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广州新电视塔的建筑体型与立面设计

本站原创   发布时间:2018-11-08   [点击量:859]  


摘要:建筑体型和立面设计是建筑设计中两个非常重要的部分,它们既不是在形式上的简单的表面加工或建筑设计完成后的外形处理,这些设计都是贯穿整个建筑设计的始终。本文以广州塔为例,简要分析其在体型和立面设计上的特色之处,分析其建筑体量大小、组合方式、立面及细部比例及关系处理等。

关键词:建筑体型;立面设计;广州塔


建筑体型设计的主要内容是确定建筑的外形尺寸,包括体量、比例、形状等。并根据需要对建筑群的组合方式进行确定。而立面设计主要在建筑体型的基础上对细节之处进行刻画和处理,使整个建筑形象最终完成。广州塔又名 “广州新电视塔 ” , 高600米,是目前世界第一高电视塔。其造型优美,又被民众昵称为“小蛮腰”。

1.建筑工程概述

广州塔项目用地面积约17万平方米,广州塔主塔高454米,天线桅杆高146米,总高度600米,由英国ARUP公司和荷兰IBA事务所共同主持设计,广州市设计院也参与到设计过程中。施工图的绘制由广州市设计院完成。广州塔作为广州市的地标性建筑是目前全世界已建成的最高的塔桅型建筑电视塔。分布有五个功能段和四个透空区域。总建筑面积10.2万平方米。

2.景观营造

2.1选址

城市空间是地标类建筑形成景观的重要依托,广州塔的选址采用了轴线对景的方法,与其类似的还有埃菲尔铁塔和西安电视塔等建筑。如图2所示,由其选址而形成景观感受如图1所示。


2.2建筑形体景观

广州塔主体是镂空钢结构,因采用了特殊的造型,在塔身中间形成了独特的“纤纤细腰”的感觉,刻画了南国女性的柔美形象,因唐代大诗人白居易有“杨柳小蛮腰”之句,被市民亲切的称为“小蛮腰”。这是一个非常成功的外形设计,一改过去电视塔类建筑的形象(图3),为城市增添了活泼的元素。而且塔身由7000多枚LED灯源组成的夜景灯系统也是广州塔的一大亮点,通过对塔身线条的照射,形成点、线、面组合的处理手法,配合灯光照射的组合变化,在夜晚华丽璀璨,受到了广泛的好评。


图3 著名电视塔数据造型对比

2.3 环境景观

广州塔环境景观的设计与整个城市的氛围和谐统一,既要满足电视塔的功能性需求,同时又要划分不同景观功能区域,组织景观空间序列,使得游客在尺度和空间上加深环境体验。

为了使得广州塔与周围建筑在比例上达到和谐匀称的目的,在环境景观的总体设计上以简洁有力为原则。中央广场从北向南的景观排布合理,从临江步道的闲适到绿化植被,喷泉的灵动与静怡搭配,使得开放的公园中又有着市民娱乐休闲集中活动的作用。

景观设计主要分为大、中、小三部分。在“大”的方面,主要是景观形式的变化,两端为绿化,中间是中央广场,两端的绿化又以塔为中心向四周形成扩散状。

“中”的元素主要是指在整个公园的造型设计上遵循着以椭圆为指导的原则。与广州塔的柔美造型相得益彰,处处显示着“涟漪”,“扩散”“水面”的特征,使得广州塔作为江边仙子的定位更加立体。

在“小”的尺度设计上,以亚热带树木为主,设计了许多便于市民休息的小空间和小品,营造了闲适的城市文化感,也表达了岭南传统文化中的美感。

3.结构体型特点

广州塔的结构基础是高耸结构,运用了筒中筒体系。结构部分的特点如下

3.1椭圆旋转设计

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广州塔的塔形主体是一个旋转的椭圆体。在定位图(图4)中可以清晰的看到顶层平面和内筒之间的关系。外筒部分是由钢管混凝土斜柱、圆环还有斜支撑组成。外筒柱截面形状为椭圆形。由-10米和450米两处的椭圆形旋转45度围合自然形成。(图5)


图4 定位图

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图5 结构组成图

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3.2收窄部分

-10米处标高的外筒椭圆是80*60(m),450米标高处的尺寸为54*40.5(m),在高度278.8米处结构收紧到最小,此处尺寸为20.65*27.5(m),形成了独特的“细腰”造型。

