【PD】寒地既有公共建筑形态改造与城市设计对策

Original 2016-11-30 董旭张姗姗等 规划师杂志

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我国既有公共建筑存量巨大，在经过较长时间的发展后，大多面临着改造再利用的迫切需求，而寒地既有公共建筑由于受到气候、技术的影响，出现了大量不恰当的改造现象。基于此，作者哈尔滨工业大学建筑学院博士研究生董旭，哈尔滨工业大学建筑学院教授、博士生导师张姗姗，哈尔滨工业大学建筑学院博士研究生张欣宇在《规划师》2016年第10期撰文，文章从历史文化与建筑、气候与建筑层面解析了寒地既有公共建筑的特质，并结合哈尔滨的建筑改造情况，从区域划分控制建筑风格、街区形态限定建筑体量、地域特色制约建筑表达三个层面提出了具有针对性的公共建筑形态改造设计策略，希望通过这些手段，推进寒地既有公共建筑的改造。

城市设计与公共建筑形态控制的关系

既有公共建筑改造与城市更新发展具有紧密的同构性。建筑师阿尔多·罗西在《城市建筑学》一书中提出了“城市建筑”的概念，他认为“城市是一个巨大的人造物，是一个庞大复杂历时增长的工程，城市建筑作为城市整体中的局部片段，其特征与城市本身一样。因此，建筑是城市发展过程、状况的存在证据。”建筑改造应充分考虑到历史、环境在空间、形式、文化和风格上的紧密联系。我国正处于快速建设时期，在这一过程中出现了大量风格怪异、形态尺度夸张与城市空间毫无联系的公共建筑，部分原因在于修建性详细规划提出的种种抽象数据不能切实指导建筑项目的具体实现方式。因此，城市设计作为控制城市形象和城市空间的学科，应在控制性详细规划的基础上对建筑形态的限定做进一步补充。

此外，城市设计又有别于建筑设计，城市设计对建筑改造的关注突破了常规改造设计对建筑自身研究的局限，以城市发展和城市现状需求为出发点，控制和研究建筑改造的基本原则和合理途径。通过对发达国家城市设计中关于建筑形态控制的内容的分析可以看出，城市设计对建筑形态的控制具有较强的一致性( 表1)，且主要集中在建筑高度、建筑色彩、立面材质和建筑体量这四个方面。因此，笔者将城市设计对公共建筑改造的形态控制内容从宏观、中观和微观三个方面进行了总结。

宏观控制—城市区域划分限定

建筑改造风格

建筑是组成城市的基本单元，不同风格的建筑组成了街道、区域和城市。建筑理论家舒尔茨在《场所精神》一书中提出了人、环境、建筑与场所的关系，他指出建筑与环境共同组成了场所，建筑的形象与其周围的空间和行为产生了“场所精神”(Genius Loci)，这种精神所包含的文化、空间和社会认同又催生出了城市不同的风貌特征与独特魅力，最大限度地保证了城市的文化传承和鲜明特色。但是城市作为大尺度的宏观概念，受时间推移、历史沿革和规划建设的影响，不同区域的建筑风格会存在显著的差异，而通过城市设计层面对城市区域建筑风格的细化界定和研究，能够更为切实有效地保证建筑改造风格的明晰。

中观引导—街区形态限定建筑

改造体量尺度

城市设计与建筑设计两者都关注城市在三维尺度的形态，连续的建筑界面与空间共同组成了街区，因此建筑的直接感受与城市街区空间环境的体验具有整体的连续性。1981年国际建筑师联合会通过的《华沙宣言》指出“规划、建筑和设计不应把城市作为组成要素，而是将这些要素作为城市的组成内容，以城市为出发点共同创造一个整合的协调环境。”这就意味着建筑不是孤立的存在，而是城市发展的组成部分和形成城市肌理的重点环节。因此，既有公共建筑的改造应充分考虑街区尺度关系，以街区形态为设计限定条件。通过对街区形态要素的解析来探索改造的可能性，运用从街区环境中提炼出的限定条件实现对建筑改造体量的限定，同时最大限度地保证街区尺度对历史肌理的沿袭。

微观协调—地域特色限制建筑表达

对既有公共建筑改造而言，界面处理会对城市环境造成明显的影响，从城市设计角度对建筑改造中的显性要素进行控制是极为必要的，而城市沿革与气候特征也会对建筑产生深远的影响。因此，地域特色中的气候特征也成为建筑改造中的重要内容。英国建筑师拉尔夫·厄斯金提出了寒冷气候下建筑设计的“形式与构造”理论，并提出了针对寒冷气候的建筑设计要点，他的理论充分肯定了气候环境对建筑设计的影响及两者的相互作用关系。同时，建筑立面设计所展现出来的肌理视觉也需要满足人们对建筑审美、功能的多种诉求。

