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基于行为引导的办公园区建筑缓冲空间设计研究*

2020-08-15刘燕南程晓喜林奕莹

建筑技艺 2020年7期
关键词:办公建筑空间设计气候

刘燕南 程晓喜 林奕莹

清华大学建筑学院

1 基于行为引导的缓冲空间设计背景

自从人类社会有了建筑,就有了建筑、气候和人的辩证关系[1]。人在建筑中的行为能直观反应建筑环境的品质,是判断建筑与环境适应性的重要依据。2019年版《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2019)增加了更多与人的行为相关的内容,将“安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约(节地、节能、节水、节材)和环境宜居”[2]等综合性能指标作为绿色建筑性能的评价标准,从“以人为本”的建筑性能出发,将“开发者”的视角转向“使用者”的视角,以人的角度进行设计,增进使用者对绿色建筑的体验感和获得感。

精细化研究人的行为,在不牺牲舒适性的前提下实现建筑性能的分区控制,从而减少总体能耗,是绿色建筑设计的必然发展趋势。

2 办公园区中办公行为研究及相关调研

2.1 办公行为定义及分类

由于办公建筑的公共性特点,人在办公建筑中的行为具有较强的规律性。办公行为的发生时间相对固定、可控,共性的使用时间成为办公建筑能耗较大的决定性因素。因此掌握办公行为的需求与规律,才能让空间的功能属性和物理属性适应空间中的行为,从而实现办公建筑节能的目的。

扬·盖尔在《交往与空间》中将人在公共空间中的行为划分为三种类型:必要行为、自主行为和社会行为[3]。根据这种行为分类,联系本文所研究的办公行为属性,笔者将相对应的办公行为重新定义为以下三种:1)办公建筑中的必要行为——业务行为、决策行为;2)办公建筑中的自主行为——交通行为、导入行为、公共行为;3)办公建筑中的社会行为——休憩行为、辅助行为(表1)。

2.2 办公建筑案例研究

在梳理过20个近10年来在建筑界有一定影响力的优秀中外办公建筑案例后发现,随着行业对创新、创意的重视程度不断提高,办公建筑中非传统办公行为模式的比例在逐渐增大,越来越多的办公建筑增设了丰富的人性化办公场景与模式(表2)。办公空间从简单、高效、封闭的状态逐渐变得丰富而开放,越来越多的办公环境引入了室外、半室外或室内设计室外化的处理。这些变化鼓励和促进了办公人群之间的交流。

2.3 办公行为相关调研及结论

为了进一步研究现代办公园区中办公人群的实际需求以及这些需求在时间、空间上的分布规律,笔者进行了问卷调查,调研对象由办公园区中的工作者及部分从事创意、创新性工作的工作者组成。笔者采用发放网络调查问卷的形式,共回收有效问卷270份,设定问题包括被调查者的基本情况,他们对办公环境、办公模式的需求与期望,以及工作中各行为对应空间的建筑环境要素需求和不同行为空间与自然环境关系的接受程度等。通过分析问卷得出以下结论:1)门厅、接待厅、展厅、商业等公共空间对采光的要求较高,而办公建筑中办公区

及决策空间对温度的要求较高,休憩、交通、后勤等辅助区更注重室内的通风(表3);2)办公人群对交通、休憩、导入与公共这几类空间采用室外或者半室外空间形式的接受度更高(图1)。综合两部分的结论可以得到用于办公建筑缓冲空间的行为空间类型,指导最终的绿色设计策略。

表1 办公行为特性及分类

表2 创意办公建筑典型行为空间发展趋势-1

表2 创意办公建筑典型行为空间发展趋势-2

表3 不同空间对建筑环境要素的需求

1 不同空间与自然环境关系的接受程度

3 建筑缓冲空间绿色设计策略研究

3.1 缓冲空间定义与原理

缓冲空间一直是绿色建筑领域关注的对象,它能阻止或缓解外界不利气候对建筑内部空间的影响,实现内部环境的稳定[4]。这种手段类似于传统建筑对气候适应所做出的应对手法,与其他的被动式策略相比,它更加接近于中国传统文化中的“天人合一”思想。在以被动式手段为调节策略的前提下,缓冲空间设计用最原始的方法,引入外部环境的有利部分,形成满足人体舒适感受的室内微气候环境,给予内部空间更加自然的生态感受,从而达到延长过渡季的节能策略。

3.2 缓冲空间设计形式与布局

相较于早期的“生物缓冲层”概念,本研究更关注使用者的生理、心理感受以及缓冲空间所实现的室内外能量交换和行为交流。本研究中缓冲空间泛指由室内向室外环境过渡并起到调节作用的空间,是一个相对开放的概念,其空间形式存在着多种可能性,可以根据具体情况调整。依据空间的性能可将空间分为四类(表4),而作为室内外桥梁的缓冲空间则可根据其与室外气候的联系程度,应用于其中的融入型、过渡型和选择型三种空间类型(图2)。

表4 依据空间性能特点的空间分类[5]

