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地形地貌分析在园林建筑设计中的应用

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3.2.10显示了一些典型的地貌场所和对应的等高线图[13]。图3.2.10一些典型的地貌场所和对应的等高线图表3.2.4读图的经验方法3.2.2.2等高线的抽象理解在了解场地基本地形特征后,首先要合理选址。图3.2.13坡轴线除了坡轴线之外,在水岸地带,岸线的形态也是一种重要的线索。

地形地貌分析在园林建筑设计中的应用

在场地设计中,地形是场地中最重要的特征。不仅仅是由于其直接制约着园林建筑的选址、方位、尺度等,还因为它与其他各种自然条件如植被、日照等有着密切的联系。园林建筑设计师在读图和现场踏勘时,首要任务就是抓住地形特征,进而帮助勾勒建筑的选址、造型和内部空间组织的轮廓。

3.2.2.1 等高线的定义和基本特点

地形认知的第一步就是阅读等高线。等高线就是一组垂直间距相等,平行于水平面的假想面与自然地貌相交切所得到的交线在平面上的投影。等高线图就是用等高线来表示三维地形的图纸。

对地形等高线的认知,不能仅仅停留在等高距、等高线密度等基本概念上,还要能够通过阅读等高线图,获得对地形的三维想象能力。图3.2.10显示了一些典型的地貌场所和对应的等高线图[13]。有很多初学者对于建立这种三维想象能力颇感困难,这除了与其自身读图较少,缺少经验有关外,也和是否掌握正确的读图方法有关。表3.2.4总结了若干读图的经验方法[14]

图3.2.10 一些典型的地貌场所和对应的等高线图

表3.2.4 读图的经验方法

3.2.2.2 等高线的抽象理解

在了解场地基本地形特征后,首先要合理选址。园林建筑选址时首要考虑建立建筑和环境的良好对话关系。但是,自然地形是丰富多变而有机的,建筑往往是几何化的,这就要培养抽象看待地形的能力。自然形态下的地形虽然千变万化,但并非没有规律可循。通过抛弃细微变化,并将山体复杂的形态分解成若干基本构成部分,就可以发现,这些山体可以用接近几何的方式来描述。[15]

原型:等高线的线形大致有接近平直形、凸拐形和凹拐形等几种类型。(图3.2.11)平行直线段表示基本上没有凹凸变化的山体部分,部分椭圆表示凸形的山体部分或凹形的山体部分,而椭圆则可看做山丘顶部地段的原型。线和线的疏密表示了坡度的缓急。

有时山顶地段纵向较长,两侧就有可能出现接近平直的等高线。与此相对应,描述地段原型的等高线可以概括为平行直线段、椭圆或部分椭圆。如果是凸拐点,那么它们所代表的地段原型就是凸形山体部分。如果是凹拐点,那么它们所代表的地段原型就是凹形山体部分(图3.2.12)。由于地形被简化为几何形体,则面积、体积也很容易推算,在很多情况下具有足够的描述精度。但是,这种模型对于局部空间描述能力好,对于山体走势的概括性则不够强,需要配合坡轴线来综合应用。

图3.2.11 等高线线型(a)和等高线与山体坡度(b)

图3.2.12 凸形与凹形山体的等高线

坡轴线:坡轴线即等高线各主要凸拐点的连线。这种方法可以更好地把握地形的走势。主要坡轴线的曲回与延伸,暗示“气脉”。坡轴线不仅在平面弯曲,也在空间中起伏。等高线凸拐点的间距对于主要坡轴线的动势起着十分重要的作用。若等高线凸拐点的间距较长,坡轴线在空间的状态就较为舒缓,从主体部分伸出的山翼平缓地伏下,显得十分流畅;等高线凸拐点的间距突然缩短,坡轴线在空间的状态则急剧下倾,山翼有戛然而止之势;在山体坡轴线上等高线凸拐点变换了方向,就意味着坡轴线在空间中呈起伏状。坡轴线的种种变化可以与复杂多变的形态对应起来(图3.2.13)。