在此基础上，本文从形态角度出发，研究寒地气候对城市建筑布局与立面形态产生的多重影响，并通过深入的筛选，提出建筑单体细部控制的要点，包括建筑色彩、建筑材料、细部装饰及建筑布局优化，以实现建筑与气候、建筑与场地的综合协调，通过群组布局、场地规划设计和建筑色彩与材质的控制，保证既有建筑在改造中功能与形态的一致，实现对气候的有效回应和对建筑地域特色的完整表达。

城市设计角度下的建筑风格分区控制

城市是不断生长和发展的有机体，建筑随着城市的发展而变化。可以说城市历史是塑造城市建筑的根本，建筑风格就是城市发展的客观物质印证。因此，设计师在改造既有建筑前，应充分了解和分析城市建筑风格区域特征，通过对城市发展历史的再次认知和发掘，寻求更为合理的改造依据，保证既有建筑改造的科学性和合理性。

城市尺度下的建筑风貌片区划分

城市经过不同的发展阶段后，每个片区都会形成自身独特的风貌，因此既有建筑在形态改造设计中所遵循和参照的现状条件也会各不相同。不同区域内的建筑发展现状和重点建筑成为确定建筑改造风格的重要依据。笔者通过对哈尔滨城市片区建筑风貌的调查和分类，从宏观的城市设计角度将城市划分为24个建筑风貌片区 ( 图 1)。

风貌片区内建筑改造分级控制

城市分区内的各片区的规模尺度远大于建筑的影响范围，本文通过对城市片区重要因子的提取和分类，将既有建筑改造的控制引导分为核心区控制引导和协调区控制引导两类。

以道里、道外老城区为例，这些区域都是城市重要的历史文化中心和经济中心，区域内的建筑类型多样复杂，包含新艺术运动建筑、俄式建筑、折中主义建筑和中式传统建筑。道里老城区的核心区主要有两个，分别是中央大街和索菲亚教堂，该区域内的折中主义建筑与俄式建筑淋漓尽致地体现着城市深厚的历史积淀(图2)。道外老城区的核心区的建筑风格以中华巴洛克风格为主，特色十分鲜明(图3)。而城市新区的建筑有着与老城区截然不同的风格特征。例如，哈西新城区是哈尔滨都市化发展的“中兴”战略示范区，其建筑风格以时尚简约的现代风格为主，核心区包括以哈西客运站为主导的现代商务区、现代枢纽区(图4)；哈尔滨开发区则被定位为科技创新区、公共服务设施区，其核心区的建筑风格以现代风格为主 ( 图 5)。

综上可知，街区内核心区建筑风格的不同也导致了既有公共建筑改造在风格协调方向上的差异，设计手法也会相应的发生改变。在核心区，改造建筑的风格应与规划分区内已有的重点建筑的风格相协调，通过风格的呼应和设计手法的现代化转译实现城市街区整体建筑风格的统一。划分核心区的目的在于强调对区域内既存建筑风格的认知，而不是常规设计中对城市总体风格的概括。协调区内的建筑改造则提倡建筑的新旧对比和呼应，通过新材料、新技术的创造运用来塑造丰富的形体尺度，进而解决街区形态单一和功能不足的问题，为街区添加新的活力点。

建筑改造与片区风貌控制的关系

建筑本体个性的突出在不同区域内的效应是不同的。例如，莫斯科Pushkin-sky电影院位于拥有大量历史建筑的街区中，属于规划区中的核心区，设计师选择用强烈的反差对比来塑造建筑，就建筑本身而言其吸引力和视觉感受得到了显著强化，但这也导致建筑设计的内在逻辑与城市发展的关联微弱，形态的戏剧性变化使建筑孤立于街区和环境之外，原有的城市空间变得破碎和片段化( 图 6)；而同样处在历史街区中的哈尔滨大世界商城的建筑改造则更为协调，改造设计注重对建筑原有风格的保留和街区现状的呼应，在局部的扩建上采取了退让和消隐的方式，在玻璃的分隔处理上向建筑原有的立面尺度和比例寻求关联与协调(图7)，因此在核心区内的建筑改造设计上，选择协调与尊重更为重要。反之，若两个方案都位于协调区中，建筑的职能更多的是彰显城市活力，则莫斯科Pushkinsky电影院的改造方案更具有激发效应，其空间的转折变化使得城市街区充满趣味性和吸引力；而哈尔滨大世界商城的改造方案则较为平淡，其在感知上虽然具有吸引力，但是其开放性和包容性也因冷静的处理手法变得薄弱，因此在协调区内改造设计的突破与变化更为重要。

