 m2，基底面积20 m2。而虽然项目占地很小，却都是该区域的视觉焦点和所在场域的制高点。

两项目的设计主题性都非常鲜明。“无影教堂”的设计主题与薰衣草园、法国风情紧密联系，而“阆中景观塔”的主题紧扣阆中城的历史与文化。与主题的明确性相对的是两个项目的设计手法的自由性。两个项目的建设方在设计手法上，未做任何的限制。建筑师可以用任何的材料、结构和形式来实现设计。包括对该建筑使用功能的设想，都由建筑师自由发挥。

同样的，两个项目都有明确造价预算的限制。“无影教堂”的建设预算为60 万，包含灯光工程；“阆中景观塔”的建设预算是160 万，同样包含灯光工程。

1.4 “无影教堂”与“阆中景观塔”项目设计背景的差异性

两项目虽然都是景观类型的建筑，却置于不同的场域。“无影教堂”处于空旷的自然地景上，周边没有其他建筑物，它在整个以景观空地为背景的场域上，在场地的四方的呈现状态较为均质，建筑呈现孤立的状态，很自然的成为该场域的制高点。

而“阆中景观塔”却有更加复杂的场域背景。它的南侧是二、三层高的仿古建筑群，前区广场是呈非规则非对称的状态。“阆中景观塔”的呈现状态，受到三个因素的影响：一是它与游客接待中心前区广场的关系，二是它与南侧仿古建筑群的关系，三是从嘉陵江的视线望过来，它与整个江岸的关系。塔的造型与体量除了要从场域中突显出来，同时也要考虑它与建筑、嘉陵江岸的协调性。

两个项目场域的差异性，也带来了两个项目在设计思路上的差异性。

2、第一次实践：“无影教堂”的设计与完成

2.1 “无影教堂”的主题探索与结论

“无影教堂”选址在缓坡地形的最高点上，同时达到观景与被观景的最佳效果。

图2 概念方案（图片来自设计资料）

设计的主题紧扣法国南部乡村情调。以普罗旺斯薰衣草园上的石墙为灵感，衍生出螺旋形放射的地景式方案；以法国古遗迹中的残垣断壁为灵感，衍生出用片墙去捕捉光线变化的雕塑式方案，以及以柯布西耶的朗香教堂作为原型，尝试用纯建筑的手段去实践景观建筑与周围环境的对话。

图3 概念方案（图片来自设计资料）

图4 概念方案（图片来自网络）

建筑师通过对场域和空间的深度分析发现：由于本项目的周围环境是以植被景观为背景在水平方向进行二维延展，在这种毯式铺展的场域上，一个集中形式、轮廓明确的建筑形式更有利于在放射状环境中形成聚焦。当建筑越是与完整的形式拉开与周边环境的差距，越是获得了关注。这也符合格式塔心理学的完形原理：人们有一种倾向，尽可能把被知觉到的东西呈一种最好的形式——完形。这种“完好的形式”并不是指“最佳的形式”，而是指具有一种“完整性”。

而通过顶部的收缩，在建筑顶部尖塔，更加强了视觉冲击力，对场域产生了汇集的影响。

2.2 “无影教堂”方案生成

“无影教堂”的设计难点有两个，一是如何选取并提炼一个教堂原型与薰衣草园的主题呼应；二是采用何种建筑手法，使它与场域获得最好的对话。

在原型选取中，建筑师参考了大量法式的传统乡村小教堂。从中提取了最具有典型的教堂形制。这是一种被简化了的拉丁十字教堂，由于教堂面积很小，拉丁十字的两翼的空间已经被取消，只在外立面形成突出主厅的山墙。加厚的山墙用以承载教堂的尖塔。主厅空间、扩展的山墙与高耸的尖塔形成这种乡村教堂的基本模式。

在“无影教堂”的设计中，建筑师提取了三个主要元素，在空间上也保留了主厅与山墙入口的不同的空间尺度。

图5 拉丁十字教堂原型（图片来自网络）

图6 “无影教堂”平面（图片来自设计资料）

建筑以集中形态突显在环境中虽然达到了被环境关注的目的，也造成了与周围薰衣草园产生了冲突。为了缓和建筑与环境的冲突，建筑的边界需要被柔软化。通过材质与材质密度的排列，再借由光介质的穿越。“无影教堂”找到了与环境对话的一种新方式，在自我彰显与场域融合间找到了一个平衡。

