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传承与复兴:南京南站主站房建筑创作及实践

吴晨 苏晨 王亮
  
建筑创作
2012年3期

  摘要:通过对南京南站设计理念、创作过程的演进以及设计元素的分析和介绍,揭示了南京南站建筑方案对当地历史文化和地域特色的解读和传承,分析了交通枢纽建筑物作为城市纪念物的历史层面意义,展现了铁路大型客站创作中通过现代材料的建构方法体现城市历史精神的探索途径。
  关键词:纪念物 历史传承 复兴 异质同构
  概况
  被誉为“亚洲最大铁路枢纽站”的京沪高铁南京南站,自2006年底由以北京市建筑设计研究院和铁道部第四勘察设计院联合体设计方案中标伊始,历经5年的设计、施工,伴随着设计最高时速350km的京沪高铁的全线贯通,终于在2011年7月以完整的形象呈现在世人面前。
  新建南京南站建筑位于南京市区南部和江宁开发区、东山新区之间,距南京市中心约10.5km。车站总建筑面积45.8万m2,其中主站房建筑面积28.15万m2。以其宏大的建筑规模和空间尺度,集合了铁路、地铁、公交、出租车、长途车等多种交通流线的无缝换乘,将使该地区成为南京古城的新的城市中心,也成为其城市新的时代标志。
  方案竟标回顾
  2006年7月,由铁道部通过国际方案竞赛的形式进行了新建南京南站的方案征集活动,参加竞赛的单位共有北京院+铁四院,华东院+KPF,上海现代集团+法铁、中南院等六家设计单位及联合体,最终由北京市建筑设计研究院和铁道部第四设计院组成的设计联合体提出的设计方案获得竞赛第一名(图3、图4)。
  方案设计从城市设计的角度重新定义南京南站建筑设计,基地地处南京市南北城市发展主轴即:中华门——雨花台——南京南站——秦淮河轴线上,这既是城市向南部拓展的经济轴线,也是一条连接人文名胜的历史文化景观轴线。因此在方案设计中,我们特别强调了建筑造型的方正、庄重和中轴对称的特性,使建筑与城市轴线的内在精神相契合。
  
  站房功能布局遵循“以流为主、到发分离、南北通透”的原则,创造性地采用“上进下出”与“下进下出”相结合的立体流线模式,充分体现“公共交通优先”、“人车分离”的设计思想。通过对站内交通进行合理组织,使铁路客运站与地铁、长途汽车、以及社会车辆之间换乘顺畅、无缝接驳,使车站与所在区域的城市功能密切配合。
  为了给南京这座约2470年历史的六朝古都增添新的时代经典,我们在南京南站的设计中全方位地尝试融入更多的传统文化精髓和南京城市的地域特色,尝试从使用者,从每个“人”的角度体会超大体量的交通建筑可以带来的空间震撼和不同以往、超乎寻常的精神感受。
  设计特点与分析
  设计特点与分析主要以“屋面”、“檐下”、“外墙”、“候车厅室内空间”、“模数”等作为专题,以竞标方案为起始,回顾设计的演变及历程。
  1 重檐叠椽
  在中国传统建筑中,屋顶层次的复杂程度和尺度大小,决定了建筑的重要级别。
  中标方案中,主站房屋顶采用了三层叠次向上收分的形式,同时中部结合三组室内光筒设置了采光天窗。在深化设计中,屋顶的形式结合了结构形式、室内空间以及自然光采光计算的成果。最终经过适当简化,演变为上下两层的重檐形式,上层屋面结合室内中央通道适当抬高,室内净高为2712m,下层屋面主要对应为候车空间,室内净高17m。上下两层屋面之间为保证室内自然采光需要,设置了采光高侧窗。
  屋顶的天窗形式共分为三种:①条形采光窗:下层屋面条形窗主要为候车区域提供均匀的功能性自然光照明,上层屋面条形窗与中央通道室内顶部条形采光膜相对应;②矩形采光天窗:设置在上层屋面的矩形天窗与室内藻井相对应,为加强室内设计的空间效果提供重点性的自然光照明;③锥形天窗,锥形天窗位于室外列柱的柱头顶部,为突出斗拱的形式层次提供重点性的自然光照明。
  
