建证·智造 | 知识阶梯与市民书房——唐山市图书馆新馆

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本期“建证·智造”，徜徉在唐山市图书馆新馆中，感受“公共空间”建筑之美，体会“知识海洋”阅读之乐。

知识阶梯与市民书房

——唐山市图书馆新馆

作者：袁野

安徽省工程勘察设计大师  

中建设计研究院内聘总建筑师

原文刊载于《建筑技艺》杂志，2017年第5期

摘要：本文从城市设计、建筑设计及结构设计三个方面详细介绍了唐山市图书馆（新馆）的创作理念和技术解决策略，着重阐释了“公共空间”在功能、技术、美学及城市文化方面的意义，并由此强调了当代公共图书馆在新时代所具有的特殊社会价值。

关键词：城市，平台，厂房，公共空间，抗震设计

引言

唐山市图书馆（新馆）是一座大型综合图书馆，位于唐山市南湖公园的西南湖岸，湖西路以北。图书馆总建筑面积25730平方米，共六层，其中地上五层，地下一层，建筑总高度28.5米，设计总藏书量300万册。该图书馆也是为2016年唐山世界园艺博览会配套建设的重点工程项目，于2015年底建成并投入使用，现已成为唐山市最重要的公共文化设施之一。

1．城市设计

 根据文化中心总体城市设计原则，在弱化建筑单体，尊重建筑群体统一性的前提下，唐山市图书馆以其方正、简洁、朴素的形体风格特征和与其相邻的档案馆、群众艺术馆以及唐山大剧院等建筑一起共同组成“唐山市文化中心”建筑群。其中，大剧院是整个群体的重心所在，也是文化中心空间视觉的焦点。图书馆处于文化中心建筑群的西南角，看似位于整体规划的边缘位置，但在城市设计的空间系统中却起到极为关键的作用。（图1）

图 1 文化中心规划总平面图

首先，图书馆沿湖布置，距离南湖公园开阔的湖面景观仅几十米的距离，建筑东南侧朝向湖面的方向是整个城市绝无仅有的景观。设计者于是将重要的阅览空间，如社会科学阅览室、儿童阅览室以及主要管理办公空间设在这个最佳朝向。另外，图书馆、档案馆和群众艺术馆沿着文化广场纵深方向一字排开，形成文化中心的“次组群”，而图书馆作为距离大剧院和公园湖面最近的建筑，起到了这个次组群“排头兵”和文化中心关键“节点”的作用，其朝向要同时满足来自湖面景观、档案馆与群艺馆、文化中心广场及大剧院至少三个方向城市空间视觉的要求(图2)。其中最为关键的是图书馆的主入口的东北朝向，这个朝向的选择一方面是将图书馆的入口与作为文化中心核心建筑的大剧院侧面相对，从而保持了一种低调和谦虚的尊重姿态。另外，入口通高的玻璃幕墙尽力避免朝向西侧和南侧，以防止夏季阳光的直射造成炫光及室内温度的异常升高。同时，玻璃幕墙所形成的视觉通透性将建筑内部的开放空间与文化中心广场结合起来，城市的室内外空间体现出一种“连续性”，这对该区域城市公共空间品质的提升作出贡献。（图2）

图 2 唐山市图书馆总平面图

1．建筑设计

2.1

图书馆的平面源自一个“书箱”落在四方“墨池”之上。建筑的四个方向分别设置主入口、办公及书籍入口、老人、无障碍入口以及儿童阅览入口。建筑一至四层为藏、借、阅及学习、交流、演讲等公共功能空间；五层为管理办公和编目、修复等内部功能；地下一层为车库、设备用房，以及图书馆内部餐厅。（图3）

图 3 图书馆首层平面图

作为唐山人的“大书房”，图书馆建筑的形体与立面设计反映出唐山这个城市的性格和时代特征：稳重和开放，大气并从容，朴素而不失文化内涵。灰白色的火烧面花岗岩、中灰色的断桥铝门窗框和深色LOW-E玻璃幕有层次地搭配在一起。侧立面二至四层的巨大方框和间距不等的灰色金属垂直“遮阳板”，如同“书架”和“条码”，成为易于被人读懂和引发联想的抽象符号。建筑的底层退后的错动短墙和顶层通长的凹阳台与中部三层的“遮阳板”立面形成比例和谐的“三段式”，并在一种被高度提炼和谨慎使用的统一建筑语汇中通过阴影的变化形成丰富表情。（图4，图5）

图 4 “书箱”与“墨池”

图 5 图书馆主立面远眺

图书馆主入口外部空间给人一种“惊险”的体验——两侧高达四层的巨大“书箱”悬空于浅水池之上并出挑达9米，似浮于空中的巨石，水池的倒影和波光弱化了上面沉重实体的压迫感，并在入口空间的两侧产生独特的视觉体验。入口上方由建筑顶部悬垂下来的幕墙由下自上向外层层悬挑，如同反向的峭壁，仰视可见多重反射的倒影。入口幕墙采用了折板式桁架结构，具有良好的抗风压效果，并实现了幕墙正面的纯净效果，其层层内折的形式与室内空间的巨大台阶相呼应，并自然形成内凹的入口空间。这种符合逻辑但出乎意料的空间和形体处理，打破了图书馆整体外观略显拘谨的印象，并让观者对即将进入的内部空间充满了期待。（图6）

