城市公共空间环境设计中的生态原则

第33卷第26期　　　　　　　　　　Vol.33No.26山西建筑　　　　　　　　　　　　　　　　　　2007年9月Sep.　2007SHANXI　ARCHITECTURE

文章编号:100926825(2007)2620006203

城市公共空间环境设计中的生态原则3

魏　秦　徐龙宝

摘　要:选择对城市建设有深远影响的城市公共空间环境作为研究对象,以生态学视角为研究的突破口,架构与生态相

适应的设计原则,旨在营建与自然和谐的、舒适宜人的特色城市环境。关键词:城市公共空间,生态设计,生态和谐中图分类号:TU2024文献标识码:A显不足。2)城市公共空间形式单一,表现为重形式、轻功能,盲目

追求大尺度的形象工程,缺乏个性与对地方文脉的尊重,忽视了从广义上讲,城市公共空间环境泛指建筑物实体构件之外的城市虚空间,包括城市的街道、广场、公园、游憩绿地、滨水绿地、公共环境的人文关怀。3)堆砌设计元素,大面积的硬质铺装,绿

化、水体、小品服从于形式构图,缺乏对自然因素的关照,忽视城山川、水体等。狭义上指能够提供公众进行公共生活与休闲娱乐市公共空间本身的生态调适作用。的共享空间。这类场所具有一定的人群聚集性、活动的滞留性与

城市是具有高强度集聚、高程度组织化而自然因素有限的特对公众的开放性,可具有景观、商业、交通、休憩等多样化的功能。

殊空间,其生态系统内部平衡相当脆弱。大规模的开发建设攫取更重要的是,城市公共空间还是城市人工环境与自然景观的柔性

自然空间,改变了城市原始地表的下垫面,不透水面的增加从多过渡空间,维持着人工环境与自然环境的一种均衡,有效地改善

方面影响了城市气候,加之能耗资源的消耗,环境污染,使城市热与维持了城市生态系统的良性循环,可喻为“城市绿肺”。

岛进一步恶化。在全球可持续发展的大背景下,各学科的生态化

2　课题研究的意义

倾向及各学科与生态学的密切结合已成为两大趋势。生态策略

当前我国缺乏完善的可以贯穿于决策、规划、建设、管理、使

是人类对赖以生存的环境濒临失衡的现状寻求的一种智慧回应。

用、维持等各阶段的内在机制,致使城市公共空间环境建设存在

因而,从生态学角度去研究城市公共空间环境设计,架构与生态

着严重的滞后现象。

相适应的设计原则与对策,协调环境、经济与社会的综合效益是

1)随着大规模的城市改造与用地模式调整,建筑超密度开发

极具现实意义的。

建设,将公共空间视为建筑的附属品,致使城市公共空间容量明

1　概念的界定

扩展成大裂缝,直至完全破坏。少量胶粒掺量的陶粒混凝土和无掺量混凝土强度随龄期的增加,强度有较大的发展;大量胶粒掺量的陶粒混凝土随着龄期的增加,强度略微提高。胶粒掺量较少时,胶粒可以填充陶粒之间的空隙,使混凝土更加密实,能够提高混凝土的强度。胶粒掺量较多时,胶粒和水泥、陶粒等无机物不能很好地共同工作,其界面粘结强度很低,因此抗压强度较低。

量的增加,试件的弹性模量呈下降趋势。当胶粒掺量不小于50%时,弹性模量逐渐稳定。胶粒改性陶粒混凝土较普通混凝土弹性模量更小,变形更大,延性更好,抗震性能更好。

3　结语

1)胶粒掺量较少(≤10%)时,能较好地填充陶粒之间的空

2.2　胶粒掺量对弹性模量的影响

弹性模量随胶粒掺量的变化曲线如图2所示。随着胶粒掺

隙,使混凝土结构较密实,接近基准混凝土抗压强度;胶粒掺量较多(≥30%)时,胶粒和水泥、陶粒等无机物不能很好地共同工作,其界面粘结强度很低,导致强度降低较多。

2)随着胶粒掺量的增加,弹性模量逐渐变小,但当胶粒掺量较多(≥50%)时,弹性模量趋于稳定。参考文献:[1]何　政.废旧胶粒(粉)对轻骨料水泥砂浆强度的影响[J].新型建筑材料,2006,32(2):8210.

