文/馮磊 上海市建工設計研究總院有限公司 上海 200000
從古至今,屋面的形式大多是根據(jù)地域氣候以及功能的需要演變而成。且不談各種曲面等特殊材質的屋面,現(xiàn)代建筑屋面主要分為坡屋面和平屋面二種結構形式。
坡屋面有利于排水和除積雪。我國南方雨水多且潮濕,坡屋面可快速排雨水,不但可減少屋面漏透水問題,因為沒有積水,屋面可以保持干燥,不反潮。而在我國北方,雖然干燥,且降水量小,但冬天大雪后,沉重的積雪可順著斜坡滑落,可減小屋面的荷載。坡屋面形式靈活多樣,但施工較為復雜。
現(xiàn)代建筑最常見的建筑屋頂大多為平屋頂。設計上簡潔、靈活、造價低、施工方便、還具有空間利用價值。解決或增添了地面或室內無法實現(xiàn)的空間問題,但也就因為這個利用的問題,導致如今許多屋面上布局凌亂且不合理。
無論何種屋面形式的選擇,最初都是結合建筑立面和整體造型而確定的。隨著現(xiàn)代建筑功能的要求和發(fā)展,如今的屋面不再是單一考慮排水積雪等基本功能,屋面更多的負擔了各種空間利用的功能要求。在控制建筑占地率的同時,屋面的使用空間是有限的。除考慮屋頂綠化或停車場等特殊用途外,大多屋面都是擺放著各種設備外機,設備管溝、違章建筑、廣告牌等,就像一個沒有規(guī)劃過的社區(qū),凌亂無序。既是一種視覺污染,也是一種安全隱患。城市建筑屋面的優(yōu)化與管理是一個刻不容緩的工作。
首先對已建或改建的建筑,要宣傳和執(zhí)行屋面整治工作。拆除各類違建的構建構筑物,消除安全隱患,并結合功能及建筑風格做好改造或刷新工作。
對新建建筑來說,應該針對屋面上的設備功能、管井等進行優(yōu)化設計。做好有序擺放、合理分區(qū)、掩飾遮擋、充分利用等設計工作。
若是上人屋面,設備擺放區(qū)應盡量與上人使用的區(qū)域分開,如用欄桿、景觀綠植、或者造型隔開,避免視覺與聽覺的干擾。上海某幼兒園新建校區(qū)(見附圖一)的設備區(qū)主要位于屋面的西側,中間由一個凸起的玻璃盒狀的天窗與東側的綠植試驗田分隔,局部連通處設有欄桿及一些遮掩綠植,因為位于市區(qū)的戶外,有城市聲音的干擾,幼兒園在游玩時,幾乎察覺不到天窗另一邊有一片龐大而又吵雜的設備在運作。
現(xiàn)代建筑一般將室內容不下的大型設備、設備間、管井等置于屋面。若是老建筑改造,一般將平屋面改造成坡屋面,將之一切納入坡屋頂內,通過通風百葉或老虎窗形式做到通風排熱的效果。若是不上人平屋面,在規(guī)劃高度允許的情況下,可增加女兒墻高度,將設備放置在室外,既可通風散熱,又可以通過女兒墻遮擋設備。上海某幼兒園新建校區(qū)位于市中心,建設用地約7780平方米,建筑占地約30%,室外活動場地十分緊張。園方希望在屋面上設置一處幼兒騎行的場地。因此,我們在東北角多功能廳上方的屋面處設計了這個游藝區(qū)域(見附圖一)。因考慮到幼兒游玩時的心理以及沖撞問題,此處的女兒墻局部抬高至成人高度,女兒墻設置成實心的墻面。幼兒在區(qū)域里,完全感受不到處在20米高的屋頂上,墻面也做了結構防撞措施。這樣,從外觀看,只是建筑局部女兒墻抬高了,但在內部,則是一片既安全又刺激的戶外騎行場。
