超高层建筑雨篷设计与思考
0 引言
超高层建筑因其不断攀升的高度、引人注目的造型、集成复合的多种功能、大型体量及在商务区中的集群布局等特殊性, 已成为当代城市中最具标志性的建筑类型之一。为平衡超高层建筑的巨大尺度与以人为本建筑空间设计原则之间的冲突, 超高层建筑的细节设计尤其是宜人尺度的雨篷设计显得至关重要, 值得建筑师仔细思考与精心设计。
1 超高层雨篷设计的重要性
1.1 尺度连接
雨篷位于建筑入口, 是建筑使用者进入建筑内部的第一空间序列, 是建筑门头的重要组成部分。作为超高层塔楼在地面层给人的最初印象, 缓和了超高层超大尺度的疏离感, 是人与建筑之间过渡性的尺度连接, 构建出近人尺度的建筑形象。
1.2 功能需求
雨篷限定了建筑入口的灰空间, 形成领域感和仪式性, 起到吸引、接待并疏导人流的作用。同时也是室内大堂空间面向室外环境的一种延续, 在功能上起到遮阳避雨和保护外门免受雨水侵蚀的作用。
超高层建筑一般复合承载办公、酒店、公寓等主要功能, 在建筑底部需根据不同功能分别设置入口空间以避免人流相互干扰, 并需根据室内大堂空间形态和用途分别设计不同形态和尺度的入口雨篷。
超高层建筑因其高度超过百米, 雨篷也是幕墙安全防护的保障手段之一, 用以防止幕墙高空坠落对建筑出入口的行人造成伤害。
1.3 造型亮点
雨篷在超高层建筑入口空间造型设计中起主导作用, 其造型设计往往能形成建筑造型的亮点:凝聚幕墙设计关键组成要素, 呼应塔楼整体形象, 进一步强化建筑设计创意和造型特色。
2 超高层雨篷设计要点
2.1 结构形态选择
依据雨篷与主体结构关系, 可分为依附式雨篷和独立式雨篷。
1) 依附式雨篷指雨篷的支撑结构受力在主体结构柱或梁上, 如悬挑式雨篷或增加吊杆的悬挂式雨篷, 在设计时需特别注重考虑雨篷与主体结构连接部位的构造, 需处理好雨篷悬挑结构梁与门头玻璃幕墙的关系, 尤其在门头采用特殊幕墙形式时, 如拉索式点支玻璃幕墙、玻璃肋全玻幕墙等。
2) 独立式雨篷指雨篷的支撑结构与主体结构相对分离, 一般采用独立的柱或墙进行结构支撑, 以实现更大的出挑或更复杂的外观造型, 减小其对主体结构的局部压力, 与入口幕墙系统亦可分开设置, 无需特别考虑交接处的特殊构造。由于增加了独立柱或墙, 如不做特别的造型处理, 会显得不如悬挑式雨篷简洁有力。
2.2 功能保证
在雨篷设计时需考虑其高深比, 一般雨篷所在高度与其出挑深度宜为1:1或略小于1:1, 这样的高深比既可保证较好的遮雨效果, 又使雨篷本身造型的视觉尺度合宜。而雨篷所在高度一般位于塔楼的1~3层, 其高度的选择与入口空间氛围打造、主体建筑风格和室内大堂净高有关。
超高层塔楼雨篷的出挑深度还受制于是否处于塔楼的消防扑救面, 处于消防扑救面时雨篷出挑深度不应大于4m。此时可考虑采用门头整体内凹等方式加强入口气势。
雨篷设计时应优先考虑有组织排水, 通常的设计方式是在雨篷根部设置不锈钢排水槽, 并将排水管道隐藏在附近结构柱的装修面层内或幕墙的垂直构件中。设计时需考虑雨篷形态与主体建筑立面造型的关系, 妥善处理排水管道的设置。如中国铁物大厦办公楼入口雨篷利用立面铝板装饰竖挺隐蔽雨水管道, 其构造如图1所示。