[2]葛庆红.浅谈高速公路材料质量控制[J].山西建筑,2006,32

(1):18219.

Researchofcapsuledeformedceramsiteconcrete

CHENJun2feng

Abstract:Itpointsoutthatcapsuledeformedceramsiteconcreteisanewtypeofconstructingmaterial,whichcanbeusedfortemperature2con2servingandcapacitystructuralmaterialorsupportingmaterial.Italsoresearchesinsystemthatdifferentcapsuleamount’santi2pressureunderstandardmaintainingconditionaswellaseffectsandlawsofelasticamount,inordertopromotethisnewmode’sapplication.Keywords:ceramsite,capsule,hardness,elasticamount

收稿日期:2007203208　　3:上海市高等学校科学技术发展基金资助项目(项目编号:A10011305001)作者简介:魏　秦(19722),女,博士,讲师,上海大学美术学院建筑系,上海　200444

徐龙宝(19522),男,副教授,上海大学美术学院建筑系,上海　200444

第33卷第26期　　　　　　　　　　　　　魏　秦等:城市公共空间环境设计中的生态原则2007年9月

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3　城市公共空间环境设计的生态原则与对策3.1　城市公共空间环境的开放性

开放性是空间具有不断适应性的重要途径。城市公共空间的发展演变在本质上是具有动态性的,而对于有关城市空间发展的制定也需要具有相当大的灵活性与弹性,允许一定的形变范围。

1)城市公共空间的发展应体现公共空间功能的多样性。只有充分考虑到城市文化生活的多样性,规划与设计公共空间时,根据以后的发展方向,留有余地的设计,才能从根本上适应文化趋向的改变。2)随着人类的社会活动逐渐趋于复杂,在功能上要求空间设计提供更多的选择,更应该使设计的结果满足不同空间发展方向的可变性。要实现同一个空间的功能不同时期内的可变性,满足公共空间在一定范围内的合理转型。对公共空间发展变化的适应主要须解决的问题有两个关键点:a.公共空间设计如何解决动态的适应性问题;b.公共空间设计如何解决不同时期功能的协调接续的问题。

候车廊,舒适的休息座椅以及各种灯具、果皮箱、指示牌、残疾人的无障碍设施等设置,满足公众获得亲切、舒适、轻松、愉悦、平等、尊重、有活力多方面的心理感受。

3.4　对城市的生态恢复效应3.4.1　恢复河道的自然形态,保护水系的连通性

本来许多城市原有的水系是连续体,它们与湿地、城郊湖泊和山体构成一个完整的自然景观生态系统。然而,这一连续体却常常遭到人为的割断,致使很多动植物丧失了生存空间,直接破坏了河岸动植物生境的赖以生存的基础,难以维持生物的多样性。

恢复河道的自然形态,建设生态驳岸,它不仅可防洪护堤,还可调节水位、净化水体,为各种生物创造适宜的生境,尽显原生形态和谐之美。生态驳岸可以采用自然材料,形成“可渗透性”的河岸界面,规划也可结合河道的断面与驳岸设计,适应不同季节的河岸防护,营造亲水的滨水休憩空间。保护与恢复湿地系统3.4.2　

湿地对城市生态系统具有多种生态服务功能和社会经济价

值,如提供丰富多样的生物栖息地、调节局部小气候、减缓旱涝灾害、净化环境。但是因建筑用地的日益扩张,不同类型的湿地面积已逐渐减小,且趋于消失。因而保护与恢复城市湿地,建立城市湿地公园,避免其生态服务功能退化,对改善城市环境质量,为人们提供休憩活动的自然空间,及城市的可持续发展都具有重要的战略意义。

3.2　空间形态的生态化策略运用生态设计指导建筑空间环境设计,就是运用一定手段来减弱或消除人工建造物对城市原始地表下垫面的破坏,营造适宜的空间环境,增强环境的健康性,提供舒适的城市空间环境。

