复合功能空间范文

复合功能空间范文（精选7篇）

复合功能空间 第1篇

关键词：当代博物馆,交通空间,功能复合化

传统博物馆的核心是展品,在此原则之下,陈列空间成为博物馆的中心,而交通空间作为联系其他各功能的辅助空间,具有功能单一性的特点。随着博物馆服务的主要对象由展品逐渐转向观众,对观众体验与感知的关注使当代博物馆完成了公共化与共享化的转变,社会交往已经逐渐成为博物馆公共活动的核心内容。[1]其中,交通空间逐渐摒弃了传统的作为交通联系的单一功能形式,而承载了更多的展示接待、休息等候、休闲娱乐、体验互动等功能与活动,[2]同时作为交通功能空间的界定也变得越来越模糊,当代博物馆交通空间已经呈现出功能复合化的发展趋势。

本文中的交通空间是指作为联系博物馆内部主要及辅助功能的公共交通空间,主要包括交通核、交通廊、交通厅三种形式:交通核作为“点”空间,通常是整个区域的视觉中心;交通廊作为“线”空间,往往以其连续、优美、动感的形态成为整个参展过程的活力动线;交通厅作为“体”空间,能够容纳更多的社会功能与活动,逐渐形成了社交化的生活场景。

一、交通核的功能整合

交通核一般作为博物馆的垂直交通空间联系着不同标高,主要包括楼梯、电梯、台阶、坡道等形式。楼梯除了满足垂直空间联系的基本功能外,往往凭借自身所具有的结构美、艺术美的形态特征营造出活跃的艺术氛围;电梯多悬挂于多层贯通的厅空间,与观光的功能相结合;台阶作为局部高差的空间处理方式,其踏面尺寸的局部放大可形成人与人之间休闲交流的活动场所;坡道则凭借平缓的坡度,作为无障碍交通的主要形式之一,同时以流畅的形态与修长的体量赋予空间连续的动态体验,成为建筑美学表达的重要手段。

交通核的功能整合可以通过内、外两部分达成。

1. 外部功能延伸

外部功能延伸是指围绕着交通核空间周边环境的功能延续,而交通核由于其周边环境的复杂性而具有更大的空间可塑性。

新利物浦博物馆(2011年建成,3XN设计)的环形楼梯以连续而又动感的形态扭转延伸至二层,与顶界面的衔接如行云流水般浑然一体,与其说是旋转楼梯,不如说是一个雕塑感很强的艺术装置,凭借鲜明的形象特点拥有对大厅空间的绝对控制力,人们在进入大厅的瞬间就会被它深深吸引,无形中被引导进行交通转换。除了具有引导垂直交通的功能之外,楼梯所围合出的下部空间更成为社交、集会、表演和休息的场所。楼梯的存在,既作为交通枢纽,起到空间联系的作用,同时又作为交通空间的标志,活跃了空间氛围,促使中庭空间在此聚合,更富张力与活力(图1)。

2. 内部功能整合

内部功能整合是指交通核本身各种功能的叠加,既具有交通功能,同时容纳景观、休息、交流等功能与活动。这种形式的交通核通过结构形态、尺度、坡度、扶手等构成要素的个性化处理,成为整个空间的视觉中心与体验焦点。

迪拜中东现代艺术博物馆(2011年,UNStudio设计)在中庭空间的交通核设计中,将竖向支柱内部的各种功能叠加,承载交通联系、支承结构、景观营造及促进交流的功能,从而形成内部功能的整合。交通核的界面由彼此交叉缠绕成编织状的柱子构成,自一层延伸至三层。整个交通核模拟了树木生长的自然形态,自动扶梯设于其中,自然光透过天窗与编织结构,在地面形成斑驳的投影。参观者沿梯上下,犹如穿梭林中,或驻足欣赏,或休息交流,交通核已然成为一道亮丽的艺术景观节点(图2)。

二、交通廊的功能契合

交通廊一般作为博物馆的水平交通空间,联系着水平方向的不同功能。其形式包括走道、连廊等。作为狭长的线性空间单元,交通廊区别于两侧的空间基质,在博物馆中通常具有空间流通和空间分隔的双重作用,实现空间的有机联系。在当代博物馆中,交通廊通常与展示、休息、引导等多种功能相契合,按照空间形态可分为水平廊与空间廊。

1. 水平廊

水平廊是指在同一等高平面上的廊道,具有很强的视觉稳定性,其空间连续而完整,通常以较长的体量穿插于博物馆各个空间。当代博物馆水平廊道的设计应避免单一均质的线性空间,而应采用迂回婉转、收放有致的形式与其他空间相互交叉,从而形成完整的空间序列,创造出丰富的空间效果。

在丹麦新自然历史博物馆的竞赛方案中,隈研吾致力于创造一种流动、连续的混合体验,将花园景观融入一系列完整的空间之内。交通廊被局部放大,通过大片透明的玻璃幕墙引入室外阳光与花园景观,模糊了室内外空间的界限。设计师更创建了游走于廊中的体验变化,光线、视野、景观、展品、长椅和空灵的室内空间相混合,形成了能够唤起回忆的理想场所(图3)。

2. 空间廊

空间廊则是水平廊道与坡道的一种合体,带有平缓的坡度,同时又具备水平廊道的长度延展性与空间稳定性的形态特点,因而具有多向延伸的空间结构。空间廊连续的坡道设计可作为无障碍设施,体现出人性化的关怀,同时因其连续倾斜和修长优雅的形态,常常作为体现建筑形式美学的空间。因此,空间廊往往成为交通的趣味空间而吸引参观者漫步其中,沿着平缓的坡度,随着视角的变化,体会到不同的空间感受。

2010年上海世博会丹麦馆(2010年建成,BIG设计)的整体形象可被抽象成一条莫比乌斯环,整个参观流线由一条流动、优美、围绕着“小美人鱼”的曲线交通廊贯穿始终。交通廊兼具展示功能与休闲功能,参观者可以选择两种不同的交通方式进行空间体验。蓝白相间的地面一部分作为步行参观系统,一部分作为自行车系统,两种系统并行其中。一条扭曲、流动的线性长椅不仅为游客提供充足的休息空间,也对两种交通系统进行空间界定:座椅内侧为展示空间兼步行坡道,由视频、图片、文字、语音等多种动静结合的展示方式组成;座椅外侧为自行车道,骑车穿行在建筑中,空间不断地在内外之间转换。螺旋的坡道或缓缓抬升,将游客带至屋顶露台,或慢慢降落,穿越室内,将游客送回地面。随着螺旋高度和方向的不断变化,封闭与开放、室内与室外的空间也在不断转换,整个游走参观的过程给人们带来步移景异的奇妙体验(图4)。

三、交通厅的功能融合

交通厅按照空间组成来说既包含垂直交通空间,又包含水平交通空间,两个方向的交通在此交叉、延伸,共同组成了博物馆的功能中心与空间核心。与核、廊相比,厅是被放大的交通空间,成为各种活动的空间载体,各种功能及流线在此处融合交织。除了作为交通枢纽联系大部分的展厅以及公众集散等,交通厅还可以作为整个博物馆的核心宣传区,举办临时演出、临时展览、新闻发布等活动的集会区。[3]

按照所在位置,交通厅可分为交通缓冲空间的入口门厅、交通枢纽的中央大厅或者作为辅助交通空间的景观庭院。

1. 入口门厅

入口门厅作为进入建筑的起点,是内外空间过渡、集散人流的交通枢纽,同时还包含接待服务、休息等候等多种功能。除了满足交通组织的基本要求,门厅的空间形态、规模、尺度的设计,还应该结合博物馆的整体造型考虑。

TMW技术博物馆门厅(2012年建成,Querkraft Architects设计)是从原有的TMW博物馆扩建出的、以满足一个现代化博物馆所需的接待空间。为了保护建筑的原有结构和形象,建筑师在博物馆前增加了一个钢结构的玻璃盒子作为入口大厅。玻璃盒子内部设置的玻璃纤维制成的多功能树状支撑柱,既具有遮阳、吸声的作用,同时其下部展开的形体还可作为休闲座椅。为大厅内零售及票务服务提供了完善的设施支持。夜晚这些树状柱还会发出蓝色与白色的灯光来装点大厅。树状柱以其优美的形态与灵活的使用功能,巧妙地化解了支承结构的固有的呆板形象。人们在树下或坐或躺,或休息或交流,透过玻璃顶棚看到其后的老建筑,在品读新老空间的同时思考着有关古老与现代的问题(图5)。

2. 中央大厅

中央大厅一般位于博物馆的中心位置,作为室内主要的过渡性空间,被广泛应用于当代博物馆的交通空间中。各种功能流线与交通路径在此交叉重叠,然后通向各个空间。

在中国美术馆的竞赛方案中,UNStudio通过楼板镂空、悬挑、退台、层叠的变化处理以及边缘的圆滑过渡等设计手法,使中庭成为一个流动、连续、有机的艺术交通空间。设计师在交通空间外边缘相切区域设置了大量的台阶,这些自然围合的台阶所界定出的空间提供了临时休息、观看表演的机会,而在另外的区域则布置茶座、纪念品销售、临时展示等空间。这些充满活力的场所自由散落在交通空间周边而又无明显边界,不经意地激发了人们在博物馆内休息、购物、交流等活动(图6)。