景观建筑物在环境中的关系得到解决，这是整个设计最核心的部分。

图7 无影教堂实景（图片由存在建筑拍摄）

2.3 “无影教堂”的结构体系与技术实现

2.3.1 “无影教堂”的材料与结构体系

受到预算限制，选择更为经济的铝方通作为材料。结构体系选择中，结构师提出静定桁架结构方案和超静定的门式框架方案，通过比较发现由于“无影教堂”屋脊和尖塔与竖向构件的交接呈现不同的角度，交接部位出现大量非标节点，均需要定制，而交接点也影响建筑的简洁性。最后确定采用更传统的门式框架方案。通过五品门式框架作为建筑的主要受力构件。门式框架采用薄壁钢架，截面尺度控制在180x40，能够很好的被隐藏在密集的铝方通构件中。

门式钢架上通长的贯通拉杆将五品主框架拉结固定。该钢拉杆同时也用于悬挂铝方通。铝方通过机械锚固与钢拉杆构件连接，铝方通之间用过焊接相互连接。形成完整的结构体系。

铝方通在结构体系中分为两类，一种是需要自受力的落地铝方通，壁厚3.0，一种为悬挂铝方通，壁厚1.2。通过铝方通的精细化分类，达到了节约成本的目的。

而通过简单的参数化设计，建筑师向施工单位提供了准确的杆件技术，实现了精细化设计标准。（表1）

表1 铝方通杆件统计

图8 “无影教堂”平面（图片来自设计资料）

2.3.2 轴网、模数

轴网和杆件密度的设计基于两个因素的考量，一个是铝方通材料和生产模数，另外是杆件排列产生的建筑效果。门式框架的间距控制在为3m 以内，这样铝方通杆件可避免跨度过大出现的形变。

而门式框架的建筑模数受制与铝方通的网格密度。它应当是铝方通间最小间距的整数倍。所以推导出一个合理的铝方通间隔，并将之作为基本的网格模数，是解决“无影教堂”整体呈现的基本要素。

铝方通的间隔尺度，首先取决于铝方通的截面尺寸。通过比较发现，截面为40x40mm 的铝方通，是最常规生产的铝方通材料之一，40x40mm 截面的铝杆能产生纤细精致的效果。杆件的间距以40x40mm 的模数进行推导，当杆件与间距形成6 倍关系时，呈现的杆件密度达到较好的通透关系。基本间距网格模数定为240x240mm，门式框架之间的间距取基本模数的整数倍，间距为2400mm。这样，建筑模数从最小的铝方通截面开始，从杆件间距到建筑总长都被整合在统一的模数网格里。“无影教堂”所有平面尺寸都符合于240mm 这个基本模数，使施工得到了简化。

图9 “无影教堂”轴网与模数（图片来自设计资料）

3、第二次实践：“阆中景观塔”的设计与完成

3.1 “阆中景观塔”的尺度与主题确定

在开始进行“阆中景观塔”形式探索前，建筑师师对景观塔的基地位置和尺度进行了分析。最终确定景观塔的建造位置需要照顾到两个方向的主要视线方向，一是沿景观主轴进入入口区以建筑群为背景的人流，二是沿江滨水景观带进入的人流。景观塔的选址位于两条轴线的交汇点。兼顾到河滨及广场两个方向的昭示性。

图10 “阆中景观塔”选址定位（图片来自设计资料）

通过对现场环境的尺度分析，发现从广场中轴线上看，两侧建筑的体量呈水平展开，如果景观塔采用地景式的构筑物，则无法从已有的建筑群中突显。而由于河滨距离广场有150m 的距离，太低矮的构筑物也无法从河滨被看到。

通过视线分析，靠近景观塔的建筑群的屋脊最高点为16.25m，当塔体高度超过屋脊高度2 倍时，景观塔在环境中形成了明显的视觉聚焦。但为了降低结构难度和控制成本，设计方案需要尽可能的减小景观塔的体量，而不减损景观塔的主体性。

借鉴“无影教堂”中的设计经验，朝向天空的尖塔形式，能够加强建筑的聚焦性。收束形式与合理的尺度的相叠加，景观塔可以用更小的体量实现对周围场域的主控性。

设计主题紧扣阆中的历史文化。提取“伏羲作卦”“古观星台”“风水之城”三个主题，以建筑的语言形式赋予景观塔寓意。由此发展的三个方案中，方案一以八卦图为地基，以旋转上升的线条寓意风水的变幻与灵动；方案二以古观星台为灵感，设计了一个可被游客攀登在顶端鸟瞰阆中水城全貌的现代观星台，方案三运用了具有科技感的光纤材料，形成螺旋的观星梯。三个概念方案，除了希望建筑本身能够找到独特的语言与环境对话之外，也考虑了游客在构筑物中的体验感和互动性。