图3.2.13 坡轴线

除了坡轴线之外,在水岸地带,岸线的形态也是一种重要的线索。其基本线形则可以抽象简化为平直岸线、凹形岸线、凸形岸线三种类型(这里的凹凸都是指陆地相对于水体而言)。不同的基本线形对应着不同的水陆关系。平直岸线是陆地和水面在一个方向上延伸,彼此间没有凹进和凸出。严格说来,自然状态下不存在完全平直的水岸线,只要在一定的长度内,岸线线形的凹进和凸出小到足可以忽略的程度,就可以将这段岸线抽象为一段平直线。凸形岸线表示陆地伸入水体中,同时也意味着水面对陆地部分边界的围绕。当凸形岸线形成封闭的环状,水体位于岸线的外部,陆地就成为四面为水体环绕的岛屿。凹形岸线则是陆地对水面大部分边界的围合,同时也意味着水面伸入陆地之中。凹形岸线同样能形成封闭的环形,描述一片完整的面状水体(图3.2.14)[16]

图3.2.14 岸线形态类型

将山体的特征简化为坡轴线,坡原型;将水体的特征简化为岸线形态和水岸原型,可以快速有效对地形有一个整体的把握。建筑选址和布局时就可以依照这些线索进行。

3.2.2.3 选址与布局

园林建筑的选址与布局不同于一般建筑。一般建筑总会选在易于建设的场所,如中国传统民居选址时会考虑适宜人居的日照、气候、水源等因素。常选在山水之间,既近水,又保证汛期不被山洪淹没的场所,还常避开山谷底部,择处溪流的扇形冲积地或坡度较小的山之南坡。并经历千百年积累了一整套规则和范式——风水[17]。在现代,选址完成后,还会按照经济技术指标推算布局方式。在很多建筑设计相关规范中,都会给出建设的适宜坡度。如表3.2.5[18]

表3.2.5 建筑的适宜坡度

这些经验对园林建筑选址是一个重要的参考。但园林建筑往往会选择在有视觉特点的地点,起到点景、观景作用。所以园林建筑师还应能快速地抓住地形中的“景观特质点”及其相应特征,才能正确地引导后续建筑设计的选址工作。建立前述各种地形抽象模型,就是为了帮助理解地形,突出其主要特征,更好的选址。结合前述的轴线和简化地形模型,一般建筑布局时可选在如下的位置:

(1)沿地形坡轴线方向或水岸线方向。

(2)地形体积的特征点,如顶部、切线位置。

(3)地形体积变化明显或相交处,如水陆边界、陡壁,坡度突变位置。

(4)体积上具有完形需要的位置,如山坳、平坦小丘靠近顶部位置。

例如南通狼山上的组群建筑,其建筑群体布局时的基本特征就是沿山体坡轴线和水岸线布置。具体选位时,要么选在有特征的顶部,要么藏在特征不明显得山腹,以达成高者显、低者隐的良好建筑环境对话关系(图3.2.15)[19]。各个场所地形特征差别很大,不存在统一的规则。图3.2.16[20]概括了山麓、山体中部和山顶;水岸平直段、外凸段、内凹段等几种典型地形的基本特征,可以作为后续建筑设计的参考。总体而言,建筑选址和布局与地形的关系应是“顺势而为,因势利导,主次分明,显山露水”。即顺应地形坡轴线的基本走势,突出地形的主要特征或局部特点,建筑体积与地形的局部或整体体积关系要主次分明,尽可能使优美的山水成为建筑的一部分。其选址建设的具体策略分述如下:

图3.2.15 南通狼山的组群建筑

图3.2.16 山地地段的空间属性(a)和水岸地形与空间指向(b)