在阿尔及利亚非洲大博物馆的竞赛方案中,UNStudio设计了一个两层通高的交通厅,使之成为一个小型的社交活动场所。中心区域可用作文化演出及互动展览,通往二层楼梯的一部分踏步被加高处理为观看表演的座席。台阶被设计成一个容纳公众随意性活动的装置,在满足公众休息需求的同时,丰富了空间层次。设计师利用大厅的边缘空间并进行局部扩大,作为咖啡、酒吧等餐饮零售以及临时展览等空间,带来意想不到的效果。人们在参展间隙偶然路过此处,会被这些小型的场所自然吸引并驻足停留,在轻松随意的交流中激发更多有意义的活动。

3. 景观庭院

景观庭院通常兼作交通与服务空间,常以室外或者半室外的形式出现在公共交通空间中。庭院空间会将人们从室内吸引过来,同时还会透过虚的界面将景观引到室内,成为空间联系与渗透的载体。人们在连续观展的过程中偶然经过景观庭院,会被自然吸引停留,从而产生更多的活动。空间在此已不再局限于交通功能,而更多地成为公共交流的活动场所。

如宁波历史博物馆(2008年建成,王澍设计)的室外中庭,即作为组织人流的集散场地与交通枢纽。室外庭院通过水体、亲水平台、绿植以及休闲座椅的设置,提供了宜人的景观休闲环境。通透的界面将人们从室内吸引过来,同时将绿色景观引导至室内空间,成为内外空间流通与渗透的自然媒介。景观庭院的存在,使人们在此处汇聚,彼此交流,促发了各种社会交往活动的发生,同时自发的活动反过来也成为庭院景观的一部分,吸引着更多活动的发生(图7)。[4]

日本轻井泽千住博博物馆(2011年建成,西泽立卫设计)的中庭植入了多个有机的采光井,其中种植有绿色植物,通过完全透明的玻璃界面,将光与自然景观引入室内。自由形态的景观庭院通过相互因借的对景手法,形成了彼此联系的空间序列。人们在欣赏展品的途中不时地经过景观节点,会忍不住在此驻足,在光与自然的浸润中得到身心的放松(图8)。

四、结论

当代博物馆交通空间的功能复合化表现为空间发展的多功能集聚,是对其他功能的吸纳。因应动态变化的多种功能,交通空间的复合化设计可以实现多种功能在不同空间与不同时间的相互转换,从而缓解空间压力,提高空间利用率。多种功能的相互兼容与有机结合,可以实现空间的对话与联系,促使博物馆内部形成多层次的开放空间,促进人与建筑的有机互动与自由体验,为参观者构建一个充满活力的人性化交流场所。[5]

参考文献

[1]周卫,李保峰.博览新空间[M].武汉:华中理工大学出版社,1992.

[2]何小欣.当代博物馆的复合化设计策略研究[D].广州:华南理工大学,2011.

[3]张谨.当代博物馆建筑功能理念的新趋势[J].建筑学报,2004(12):22-25.

[4]耿国庆,郭勇.交通空间的多元性[J].黑龙江科技信息,1999(12):44.

复合功能空间 第2篇

近年来,在一些较早设立且逐渐成熟的开发区,已经越来越多地出现了较为明显的功能复合化与空间重构的迹象[3,4]。尽管这种转型现象还只是发生在部分经济发达、开发成熟的开发区,但是已经对开发区乃至所在城市的未来空间发展带来了显著影响。对于正确认识和引导早期形成并且有着明显功能约束和实施特定优惠政策的开发区的发展进程,具有更为紧迫的现实意义。

1 研究区概况

1.1 现状概况

常熟市位于苏州市域东北部,北滨长江、东临太仓市,东南距上海约100 km。常熟经济开发区位于常熟市域东北部,总面积约125 km2。经济开发区西南距离常熟市中心城区18 km,是常熟市总体规划确定的“一市双城”的重要组成部分。

1.2 发展前景

随着常熟城市整体建设步伐的加快和开发区自身不断的完善与功能提升,现状开发区发展已不能满足未来快速发展的需要,面临功能重组、产业升级与空间扩展的发展需求。

2010年编制完成的《常熟市城市总体规划(2010～2030)》通过对常熟市城市空间形态演变的全面分析,提出在新的增长因素的诱导下,常熟市城市规模进一步扩大,明确将开发区作为城区的重要组成部分,形成“一市双城”的空间形态。2010年常熟市政府、开发区管委会结合开发区发展现状及未来发展趋势,提出对开发区进行空间扩展,加大开发区城市功能,进行综合开发。

2 基于开发区转型的规划应对

2.1 科学创新的规划理念

1)从形态开发转向功能提升创新:

功能是区域发展的内涵,做强、做优区域功能,是区域发展的永恒主题。随着信息化的发展,区域功能的高低越来越取决于其在信息网络节点中所处的区位,决定于该区域与世界经济体系接轨的方式和程度,区域竞争力的大小也越来越取决于其占有、处理与支配信息的能力。

2)由单一工业区向综合性新城区转变:

从开发区的成长规律来看,从单一的产业区走向综合的城市功能区是开发区发展的必由之路。开发区从产业园到新城区的“城市化”转型,是开发区发展进程的必然,是开发区自身的进化,也是开发区走出“孤岛”、实现多种形式的发展和增长方式的转变,实现持续发展的战略选择。

3)由外延式扩张转变为内涵式增长:

生态环境是城市发展的根本依存、城市赖以生存的基本条件,可促进城市与区域的和谐共生。在经济社会发展的漫长实践中,生态环境愈加成为国民经济增长中的一种成本和投入。随着区位条件约束性的逐步弱化,生态环境已日益成为吸引现代资本流、信息流、技术流、物质流和人才流等的理想场所。

2.2 贴合实际的功能定位

1)临港产业新城:依托港口区位优势,利用沿江开发的契机,承接全球重化工产业转移,大力发展基础产业,优先发展投资规模大、产出效益高的钢铁、造纸、机械、精细化工等临江型、外向型重大项目,促进港口物流产业的发展,积极推动服装、机电、建材等其他优势地方产业,积极打造临港产业新城,与常熟主城区实现功能互补。2)和谐宜居新城:作为常熟城区的重要组成部分,开发区紧邻长江,具有江南传统水乡的特色,充分发挥其沿江、水乡的自然资源优势,打造江河兼备的文化与景物特色,将生态理念带入沿江的城市建设、生产、生活等各个方面,在发展现代化经济的同时,注重文化的积淀与生态的保护,使本区成为和谐宜居新区,创造江苏沿江区域发展的典范。3)滨江重要门户:研究区地处沿江高速公路、苏嘉杭高速公路与苏通大桥的交汇处,直接承接来自上海、浙江以及苏南地区发达经济对苏北地区辐射,承担着传接长江南北生产要素流动的重要角色,区域位置举足轻重,是常熟市或苏南地区滨江的重要门户。

2.3 切实可行的产业研究

1)产业选择:城市开发区的发展应抓住当地经济快速发展的机遇,坚持正确发展方向,选择恰当的产业。一般而言,开发区产业结构调整是:改造传统产业、发展高新技术产业、壮大新兴产业。在改造传统产业中,部分档次低、效益差的产业逐步淘汰,结合江苏省常熟市产业发展政策以及开发区的发展基础,今后开发区产业选择应以汽车零部件、精密机械、装备制造、新型材料、港口物流、科技研发等产业为主,逐步形成相关的产业集群,提高产业自主创新能力;通过“腾笼换鸟”等措施,逐步将早期入驻的投资强度低、占用土地多、污染性较大的企业进行置换转移;在新兴产业中,大力发展居住、办公、商业、物流等现代服务业。2)产业布局,根据产业的基本性质及开发区整体资源的合理配置,有效促进开发区在产业上进行功能分区,形成“一区多园”的格局。在每个园中,坚持集中布局,高效利用土地,最大限度发挥积聚效应。

2.4科学合理的空间布局

1)布局原则。构筑分组团、有弹性的城市发展结构,有序推进各项建设,促进区镇和谐发展。以“水、绿”为脉,构筑区域整体生态系统,追求开发区空间结构与自然条件的和谐统一。形成与区域畅通衔接的高效交通网络。

2)布局结构。规划形成“一心、一轴、四廊、四片、多园”的布局结构。

“一心”:指开发区城市中心,主要由位于常浒河与通港路之间公共设施用地构成。

“一轴”:指开发区综合发展轴。通港路综合发展轴连接各主要的功能区,使开发区形成有机的整体。

“四廊”:指沿常浒河、金泾塘、白茆塘及苏嘉杭高速公路连接线两侧控制的生态廊道。

“四片”:指由四条廊道分隔成的浒浦片区、中心片区、吴市片区和东张片区。

“多园”:包括1个出口加工区、7个工业园区、2个综合园区、1个物流园区和1个批发市场。

3)用地布局。规划从居住用地、公共设施用地、工业用地、仓储物流用地、对外交通用地、道路广场用地、市政公用设施用地、绿地等方面展开。

3结语

随着城市的快速发展,越来越多的城市开发区将由单一功能的生产区向功能复合的城区转型,工业园区向城市经济功能区拓展。在这个过程中,它们面临功能重组、空间重构、产业升级、形象再塑等问题,这是各类经济开发区发展面临的新问题,也是我们面临的新课题,具体深入的探讨还有待进一步研究。

摘要：以常熟经济开发区为例,通过分析该区的现状及发展前景,对开发区发展转型进行了探索,分别从规划理念、功能定位、空间布局等方面作了论述,以期对同类开发区的转型起到一定指导作用。

关键词：开发区,转型,功能复合,空间布局

参考文献

[1]何兴刚.城市开发区的理论与实践[D].上海:华东师范大学博士学位论文1,993.