通过与建设方讨论，方案一在形式与主题上更符合人们对标志性景观塔的认知。同时，方案一的材料与建筑构成与“无影教堂”相同，而“无影教堂”的设计施工经验能够更好的保证本项目的完成度。

图11 “阆中景观塔”三个概念（图片来自设计手绘）

3.2 “阆中景观塔”的技术实现

“阆中景观塔”的塔体为筒体结构，分为内圈和外圈。内外圈的截平面都以每层0.6°的模数顺时针旋转。内圈的总旋转角度为360°，外圈的总旋转角度为300°。

内圈的截平面为正六边形。以6 根D25 的钢结构曲线柱作为主要结构承重构件。截面为40x40mm 的铝方通穿孔与钢结构细柱机械固定。外圈采用铝方通焊接，实现铝方通自称承重结构体系。外圈为开放型杆件，的铝方截面加大为80x80mm，以满足铝方通受力要求。铝方通间采用焊接方式固定。

内圈与外圈之间通过80x80mm 的铝方通（附加杆件）错缝焊接。

三种杆件体系，构成一个螺旋上升，顶部收束的灵动的阆中风水之塔的形象。

3.3 “阆中景观塔”的参数化辅助设计

“阆中景观塔”的参数化辅助设计主要运用在三方面。

第一，通过参数化辅助设计，内外圈的杆件能够精确地按旋转角度向上攀升并且按设定的比例收放截面大小，形成数据化的模型。节省了建筑师手动调整角度和截面大小需要的时间，也避免了手动调整带来的误差。

第二，6 根主受力曲线是所有水平铝方通交点合集形成的受力点。如果采用传统建模方式，建筑师很难提取到6 根主受力曲线柱的精确定位，这将为结构设计师进行荷载计算建模带来巨大难度。而参数化辅助设计可以自动提取所有水平杆件的交点，并自动生成平滑曲线，简化了结构工程师的荷载建模工作。

第三，通过参数化辅助可以导出所有杆件的参数信息，便于精确地成本计算和施工的材料复核。达到了精细化设计的标准。

4、两项目设计的延续性

4.1 建立在材料尺寸上的模数体系

两个项目都以铝方通为主要材料。都以铝方通截面的尺寸作为空间模数的决定因素。不同之处是，“无影教堂”的模数体现在平面x，Y 轴的网格上；而“阆中景观塔”的模数体现在垂直方向的Z 轴上。

“无影教堂”使用的视截面尺寸为40x40mm 的铝方通。“无影教堂”模数体现在平面x，Y 轴网的柱网上。铝方通的间距是铝方通截面的6 倍，以240 为基本模数单元，实现了轴网的规整性，也保证了铝方通杆件在X，Y 轴上的等距分布，呈现达到视觉上的均质性。基本模数单元。

“阆中景观塔”的铝方通分为由钢结构柱承重构件、自承重构件、横向连接构件。三种构件根据受力原理，截面大小不同。设计将杆件简化为40mmx40mm 的杆件和80mmx80mm 的杆件两种。铝方通杆件的间距则以40mm 作为Z 轴上的基本模式。外圈80x80 截面铝方通的竖向间距为80，而内圈40x40 截面的铝方通竖向间距为40，在内外圈搭接时，形成的杆件缝隙为40，保证了杆件密度的均匀性。

4.2 类似的结构体系逻辑

铝方通是相对经济的金属材料，从节约成本的角度出发，用铝方通代替钢管，是更经济的设计方案。但铝方通的承载力不足，单一靠铝方通无法实现。在两个项目中都采用了钢结构作为主承重构件，承载主要结构的荷载，而铝方通作为辅助承重构件，只在局部满足自承重要求。

“无影教堂”采用门式钢架系统，来承重悬挂铝方通的荷载。而“阆中景观塔”使用的曲线钢柱，来承载铝方通的水平荷载。通过钢结构与铝方通的组合承重方式，保证了结构的安全性，也节约了造价。

4.3 两次设计过程的总结

景观建筑设计项目的是相对与特定功能的建筑项目命题更加自由。但是，景观建筑的设计却依然需要遵循景观建筑所在的场域与背景。两个项目都是从自身的环境出发，基于理性的基础对现场进行尺度、视线和背景分析。在得出建筑在该场域中合理的体量关系和基本的几何形式后，通过对项目文化背景、历史文脉的搜集与整合，多方向方案尝试。最后在多方案比选中，得出最优方案，进行结构技术的落实。