  
  屋顶的天窗形式经历过三角形等设计演变(图5~图7),最终选择了形式最为简明平天窗,同时与屋顶坡度相结合,我们认为弱化天窗形式的设计更好的凸显了重檐屋面的形式构成以及屋顶外形轮廓。
  下层屋顶南北两侧出挑深远至30m,东西两侧屋顶的檐口由于与无柱雨篷重叠,功能作用减弱,因此中部以曲线的收束来减少出挑距离。出挑斜线的张力和收束曲线的柔美,使整个屋顶的形廓如犟斯飞,给城市留下了优美的天际线。
  下层屋顶与幕墙交接处,以双层叠置的仿木色方管梁来构成中国传统木构中檐下椽子的意象(图8~图11)。
  2 列柱回廊
  南北站房幕墙外侧各有一排室外列柱,室外列柱结合斜向出挑的深远的檐口,构成了庄重巍峨、具有强烈仪式感的檐廊空间。
  在中国建筑的传统营造方法中,屋架体系的承重完全由横梁叠合而成。在这种叠合结构中,横梁与具有悬臂支撑结构作用的斗拱相结合,形成了中国木建筑艺术最富创造性和代表性的斗拱结构体系。在室外列柱与屋顶交接的柱头部位,我们还原了斗拱原始意象中最简朴概括的叠加悬臂的受力形式,通过对斗拱节点的力学分析和计算实验,采用钢结构的箱形梁,在钢骨混凝土柱和钢网架屋顶之间建构起层叠悬臂的钢结构传力构件,将木结构的受力构件形式演变为符合现代结构体系的受力构件,柱身的支撑力通过层叠的钢梁的传递均匀扩散至屋顶网架体系。柱头顶部镂空形成光井,锥形光顶泻下的天光透过柱头的层叠格构的隙缝,勾勒出斗拱清晰的结构层次。也给庄重的檐廊空间带来了神秘和愉悦。层叠椽子的檐下细节处理,在形式逻辑上与层叠的斗拱一脉相承,构成一个完整的中国木构体系的形式意向。
  斗拱的设计经历了形式和细部尺寸及材料构造的不断深化,最终确定的有三层叠次的斗拱形式结合了柱身的结构尺寸和整个立面的尺度。斗拱最初的材料构造考虑在结构体外用金属板材包覆,在斗拱结构设计的深化中,结构轮廓尺寸与建筑基本一致,最终斗拱的表面处理采用直接在结构体外氟碳喷涂。虽然增加了建构的真实性,但对钢结构的加工精度以及安装精度提出了很高的要求,最后呈现出的结果仍有较多缺陷,多处钢结构表面需要找平才能达到表观要求,两端柱头的安装误差达到近300mm,不得不围绕柱头顶部增加了一圈较宽的凹槽来弱化施工误差,虽然在形式上起到了强化斗拱的作用,但实属违反设计初衷的无奈之举(图12~图17)。
  