2 缓冲空间对应的形式与布局

(1)融入型建筑缓冲空间

融入型缓冲空间指完全融入室外环境的建筑空间,这类型空间主要以天井、庭院、露台、架空空间等形式出现。其中天井、庭院空间为内向型缓冲空间,主要作用于建筑室内空间与内部自然环境的融合,实现建筑内部微环境的稳定与交流。而露台、架空空间则为外向型缓冲空间,建筑的室内环境可以通过这类缓冲空间与外部自然环境相结合,与城市环境进行交流。

(2)过渡型建筑缓冲空间

过渡型缓冲空间一般利用建筑外界面,例如外廊、边廊、入口、架空空间等。这类型缓冲空间的开敞形式可依据不同气候而做出调整,在比较炎热的地区可直接采用开敞的过渡形式,而在北京等具有不利气候的寒冷地区,多通过中庭、边庭等可调节的室内空间实现办公建筑内外环境的过渡。

(3)选择型建筑缓冲空间

选择型缓冲空间主要用于不具备开敞条件的全室内建筑空间,它由设计者根据其空间属性而选择设计策略。选择型缓冲空间虽然没有与室外环境直接联系,但是也可以通过功能划分和构造多种缓冲形式对建筑的室内外环境进行调节。设计方法可以根据其空间性能进行优化,旨在最终实现全季节室内环境的稳定。

4 办公园区建筑基于行为引导的缓冲空间设计

4.1 行为与空间的相互作用

从环境心理学的角度出发,人不仅是空间环境中的客体,同时也对周围所处空间环境产生积极的影响。这就是W·R·艾什比(W.Ross Ashby)所说的:“一个机体,它的环境是被定义为那些周边的可变因素,这些因素的改变,既影响着这个机体,也被这个机体的行为所改变。[6]”

(1)行为对于空间的引导

当行为意向产生时,所有的行为指向都是为了把意向变成现实,转变的过程就是空间实践的过程[7]。人天生会选择适合的环境,所以合理的空间势必需要考虑人的主观性因素,以适应行为在空间中的发生。不同的办公行为对不同的空间产生不同的需求,建筑师处理不同的建筑空间不能仅仅停留在功能流线的方面,而应该根据行为空间性能的需求进行空间设计与方案权衡。

(2)空间对于行为的影响

“我们塑造了环境,环境塑造了我们。”这是丘吉尔的名言。在行为对空间进行引导的同时,空间也改变了人们的行为方式。通过分析行为与空间的辩证关系,可以基本缕清基于行为引导的绿色设计策略方法,即结合行为需求与缓冲空间的类型判断行为属性,有针对性地对办公建筑绿色策略设计做出指导。

4.2 办公园区建筑基于行为引导的缓冲空间布局与功能

根据已有缓冲空间形式的分类研究,以及本研究对办公行为的调研结论,进一步依据办公行为对于空间的需求与引导,得到最终用于办公建筑缓冲空间设计的功能行为:交通行为、休憩行为、导入与公共行为以及创意性行为等。将缓冲空间类型结合办公行为进行新的设计形式分类后发现,开敞性能高同时对物理性能要求低的空间可对应为融入型缓冲空间;而开敞性能较高、物理性能要求比较低且只能部分满足与室外进行过渡的空间可对应为过渡型缓冲空间;选择型缓冲空间则作为不具备开敞性空间的补充设计策略加以利用(表5)。将各行为空间特征及相对应的案例进行分析,可以得到以下几种行为功能缓冲空间的形式与布局(表6)。

表5 行为与缓冲空间匹配关系

表6 各行为缓冲空间形式布局

(1)具有交通行为的办公建筑缓冲空间

交通行为空间是公共建筑不可缺少的主要组成部分,虽然其使用频率高,但是大部分时间的使用密度小、停留时间较短,主要起到建筑内部功能的连接与过渡作用,具有一定的贯通性。如果在办公建筑的设计中将交通空间与周围环境有机结合,为交通行为提供不同于主要业务行为的空间感受,可以,为紧张的工作提供一种精神上的放松与调节。所以交通行为空间的开敞程度可以相对较高,在设计中应尽可能将这部分空间与室外环境融合,达到建筑内部空间与外部环境的缓冲作用。笔者结合实际案例总结发现,与交通空间相对应的缓冲空间形式多为外廊、连廊或者具有一定围护结构的庭院等。

(2)具有休憩行为的办公建筑缓冲空间

现有办公建筑中的休憩功能大多安排在室内的休息室、茶水间中,这种空间形式大多封闭、压抑,与主要业务空间的空间感受差别较小。在调研过程中笔者了解到办公人员对于休憩空间的现状并不满意,扬·盖尔在专著中曾提到:“户外活动能给人创造更加轻松自然的交流环境。”而办公建筑中的休憩行为正需要向这种更加开放、共享的模式转变。从调研结果来看,休憩空间对室内环境温度的要求不高,对室内通风有一定要求,所以可将其设置在建筑的界面空间内作为内部空间向室外环境的延伸。休憩空间的行为属性与交通空间正好相反,它的使用频率较低,但是人员停留的时间较长,对缓冲空间的利用可分为半室外形式和室外开敞形式两种,半室外形式可以利用中庭、边庭等缓冲空间,室外开敞形式可利用屋顶、露台和建筑内部天井等缓冲空间。

