本书收录全球众多优秀的高层建筑垂直绿化设计案例,包含气候、结构支持体系和植被选择等方面丰富的信息,从技术层面详细深入地分析垂直绿化的定义、标准、政策、类型等相关实用问题,详细探讨高层建筑垂直绿化的注意事项和限制、对能源效率的影响,并提出实用建议和未来研究的方向。
世界高层建筑与都市人居学会(CTBUH)是一家非营利性组织,于1969年成立,历史悠久。在高楼大厦和未来城市的设计、建造和运营方面拥有世界领先的专业资源。通过举办活动、出版作品、进行研究、成立工作组、利用丰富网络资源介绍最新的信息知识,指导行业发展。
世界高层建筑与都市人居学会(CTBUH)简介 6
《世界高层建筑与都市人居学会(CTBUH)技术指南》简介 6
作者简介 7
前言 9
1.0 背景与简介 12
1.1 历史上建筑中对垂直植被的利用 14
1.2 植生墙的定义和类型 15
1.3 植生墙带来的益处 20
1.4 标准、政策与奖励 28
1.5 关于本书的一些说明 29
2.0 案例研究 32
2.1 康索乔圣地亚哥大厦,圣地亚哥,1993 34
2.2 福风安可乐斯国际大厅,福冈,1995 44
2.3 CH2市政厅2号大厦,墨尔本,2006 52
2.4 纽顿轩公寓,新加坡,2007 60
2.5 三重奏公寓,悉尼,2009 68
2.6 One PNC广场,匹兹堡,2009 76
2.7 Met公寓,曼谷,2009 84
2.8 雅典娜神庙酒店,伦敦,2009 92
2.9 保圣那集团总部,东京,2010 100
2.10 新加坡艺术学院,新加坡,2010 108
2.11 洲际酒店,圣地亚哥,2011 118
2.12 嘉旭阁,新加坡,2011 126
2.13 SOLARIS大厦,新加坡,2011 134
2.14 B3维雷酒店,波哥大,2011 142
2.15 皮克林宾乐雅酒店,新加坡,2012 148
2.16 格林美西空中花园,马卡迪,2013 156
2.17 米兰空中森林,米兰,2013 164
2.18 IDED Morph38公寓,曼谷,2013 172
3.0 设计考量与限制 182
3.1 气候考量 184
3.2 主要功能与设计目标 185
3.3 规划与设计 191
3.4 植物的选择 195
3.5 结构支撑系统 198
3.6 灌溉系统 199
3.7 维护 200
3.8 系统限制 200
3.9 火灾与其他风险 201
3.10 对耗能产生的影响 202
4.0 建议与未来研究展望 204
4.1 建议 206
4.2 未来研究展望 209
5.0 附录:植生墙与建筑节能 210
5.1 植生墙的节能效果 212
5.2 实验性研究 215
5.3 模拟性研究 217
5.4 CTBUH的节能研究 220
6.0 参考文献 224
参考书目 226
百栋世界最高建筑 230
CTBUH建筑高度评估标准 234
CTBUH组织及成员 238
目前在国内市场上比较缺少高层建筑方面的选题,而由像美国高层建筑及城市住区委员会这样权威的机构编著的作品集更是少之又少,因此应有比较大的市场空间;此外,收录书中的项目均为国外的优秀作品,设计起点高,借鉴价值高。
本书收录全球众多优秀的高层建筑垂直绿化设计案例,全面详尽地阐述和分析了气候、 结构支持体系和植被选择以及其他技术层面的问题,信息量大而全,实用性强,参考价值。
当地气候
福冈市气候温和,夏季炎热,冬季温暖,年平均温度16.6℃,年平均湿度近70%(见图2.2.1)。冬季以凉爽天气为主,气温鲜少降至0℃以下,更少有积雪。6 月至7 月间开始进入“梅雨季节”,月平均降雨量为150 毫米,此时天气湿度高,温度也超出平均气温,在25℃到30℃之间。夏季最高温甚至可以达到32.5℃。秋季的天气最为温和也最干燥。即便如此,日本的台风季也会在8 月至9 月间来临。
背景
在与商业地产开发商的合作中,福冈市政府决定开发一块位于市中心的闲置地皮,这就是后来的福冈安可乐斯国际大厅。政府的目的是希望从建筑空间中分配一部分,用于公共空间和市政运行,剩下的空间则可面向创收实体企业出租。为了提出优秀的规划方案,参与竞标的开发商都在寻求将这块土地的潜在收益达到最大化的方法。而另一方面,设计团队却需要把重心放在新开发的项目给毗邻的天神中央公园带来的影响——该公园是福冈市在该区域仅存的绿地空间。埃米利奥•安巴斯联合设计有限公司最终在竞标中胜出,因为其设计方案成功地解决了鱼与熊掌不可兼得的问题:一方面将公园的面积扩大了一倍,另一方面将为福冈市中心区域打造一座标志性建筑。
1.