  
  3 城砖肌理 窗花格构
  南北主入口立面幕墙部分作为衬托前述形式元素的背景,也随着设计的深化不断演进。陶板墙面,质朴绚丽,蕴涵江南山水灵秀。玻璃幕墙通透灵秀,结构清晰。陶土板、玻璃、钢骨架、椽子共同构建了整个南京南站立面的整体大气、沉稳、清秀的风格(图18)。
  (1)陶土板幕墙
  主站房的陶板幕墙,主要设置于高架候车层南北立面、站台层北立面等位置。采用陶板幕墙与玻璃幕墙结合的复合构造,单元式组合的陶板幕墙以不同的疏密形成变化的透光效果,既富于光影变化又与大屋顶檐下的木构系列风格统一。在整体上体现庄重大方的立面特质,又在细部处理上注意人的欣赏尺度和距离。单元组合的幕墙体系在创造了独特的视觉效果的同时,也有效地控制了造价。
  我们曾经做过十几种材质和颜色问跳跃的组合设计,最终定稿的是横向材质贯通的标准单元组合形式,或许少了些平面设计的趣味,但却更契合作为背景物的自身特征。强调中部车站主人口的透明玻璃幕墙中双面镶嵌的铜饰窗花,使以宏大叙事的手法设计的立面中兼具了婉约灵秀的江南气质。
  (2)窗花
  窗花作为中国历史悠久的建筑装饰,蕴含了丰富的民族智慧和情感,其寓意之丰富、形式之繁多,这也让我们在深化设计中煞费苦心,经过多次推敲最终我们选择了象征南京城市精神的梅花作为窗花的主题。在施工深化设计过程中,将窗花纳入了幕墙受力体系做综合受力分析。窗花的横梁设计成H型钢,利用内凹空间来放置玻璃装饰构建。使窗花装饰与幕墙体系融为一体(图19)。
  
  
  (3)玻璃幕墙
  玻璃幕墙作为立面的主旋律采用了结构清晰大气的框架式明框玻璃幕墙,框架结构竖向支点最大间距27.8m(幕墙最高处),横向主立柱最大跨度10.75m,属于典型的大空间大跨度结构形式。幕墙主受力结构采用钢结构箱梁、钢龙骨,深灰色常温氟碳喷涂,格构形式的方形龙骨+水平方向也采用方形龙骨连接。幕墙最初方案为竖向4000mm分隔,为了避免玻璃幕墙单块面积过大及增加施工工艺难度,最终确定调整为竖向3300mm分隔(图20~图25)。
  4 室内空间的序列
  到过南京中华门的人大都会对饱经沧桑的城墙、见识过无数金戈铁马的瓮城以及幽深重重的券洞留下极为深刻的印象。南京中华门位于南京城正南,明洪武二年至八年(1369~1375)于南唐都城和南宋建康府城南门旧址拓建而成,始称聚宝门,1931年改称中华门。中华门规模宏大,气势雄伟,结构复杂,设计巧妙,是我国现存最大的古城堡。
  中华门共建有三道瓮城,由四道拱门(券门)贯通。整个城堡南北长128m,东西宽118.5m,四道券门与三道瓮城形成了明暗相间的空间节奏,不仅强化了中轴序列的威仪,还恰到好处地限定了空间尺度,使人在这个巨大尺度的城堡里很容易辨别方位。在中轴序列上由远而近,自外向内的行进中,不断变幻的明暗光影和开阖有序的场所感受也为历经600多年沧桑的古堡增添了神奇而斑斓的色彩,令人为中华先人们的聪明智慧而叹服。
  自南京南站方案投标伊始,项目组就敏锐地抓住了南京中华门所特有的“三重门”序列这一极富地域特色的空间组合形式,作为贯穿站房建筑设计始终的空间构成要素。
  在中标方案中,我们以“三重门”的设计概念,在进深300m的候车空间内设置了三座竖向高度贯通候车大厅的光筒来强化中轴的空间序列。在设计深化中因功能的要求取消了光筒,但“三重门”的设计概念依然坚定的保留下来。在中国建筑中,惟尊贵重要部分才施“藻井”。我们决定用藻井这种传统形制来重新演绎“三重门”的原创概念。
  由于深化设计中屋面采用了重檐的设计形式,造成了候车厅内高低两个不同尺度的室内空间,丰富了室内空间层次,我们在上层屋面结合采光天窗设计了3组边长30m的方形采光藻井。采光藻井的形式原型来自于传统营造中的“举架”,由层叠向上收分的仿木梁架结合简洁纯净的PTFE膜材构成,采光藻井之间以条形PTFE膜带强化中轴序列,吊顶的其余部分以均质排列的铝合金平板格栅板和蜂窝铝板作为藻井的背景衬托,上层屋面与下层屋面之间遮阳百叶的设计延续了与藻井相同的形式构成逻辑。
  三组巨大的藻井在强调候车厅纵向空间序列的同时,也起到了标识站场区域和引导人流的作用,因为三组藻井所在的位置分别和南京南站的三大站场京沪场、沪汉蓉场和宁安场的主要进站口相呼应。以传承历史元素为主题的室内空间设计给这座大型交通建筑的候车空间带来了独特的空间感受,同时也给大型客站强调功能化的候车空间设计带来了不同视角的设计处理(图26~图28)。
  