顺应气候的设计:建筑物的外部空间、建筑群体空间的形态,由建筑实体围合构成的街道与广场的布局形态,都直接影响着整体城市的微气候环境。适宜人们驻足停留的城市公共空间不仅需要研究人们的行为模式与情感需要,赋予空间以功能的多义性与文化的识别性,还须从根本上营造一个符合美学原则的、舒适健康的环境:在冬季,可充分享受温暖和煦的阳光、阻隔凛冽的寒风;而夏季又可遮蔽日晒,带来习习凉风。因而,综合考虑城市气候因素,选取有利的风向与气候条件基址、优化建筑物的高度与比例、广场的尺度与朝向、街道建筑界面的比例与色彩等因素,合理利用阳光与风向以避不利的气候与自然条件,营造一个在太阳辐射、风向、温湿度的综合物理环境适宜的城市微气候。

顺应地形与公共空间的立体化利用:综合考虑城市的地形因素、可充分开发城市的立体化空间,结合中心区交通的立体化,竖向安排城市的商业、休憩、停车、绿化等多功能。这样多维复合的城市空间:绿化的屋顶、开敞的平台阶梯、流动的水景等,高低错落的空间富于层次与动感,提升了城市生活品质,高效配置城市用地,有效扩大了城市公共空间容量。

3.4.3　软化硬质景观界面,创造柔性的绿色开放空间

合理地配置城市绿化物种与植物配置方式,增加植被的覆盖率,多林地与地方性树种,而少草坪与园艺品种,减少绿化维护的耗费。随着城市改造和进一步的郊区化扩展,生态化和开放的城市绿地空间将逐渐取代封闭的城市公园,城市周边自然景观、封闭的城市公园与城市人工密集区域三者之间的硬性边界正趋于消解,城市公共绿化空间将柔化城市与自然景观间的界面,使之相互渗透与融合。

城市公共空间应尽量增加软质地面,为了尽量还原已遭破坏的原始地表下垫面,采用具有生态及环境优势的透水性硬化路面及地面材料,或采用绿化与硬质铺装结合的半透水性铺地。在建筑环境设计中也要广泛利用屋面、墙面、广场等空间设置立体绿化,增加建筑与城市空间界面的软质覆盖率,以减弱城市热岛效应,创造理想的微气候。

3.3　体现人文关怀的人性化设计

人是城市公共空间的使用者与建造者,城市公共空间因为有了人参与体验与社会交往才被赋予了意义。但是人们面前比比皆是的是强调构图、尺度夸张、功能单调,缺乏休憩、信息、娱乐及景观等公用服务设施,牺牲了人情味与公众参与的城市公共空间环境。设计师更应从使用者的角度出发,既要兼顾城市公共空间的物质功能需要,也要兼顾人的行为模式与心理需求以及与地域文化特征的关系,创造出体现人文关怀的特色城市公共空间环境,重新寻回失落的人性空间。如:适宜的广场尺度,可以增加人们社会交往的频率与层次,增加空间的舒适感与亲切度。现代化广场的小型化、个性化以及大型城市公共空间的多层次化,使得人的感受正逐步得到尊重(见图1)。

提高城市公共空间环境的品质,关注城市空间的人性化设计还应体现在对城市细部的推敲上。如:城市家具的材料质感与色彩、设施的尺度、地面的标高与铺装、小品的形式等硬质景观,以及绿化、服务设施配置等软质景观。这些城市家具是塑造人性化城市公共空间不可或缺的方面,如小巧的电话亭、售报摊,漂亮的

4　结语

城市公共空间作为城市生态系统的重要组分,是一个多因素

作用的复杂系统。良好的城市是由宏观、中观、微观不同层级组成的公共空间系统。所以须整体把握城市公共空间系统诸要素,建立各层级之间的有机关联,采取自上而下与自下而上的方式对城市公共空间施以整体控制,才能建立一个完整的城市公共空间系统。当然这也需要一个循序渐进的持续发展过程,由城市决策部门、管理部门、规划设计专家交叉整合生态、经济、社会、美学等多学科的研究成果共同努力才能得以实现。

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文章编号:100926825(2007)2620008202