[2]潘洁燕.城市开发区的复合化趋势——以江苏省张家港经济开发区北区发展规划和北区拓展区控制性详细规划为例[J].理想空间,2007(23):112-115.

[3]栾峰,何丹,王忆云.先发地区开发区的局部地段转型发展调查研究——以常州高新技术产业区为例[J].城市规划学刊2,007(5):109-113.

小户型空间复合研究 第3篇

空间复合就是指将属性雷同的空间融合, 从而形成一个多元化的复合空间。在小户型空间中, 充分应用空间复合的设计手法, 不仅要满足个人的日常生活行为, 而且还要体现一种“共享原则”, 简而言之就是一个空间同时完成多项活动。空间复合具体来讲就是一个单元空间同时具备个体功能和其他功能的双重特性, 涉及到空间的形态、功能等方面。这种复合手法不但加强了空间的功能性, 并且在丰富空间结构的同时也大大提高空间的使用效率。在小户型中, 若要同时实现多项活动, 可以通过空间复合的限定来分区并相互融合贯通, 使得整个空间的功能流畅方便。

二、空间复合的特性

针对小户型中功能空间的复合利用, 首先要考虑到空间复合的特性, 在充分掌握其特性的前提下, 设计师才能有效的对空间进行分析设计。下面, 详细介绍空间复合的三个特性, 即模糊性、灵活多变性、多功能性。 (见图1)

1. 模糊性

空间复合的模糊性是人们居家的一种心理反应, 是空间复合的重要特性之一, 具体来说模糊性是指家居空间中不确定的实用功能和空间界限, 空间在相互联系和相互过度时所呈现出来的“亦此亦彼”的现象;如图模糊集示意图, 将1空间和2空间相交汇融合, 形成具有两种功能属性的3空间, 让人在心理上产生多种功能属性。在小户型中的模糊性空间体现在功能的多义性、空间界限的不确定性以及空间感的含蓄性。如香港设计师张智强设计的《家》中, 其把卫生间与客厅的沙发放置在同一个空间, 卫生间和客厅的功能变得模糊, 使“坐在卫生间里面”的感觉可能只有另类人才会享受。整套房只有一个空间, 融厨房、卫生间、卧室、书房为一体, 成为一个多功能的模糊空间。

2. 灵活多变性

小户型空间的灵活多变性, 主要指空间分割或设计中采用灵活化的处理方式。如在划分功能区域时, 选择轻质活动的材质代替不可移动的实体墙, 从而达到室内空间的灵活敞亮效果;除此之外, 还可以采用半隔断或透明隔断的方式分割空间, 进而扩大空间的视野。例如, 在大空间中设置小居室, 就是在保证各空间功大小和功能完整的情况下, 分隔出一个约摸十平米的空间, 既可以当书房, 也可灵活变为客房使用, 这在一定意义上讲, 也是对有限空间的一种巧妙变化使用;另外, 采取自由组合的方式也能体现空间复合的灵活多变性, 例如, 设置一种自行拆除的隔断墙来达到自由分合空间的目的, 像日本设计师柴田忧子提出的可移动性隔断, 将固定单一的隔断装置设计成了可灵活变动的装置, 如可移动隔断, 即使两人在同一个房间里, 也不会相互干扰, 可以各自干自己的事情, 当然, 对于不同业主的要求, 是因人而异的, 即按照自己的需要自由的变换空间格局, 既能体现自己的风格, 也可达到空间最大利用率。在张智强自宅中, 沙发可变睡床;窗帘可成电影屏幕, 银幕推上推下, 窗子大小就随之改动;所有家具都具有可移动性, 可以随时组合, 使得小空间具有最大的可变性。

3. 多功能性

在小户型的复合设计中, 空间的多功能性主要指空间功能的多样化, 即单一的空间拥有多个不同功能, 而不是单纯的为某一个功能。在保证空间和构造不变的情况下, 房间的功能可以依据不同需求进行变换。例如, 小户型客厅空间, 在满足日常接待的同时, 还可以作为客房的使用功能, 当需要办公时随机可变为办公区, 不同的时间段满足不同的用户需求, 空间设计中集各种功能于一身。通过这种方式住户能够自由选择与其生活习惯相符合的功能组合方式。如香港设计师张智强设计的《家》, 空间有限, 他打破了所有区隔, 把不同的功能进行重叠和压缩, 他在横梁下安装了布帘, 拉上帘幕就成了一面若隐若现的墙, 与梁浑然一体。白天, “家”是个工作室;夜晚, 放下布帘和隐藏在柜子中的床, 空间就变成了安静的卧室, 这种设计便是最大程度的诠释了空间的弹性功能。

三、空间复合的方式

随着居民生活质量的提高, 住房的质量也日益提高, 但是在小户型住宅中, 由于面积的限制, 只能通过设计方式的改变来提高居民住房质量, 因此对于空间复合方式的研究, 是设计者的关键任务。

1. 空间借用

借用指的是空间之间还有着独立性, 只是边缘交接上模糊开放, 进而产生空间上的延伸, 实际上独立空间的完整性还是存在的。为了提升单一空间在各时段的舒适性, 可以在不同的时间对空间进行借用。例如将客厅与餐厅交叉复合, 在就餐时可借用客厅一部分面积, 保证就餐时的舒适性, 在休闲时, 可借用餐厅部分面积, 保证空间上的舒适性。又如主卧室与书房的复合, 书房不仅可以成为主卧的一部分, 也成为与主卧室关系密切的婴儿房、信息房等功能房间的一部分。

复合空间改变了住宅结构的专一空间, 主要强调空间与空间的相互借用, 如图2, A与B空间的借用, 卧室A与书房B空间的借用, 若要使用B空间时, 可将A空间隐身, 复合为A+B的复合空间, 若要使用A空间时, 将B空间隐身, 复合为B+A的复合空间, 用时间差来换取空间的增加, 如此, 空间经过精密复合后会带来一个很明显的结果, 就是空间之间的互相借用。

2. 空间共用

空间共用是一种高度融合的方式, 它在原则上采用了空间复合中的模糊性特征, 即在同一个空间将房主的各种日常活动混合交叉, 形成一个多功能空间, 这种复合方式的单独空间功能的独立性是不存在的, 因此, 空间共用就是为了满足同一空间不同功能的需求;如人们所说的多用间, 它是一种多功能空间的复合体, 能够在不同的时间使用不同的功能空间。

例如起居室有可能有多种功能, 多用间住宅实例所示, 在此空间中可进行洗浴、睡眠、起居、就餐、备餐等多种活动, 如此来满足用户的日常生活需求。起居室和卧室的复合最能体现出在功能使用的时间差, 卧室于夜间休息使用, 白天时间人则活动在起居室里, 由此利用时间差, 将两者可以复合使用。如勒·柯布西耶可变住宅, 他利用了推拉门和四张折叠床来达到由白天到晚上的空间变换。

四、总结

现今, 小户型空间成为城市居住区的主流, 在有限的空间中做到居住的舒适及空间的合理利用成为空间设计的重点。小户型空间设计中对于复合空间的设计方法最为关键, 不仅要求复合的模糊性、灵活性、多功能性, 还要丰富生活内容和家庭情趣, 达到精神与物质的和谐统一, 即在体验舒适环境的同时, 也能满足精神的需求。

对小户型住宅的分析, 将“空间复合”作为小户型中的一项主要设计方法, 对实现功能全面、生动有趣、实用舒适和以人为本方面有着非常重要的作用, 同时应用空间复合既能使空间扬长避短, 也能营造小中见大的空间氛围。

参考文献

[1]早川邦彦.现代建筑集成:集合住宅[M].沈阳:辽宁科学技术出版社, 2000.

[3]贾耀才.新住宅平面设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997.

[6]林媛媛.浅谈空间复合在中小套型住宅设计中的运用[J].城市规划与设计, 2007.