(3)具有导入与公共功能的办公建筑缓冲空间

对办公建筑来说,主要业务及决策空间属于相对内向型的功能空间,而入口、接待和公共活动区等外向型空间一般布置在建筑的界面位置便于与外部环境的交流以及对外部人流的引导。由于这类空间的形式相对灵活,所以根据具体的功能需求既可以采用融入型缓冲空间,如架空、庭院等,也可以采用过渡型缓冲空间,如边庭、外廊等。缓冲空间的导入可以增加入口的引导性,形成更加丰富的空间序列,对内可实现内部共享,对外可吸引人流,服务于城市。

(4)创意性办公行为与缓冲空间

越来越多的人不再以仅满足生活需求为工作目标,而是追求工作中的乐趣与满足感,所以传统办公模式正在逐渐转变,越来越多的创意性办公空间得到了发展与推崇。现代办公园区中的创意性办公空间由于其特征的开放与多元,也具有作为缓冲空间的可能性。在北京光华路SOHO2 3Q改造项目中,设计者巧妙利用原有两个核心缓冲空间中庭,打造了拥有巨大木质楼梯的“开放报告厅”和仿造自然环境的“公园会议室”;布鲁塞尔BBDO Brussels办公空间则采用了“开放空间”的形式,实现移动办公的动态行为模式;而MediaCom华沙总部办公空间则将“微城市概念”引入。以上这些创意性缓冲空间设计打破了传统的办公模式,转变了使用者的工作行为,同时也在一定程度上降低了设备的使用频率,使整体空间变得更加绿色、共享。

4.3 办公园区缓冲空间的气候可变性设计

由于研究对象可能面临盛夏、寒冬等不利气候因素,故对办公建筑进行缓冲空间设计时,还需针对不同的季节气候增加气候可变性设计,以此作为辅助设计策略(表7)。

表7 缓冲空间气候可变性空间类型

(1)缓冲空间气候可变性概况

依据气候的不同,缓冲空间可设计为具有可变性的空间类型,以实现不同环境下的调节机制。当办公建筑处于相对舒适的过渡季时,可以将缓冲空间与室外环境完全连通,实现室内外的全能量交换。当办公建筑处于相对炎热潮湿的夏季时,缓冲空间可根据不同的外界环境和行为需求进行不同开敞程度的调节,以保证室内环境的舒适度。当办公建筑处于相对寒冷干燥的冬季时,其缓冲空间可以完全闭合,隔绝室外寒冷环境保持室内温度,同时也可形成新的室内临时性功能空间。

(2)依据气候可开闭的缓冲空间

笔者在一些传统民居气候适应性的相关文献中发现,原始的可开闭缓冲空间形式曾用于江西传统民居。江西的气候湿热,长期处于高温的环境,因此当地民居广泛利用天井等缓冲空间形式改善室内环境。考虑到全室外的天井环境在一些不利气候下的局限性,当地采用可开合式天井的做法对原有缓冲空间增加更具针对性的调节,形成最朴素的绿色策略。

在现代公共建筑中,随着技术和材料的发展,缓冲空间中对可开闭形式的应用更加灵活,调节作用也更加明显。比如在英国南安普顿的内特利修道院幼儿学校项目中,剑桥大学将可调节构造运用于这一实际项目,设计者将学校一侧的外廊设计为具有交通功能的缓冲空间,并在空间顶部设置可开闭装置,该装置可以根据不同的气候和行为需求进行“选择性”的调节与控制,从而保证各季节室内环境的稳定。

(3)缓冲空间可调节表皮设计

部分地区的办公建筑受当地气候、建筑整体立面或功能因素的影响,其缓冲空间不具备开敞的条件,这类型的缓冲空间存在室内环境调节效果较差的问题。经过笔者的研究发现,有效利用缓冲空间的表皮构造,可以更好地完成封闭缓冲空间对室内外环境的过渡和适应。无论是可调节的幕墙形式,还是附加双层表皮空间,都可作为缓冲空间设计的有效策略。

5 结语

缓冲空间设计是现代办公建筑可行的绿色设计策略,针对办公园区建筑的特点,缓冲空间的形体优化可以对办公园区建筑的形体设计提供参考,以提高其形体对于气候环境的适应性。此外,行为对空间的引导作用不容忽视,基于行为引导的缓冲空间设计可以更有针对性地完成办公园区建筑前期的绿色设计方案以及后期的形体优化设计,它将空间与人的行为匹配融合,使其达到最优的节能效果。基于行为引导的缓冲空间设计对于行为的反作用也可以有效地活跃办公建筑的空间氛围,提供更加生态的办公环境,实现良性循环,从根本上呼应人与自然和谐相处的时代主题。

图表来源

表4 为作者由文献[5]改绘;其余图表均由作者自绘。

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