福冈安可乐斯国际大厅是一座集城市与园林形式为一体的有力的综合性建筑(见图2.2.2)。建筑北侧为传统的都市大楼外观,正对着福冈市金融区一条颇负盛名的街道(见图2.2.8),而建筑南侧则由一系列延伸至建筑最顶端的阶梯形台地园林构成,看上去就像是天神中央公园的扩展部分。建筑最顶端建有巨大的瞭望台,可以将福冈港口叹为观止的美景尽收眼底。在这十四座与楼层等高的阶梯形台地园林之下是占地面积近93,000 平方米的多功能空间,包括展览厅、博物馆、可容纳2000 人的大舞台剧院、会议设施、政府及私人办公室,另有若干层地下空间用于停车和零售。该设计使得公园和建筑成为了不可分割的整体。建筑将原本占据的公共空间又还给了公众,实现了城市主体建筑与宝贵的开放公共空间共生的目标。
十四层楼、60 米高的安可乐斯国际大厅是目前世界上最大的建筑之一,其建筑墙体被绿色植物所覆盖。
安可乐斯国际大厅的主要设计理念是打造一个绿色屋顶系统,并将与之毗邻的公园融合进整个设计之中(纽曼 & 马坦,2013),同时既增加了公园和绿化空间的面积,又能为市政运行提供足够的办公区域。建筑沿着公园的一侧,像阶梯一样慢慢增高,以台地园林分层,每层与建筑内部楼层等高。每层阶面都是城市公园在垂直方向上的延伸,其中还规划了一排园林景观,可供公众休闲、深思,远离都市的拥堵。在台地之上是一系列阶梯状的倒影池,由向上喷水装置连接一起,形成了梯子状的攀爬瀑布,将周围城市的喧嚣隔绝在外。这些倒影池位于建筑内部中央天井之上,漫射光透过隔开倒影池的玻璃天窗柔和地洒进室内。在台地园林下方,有一座磐石般的巨大楔形建筑结构,上面安置了一道倒V 字形入口,可以通往建筑内部。该设计以粗制的石制结构暗喻位于植被层之下的地质分层,将整栋建筑比作一块巨大的土地切块。这座楔形结构身兼两职,一方面用来为地下空间通风排气,另一方面还为表演艺术家们提供了升高的舞台。
植生墙概况
该项目的主要策略是打造一个新型台地绿色公共空间。14 座阶梯形绿化台地总面积为5,326 平方米,使福冈市中心占地93,000 平方米的公园面积得到了扩充(见图2.2.6 和2.2.7)。
每层台地空间都规划了一排园林景观,可供公众休闲、沉思,远离都市的拥堵。建筑最顶端的台地被打造成观景台,在这里可以观赏到福冈海湾和群山环绕的无与伦比的美景。每层台地空间约长98至120 米,宽6 米,高4 米。
美学价值是绿化植被的另外一项基本功能。这些巨大的台地园林随着季节的更替,其色彩和结构也会发生变化。除此之外,园林的辅助功能还有很多,例如通过利用绿色屋顶和台地园林的隔热性能来控制建筑内部的温度,从而降低建筑能源消耗以及收集流失的雨水进行再循环利用。
从外观上看,绿化台地像是一座座修建在主建筑阶梯状结构上的倾斜的“山丘”(见图2.2.9)。也就是说,绿化植被自身形成了一道倾斜的坡面,从而解决了台地阶梯垂直面与水平面之间的过渡问题,同时每个斜坡的底部又保留了平整的水平区域。接着设计师又通过使用泡沫材料填充倾斜空间,一方面减少了建造“山丘”需要的土壤量,另一方面也极大程度地减轻了整个结构的重量。设计师在雕砌成斜坡状的泡沫材料外铺设了一层土壤,内置塑料排水系统。这里使用的土壤是“人工、无机、轻型土,由珍珠岩制成,是一种天然的非液态黑曜岩,主要成分为二氧化硅、铝、钾以及氧化钠”(贝恩特松,本特松,& 神乃,2009)。这种土壤的优点在于其高保水性和饱和后的高滤水能力。
植物种类
当该建筑在1995 年刚刚建成时,均高四米的绿化台地种植了76 种植物,共计37,000 株。现如今,整栋建筑上种植了120 个植物品种,共计50,000 株,其中一部分是植物种子自然迁移的结果。
灌溉系统
建筑台地园林的灌溉系统由喷水装置和滤水器构成。但后来发现,该系统并没有如最初想象的使用得那么频繁,因为垂直园林已经形成了自身的生态系统,主要依靠雨水灌溉即可。系统的引流装置根据山体中的天然排水原理设计,雨水被顶楼土壤吸收后进入水道,流经悬挂的花槽之后泻入连续的土壤层,一部分被土壤吸收,另一部分则一直流到最底层。