浅谈城市中小户型空间复合设计 第4篇

一、城市中小户型的空间特征

城市中小户型是当代城市发展的新型建筑群, 其考虑到我国城市发展的现状和城镇化发展过程中的大量人口流动的问题。综合各种因素, 中小户型设计在当前来说是一个十分重要的课题。

中小户型的空间特征是多方面的, 如中小户型的面积相对比较小, 同时在空间的面宽上也受到限制。其次城市中小户型大多为小高层或高层, 其多采用一梯多户的形式, 那么相关的公共空间的流线如何处理也成为空间的难题, 且各个户型空间的采光、通风等问题也待处理。如何把空间相对较小的中小户型, 做到舒适、宽敞, 使得小面积有大格局的体验, 成为本文研究的重点。

二、中小户型空间设计注意的问题

在城市化的进程中, 城市中小户型空间设计更加注重空间的精细化设计。在经济快速提升的同时, 我们如何满足不同需求的各种中小户型业主的需求。如何在设计中让中小户型业主感觉舒适, 减少局促感, 最大限度地体现业主的需求, 成为设计师不断努力的方向。通过调研分析实际工程, 文中对影响城市中小户型空间设计的几个要素进行分析。

(一) 保证空间的完整性

小户型空间面积相对比较小, 在整体空间设计中要保住空间划分的完整性, 这样会使空间看起来比较宽阔, 反之则会使空间显得狭窄、拥堵。收纳空间合理的布局可以弥补原始空间结构中的不足。如小户型中常常出现餐厅空间不够的情况, 在此情况下就可以在墙体转角的地方或者墙边设计一个迷你的吧台, 吧台的下侧还可设置一个中型的储物柜, 既增加了收纳空间, 同时又可以达到收纳与布局的完整性的两全。小户型收纳空间的设计中, 处处要做到以空间的开阔和完整为前提, 以实用与美观为己任。

(二) 最大限度的利用各种空间

小户型收纳设计的关键就是最大限度的利用各种空间, 在设计中可采用垂直收纳、纵向收纳、交互收纳等方法。如何在有限的空间里创造出无限的机能, 又要满足或符合业主的品位?难度不在面积狭小, 而在掌握空间层次感, 突破空间的局限。在争取更多光线来源与外景的目的下, 将客厅迁到距光源较近的位置, 厨房也被挪移到与卫生间相隔而与餐厅合并成一个单元。在收纳空间设计中, 大门入口处以一个顶天立地的橱柜区分山门厅的区域, 这个橱柜, 不但可以作为餐厅与门厅的中界面, 橱柜的背后更保留了厨房中可容纳冰箱、杂物的位置。同时由于厨房是采用开放式的设计, 故而在客厅中利用四扇推拉门来阻隔油烟。

(三) 实用与简洁的协调

收纳设计是依附于人们生活而存在的, 收纳设计的显著功能就是实用性。在小户型中一般都采用简洁的设计, 主要是因为小户型的空间有限, 首先要满足空间上的实用性要求, 一般在满足实用性功能的需求下, 就不能在做过多装饰了, 因为复杂的装饰只会拖累空间, 让小户型显得更加的拥挤、压抑, 所以在做小户型收纳空间设计时一般采用简洁的风格, 实现实用性和简洁性的并存。

三、城市中小户型住宅空间的设计方法

小空间结构可以利用这三种方法进行实用扩展, 提高整体的舒适程度。首先, 使用“开放”的设计方法使空间变得简洁、明了;其次, 采用“隐形”的设计手法, 使空间的整体实用性最大化;再次, “扩张”空间, 使空间视觉效果上看起来更为宽敞, 让人忘记原有空间的面积。小户型空间中, 运用这些方法不仅使空间的利用率最大化, 也增加了更多的储物空间。

(一) 空间“开放”

户型比较小的房子, 人们的视觉效果会感觉比较狭小, 所以, 为了使空间尺寸更大, 要遵循这样几个原则:首先, 保持空间开敞。应该打掉功能区域的硬性隔断, 当然像卫生间这样的空间除外。减少房间的实墙, 让空间更开阔, 利用重量轻、隔音好的材料进行功能分区。使空间的实用功能多样化, 一物多用, 节省掉一些不必要的浪费的空间。

中小户型房间的颜色要更为明亮, 浅色的色调会使得空间更为开阔, 简单的材质 (如玻璃) , 也是增大空间比较好的一种装饰材料。在中小户型空间的选色, 也可以考虑选择中性色调和浅色调的来进行软装搭配, 这种色调会使得空间更有延伸性。

每个房间的采光、通风是要保证到位的。通常来说, 采光比较好的房间视野会更大一些, 所以房间要尽量接纳直接采光。可以扩大窗户的尺寸, 或者使用透光性比较强的材质, 就使得空间更为敞亮, 使空间具有层次感。小户型的房间要保证整体层高, 减少吊顶面积, 减少吊顶占用的空间。客厅和卧室最好靠南, 厨房卫生间的位置通风一定要保证。

(二) 空间“隐形”

居室的设计要多花一些心思, 看到的位置要扩大它的实用空间, 在一些隐形空间里大量使用多功能家具来进行空间布局, 巧妙的增加整体空间的利用率, 增加更多的储物空间。想要让空间看起来整洁, 就需要有完整的储物空间, 这个就需要按照业主的实际情况来安排储物空间。小户型空间本身比较小, 储物空间就需要隐藏在整个环境当中;柜体可以直接到顶, 可以与墙体材质统一, “隐形”与墙体中;不放弃任何一个角落, 洗手台, 走廊顶面都可以做储物空间。

室内家具的灵活运用。空间太小会让人心情烦躁, 我们可以利用家具和空间的组合, 为生活增添色彩。家具可以考虑折叠式、隐藏式家具, 量身定做可以更大满足业主的需求。比如, 选择带滑轮的家具, 后期可以随心移动, 灵活多变。卧室里也可以考虑榻榻米形式的设计, 床下就是超大的储物空间, 保留抽屉, 取放方便。床下也可以考虑开和形式, 存放较大的行李箱、被褥。储物空间和家具一体化的设计, 合理的利用了空间, 达到最好的效果。

因地制宜地拓展空间。充分利用每一处空间, 加大房间内部的利用程度, 可以向房间本身来借空间用。因地制宜的运用空间, 要全面, 更要简练。设计师要先考虑房间的空间布局, 使房间看起来非常大。可以考虑使用墙面以及立体空间, 使本身不大的空间得到三维利用, 使空间发生质变。

(三) 空间“扩张”

空间改动之后可能会使空间尺寸比想象中还要大。每个房间都有它各自的功能特点。空间结构的多变性, 让人在一个很狭小的空间里, 却忘掉了置身小空间的感觉。根据不同业主的不同的要求, 满足每一个客户的生活需求。推拉门形式是变化空间的方法。在一个空间里, 不同的家具变化就是让空间有了不同的使用方式。

总之, 室内设计就是利用设计手法和美学, 使得空间功能布局更加合理, 同时也满足房东从物质到精神层面的要求。一个好的设计方案, 不在于说房间面积大小来决定, 而是看能不能更好的达到实用和美观相结合的效果。这样, 空间结构的改动, 和空间结构的规划就成了一个很重要的内容, 也是小户型结构设计的基础要求。创造功能强大、环境优美的家装效果。小面积的户型是当今社会的需求, 所以它相对大户型面积来说的话, 它的设计就需要更加精致、考虑细节。如果设计师的想法独到, 设计又比较合理, 就会使小空间的户型达到麻雀虽小, 五脏俱全的效果, 在一定的空间里使空间实用性放大, 达到一个独特的效果。

参考文献

[1]宋源.中小户型的精密设计[J].建筑学报, 2003 (3)

[2]周燕珉.住宅精细设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

复合功能空间 第5篇

随着空间技术的迅速发展, 空间机器人的作用日益重要。利用空间机器人系统进行空间站的日常维修以及大型空间站的在轨组装工作, 可避免宇航员暴露于危险的太空环境中, 从而大大节省费用。此外, 由于在太空环境中所能携带的系统控制燃料有限, 使用载体位置、姿态均不受控制的空间机器人系统可减少控制燃料消耗, 进而延长空间机器人系统有效使用寿命。因此研究机械臂操作期间载体位置、姿态均不受控制的空间机器人系统的动力学与控制问题有着重要的实际意义。

由于空间机器人系统的载体为自由漂浮状态, 其位置及姿态的控制系统在机械臂操作期间处于关闭状态, 系统严格遵守动量及动量矩守恒关系, 因此空间机器人系统的机械臂与载体之间存在着强烈的动力学耦合关系, 其动力学与控制问题也远较地面固定机器人复杂[1,2,3,4,5,6]。空间机器人系统为非完整动力学系统, 且其动力学方程中的惯性参数不符合惯常的线性规律, 因此其控制器设计难度极大, 特别是在系统参数存在未知的情况, 地面机器人中基于惯性参数线性关系的自适应、鲁棒等控制方法难以在此直接应用。在此类空间机器人控制系统的研究中, Walker[7]研究了载体位置不控、姿态受控为固定不变情况下空间机器人关节运动的自适应控制问题;马保离等[8]则讨论了同样条件下, 空间机器人末端运动的自适应控制问题;Gu等[9]针对载体位置及姿态均不受控的情形, 提出了自适应控制的标准形式增广法;陈力等[10,11]则进一步改进了增广变量法, 设计了空间机械臂载体与关节协调运动的自适应控制方法及鲁棒自适应混合控制方法。