3.3内外筒的偏心布置

内筒和外筒的形心采用了偏心的布局方式,其中外筒沿着圆心有45度的偏移,所以从底层到顶层有着不同的偏心。

4.体型与立面设计

4.1体型设计

体型设计需要满足三个主要的要求:功能要求、技术要求和经济发展要求。在这三点上广州塔都充分了考虑并加以权衡了。

首先是功能要求。电视塔的主要功能是作为电视信号发射的装置,但是随着社会经济的进步,越来越多的电视塔具有了更丰富的内涵,无论是法国巴黎的埃菲尔铁塔还是日本东京电视塔,都逐渐成为了地标性建筑,地标建筑这一内涵越来越重要。广州塔在这点上突破了电视塔的功能局限,作为目前世界上最高的电视塔,广州塔内部设有观光、餐饮、办公、娱乐、展览、人防措施、会议室等多种类别的功能区划。同时满足了广播电视的基本诉求,又拓展了观光旅游、城市地标、写字楼等多种其他用途。否则以广州塔的体型来说(图3),仅仅作为广播电视的功能而建设是一种极大的浪费。

技术要求方面广州塔也具有非常大的突破,结构基础是高耸结构,运用了筒中筒体系。不仅完成了对风荷载等合理的设计,更通过对新材料Q415NH钢材的大胆使用,满足了过去设计中不能达到的强度和防腐年限。

广东省是我国率先进行改革开放的省份,在改革开放以来,经济发展取得了巨大的成就,是目前我国经济总量最大的省份。作为中国最具有创造力的地区,在亚运会期间向世界人民展现中国的新成就是必不可少的,广州塔的建成为亚运会的成功召开也贡献出自己的力量。

4.2立面设计

广州塔底部的椭圆形长轴方向与珠江水流方向一致,而在顶部的椭圆形截面里长轴方向转动了45度,与城市的南北轴线重合。这一巧妙的设计综合了美学雕塑造型,结构力学和规划等多方面因素的结果。广州塔的体量是一个椭圆螺旋扭转体。由标高-10米的80m*60m椭圆到标高450米处的54m*40.5m的椭圆旋转而成。在立面上造成不同方向多个角度的变化。结构部分包括垂直结构,环形结构和对角结构,它们共同作用在立面上,结构元素不仅是构筑的一部分,也是建筑立面组成的部分。镂空、开放的结构形式,可减少塔身的体量感和承受的风荷载,使得塔体更加纤秀、挺拔,也创造了更加丰富,有趣的空间体验和光影效果。

建筑外墙材料主要是玻璃幕墙。由于功能段的外形多为不规则的多面体,因此玻璃幕墙的版块就使用了三角形的组合最大程度上和形体结合,又和外筒的钢结构相互协调。

4.3幕墙设计


B、C、D、E功能段外形为不规则的扭转多曲面体,不可能采用弧形玻璃,经多方案研究对比,决定玻璃单元部分采用正置与倒置三角形交错的三角形分割。从几何学的角度看,三点是组成一个面的充分必要条件,因此三角形的分割可以最大限度地减少多曲面体带来的拼接缝误差。三角形的造型又与外围钢结构形成的三角形网格相协调,站在室内向外看,两组三角形网格相映成趣,形成独特的景观效果和空间效果。

三角形分割的方案确定后,进一步研究确定了:1)每层平面的幕墙分割数基本一致,即大椭圆的板块就大,小椭圆的板块就小,使幕墙立面有一种放射状外观效果,也与外围钢结构

网格的疏密收放相一致;2)同层的分割块也有大小变化,短轴部位曲率大板块就大,长轴部位曲率小板块就小,与外围钢立柱的排列方法相一致,也使幕墙与塔的形体更贴合;3)为了减少三角形板块的采用对玻璃的损耗,在玻璃板材的切割上采用了对角线切割,且三角形玻璃板块底边×高度的最大尺寸不宜超过2.12m×3.4m(图8)。由于标准层高为5.2m,因此玻璃幕墙高度定为3.4m,铝板幕墙高度定为1.8m。

结语

广州塔作为广州市的名片,它的出现不仅突破了许多工程技术难题,它出众的造型与体量更在很大程度上彰显了广州市的活力与自信。通过对广州塔的分析研究我们发现一个建筑的体型,需要与周围建筑的比例、社会经济发展、城市整体规划等相得益彰,而立面设计更是要从大的轮廓设计到细节的线条都充分考虑与体型的融合搭配。建筑设计是工程中非常重要的一环,同时它的实现离不开工程技术的发展和社会的繁荣。只有与建筑的各方面因素都和谐统一的设计,才能更好的发挥其作用。

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