性能数据
2000 年,日本九州大学、日本工业大学与竹中工程公司联合开展了一项热环境评估调研项目。项目主要搜集了该建筑五楼、六楼、十楼以及十四楼(顶楼)的阳光辐射、风速、温度和湿度数据。调研结果显示,垂直绿化系统在减少建筑能源消耗、降低城市热岛效应及为周围环境降温方面有着非常显著的效果。由于绿化系统的存在,根据日照强度的不同,绿化区域表层同与其相接的建筑混凝土表面温差最高可以达到15℃(竹中工程公司,2001)。除了热性能效率外,绿化台地园林还能有效降低其周围环境的温度,因为植物在夜间进行呼吸时会促使冷空气沿着阶梯状园林向下流动,进入城市中央公园。
分析与结论
安可乐斯大厦楼顶的阶梯形台地园林的整体效果不容否认,其漂亮的外观极大程度地提高了建筑本身以及周边地区的吸引力,在调节建筑能源消耗上发挥了相当重要的作用,同时给总体环境也带来了一定的影响,尤其是在减少城市热岛效应和减少水分流失方面。这些阶梯形的公共园林景观为人们提供了一个可以自由呼吸新鲜空气的场所,同时也能让人的身心同旁边的公园联系起来。诚然,在建筑主体部分垂直及水平表面进行如此大范围的绿化,花费着实不菲。植被下方的结构必须经过特殊加固,才能支撑住无论是干燥状态还是饱和状态下的土壤。而且在景观土丘靠近阶梯形结构拐角部分的时候,防水处理也会成为一个难题,因为这里通常是建筑防水中最难处理的位置。另外,相比于其他同等规模的写字楼,安可乐斯大厦垂直伸展的植生墙势必也增加了维护成本。如果说有哪些方面同台地园林的设计目标背道而驰的话,也许最为明显的便是位于这些园林后面的办公室本应该能获得最佳视野效果——站在楼上就可以看到楼下的公园景观——但实际上从这个方向的所有办公空间是什么都看不到的。这一点将很有可能影响到这些位置办公空间的出租情况。
绿化覆盖率计算
从平面图来看,安可乐斯大厦是一个不规则的扁菱形,由一系列长度递减的长方形以阶梯方式向上堆叠起来。建筑西侧没有任何植物覆盖,长约92 米,阶梯形墙体约从4 米逐渐增加到60 米。建筑东侧约长105 米,同样阶梯形墙体也从4 米增加到60 米。
建筑南侧面向公园,所有的绿化面积都在这一侧,长约120 米,高60 米。建筑北侧长约98 米,高60 米(见表2.2.1)。建筑南侧的台地园林东西走向,宽度从120 米向上逐渐缩短至98 米,像阶梯一样拔地而起,每个台阶约高4 米,深6 米。台阶上覆盖着塑成坡形的泥土层,营造出青翠的“山坡”效果。
由于本书的重点在于垂直绿化在高层建筑中的应用,最终需要的是建筑立面绿化覆盖率,所以只计算了台地园林垂直方向的面积,并没有包括水平的台地屋顶绿化面积。每层台地垂直面的高度约为4 米,顶部两层则为8 米。除最高层向内收进4 米外,每层台地的垂直面比其下层向内收进约2 米。
因此,得出绿化覆盖面积如下:
建筑北侧没有任何绿化,面积为5,880 平方米(高60 米,宽98 米)。
建筑东侧也没有绿化,面积为3,876平方米。
建筑西侧没有绿化,面积为3,096 平方米。
项目中所有的绿化面积均集中在建筑南侧。根据上面给出的方法得出建筑垂直表面积为6,376 平方米。接下来减掉南侧楔形入口大厅的表面积,经估算为630平方米(高21 米,宽30 米)。然后再减掉从建筑中央探出来的天井的面积,按照高28 米、宽15 米的平面投影来估算,面积为420 平方米。将这两部分面积从总面积中减掉之后得到绿化覆盖面积5,326 平方米,绿化面积占南侧立面的84%。
建筑四个立面的总垂直表面积为19,228平方米,因此5,326 平方米的绿化面积覆盖了建筑总体垂直表面的28%。
项目团队
开发商:Dai-Ichttti 互助人寿保险公司设计部
建筑师:埃米利奥•安巴斯联合设计有限公司
结构工程师:竹中工程公司
电气工程师:竹中工程公司
主承建商:竹中工程公司
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