但值得注意的是, 文献[7,8,9,10,11]均仅针对单臂空间机械臂系统。与单臂空间机械臂系统相比, 双臂甚至多臂空间机器人的承载能力更大, 定位精度更高, 而且抓取载荷也更加稳定。但由于系统又同时增加了各个机械臂之间的动力学耦合及干扰, 双臂空间机器人控制系统设计的难度也就更大。由此本文将讨论载体位置与姿态均不受控制情况下, 具有未知参数的漂浮基双臂空间机器人系统的复合自适应控制问题。

1 漂浮基双臂空间机器人系统动力学分析

不失一般性, 以做平面运动的自由漂浮双臂空间机器人系统为例, 系统结构如图1所示。该系统由漂浮基B0、两个对称的机械臂以及末端载荷P2、P4组成, 其中机械臂一由杆B1、B2组成, 机械臂二由杆B3、B4组成。建立平动的惯性坐标系 (Oxy) 及各分体Bi (i=0, 1, 2, 3, 4) 的主轴坐标系 (Oixiyi) , 其中O0与载体B0的质心OC0重合, Oi (i=1, 2) 为连接Bi-1与Bi的转动铰中心, O3为连接B0与B3的转动铰中心, O4为连接B3与B4的转动铰中心, xi (i=1, 2, 3, 4) 为机械臂Bi的对称轴。OCi (i=1, 2, 3, 4) 分别为Bi的质心。设O1与O0在x0轴上的距离为a, 在y0轴上的距离为b, 杆Bi的长度为li。mi、Ji (i=0, 1, 2, 3, 4) 分别为各分体的质量和中心惯量;mP2、mP4和JP2、JP4分别为末端载荷P2、P4的质量和中心惯量。OCi与Oi的距离为ai (i=1, 2, 3, 4) 。C为系统的总质心, undefined为系统的总质量。

设各分体沿 (x, y) 做平面运动, θ0为载体B0相对惯性坐标系的姿态角, θ1、θ2、θ3、θ4分别为机械臂各个关节铰的相对转角;ri (i=0, 1, 2, 3, 4) 为各分体质心OCi相对于O的矢径, 机械臂末端爪手相对于O的矢径则为rPi (i=2, 4) 。

由于系统处于微重力空间中, 重力势能可以忽略, 利用双臂空间机器人系统的动量守恒关系及拉格朗日方程, 可得到如下欠驱动形式的漂浮基双臂空间机器人系统动力学方程:

式中, D (q) 为55的对称、正定质量矩阵;undefined为包含科氏力、离心力的5阶列向量;τ为机械臂 4个转动铰控制力矩所组成的4阶列向量。

undefined为55阶矩阵, 其元素hij满足

且对任意变量z∈R5有如下关系式存在:

由于动力学方程 (式 (1) ) 中耦合了系统动量守恒关系, 矩阵D (q) 、undefined与系统惯常的惯性参数并非是一般意义上的线性关系, 但对其进行分析可发现, D (q) 、undefined可以对一组特定选择的组合惯性参数呈一种新的线性关系, 该线性关系将有利于我们随后的自适应控制方案设计。

2 系统运动Jacobi关系

将机械臂末端矢径rpi (i=2, 4) 对x、y投影, 可得点P2、P4的位置坐标为

式中, xC、yC为系统总质心的位置坐标;L5j、L6j (j=0, 1, , 5) 为系统惯性参数的组合函数;ej为主轴坐标系 (Ojxjyj) 的基矢量。

为了得到系统的运动Jacobi关系, 将式 (4) 对时间t求导, 可得

很明显, 该系统的运动Jacobi关系也可以表示为系统组合惯性参数Lij的线性函数。如果要得到系统末端爪手线速度与机械臂关节铰之间的广义Jacobi关系[12,13], 则必须再利用系统的动量守恒关系来消去式 (5) 中的undefined项, 但由此得到的系统广义Jacobi矩阵却失去对系统组合惯性参数的线性关系, 这也将给具有未知参数的双臂空间机器人控制系统设计带来进一步的困难。因此, 我们保留了系统Jacobi关系与undefined相对应的项, 并采用增广变量法来进行控制系统设计。

3 增广变量法

为了能直接使用式 (5) 中与系统组合惯性参数保持线性关系的系统运动Jacobi关系, 我们扩展系统原有的输出undefined, 定义undefined为系统新的增广输出变量, 则系统增广输出速度变量undefined与系统广义速度变量undefined之间满足如下关系:

式中, I为一阶单位阵;0为14阶零矩阵。

定义undefined为系统的增广期望输出向量, 其中undefined为双臂空间机器人系统两个机械臂末端爪手在惯性空间的期望运动轨迹;并定义er= (XD-XP) 为期望轨迹与实际轨迹之间的误差, 则Y与YD之间的增广误差向量e可表示为

若Jr非奇异, 则矩阵J可逆, 定义系统的参考关节角速度undefined为

式中, undefined为参考模型中相应的J矩阵;K1为任选的对称正定常值矩阵。

并定义系统的实际关节角速度与参考关节角速度之间的增广误差为

将式 (7) 、式 (8) 、式 (9) 代入式 (6) , 可导出系统的误差方程:

式中, Φ1、undefined分别为J、undefined中系统惯性参数的待估计参数值和可调参数值。

将式 (8) 对时间t求导可得参考关节角加速度

利用式 (9) , 式 (1) 可化作

4 复合自适应控制

设计如下增广控制输入规律:

式中, undefined、undefined分别为参考模型中相应的D、h矩阵;K2为44阶任选的对称正定常值矩阵。

其中参数δ的作用在于确保式 (13) 中第一式右端恒为零。

将式 (13) 的控制规律代入式 (12) , 可得

式中, W2为q、undefined、undefined、undefined的不含待估计参数的函数矩阵;undefined2为系统参数不确定所引起的真实模型与参考模型间的参数误差向量;Φ2为系统真实模型中从D, h分离出的不确定参数的真值;undefined为系统参考模型中从undefined、undefined分离出的不确定参数的不精确估计值。

定理 若双臂空间机器人系统的载体姿态、角速度及角加速度θ0、undefined、undefined可测量或计算得到, 则控制输入规律 (式 (13) ) 和如下参数自适应调节规律:

可保证

undefined

证明 设undefined为无扰运动, 式 (10) 及式 (15) 为受扰运动方程, 选择如下正定函数作为准Lyapunov函数V:

计算V的通过动力学方程构成的全导数undefined并利用式 (10) 、式 (14) 、式 (15) 及关系式 (2) 有

其中, K*=diag (1, K2) 。显然, undefined是e和undefined的二次型, 因为J有界, 因此当参数γ选择得足够大, 当且仅当undefined时可保证undefined。

分析 由于undefined, 且V有下界 (为零) , 则当t+∞时, V趋于某一正定数, 所以在区间t∈[0, +∞) 内V是有界的。因为D是对称、正定的, 则由V的定义可导出e和undefined亦有界, 从而undefined、undefined、undefined有界, undefined1、undefined2也有界;由式 (14) 可知undefined也是有界的。由于undefined、undefined、J、undefined是有界的, 故undefined在区间t∈[0, +∞) 内是一致连续的;那么由V有界及undefined不变号undefined可以得知, undefined。则由 (17) 可知, undefined。证毕。

因此, 控制输入规律 (式 (13) ) 和参数自适应规律 (式 (15) ) 可有效地控制双臂空间机器人系统渐近稳定地追踪由XD所描述的惯性空间期望轨迹。

5 仿真分析

以图1所示做平面运动的自由漂浮双臂空间机器人系统进行数值仿真运算。系统的具体惯性参数如下:l1=l2=l3=l4=3.0m, a=b=1.0m, a1=a2=a3=a4=1.5m;各分体质量m0=40kg, m1=m2=2m3=2m4=2kg;中心惯量矩J0=35kgm2, J1=J3=1.5kgm2, J2=J4=0.75kgm2;机械臂末端抓手所持载荷的质量及中心惯量矩分别为mP2=mP4=2kg, JP2=JP4=1.25kgm2。