1)山体下部,山谷、山麓地带

山麓地带地面坡度较小,地势也较为开阔,地段包容度大,有利于建筑的展开。但另一方面,地形的体积和坡轴线方向不明显。建筑一旦出现,容易成为视觉焦点,故必须严格控制高度体量,不能过度遮挡山体。建筑轴线或序列方向应顺应坡轴线。其中,凸型地段有利于建筑物的展现,而凹型地段则易于建筑物的隐藏[21]。比较特别的是盆地和山谷这种具有明确向心性的体积,建筑的布局如果能够加强这种围合式的空间关系,则能大大提高场所的魅力。但是由于其几何形心位置排水不畅,很少将建筑放在盆地中央。(www.xing528.com)

2)山体中部

在山坡地带,地形体积感强烈,坡轴线方向明确。这一区域的建筑体积往往会和山体冲突,故具有一定的包容度的凹型地段比较适合作为建筑用地。从一定角度看去,建筑常可被山石、树木遮掩一部分,有利于山体轮廓线的维持。中国古代山地建筑就熟谙此道,所谓“深山藏古寺”“曲径通幽处”,表达了人们对于这种选址方式的倾向。至于现存的实例,南通狼山的葵竹山房在接近途中被山石、树木遮掩了一些,使得建筑施加于山体中段的唐突感得到了缓和(图3.2.17)。明智的建筑位置的选择使得利用山体形态、地段形态特征的有利面成为可能。此外,凹型地段往往使山体在此处仿佛是缺失了一部分。从完形的角度看,山体缺口的天际线上,存在着连接缺口两点的潜在连线。在这样的山坡地带进行适度的建造,不但没有强加之嫌,还起着一定的补充山体形态的作用。除了凹形地段外,山坡地带的建筑选址大多是在那些体积上特别明显或山体走势特别显著的区域,用建筑来点出或者突出地形上有特征的部位,往往以前伸的山翼、突起的陡崖等为依托。但这时建筑体量控制往往和功能之间发生矛盾。如苏州灵岩山东南山翼上的印公塔院。灵岩山翼自东南麓拔地而起,坡度较陡,至山体中部转而变缓,逶迤而与山峰主体相接。由于建筑的群体体量较大,印公塔院没有选择坡度突变的边缘部位营造,而是退向北部,前面留出较大的开阔地带[22],如图3.2.18[23]所示。

图3.2.17 葵竹山房的地段条件

3)山顶部位

山体顶部具有视线上一览无余的天然优势。此外,山顶也是重要几何位置所在。当我们观察山体形态时,由于山体的竖向肌理以及轮廓线的作用,常可感觉到某种上升的趋势,山顶部位则是这种上升力的结束部分。故其一般均为重要的建筑基址。但是由于其基地狭小,所以尤其要控制好建筑的总体量,绝对不能出现超过或压制山体体积的感觉,一般以对山体顶部点缀或完形居多。中国古代的塔作为最常见的地标性建筑,常常建造于山顶部位(图3.2.19)[24]。尤其是对于一些不大的山丘而言,与山体高度相差不是太大的塔如果设置在山麓或山体中部,成为另一个足以和山体相抗衡的视觉刺激物,显然不如将塔设在山顶部位与山体形成一个整体为好[25]

图3.2.18 灵岩山印公塔院位置

图3.2.19 塔在山上的位置

4)平直岸线地段

在平直岸线地段,沿岸线伸展方向,水体与水岸之间没有明显的凹进与凸出,尤其是在地形较为平坦的情况下,水陆关系缺乏对建筑定位有意义的参照,建筑定位往往受外部景物影响。而在岸线纵深方向,地段包容度的大小对建筑定位有直接的影响。

在平直岸线地段营造建筑,建筑易于沿岸线方向展开。在倾斜的坡地上,坡顶部位的建筑能够获得对水面的俯瞰视角,而坡底部位的建筑则能够达到与水面尽可能的亲近。欧洲莱茵河畔,河道两岸的山坡崖岸上矗立着中世纪城堡,山坡下散布着乡村集镇,两者呈现奇妙的衬托、对比之美。泛舟而下,风景如同画卷般展开,为著名的胜景(图3.2.20)[26]。平直岸线的主要问题是岸线僵直造成沿水立面造型呆板,布局时要充分利用进深,并争取立面上的变化(图3.2.21)[27]