  
  一项建筑设计的完整性来自于设计师对设计理念和原则的贯穿始终的控制和把握。在南京南站高架候车厅的室内设计中,主创团队将室内外空间作为一个完整的语言体系来考虑,使室内外空间在建筑语素、色彩、模数对位等方面上取得了高度的一致性(图30、31)。
  5 模数,材料和细部构造
  依据站房柱网的间距,我们确立了南北向立面构件模数的基本单位为1000mm,东西向立面构件基本模数基本单位为1075mm,据此确定南北向幕墙单元和檐口蜂窝铝板单元宽度为2000mm,椽子构件和间距尺寸分别为400mm和600mm,东西向幕墙单元和蜂窝铝板单元宽度为2150mm(图29、32)。
  玻璃幕墙结构基本模数为南北方向立柱间距8000mm,截面尺寸约为800mm×250mm(北)和550mm×200mm(南)。东西立面玻璃幕墙结构主立柱间距10750mm,截面尺寸约为550mm×200mm,南北方向、东西方向垂直分隔均为3300mm。单块玻璃尺寸为2000mm(宽)×3300mm(高)和2150mm(宽)×3300mm(高)。北向首层玻璃尺寸为2000mm(宽)×3400mm(高),东西向首层玻璃尺寸为2000mm(宽)×3400mm(高)。陶板幕墙模块单元尺寸为4000mm×1650mm,由尺寸为540mm(高)×1950mm(宽)的30mm厚两种颜色陶土板与6+12A+6的镀膜玻璃组成立面复合陶板幕墙单元。幕墙玻璃采用10+12A+10的Low-E中空玻璃,横向和竖向分别采用方形龙骨与主箱型柱连接。陶土板幕墙分为内外两层,外层为外挂30厚陶土板,中间为钢桁架,内层为中空彩釉玻璃幕墙(图33)。
  系统基本模数单元一直延续至室内设计部分,例如东西向布置的吊顶铝平板格栅板的单元尺寸为2150mm的1/5。
  模数网格的生成,增强了设计师对材料厂商和施工单位深化设计和施工过程的控制力。模数化的设计原则也造就了最多的标准化的材料单元,降低了造价,减少了材料加工周期和施工周期(图34)。
  在南京南站的室内外材料选择中,我们一直遵循“异质同构”的设计策略,探讨使用那些特质与设计表达的主题相符的现代材料。在寻找能代表城砖肌理的材料时,我们认为陶板质朴浑厚的质地、大尺寸的材料规格与要求相符,而且赭黄色系也是陶板最经典、烧制最稳定的颜色。在陶板幕墙的室内立面设计中,经过多种材料的比较,我们最终选用与陶板单元尺寸和平面构成方式相同的两种颜色的彩釉玻璃的组成单元,来延续室外幕墙的模数和设计理念,其中白色彩釉玻璃对应外幕墙陶板,灰色镀膜彩釉对应外幕墙玻璃,在室内形成了对光线明暗编织的肌理(图35、36)。
  对于藻井膜材的选用,一方面考虑了PTFE膜的遮阳效果,另一方面认为在交通建筑中由于需要保证长久的使用年限,建筑师必须大量使用石材、金属板等特别硬质的材料,这些材料强调了空间的物质感,但相应消弱了人性化的一面,因此膜材以及彩釉室内幕墙的表皮,由于可以对光线的投射进行过滤,弱化了本身的物质感,成为室内材料中相对柔软的部分,试图给使用者营造一种相对放松乃至愉悦的心理感受(图37)。
  6 建筑色彩研究
  在中国建筑中,建筑物的颜色一方面取决于各种象征意义的要求,另一方面则依据礼制或者官方表示的门第等级的规定。“黄者中和之色,自然之性,万世不易。皇帝始作制度,得其中和,万世长存,故称皇帝也。”因此“以黄为贵”是礼制中最为尊贵的颜色,在中标方案中,我们确定以香槟色作为室内外的主色调。后期色彩深化中,在室外部分,以室外檐口铝板的香槟色为基准色,确定陶板以赭黄色系为主,室外列柱及柱头,窗花以古铜色系为主。在室内方案中,兼顾了交通建筑的功能性,提出了弱金色加浅色系的室内色彩方案,藻井和室内外椽子以仿木色系为主,送风单元和顶部蜂窝铝板以弱金色为主,其余装饰均以白色和浅灰为主。但在方案的确定过程中,有关领导认为目前的大型客站中候车厅室内均以浅色系为主,弱金色过于冒险,建议不采用。最终应感谢站房指挥部的大力支持,由其委托中国美术学院在原色彩方案基础上对材质的颜色进行准确的定位分析。
  从最终建成所呈现出的结果看,我们的色彩方案很好地完成了室内外的衔接和过渡,使整座车站的室内外空间融为一体。而且由于对香槟色系的准确把握和定位,使整个建筑避免了媚俗的风险,呈现出尊贵的气质(图38~图41)。
  