在仿真过程中, 运动的初始值均取为θ0 (0) =0.1rad, θ1 (0) =0.2rad, θ2 (0) =2rad, θ3 (0) =2.8rad, θ4 (0) =4.4rad;仿真时间为t=20s。仿真时假设载荷的质量及中心惯量矩mP2、mP4和JP2、JP4未知, 并假定它们的初始估计值均为0。设双臂空间机器人两个末端爪手的期望运动规律分别为

undefined

undefined

仿真中的待估计参数向量Φ1有11个分量, Φ2有19个分量, 均为包含mP2、mP4、JP2、JP4及其他已知系统惯性参数的组合函数。利用式 (13) 和式 (15) 给出的自适应控制方案进行系统控制仿真运算, 图2和图3所示分别为双臂空间机器人右臂末端爪手和左臂末端爪手期望运动轨迹与实际运动轨迹的比较情况;图4和图5所示为此期间双臂空间机器人载体姿态角θ0及机械臂各个关节角θ的变化情况。自适应规律 (式 (15) ) 虽然并不能保证待估计参数向量收敛于其真值或某一常值, 但仿真结果表明了该自适应律能保证系统的跟踪误差收敛到零。

6 结论

(1) 结合系统总质心定义和第二类拉格朗日方程, 所得到的漂浮基双臂空间机器人系统动力学方程可由一组选定的系统惯性参数线性表示;利用增广法, 系统的广义Jacobi矩阵也可以表示为一组惯性参数的线性函数。

(2) 利用系统动力学方程及Jacobi矩阵对一组选定的系统惯性参数的线性关系, 可设计出具有未知参数的漂浮基双臂空间机器人系统跟踪惯性空间期望运动轨迹的复合自适应控制方案。

(3) 对一平面双臂空间机器人系统进行数值仿真计算。仿真结果表明, 本文提出的复合自适应控制算法能有效地消除载荷参数未知对控制精度的影响, 有效地控制双臂空间机器人的两个末端爪手稳定地追踪惯性工作空间的期望运动轨迹。

医院复合型过渡空间的设计与实施 第6篇

复合, 英文Recombination, 化学术语意为再结合。与灰空间强调形态相比, 复合型的过渡空间更关注使用状态, 是综合满足医疗需求和非医疗需求的新型医院空间。功能的多元、重叠并在此基础上形成的优化作用, 使空间具有综合性、多样性和舒适性, 呈现生机和活力感。复合型医院过渡空间主要包括室内外过渡空间、以医疗街为代表的交通过渡空间和功能过渡空间3种类型。

复合型的室内外过渡空间

即传统意义上的“灰空间”, 是建筑与城市及周围环境之间的过渡, 可以有序地组织人流、高效地利用土地, 还可以形成鲜明的建筑造型特点。

*入口过渡空间

入口是医疗功能与城市空间对接的原点, 其设计关键是空间尺度和交通组织。过渡方式有门廊式、层叠式广场两种。潍坊益都中心医院主入口的门廊为城市尺度的大空间, 作为进入医院的接引空间, 入院车流主要被限定在门廊前, 人群被继续引导至檐下各个建筑入口, 便于人车分流与接引入院人流。

青岛西海岸医疗中心利用地形高差, 以层叠式广场联系两个方向的入口, 使主入口与急诊入口位于连续地面上。车流控制在主广场外侧, 通过缓坡连接次广场, 有效疏导了院前交通。主广场在入口一侧形成较高的平台, 作为步行广场, 临空处做灌木绿化带柔化台地落差, 延续了视线和空间感受, 成为人们停留和观景的所在。

*下沉和屋顶过渡空间

因城市可建设用地紧张, 医院床均用地减少, 医院建筑的地下、屋顶空间需得到充分利用, 下沉庭院和屋顶花园应运而生。设计中应与相关功能结合, 关注下沉和屋顶空间的可达性与私密感, 营造景观的地面感, 避免对下沉、屋顶空间形成封闭、厌高的隔绝心理, 实现临近“首层”化的感受。

西海岸医疗中心负一层西侧开挖8m宽的下沉通道, 提供自然采光通风并作为物流通道, 也为二期地下扩建提供了便利。后勤管理部分设置下沉式通风采光井, 井帽出地面处以灌木绿化带隔离周围的停车, 保证后勤办公人员的工作独立性。屋顶花园则将楼梯间抬高90cm, 出交通核后需要下两步到达屋顶花园, 以高差营造出到室外庭院的感觉。

潍坊益都中心医院门诊楼屋顶利用架空层改变了顶层房间的热工性能, 隔离了高层视线, 可作为医护人员活动场所, 将来可作为扩建空间, 用于医院的继续发展且减少再投入。

复合型的交通过渡空间

医院功能分区复杂、科室众多, 交通空间将繁多的功能单元联系起来形成一个正常运转的医院。交通空间是医院肌体的经络, 极其重要。以医院街为代表的复合型的交通过渡空间可以更好地胜任这个工作, 使医院运营更高效、更人性化。

*医疗街向复合型发展的趋势

医疗街是医院空间结构的骨架, 依据功能分区和医疗流程而设计, 是提高医院运行效率和使用品质的关键。医院空间结构是医院建筑的内在机制, 是各种实体与非实体要素在医疗模式与时空中的有机联系, 包含使用需求、功能关系的分布与运行。国内高度集中的医疗模式和运营方式, 使大型医院对医疗街空间的集约化与功能的复合性要求较高。传统医疗街模式用走廊和大厅作为单纯的交通纽带联系起封闭自足的功能单元, 已远不能满足要求。医疗街将随着各种需求的有机结合而更新, 成为具有社会心理和行为的可达性、功能的包容性、空间利用的高效性的复合型交通空间。

*医疗街的功能整合

益都中心医院以“H”型医疗街整合门诊、病房和医技三区, 多个开放尽端利于功能共享和建设分期。主入口大厅与中庭营造出充满放松感和立体化的空间, 减弱了分层的割裂感。横向连廊缩短了门诊至医技的流线, 便于医技资源共享。连廊以电梯核划分中庭空间, 具有很强的识别性与竖向联系功能, 减弱了医疗街的单调感, 患者能在体量庞大的门诊楼内迅速找到目的科室, 完成医疗活动。

西海岸医疗中心医疗街的“┠”型分支与负一层联动。主街串起“品”字形布局的门诊、医技、病房, 分支利用高差联系负一层的急诊厅。急诊厅有两个方向的入院人流, 一是来自广场的步行人流, 二是来自地库的乘车患者。负一层使用全玻璃隔断划分空间, 人们可由地库直接到达急诊厅, 或由交通核到达门诊层。急诊厅以自动扶梯连接主街及位于上层的儿科。分支的联动作用均衡了入院人流的压力, 最大程度地减少了乘车患者的就诊距离, 提高了地下空间的使用效率。这是医院建筑借鉴城市综合体分层分流、功能交叠等设计方式的成功案例。

西海岸医疗中心的医疗街还留有适度的功能增容空间。医技一侧医疗街宽8m, 局部加以放宽, 建成后院方用作展廊, 布置了院史展览。门诊一侧医疗街宽12m, 其中有4m宽为书刊阅览、健康咨询、保健服务等功能预留。入口大厅面积为1200m2、高3层, 宽敞明亮。考虑大空间多功能化使用, 可将其作为大型公益活动的场所。

*医疗街的空间整合

西海岸医疗中心医疗街在中庭布置扶梯和全景式竖向电梯, 以服务核心整合疏散楼梯、设备间与卫生间, 服务核心之间是完整的候诊厅和服务厅。医疗街的功能呈现渐进的序列:竖向交通核每层水平交通一次候诊二次候诊, 对应空间序列的渐进:景观式中庭每层水平通廊服务空间科室走廊。空间整合的关键是按照分流与候诊的活动流程, 以服务核心划分空间层次, 界定交通人群和候诊人群的活动范围。

复合型的功能过渡空间

复合型的功能过渡空间是指在门诊、医技、病房等医疗单元中, 为了实现人性化理念、方便各种人群的综合使用和提高空间利用率, 将功能优化与空间设计有机结合而形成的功能性空间。全方位地营造这一类空间, 将使医疗更加人性化、医院更具品质感。

*流程细化的功能过渡空间

在医疗流程中增加一些过渡性节点, 可使流程更顺畅、更紧密、更人性化。例如西海岸医疗中心检验科采样厅依据采样-编号-检验-取单的流程, 在窗口尽端布置短廊和卫生间, 作为专门的体液采样区, 患者采样后直接交窗口编号, 无需来回穿越大厅, 从而减少样本传递距离, 缩减编号工作量。为便于样本传递, 采样厅与卫生间的位置关系由远距隔离发展到传递窗式, 现已继续改进为更迅速的直接传递式。

西海岸医疗中心的检查科室在护士站对面设计了病员更衣室和无性别卫生间, 以便就诊者使用。类似的还有于ICU入口区布置的陪护家属专用休息隔间, 家属可以24小时在此等候、休息, 极大地方便了家属, 也利于医生与家属的沟通。

*多样化的功能过渡空间

医院功能复杂, 使用空间种类很多, 有时即使面积充足, 由于使用频率和功能相连的因素, 并不需要为每种功能都设置一个房间, 可以设置功能多样化的空间, 在同样面积情况下更好地满足各种需求。