图 6 图书馆入口效果

2.2

图书馆的功能和空间布局呈现出清晰的竖向“三明治”结构——两侧的阅览及办公功能空间形成的箱体夹着一个由三级开放阅览平台为核心的巨大中庭，平台下部是书库及专业阅览室（古籍和特藏等），外部形体忠实反映了内部的功能逻辑。（图7，图8）

图 7 初始剖面草图

图 8 中庭剖切工作模型

当读者由悬崖般层层内折垂落的通透玻璃幕入口进入入口大厅，顿觉眼前一亮，空间豁然开朗——这是一个宏大的三面围合空间，三级巨大的平台形成如“书山”般的景观，透明的屋顶天窗让整个空间充满阳光。台阶式平台与两侧的借阅空间利用通高的“天井”相隔离，并通过“桥”连接每一层。中庭两侧厚重简洁的框架墙体形成中庭空间的边界，橙黄色的木饰面与中庭高大书墙的柔和木质颜色区别开，提示了“建筑”与“家具”的属性差异。围合的“书墙”超越了实用的尺度和功能需要，营造出城市“公共书房”的意象。（图 9，图10，图 11）

图9中庭二层平台、图 10 中庭平台、图 11 中庭全景

沿着中庭两侧长长的公共走廊漫步，恢弘明亮的空间场景透过柱子与梁形成的框景不断闪现，形成步移景异和“人看人”的视觉效果。柱子之间的空间尺度舒适，并设置了简单的皮面座椅，提供给阅览者一处具有半私密性的空间，适合一个人独处或者两个人交流，可以低头看书，也可以转过身来看人——中庭三个大平台上读书和走动的人成为“风景”（图 12）。

图 12 自走廊俯视中庭平台

高大开阔的空间和涂刷深灰色防火漆的屋顶钢桁架源于对传统工业厂房空间意象的提炼和微妙转化，入口大厅上空第五层凌空跨越的“天桥”令人联想到厂房中的“吊车梁”，陡然增加了整个空间的戏剧性，这也使得这个宏大的空间与唐山这座被誉为“近代工业摇篮”的城市产生文化上的关联，“知识”与“工厂”在这里融合成一处内涵丰富的独特人文景观。（图 13，图 14）

图 13 天桥、图 14 钢屋架

开放平台的两侧为从一层到四层的直跑楼梯和电动扶梯，从平台两侧的直跑楼梯或自动扶梯向上“攀登”，拾级而上，可以逐次到达二、三、四层的开放阅览平台和两侧的阅览室。入口门厅地面距顶部高度达20.6米，随着平台的上升，空间高度逐渐减小，在三四层平台上回望，如人在山水之中转身遥望瀑布之感，开阔的室外景观如巨幕电影般突然呈现，建筑的内部空间与外部的城市开放空间融为一体。这是一种开放的建筑空间格局，所隐含的寓意使其产生超越实际功能的价值——读书不应只是埋首书堆，坐井观天，而是一抬头即可望见现实世界。（图15，图16）

图 15 室内外公共空间的融合、图 16 自五层天桥回望

2.3

图书馆充分利用自然光照明，中庭的玻璃采光天窗提供了充足的自然光，从而极大节约照明所耗费的能源。同时可根据不同的照度要求采用智能照明控制系统，实现节约能源统一管理的目的。公共区域照明均采用智能照明控制系统，以满足不同使用功能的需要。照明系统采用高效荧光灯、紧凑型节能筒灯、金卤灯、LED光源等高效光源和节能型灯具，以实现节约能源的目的。

顶棚整体照明系统结合自然天光，在满足阅读功能，提供舒适光环境的基础上，通过倾泻而下的灯光向远处延伸，强化了文化属性的表达。两侧书架型结构照明系统，采用区别于环境光的偏暖色调，与原木色墙体更加协调，照度略低的面光，由每个书架隔间顶部微微向下，类似藏书空间的光感。阅览区照明系统采用分区、分组控制，灯具与书架，灯具与桌面各自形成对应关系。（图17，图18）

图 17 中庭公共区域照明设计、图 18 阅览区照明设计

屋顶天窗采用可自动调节的外遮阳措施，根据阳光照射强度的变化自动调整遮光帘遮光面积，防止过多的热辐射进入中庭。由于高大空间的上下温差会产生热压，顶部部分天窗的开启可使夏季热空气往上走，形成大厅内的“拔风”作用，从而促进室内的自然通风。为了更加有效地解决中庭大空间的室内通风问题，设计者在初步设计阶段通过建立 BIM 模型和利用绿色模拟分析技术(Ecotect)分析了中庭的通风状况，并根据分析的结果不断对设计进行调整优化，最后取得了良好的自然通风效果，并结合高效的室内空调系统，形成内部空间可自动调节的适宜微气候，为读者营造出舒适的读书环境。（图 19）