  
  
  7 生态节能设计措施
  节能设计对于空间尺度巨大的交通建筑的日常运营有着深远的意义。候车大厅空间尽量利用自然光照明,通过自然光照明课题的计算数据,我们在两层屋面上根据候车区域合理设置了采光平天窗和高侧窗,同时又通过确定玻璃的透光系数、铝合金平板格栅板的间距以及高侧窗内百叶的角度来控制阳光的辐射。南北两侧屋顶巨大而深远的挑檐,为乘客遮风挡雨,也减少了阳光、辐射对室内能耗的影响,大大降低了由于太阳辐射造成的能源消耗。陶板双层幕墙的设置一方面减少了玻璃的面积,同时也提高了外墙的节能效果。
  站房东西两侧无柱雨棚屋面设置了系统容量10.67兆瓦的太阳能光伏电站,和主站房同步运营。所发电可直接并网,并可作为站房的应急备用电源。
  结语
  在南京南站设计过程中,设计团队多次深入了解南京的城市历史和文化积淀,我们深深感到,在中国近乎疯狂的高速城市化的大拆大建中,南京这座古城的文化标识仅被保留在几块面积有限的历史文化保护区内,而在项目基地所在的江宁区,更是一个完全现代的城市新区。因此,面对南京又一次历史发展的里程碑式的节点,我们更加坚定地认为,对历史和文化的传承和复兴是对这座古城巨构最好的诠释。
  南京南站在实施过程中经历过数次重大的修改,但主创团队始终坚定自己对传统文化和地域特色的追求,也努力使它在这方面成为一个表达完整的高完成度作品。在长达4年的漫长设计过程中,设计组对每一个细节都进行多轮的设计方案比较,直至找到各方面满意的解决方案,即便是对配合单位的深化图纸所产生的变化,我们也在三维模型上认真推敲,数易其稿。在任何一次因主管部门意见产生的设计修改中,我们都不放弃对自己原创概念的据理力争。期间的艰辛,让每一位设计人员回首时都唏嘘不已、感慨良多。我们肩负使命,希望给南京带来一座不朽的经典纪念物,也希望南京因为它而更加精彩。
  (本文照片除注明外均由作者提供)
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