护士站是病房楼空间和功能的中心, 患者与医护人员、家属与医护人员、医护人员之间的一些交流需要在此进行。上海瑞金医院的病房楼护士站基于这种考虑, 在护士站背后将医护走廊局部放宽, 形成便于交流的功能过渡空间, 用半透明玻璃隔断使其和护士台分隔, 放置办公桌和小会议桌, 患者、医生、护士和家属的咨询、讨论、示教、会议等可以在这里进行。由于它位于病房和医护办公区之间, 既不影响功能分区, 又方便各方使用。开放式和集约式的设计使功能灵活又多样, 患者和家属获得了心理安全感和优质的医疗服务。

西海岸医疗中心急救中心的急诊大厅, 是另一种类型的功能过渡空间。平时作为交通空间, 遇到需集中处理的紧急群体事件时, 可作为接待、预处理、分流的场所。考虑到紧急使用的需要, 其面积设计为540m2, 比单一功能的标准有所提高。

*适应改造调整的功能过渡空间

在医院建设中, 具有一定适应性的空间易于经过改造后实现功能调整。西海岸医疗中心采用模块化设计, 形成门诊模块、医技模块、病房模块。将交通核、设备井、卫生间等服务空间贴边布置, 获得可以灵活使用的主体空间, 为以后功能调整提供条件。由于柱网模数统一, 各模块间有时可以互换位置以调换功能的分布。

复合功能植被顶板集成创新技术研究 第7篇

关键词：复合功能植被顶板,超厚复合层,耐根穿复合胎基,树池种植

1 背景

我国城市新建民用建筑应当按照国家规定修建人防工程。还对小区绿化环境标准作了规定:新区住宅建设的绿地率不低于30%, 旧区不低于25%, 绿地空间应包含一定数量的活动场地, 并布置坐椅、铺装地石等设施, 以满足居民休息、健身的需要。

对于高层建筑而言, 既要满足法律规定的人防、绿化要求, 又要满足居民对于停车位的需求, 人防地下室 (车库) 复合功能植被顶板, 作为在有限的城市空间里充分利用闲置空间提高绿色覆盖率的最有效方式, 已经成为高层建筑群架空地面的大趋势被普遍采用。国内现有的复合功能植被顶板的做法很有限且不成熟, 实际应用中存在保护层裂缝, 顶板渗水、漏水, 顶棚脱落, 种植区下部顶板被植物根系穿透致使防水、保温甚至结构层遭破坏, 屋顶面使用寿命缩短等诸多问题。在大力发展复合功能植被顶板的今天, 如何设计出可靠的复合功能植被顶板系统, 选用复合功能植被顶板系统材料时, 是否可以继续延用常规的做法, 已成为摆在面前的棘手问题。

2 研究特点及技术路线

笔者在阅读了大量有关复合功能植被顶板的文献后, 发现已有文献大多是从设计方面和选用材料方面出发, 很少有文章提及到施工做法, 本文在此基础上, 针对复合功能植被顶板常见的质量问题, 从施工方法与工艺方面提出一系列集成处理措施, 以保证复合功能植被顶板的功能得以最大程度的发挥。具体研究技术路线:阅读文献、收集资料、实地考察探讨复合功能植被顶板常见的质量问题分析施工质量问题导致的损害提出复合功能植被顶板集成创新技术与国内外同类技术水平进行比较, 提出创新点实例研究。

3 复合功能植被顶板施工质量问题

调查研究表明, 复合功能植被顶板施工主要存在混凝土防护层裂缝、植物根系穿透、顶棚渗水脱落、顶板上满铺植被荷载较大等质量问题。

3.1 混凝土防护层裂缝

近年来, 随着建筑工程规模的日趋扩大, 地下室建筑物越来越多, 并向大面积、大荷载方向发展, 结构形式也日益复杂。复合功能植被顶板属超长、超宽混凝土结构, 因此, 其混凝土裂缝问题一直是工程领域研究的热点之一。据有关资料统计, 国内外钢筋混凝土结构工程中, 裂缝率达15%~70%[1]。

复合功能植被顶板裂缝一般可分为荷载裂缝和变形裂缝, 在工程实践中, 大部分裂缝对其结构安全没有影响, 但影响其外观效果及防水功能。随着建筑的商品化, 消费者对混凝土裂缝的投诉越来越多, 带来的不仅仅是延误工期、经济损失, 还有精神负担。因此, 受到建筑开发商、施工企业和工程质量监督方等各方面的高度重视。

如何减少复合功能植被顶板的裂缝, 延长建筑材料的使用寿命, 减少后期维护成本是工程界亟待解决的问题之一。

3.2 植物根系穿透

在顶板上进行绿化, 不单是种草、种灌木, 而且还要种植高大乔木。植物根系的生长都具有向水性和向下性, 在生长的过程中, 对处于下部的防水层产生穿剌, 普通沥青基防水卷材对植物根系近乎没有抵抗能力, 现在常用的耐根穿剌复合铜胎基防水卷材中, 卷材与铜基线膨胀系数不同, 热熔施工后, 如果施工方法不当, 会导致翘边或者曲边问题, 同样阻止不了植物根系的穿透作用。

植物的穿透作用对顶板的破坏主要体现在2方面:

(1) 植物的根系扎入屋面突出物或女儿墙, 造成漏水;

(2) 植物根穿透结构层而造成更为严重的结构破坏。

如何防止种植区下部的顶板被植物根系穿透, 是复合功能植被顶板施工中最重要的一个环节。

3.3 顶棚渗水脱落

复合功能植被顶板顶棚脱落是工程质量通病之一, 虽然这种问题不会影响整个结构的安全, 但是给住户的生活带来不便是不可忽视的, 轻则影响美观, 重则发生顶棚抹灰层脱落伤人事件。导致复合功能植被顶板脱落的原因众多, 既有材料采用不当的因素, 也有复合功能植被顶板施工工艺不当的原因。复合功能植被顶板一旦发生裂缝、植物根系穿透的问题, 就极易导致渗水漏水问题出现, 从而导致顶棚脱落现象的出现。因此, 从施工工艺上改进复合功能植被顶板技术是工程界研究的重点。

3.4 顶板上满铺植被荷载较大

屋顶载荷能力关系到建筑安全问题, 与之相关的是栽培基质的类型, 如果使用大量的土壤势必会增加屋顶的负重[2]。以往的工程通常在复合功能植被顶板上进行满铺植被, 不仅自然土本身的自重很大, 同时在顶板上种植的灌木、乔木、花卉、草坪以及其它植物景观的荷载也会很大, 这就导致顶板本身质量过大。如果荷载超过建筑顶部设计荷载, 将会导致屋顶结构处于危险的状态, 同时, 顶板上满铺植被也会增大地下室顶板渗水的可能性, 这种在顶板上满铺植被的施工方法亟需改进。

4 复合功能植被顶板集成创新技术

4.1 超厚复合层界面处理

复合功能植被顶板一旦出现裂缝, 极大可能产生渗水、漏水、脱落以及腐蚀问题, 这直接影响了建筑物的使用性与耐久性, 为了减少复合功能植被顶板上裂缝问题的出现, 本文提出构造超厚复合层, 由下往上采用防霉乳胶漆涂刷、重载抗渗顶板防缩裂浇筑、分层找平、保护层混凝土加钢筋网片等一系列技术集成 (见图1) , 超厚复合层能够极大提升复合功能植被顶板多层复合的施工质量, 防水层材料、连接处和其它材料热胀冷缩的温差和变化速率降低, 减少裂缝的出现, 延长建筑材料的使用寿命, 减少后期维护成本。

4.2 耐根穿剌复合胎基施工技术

复合功能植被顶板系统复杂, 需设置防水层、排水层、蓄水层及过滤层等, 防水层一般处于最下面一层。如果忽略了植物根阻拦层的设置, 植物根穿透防水层, 将会导致结构层大面积渗漏, 必须进行及时维修, 如果情况严重, 就必须更换防水材料, 此时需全部铲除植物层及土层, 排水层及过滤层等, 增加连带损失高出使用优质材料成本的6~8倍[3]。

种植屋面有2道防水层, 耐根穿刺防水层必须设置在普通防水层的上方才会有效[4], 本文提出的耐根穿复合胎基施工技术, 选用SBS改性沥青防水卷材和有耐根穿作用的复合铜胎基防水卷材作为防水层, 热熔施工、辊压铺贴, 实现防止种植区下部的顶板被植物根系穿透, 保证保温层、防水层与结构层安全的功能目标。施工技术创新要点如下:

(1) 施工流程:节点部位加强处理铺贴SBS改性沥青防水卷材附加层热熔铺贴SBS改性沥青防水卷材热熔封边铺贴耐根穿复合铜胎基防水卷材附加层热熔铺贴耐根穿复合铜胎基防水卷材热熔封边蓄水试验。