图 19 室内自然通风模拟分析

3.结构设计

建筑结构的设计基于以下三个前提条件：一是希望建筑成为背景，而让“书”和“读书人”成为主角；二是文化中心城市设计对建筑形体和风格的控制要求；而第三方面则是唐山的抗震设防要求以及该项目所处的特殊地质条件即“采煤沉陷区”对建筑结构的影响。以上三点决定了建筑方正规整的平面形式和简洁清晰的形体框架。尽管有诸多限制条件，但设计者依然通过一定的结构创新实现了图书馆独特的空间与文化表达。

由于图书馆工程建设场地处于原煤矿采空区边缘，地质条件具有很大不稳定性，这给该项目的结构设计带来挑战。唐山图书馆体型成U型，未设置永久变形缝。设计单位联合唐山当地抗震设计机构对图书馆进行了结构抗变形设计，增强了图书馆抵抗地基变形的能力，为唐山地区实现复杂体型不设缝的抗变形设计提供的设计参考。

图书馆为局部具有钢结构长悬挑的框架剪力墙结构，主入口两侧高达四层的体量向外悬挑长度最大为9.8米，采用层层悬挑的形式，通过1.2米高左右的箱型钢梁实现。为了保证结构的刚度和挠度，采用拉杆和小钢柱对箱型钢梁进行拉结，使其形成整体刚度，控制了悬挑端的变形。由于底层挑梁的应力较其他层要大，自二层柱顶设置斜拉杆与悬挑钢梁呈45度角拉结，大幅度减小了挑梁端部的挠度，有效降低了挑梁的应力，提高了悬挑钢梁的安全储备。同时，型钢混凝土梁平衡悬挑端弯矩，并利用局部型钢混凝土框架与主体混凝土结构相连接，悬挑梁深入内跨一跨形成钢骨混凝土梁，挑梁根部采用钢骨混凝土柱。长悬挑部分考虑了竖向地震作用，同时通过增大重要的钢混凝土柱的地震剪力系数和提高重要部位的抗震等级等措施，保证重点部位的安全性。由于体系存在连梁超筋的现象，采用独立墙肢进行包络设计，保证了结构体系在地震后连梁破坏情况下的结构安全。（图20，图21）

图 20 钢结构体系模型

图 21 局部大出挑结构示意图

入口大厅上方20.6米高处横空跨越达40米的人行天桥将中庭两侧的功能区域联系起来，该桥采用全焊倒梯形箱体钢梁的结构形式，并采用廊桥与主体双向滑动连接，最大限度降低地震作用下各部分相互之间的耦连影响。（图22）

图 22 天桥与主体的滑动支座连接

主入口立面幕墙采用了折板式桁架结构，既保证了该处玻璃幕外观效果的纯粹度，又使整个幕墙结构整合在一个空间受力体系之中，强化了水平及竖向刚度，为幕墙系统提供了稳定可靠的受力保证；中庭采光屋面采用单榀钢桁架体系，水平纵向支撑兼作檩条分格，钢桁架与主体结构采用柔性弹簧支座连接，保证了地震时的结构安全，也在安全实用的前提下满足了建筑对结构体系简洁美观的要求 。（图23，图24）

图 23 主入口幕墙剖面图

图 24 钢屋架与主体连接细部大样图

4 结语

唐山市图书馆的设计者通过对基地环境和城市空间的理性分析，对建筑语言的谨慎和克制的运用，对结构抗震性的特殊考量及创新，以及对公共图书馆当代特征与未来发展趋势的把握，将城市空间、建筑、结构、材料与景观等要素统一起来，使该建筑呈现出清晰的功能逻辑、强烈的空间效果和丰富的文化表达，从而营造了一个整体感极强的建筑。它开放的空间格局符合当代特征，简朴有力的外观形象与宏大但亲切的内部空间形成戏剧化的对比效果，给人以深刻印象。其抽象而直观的“书山”，“阶梯”、“知识工厂”的隐喻，也使之成为一本能被市民读懂的“大书”，实现无论“阳春白雪”还是“下里巴人”均能享受其中的普适理想。图书馆也由此完成了她独特而重要的社会价值——不仅仅是知识的储存、传播和分享空间，还是对所有市民开放的公共交往场所。图书馆也不再仅仅是知识的圣殿，更是将人的精神世界与外部世界连接起来的桥梁，并为灵魂的安放提供空间。而这个价值，在这个拿起手机就可以“阅读”时代显得尤为宝贵。（图25）

图 25中庭平台夜景

设计单位：

中建设计研究院袁野建筑工作室

建设地点：河北省唐山市

委托业主：唐山市文化广播电视新闻出版局

设计时间：2012-2014年

建成时间：2015年12月

设计团队：

主持建筑师：袁野

建筑：袁野、徐宗武、郎智颖

结构：王铁英、张晓新、项颖

给排水：孙路军、魏鹏飞

电气：韩占强、安娜

暖通：郝晓磊、赵阳

照明：李璐

经济：宋晓蓉、刘云辉

摄影：曹杨、袁野、唐山公益摄影团队

原文刊载于《建筑技艺》杂志，2017年第5期

图文: 袁野设计工作室

审定: 党建工作部（党办）

栏目编辑: 党建工作部（党办）

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