街区形态限定建筑体量

与建筑设计相比，城市尺度过于宏观巨大，通过建立统一标准限定建筑体量是不切实际的，应以街区为限定单元对建筑体量进行分区控制。并且随着时间的推移，街区会产生不同的形态，而街区作为建筑的环境基础，具有特殊的现状和需求。因此，对重点街区的进一步解析是建筑改造中观层面的重要内容。在街区层面对建筑改造体量的限定主要包括建筑体积、建筑高度和沿街界面三个方面。

建筑体积的消解与弱化

以南岗老城区为例，区域内有六个重要街区，分别是红军街—博物馆历史文化街区、花园街历史文化街区、铁路局历史文化街区、花园城市历史文化街区、文庙—极乐寺历史文化街区及马家沟河滨水廊道。这些街区内有大量历史保护建筑，因此在建筑体积控制方面，改造后的建筑体量应不超过原建筑体量的2倍，建筑整体应沿水平方向发展，在构件和立面的处理上以横向为主，同时建议对改造建筑进行小体量处理，通过错落、分隔、材质对比和退台搭接等方式消解建筑体量，改造后的形体关系也不应影响到周边重要建筑的可视性和标志性。

建筑高度的分级与退让

在建筑高度控制方面，根据层数的划分将建筑高度分为四个层级，即0～12m、12 ～ 24m、24 ～ 50m、50～ 100m，在核心区域和历史文化区域内，既有建筑改造后的高度应尽量控制在 24m以下，以保证原街区尺度；在红军街—博物馆历史文化街区内，由省博物馆、国际饭店组成的历史建筑群在高度上会对周边建筑产生强制性限制，街道两侧分布的大量保护建筑形成了城市紫线，在这一范围内不应出现大体量建筑，建筑高度应控制在12m 以下，并满足《哈尔滨历史文化名城保护专项规划》中的相关规定和要求。

此外，改造建筑应充分考虑对重点建筑的退让和衬托，避免建筑单体对街区环境和重点建筑的展示产生干扰。协调区内的建筑改造后的高度可以适度放宽到 50m以下，如此既能满足新的实用功能需求，提高场地利用率，又能丰富原有街区的沿街变化和城市天际线。老城区边缘协调区的建筑改造后的高度可以放宽至100m，在满足城市发展对建筑规模和功能需求的同时，还可以借助建筑形象彰显城区活力，提升区域的吸引力。

沿街界面的丰富与协调

在沿街界面控制方面，既有建筑改造不仅是对既有建筑功能的完善，还是对街区界面形态的重新塑造，通过既有建筑的改造使建筑界面产生变化，运用局部处理打破原有规划的单一刻板，在有限的情况下通过加建、扩建等方式丰富街区界面，提高建筑的利用率和功能性。首先，建筑改造需对建筑沿街轮廓和尺度进行调整，建筑退让也要与周围建筑保持一致，尤其是在建筑的沿街转角处理上，应考虑到视线感官的通透性和建筑的包容性，多种形式的处理不仅改变了转角区域空间，也使改造建筑变得各具特色(图8)。其次，建筑改造在保证维持原有院落格局和肌理的前提下，也应为城市提供开放的公共空间，如结合雨棚门斗形成建筑室内外衔接的灰空间(图9)。最后，建筑改造应进行局部的变化和适当的退让，以开放空间结合景观植入的方式改善人们的视觉感受，进而提升街区吸引力。

建筑地域性表达与环境协调

气候和城市的发展共同催生了城市的建筑风貌，既有建筑改造设计的布局与空间形态则更多体现了建筑的寒地特征。把控建筑布局与形态，即将建筑与气候、建筑与场地进行综合协调，通过群组布局、场地规划设计和建筑色彩与材质的控制，保证既有建筑在改造中功能与形态的一致，同时降低寒地气候对建筑的不利影响。建筑地域性和环境协调主要表现为三个方面，即整体御寒布局优化、局部空间过渡处理和界面细部设计。