图3.2.20 莱茵河沿岸风景

图3.2.21 平直水岸地段建筑外廓

5)凸形岸线地段

岸线的凸出部分,水岸大部分为水体环绕,水体对陆地起到了很好的背景和烘托作用,因而凸形岸线地段(当地段包容度足够大时)是滨水建筑常见的选址位置。在半岛形的地段上营造建筑,能够获得面向水面的多方向视角。同时建筑自身形象也能够在水面上得到充分的展示,并对整个水面空间界域具有较强的控制性。东南大学建筑研究所设计的福建长乐海螺塔就坐落于海岸边一块伸入水面的岩石之巅。建筑位于坡面中段,凸出的坡面起到建筑的基座和背景的双重作用,水岸的伸展方向也有利于建筑体量的展开。山东蓬莱的瞭望塔就建造在山坡的坡面而非坡顶。在获得俯瞰感的同时,后部的山坡和建筑物又能对建筑本体衬托。此外,中国传统建筑对于水体中的岛屿也比较重视。江河湖泊中的岛屿点缀于碧波之中,本身就具有很强的标志性。在其上营造建筑,可依托周围水面纯净均匀的基底,获得开阔舒展的空间界域,最终形成视觉兴趣中心。

6)凹形岸线地段

凹形的岸线,陆地对水体呈现合抱之势。当建筑沿岸线展开时就具有对水体的向心趋势,这种向心趋势使得建筑与水体的关系更为紧密,同时有利于建筑对水体的烘托与突出。尤其是在较为狭窄的地段,当水岸有坡度时,地段就更具有幽奥、隐僻、内向的属性[28]

除了前述几种外,水岸岸线和建筑之间还可以有更为丰富的关系,即建筑远离、顺应或突出岸线,一般来说,顺应是大趋势,只有当岸线过于平直时,才宜用建筑的形体打破岸线走势。如图3.2.22[29]

图3.2.22 岸线形态与建筑发展范围

3.2.2.4 断面研究

在初步确定建筑在山地上的平面布局方式后,还要进一步研究剖面关系,以确定是否可以采用这种方式。首先要根据建筑选址的大概平面位置画出剖面。如图3.2.23[30]

图3.2.23 剖面图

在作出剖面后,要根据建筑的需要,调整其位置、高低和关系,以获得较好的立面和空间组织效果。例如在威海茶室设计中,整体地形左高右低,坡轴线也为左高右低。故其建筑选址在水陆交界的边界,建筑的总体朝向也为左右向,但是建筑的尺度如何,应采用何种布局方式呢?在绘出剖面后,可以看出,最好的景象就是建筑前的水面,道路到建筑基地的高差约3m,基地两端的高差为4m。所以如果建筑布局时置于基地两端,充分利用高差,则既可以使在景区环路上的人看不到建筑凸显的形体,又可以使后侧建筑的视线不至于被前侧建筑遮挡。如图3.2.24。

图3.2.24

3.2.2.5 灾害地段的初步判断

除了上述的分析与认知外,建筑师还应能判别出地形图中有利的建设位置和容易发生地质灾害的区域。例如一般而言平地适合建设,而某些坡地容易发生地质灾害(图3.2.25)[31]

图3.2.25 某些坡地容易发生的地质灾害

3.2.2.6 结合GIS空间分析模块的辅助分析

在等高线的基础上,还可以利用GIS软件进行一系列如坡度、坡向、高程的综合分析,来帮助建筑选址、选型。如图3.2.26,显示了一个植物园内选择展览场馆和服务设施时所做的相关地形分析。分析图的综合用法详见下节。

图3.2.26 地形分析图

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