因雨篷截断了超高层立面, 而超高层建筑立面垂直幕墙的排水量巨大, 雨篷排水槽的深度和宽度需经水专业核算确定。此外, 不应一味追求雨篷的出挑深度, 过大的出挑会导致雨篷前端与根部高差过大, 使雨篷外观存在沉重感。当采用玻璃雨篷时, 还应注意避免玻璃低于分隔龙骨或装饰面层, 导致内凹而无法排水。
2.3 材质选择
建筑雨篷材质一般应与主体建筑的幕墙材质相呼应, 常用的有玻璃雨篷、金属雨篷、石材雨篷或多种材料组合的综合性雨篷等。
玻璃雨篷的玻璃应选用夹胶安全玻璃, 其造型现代、简洁、通透, 但设计时排水坡度应大于3%以保证其自洁性
2.4 形态设计
雨篷形态造型可归纳为以下类型:单层简洁式、实体式、多层跌落式、网架式、自由曲面式及幕墙与雨篷一体式等, 雨篷形态造型分类如表1所示。
1) 单层简洁式当不需要特殊强调雨篷时, 采用单层简洁式的雨篷可相对弱化雨篷的存在感, 强调建筑出入口立面的完整性, 雨篷风格轻盈、精致、简洁, 如北京新保利大厦办公楼雨篷, 1层高的纯玻璃雨篷通透细腻, 不会喧宾夺主, 与其后高90m、宽70m的巨型单层双向点式柔索幕墙的风格相匹配。
2) 实体式纯实体式雨篷多用于浅出挑的情况, 强调水平流线感, 一般用于商业裙楼首层出挑1m的防坠落挑檐。
3) 多层跌落式采用2~3层的跌落造型, 整体性强, 端庄大气, 又不失层次感和变化, 超高层塔楼的办公入口多采用此种造型雨篷, 如北京中国石油大厦。
4) 网架式一般用于出挑非常大的雨篷, 多用于裙房特殊造型部位, 且入口处多会另外设置小型功能性雨篷, 如北京启皓大厦裙房顶部的大出挑雨篷。
5) 自由曲面式多采用金属雨篷以构成曲面造型, 自由曲面式雨篷使建筑入口造型新颖流畅, 与垂直的塔楼体形形成对比和反差。如南昌新力中心以横跨超80m的三维曲面大雨篷与塔楼交相呼应, 形似缎带, 同时, 雨篷由地表逐渐升起, 具有与立面和景观相呼应的动势。
6) 幕墙与雨篷一体式雨篷造型为塔楼立面在建筑底部的延续, 在视觉上与塔楼垂直幕墙融为一体, 不再分离为传统意义上的雨篷构件。如深圳京基100大厦, 入口采用双曲抛物面单层网壳结构, 仿佛从地面掀开了塔楼的幕墙表皮, 入口造型动感而极富视觉冲击力。
2.5 灯光设计
雨篷设计时也应考虑灯光设计, 增加入口在夜景中的装饰亮点, 可在雨篷主龙骨上下设置彩釉玻璃夹层形成通亮的灯箱, 或利用雨篷龙骨的外包金属装饰镶嵌筒灯等点状光源。除特殊造型需求外, 原则上雨篷的灯光设计不用太亮, 起到适当点缀作用即可, 以免超过大堂内透光而过于突出。
3 结语
超高层雨篷设计时应首先满足其实用功能需求, 如展示、停车、景观和消防等需求, 确定雨篷所处的高度与出挑深度, 再结合塔楼整体设计理念、造型风格和入口大堂的氛围营造, 选择适宜的材料和形态类型, 最后结合幕墙设计深化雨篷细部节点, 处理雨篷与门头幕墙的交接关系, 最终形成室外周边环境与超高层塔楼之间的良好过渡空间, 为使用者带来对建筑的归属感、信任感, 打造塔楼底部具有吸引力的魅力空间。