建筑整体御寒布局优化

建筑整体御寒布局优化主要是指通过对建筑群组的处理，降低冷风侵袭并争取良好的采光。哈尔滨冬季主导风向为西北风，日照方向偏南，因此在改造既有建筑的过程中可以通过加建、扩建的方式实现建筑群沿迎风面高度最高，形成有效的挡风屏障(图10-a)，同时使建筑群呈现U形或V形，封闭或半封闭的围合关系，并保证开口方向为南向，以争取更多的日照采光，改善建筑群内部的物理环境(图10-b)。场地设计同样遵循冬季防风、夏季荫蔽的原则，对于既有建筑场地有限的现状，可采取立体化设计策略，通过高低错落的场地高差，结合建筑遮挡增大风影区面积(图10-c)，或是利用场地高差，通过自然现状遮挡寒冷空气(图10-d)。耐寒布局既可降低冬季冷风对建筑的不利影响，又可改善场地内的物理环境，从而提高场地在冬季的使用舒适性和利用率。

建筑局部空间过渡处理

建筑改造应控制建筑的体形系数，并从入口、庭院和屋面等方面着手，对建筑室内外结合空间进行抗寒设计。首先，建筑的入口空间门斗和雨棚在设计时应考虑与建筑整体的关联，通过建筑变化形成空间引导，突破现有单一、粗糙的设计手法。而出挑空间作为室内外的过渡区域，可通过对风雨的有效遮挡实现体验的舒适性。其次，建筑改造还需充分利用庭院优势。庭院主要有中庭和边庭两种形式，中庭是四周被建筑包围的空间，是区别于建筑功能空间的静态可达空间，在寒地建筑内设置中庭可以解决大进深建筑的采光问题，同时提供良好的景观效果和抵御寒风的活动场地。边庭则是在建筑边缘区域设置的半围合空间，边庭将一个界面解放，使空间产生动态的溢出效果，建筑内部与室外空间在视觉上建立起极强联系，建筑与城市街区有了更多的联系，且边庭在形式上也更多元，包括完全开敞、半开敞和角部开敞等形式。庭院的设置使建筑空间的局部可控，进而形成更为适宜的微气候，保证了使用者的体验和需求。最后，屋面设计在注重提高对冰雪的承载能力和保温性能的同时，还应充分利用其采光、避风的显著优势。例如，在冬季，开放的屋顶平台结合适当的建筑封闭和遮挡处理后，将会成为建筑使用者重要的活动场所，建筑不同界面的有效过渡处理将寒冷地区人与环境的紧密接触变得简单可行。

建筑界面细部设计

建筑界面的处理主要是通过对简单建筑立面尺度和比例的重构优化，结合对哈尔滨建筑风格的解析和提炼进行的，具体设计内容包括水平和垂直维度的比例划分、门窗洞口的细化装饰、建筑色彩与材质的表达。

（1）水平和垂直维度的比例划分

哈尔滨建筑风格多元并存、丰富细腻，尤其注重对建筑比例尺度的推敲，因此应在充分分析街区和周边建筑的基础上对改造建筑进行设计。水平方向应运用多层次线角或是简洁的现代构件将墙面进行分段划分，以消解建筑体量感；垂直方向可利用粗柱(壁柱)或是竖向建筑构件和局部凹凸强化建筑稳定感，打破原有建筑呆板的轮廓形象 ( 图 11)。

（2）门窗洞口的细化装饰

寒地建筑门窗洞口形状多变，因此在建筑改造设计中应采用多种形式的门窗组合，形成变化和韵律，提升建筑吸引力。例如，通过增加门窗洞口周围的装饰，提升门窗的形式美，以有效降低墙面的封闭感。此外，哈尔滨城市建筑顶部精细的山花装饰也是既有建筑改造的重要设计参照，通过现代化的表现方式强化建筑顶部，以形成沉稳、厚重的视觉体验。

（3）建筑色彩与材质表达

通过对哈尔滨建筑风格的总结分析可以看出，其城市建筑的色彩以厚重的砖石本色为主色调，并运用红褐色作为点缀。以南岗老城区为例，其核心区域内的建筑色彩应呼应传统建筑色彩，以米黄色和白色为主，在窗套、装饰和屋顶以红色和褐色为点缀；在材料选择上应采用具有厚重感的砖石，表现出寒地建筑的坚实。城市协调区的建筑色彩则更加注重对建筑功能的表达和统一。例如，以商业功能为主的改造建筑在色彩上会采用相对多的暖色，红色、黄色和褐色会大量出现；以办公功能为主的改造建筑在色彩上会采用较多的砖石色、白色和浅黄色，并结合小部分的色彩点缀，在色彩组合上会更加沉稳。此外，协调区也在数量和分布方面解除了对现代风格建筑的限制。协调区建筑在材质的限定上相对放宽，石材、玻璃和金属都可以表现出建筑的简洁与韵律。