隧道高应力网锚喷柔性支护技术理论与应用3

李明　孙彬　张平

摘　要:从新奥法原理出发,分析了隧道围岩支护采用柔性支撑的必要性,用壳体理论分析了喷射混凝土支护的柔性特

征,论证了支护柔度与围岩形变压力的关系,从控制围岩变形方面,探讨了支护结构对保持围岩稳定性的机理,以供类似工程参考。

关键词:新奥法,网锚喷柔性支护,壳体理论,锚杆,围岩稳定性中图分类号:U455.39文献标识码:A1　隧道围岩柔性支撑的必要性

新奥法(NATM)是20世纪60年代奥地利专家维兹(L.V.Rabcewicz)总结前人在隧道工程中积累的经验后提出的,一改过去那种围岩是荷载来源的传统观念,认为围岩本身是支护隧道等地下工程的主要支撑结构,充分发挥围岩和支护系统的共同作用,保护围岩、利用围岩、控制围岩变形是其遵循的主要原则。隧道开挖后围岩应力重分布,一般隧道围岩处于两种状态,弹性和塑性或破坏状态,前者不需要进行支护就可稳定,而后者则必须进行工程处理。塔罗勃(J.Talober)和卡斯特奈(H.Kastner)等给出了弹塑性围岩中的应力图形(见图1)。下面是芬纳(R.Fenner)和卡斯特奈(H.Kastner)围岩支护的动态方程[1]:

式中:Pi———支护对围岩洞壁提供的径向抗力;

c———围岩的粘结力;P0———岩体的原岩应力;

φ———围岩的内摩擦角;

r0———巷道半径;R0———围岩松弛区半径;

μ——松弛区洞壁的径向位移;0—

G———围岩的剪切模量。

由式(1),(2)可知,当其他因素确定后,稳定围岩所必须提供的支护径向抗力Pi的大小将取决于巷道周围岩石中形成的松弛区半径R0的大小。而巷道洞壁径向位移μ0的大小是影响R0大小的重要因素。即μ0增大,R0也增大,从而稳定围岩所需的支护径向抗力Pi减小。这就大大改善了柔性支护的受力条件。因此,只要选择适当的支护时机和支护阻力,就可以使工程费用得到很大程度的节约。

2　支护柔性特征的壳体理论分析

文中提出一种高应力网锚喷柔性支护结构,这种结构是使用许多小跨度的双曲钢筋网壳分片包围喷射混凝土,钢筋网壳的弯曲应力与喷射混凝土的剪应力相互削弱,因此这种支护结构具有较好的承载和可缩性能。其中最为突出的一点就是使隧道内的围岩应力转化为网壳的张应力,隧道二次衬砌基本不承受荷载。具体的施工工序如下:隧道开挖→在滞后工作面施喷30mm～50mm厚混凝土→安装网壳和锚杆→施喷混凝土至设计厚度→施作防排水设施→施作二次衬砌。赵成刚等[223]借助无矩理论(或称薄膜理论)中的假定,给出了用壳体理论分析喷射混凝土支

[3]赵　蔚.城市公共空间的分层规划控制[J].现代城市规划研究,2001(5):8210.[4]郭恩章.高质量的城市公共空间设计对策[J].建筑学报,1998

(3):10212.

Pi=-c・ctgφ+(P0+c・ctgφ)(1-sinφ)

r0R0

2sinφ1-sinφ(1)

松弛区洞壁径向应力与洞壁径向位移的关系式:

Pi=-c・ctgφ+(P0+c・ctgφ)(1-sinφ)

r0(P0+c・ctgφ)sinφμ2G0

2sinφ1-sinφ(2)

参考文献:

[1][美]麦克哈格.设计结合自然[M].芮经纬,译.北京:中国建筑工业出版社,1992.

[2]俞孔坚.景观与城市的生态设计:概念与原理[J].中国园林,2001(6):3210.

Ecologicalprincipleofcitypublicspaceenvironmentdesign

WEIQin　XULong2bao

Abstract:Thispaperbeginswiththeresearchforurbanpublicspacefromtheviewpointofecology,tryingouttoestablishtheplanningprinci2ples.Itisaimedtobuildthecharacteristic,healthyandagreeablecityfriendlytothenaturewith.Keywords:urbanpublicspace,ecologicaldesign,friendlytothenature

收稿日期:2007204211　　3:重庆交通大学青年基金资助项目

作者简介:李　明(19782),男,博士,讲师,重庆交通大学岩土工程研究所,重庆　400074

孙　彬(19792),男,助理工程师,重庆交通旅游投资集团有限公司,重庆　401147张　平(19792),男,助理工程师,重庆市交通规划勘察设计院,重庆　400067