其實再難看的東西,經過用心處理,也會改變原來的面貌。鬼才高迪的作品“米拉公寓”,設計者將屋頂上難看的煙囪和通風管道設計成高低錯落、奇形怪狀的突出物,結合了建筑如波濤起伏的海面,極富動感?,F(xiàn)代建筑屋面,除大型設備外,最零散的還是各種風井管道。這些此起彼伏的突出物,大小不一,高低無序,四側還設有通風百葉,很難處理。其實在和設備專業(yè)溝通中發(fā)現(xiàn),其實有些管井可以不用垂直出屋面,可以結合立面效果就近同層貼外墻開通風百葉。也可以統(tǒng)一尺寸和高度,在距離范圍的允許下,集中布置。這些優(yōu)化工作往往需要各專業(yè)溝通協(xié)調。還可以結合屋頂造型,隱藏在造型里,如同“米拉公寓”屋頂上的那些煙囪風管的突出物。上海某幼兒園的屋頂試驗田區(qū)域下層有三個教室的衛(wèi)生間的排氣管和風井伸出(見附圖一)。經過考慮,通過彩繪方式,結合試驗田的主題,將豎井和排氣管上畫上卡通圖案,或是一個小房子,或是一顆樹,景觀燈上畫上了蘑菇等等。并在周圍布置綠植以及告示牌隔離,景觀步道也繞開了這些區(qū)域,幼兒只可遠觀,不可靠近。
經過合理分區(qū)、結構遮擋、巧妙掩飾的設計,整個屋面變得緊然有序,但這些只是解決了靜向問題。站在一個有功能要求的上人屋頂上,也等同于站在室內樓層里,也應該考慮流線及疏散等動向問題。某集團在全國15個城市打造主題樂園,所有游樂建筑均為封閉式建筑(見附圖二、三),365天風雨無阻暢游。每棟單體內部為各種大型游樂設施,外立面根據(jù)創(chuàng)意設計成各種奇異夸張的元素,這些元素通過GRC 、FRC、TCP材質外包在土建層外面,延伸至屋頂。業(yè)主在設計最初時提出,保證第五立面的完整性。除外包裝以外,盡量保證屋面的完美性。因為很多平屋面的單體都有外包裝的造型,首先我們將出屋面的樓梯間、設備間、設備外機優(yōu)先布置在外包裝里,通過局部風口和百葉達到通風散熱效果。但屋面上還有很多隨意、零亂的落地元素造型,整個屋面猶如一個迷宮。新規(guī)范要求屋頂設消防固定窗,以便火災時消防隊員擊碎迅速排熱氣。這條2018年8月執(zhí)行的新規(guī)范,我們在質疑這條規(guī)范的真正用意時,一直在考慮消防隊員如何出屋面?如何找到這個窗?在這個迷宮里,有大型設備外機、有造型奇異的各種外包裝構件、有上人孔、有消防窗、還有零碎的若干管井,一棟占地3000平左右的屋面上多達幾十個突出物,這無非是一個流線及視線的干擾。即使不上人屋面,除設備維修人員外,還需供消防隊員救援使用。因此,我們在屋頂平面圖上,示意了就近路線,布置了安全疏散口、路線指示、救援窗位置標識等,這樣消防隊員或維修人員出屋面時,能根據(jù)示意圖清楚自己所在的位置,以及快速準確找到救援窗以及設備用房的位置。
如今,建筑師通過綠色、環(huán)保來實現(xiàn)建筑屋頂?shù)纳鷳B(tài)化。如:在建筑屋頂布置景觀花園,或者試驗田,在欣賞美景的同時,因有種植覆蓋,起到了隔熱的節(jié)能效果;合理布置太陽能光伏板(見附圖一),利用天然能源,蓄熱發(fā)電,進一步達到綠色節(jié)能的效果。
城市人口的增長,土地資源的緊張,城市發(fā)展的功能也開始逐漸增多,因此屋頂?shù)睦寐室查_始日趨加強。如:屋頂設置停車場,解決停車難題;設置停機坪,供醫(yī)療緊急救援、商務運輸、避難等民用直升機使用;娛樂游樂設施布置在屋頂,人們可在高空眺望城市全景,也可感受不同的娛樂感;若地面場地緊張,也可將體育設施場地設在屋面。
無論何種趨勢發(fā)展,設計前都應先從安全、合理性為出發(fā)點。屋面不同于地面,受限于荷載及很多不可預見的因素。因此,根據(jù)不同功能的需求,做好全專業(yè)全方位的美化設計,充分有效的利用城市建筑的第五個立面。
建筑屋頂是整個建筑物中的一部分,也同樣具有建筑表現(xiàn)力,同樣可以成為好的建筑設計的點睛只筆。可以把屋面看成一個小的總平面,看成地面場地的微縮景觀設計。不久的將來,無人機里城市的場景里,一片井然有序、生機盎然的景象。任何一個設計都有一個不斷推敲的過程,建筑的“第五立面”的美化也應該不斷的優(yōu)化完善與發(fā)展,所以我們要進行多方面綜合考慮,做好這一美化設計工作。