(2) 铺贴防水卷材附加层。在细部构造部位 (如平面与立面的转角处、女儿墙泛水) 铺贴1层附加层防水卷材, 附加层宽度和高度均不小于300 mm。

(3) 热熔铺贴防水卷材。将火焰喷枪点燃, 加热基层与卷材交界处, 加热要均匀, 喷枪距交界处30 cm左右, 往返加热, 均匀加热至卷材表面开始熔化并呈光亮黑色状态时, 即可边熔融卷材涂盖层, 边滚铺卷材, 在滚铺时立即排除卷材下面的空气, 并用重力式铁辊辊压粘贴到基层上。

(4) 同层相邻两幅防水卷材的短边接缝及上下两层卷材之间的所有搭接缝应相互错开1/3~1/2幅宽, 避免多层接头重叠而使得卷材粘贴不平服。

(5) 热熔封边。将防水卷材搭接缝处用专用喷枪加热, 火焰的方向与操作人员前进方向相反, 在边缘挤出沥青时, 趁热使二者粘结牢固, 先封长边, 后封短边。

4.3 天棚网格布找平层刮糙技术

传统抹灰技术抗拉强度低, 一旦地下室顶板出现渗漏、受潮现象, 顶板不可避免会发生顶棚脱落, 为了提升地下室顶板抹灰的抗拉强度, 本文提出天棚网格布找平层刮糙技术, 采用加衬耐碱玻纤网格布的顶板天棚刮糙, 能够有效防止顶棚脱落, 避免给居民带来的人身财产安全问题。具体施工中应注意以下几点:

4.3.1 铺贴耐碱玻纤网格布

(1) 检查耐碱玻纤网格布出厂合格证及检测报告。

(2) 压入耐碱玻纤网格布。两人合作, 采用仰式胶辊将网格布紧绷后压于底层抹面砂浆上, 再用抹子由中间向四周把网格布压入砂浆的表层, 要平整压实, 严禁网格布褶皱。网格布不能压入过深, 必须暴露在底层砂浆表面。

(3) 网格布前后搭接宽度不小于80 mm, 左右搭接宽度不小于100 mm。对搭接部位再次进行抹压, 力道适中, 既不能压入过深, 又要保证网格布搭接部位不脱落。

(4) 底层抗裂聚合物砂浆初凝后, 在其表面喷涂1层抗裂聚合物砂浆, 厚度为1~2 mm, 保证网格布均被覆盖, 微见网格布轮廓。

4.3.2 涂刷乳胶漆

涂刷乳胶漆, 一底两涂。为了防潮防霉, 选用具有防霉效果的乳胶漆, 采用1层底漆, 2层面漆的新型喷涂方法涂刷。

(1) 基层处理。铲除灰块、浮渣等杂物, 清扫干净浮砂、灰尘;用水与界面剂 (配合比为10∶1) 的稀释液滚刷1遍;晾干后用嵌缝腻子将底层不平处填补好。

(2) 刮满批腻子。用胶皮刮板满刮, 尽量刮薄, 不得漏刮, 接头不得留槎。第2涂满批腻子的刮抹方向与前腻子相垂直;刮完后用300 W太阳灯侧照天棚面, 用粗砂纸打磨平整, 最后用细砂纸打磨平整光滑。

(3) 涂刷乳胶漆。滚涂顺序为从上到下, 从左到右, 先远后近, 先边角棱角、先小面后大面。要求厚薄均匀, 防止涂料过多流坠;上下顺刷, 互相衔接, 避免出现干燥后接头。滚子涂不到的位置, 需用毛刷补充, 不得漏涂, 随时剔除沾在墙上的滚子毛。第3遍喷涂乳胶漆。喷涂时连续迅速操作, 避免出现干燥后接头。

4.4 配土、排水与围池种植集成施工技术

传统的满铺植被做法会导致顶板本身自重过大, 同时增大地下室顶板裂缝、脱落现象, 导致渗水、漏水。为了使花草生长发育旺盛并减轻屋顶的荷载, 种植土宜选用经过人工配置的合成土[5]。本文提出配土、排水与围池种植集成施工技术, 通过选用人工基质加轻质颗粒物作为种植土, 实现复合顶板绿化专用的土壤施工, 围池种植高大乔木。

地下室植被顶板大型乔木采用混凝土种植池, 施工技术控制要点:

(1) 摊铺碎石。碎石强度不低于8级, 软硬不同的石料不能掺用。

(2) 稳压。先用压碾碾压, 碾速宜慢, 约为25~30 m/min。碾压1遍后, 用路拱板及小线绳检验平整度。稳压3~4遍。

(3) 撒填充料。将粉煤灰和石灰均匀撒在碎石层上, 用扫帚扫入碎石缝里, 然后用洒水车或喷壶均匀洒一次水。水流冲出的空隙再以砂或灰土补充, 至不再有空隙并露出碎石尖为止。

(4) 浇筑混凝土时, 坍落度控制在160 mm以内。

5 与国内外同类技术水平比较, 提出创新点

刘英和李永红[6]分析了种植屋面渗漏原因, 剖析种植屋面设计、防水材料选择、施工技术及管理对种植屋面渗漏相互影响的辩证关系, 能提高种植屋面的设计与施工质量并切实解决其渗漏。

卢欣杰[7]介绍了现行种植屋面的组成, 并对现行种植屋面构造组成的弊端进行了阐述, 从设计, 材料和施工方面提出了屋面构造的改进新方案。

万小华[8]介绍了种植屋面各构造层次的设计要点, 重点说明了卷材防水层和刚性保护层的施工工艺流程及操作要点, 指出了种植屋面施工质量控制要点。

李伶和李翔[9]介绍了德国威达种植屋面系统技术, 该技术重点在于采用根阻防水卷材解决植物根系穿透问题, 从而避免种植屋面产生漏水现象。

本文提出的复合功能植被顶板集成技术, 将重点放在易出现质量问题的构造部位, 并提出针对性的施工技术, 解决了包括渗漏在内的各种质量问题, 与国内外同类技术水平比较, 具有如下创新点:

(1) 集成了耐根穿复合胎基施工技术, 通过保护层材料选配、配筋强化、复振复抹压实施工和复合胎基热辊压工艺创新, 防止了植物根系穿透造成的防水、保温及结构失效现象。

(2) 研发了天棚网格布找平层刮糙喷涂抹灰技术, 采用加衬网格布的顶板天棚刮糙和喷涂抹灰技术, 既防止顶棚脱落、返潮发霉, 又提高了工效, 改善了作业环境。

(3) 集成配土与围池排水施工技术, 采用人工基质加轻质颗粒物, 实现复合顶板绿化专用的土壤施工, 围池种植高大乔木, 既加快灌水的渗透、余水的排放, 同时又减轻了顶板荷载, 节约费用。

6 应用实例

该复合功能植被顶板集成技术应用于青岛市开发区某项目。该项目总建筑面积约23万m2, 半地下总建筑面积8458m2, 地下总建筑面积6.3万m2, 机动车停车位1613个。

本工程采用了上述复合功能植被顶板的做法, 1年后, 经分析证明, 该施工技术能减少裂缝和穿透问题, 避免渗水、漏水情况的发生, 同时提升了顶板混凝土工程的整体性和耐久性, 无顶板脱落现象, 使用效果良好。

6.1 经济效益分析

本文提出的复合功能植被顶板集成创新技术, 技术先进可行、操作便捷, 在加快施工进度, 节省建筑成本, 缩短工期的同时, 也延长了建筑物的使用寿命, 减少后期维护成本。一次性节约了33 589元的施工成本, 经济效益显著 (见表1) 。

6.2 社会效益分析

采用复合功能植被顶板集成创新技术施工后的地下室 (车库) 顶板可以作为防水层、保温隔热层、种植绿化区、机动车通道、停车场、休闲区, 防水效果较传统的单一工艺更为安全有效。

复合功能植被顶板形成的顶板雨水截留构造, 通过植物吸收、蒸腾和太阳直接蒸发到空气中, 达到自然循环, 改善城市的空气质量, 同时也避免了大部分雨水被直接排放, 缓解了排水系统的压力, 美化环境, 具有良好的社会效益。

参考文献

[1]李刚, 葛修彬, 赵殿奎.地下室混凝土裂缝的综合控制[J].混凝土, 2011 (4) :139-141.

[2]何嘉妮, 杨丽萍.种植屋面的效用及技术探讨[J].科技与企业, 2012 (5) :137.

[3]李翔.德国种植屋面系统在中国的应用[J].城市住宅, 2008 (1) :80-81.

[4]周璟莉, 陈天朋.关于建筑种植屋面的相关研究[J].中华民居, 2012 (1) :32-33.

[5]沈春林, 王玉峰.种植屋面及其施工技术[J].新型建筑材料, 2010 (1) :60-62, 69.

[6]刘英, 李永红.种植屋面的设计与施工[J].岳阳职业技术学院学报, 2011 (11) :70-72.

[7]卢欣杰.一种新型种植屋面的设计与施工[J].施工技术, 2011 (7) :81-83.

[8]万小华.种植屋面的设计和施工[J].中外建筑, 2009 (6) :219-220.