混凝土“花瓣”:圣安东尼奥汇流公园

千叶菩提啊 2024-03-26 04:09:42

©Casey Dunn

建筑事务所Lake|Flato Architects和Matsys Design工作室联手改造了一个旧工业区,将其转变为自然教育与休闲的全新空间。这座新的“汇流公园”(Confluence Park)位于美国得克萨斯州圣安东尼奥,临近圣安东尼奥河(San Antonio River)与圣佩德罗溪(San Pedro Creek)的汇合处。

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该公园旨在让参观者了解圣安东尼奥河的一系列自然循环以及多种多样的栖息物种,并针对这片在全得州范围内都至关重要的生态区,推动更加优良的环境管理工作。

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整个项目包括一座教室兼休息室的建筑、生态型景观植被以及圣安东尼奥河沿河步道及自行车道的入口。

而最引人注目的元素莫过于公园内的拱形混凝土亭,它们仿佛从地里生长出一般,形似几片花瓣。这样的有机造型,聚集起来便成为了公园中的遮阳亭,同时它们还能将雨水收集到地下的蓄水池中,这在全公园中所有的交互性教学装置中,可谓是最显眼的了。

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全场所的降水收集系统具备了一系列低影响开发特性(Low-Impact Development, LID),聚集并过滤降水。该场地设计的造型和斜坡都有助于将绝大部分地表径流导入洼地中,借由其中的植物过滤流水或是将其直接导入能够净化污染物的盆地中。场地上铺设的多孔渗水材料使得降水可透过砂石层的过滤,直接进入地下的蓄水空间。可见的蓄水池可容纳5700百升(15万加仑),而埋藏地下的结构则可容纳5000百升(13万加仑)。该系统可直接为整座场地提供灌溉用水,同时也可满足休息室中需要的非饮用水需求。

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对参观者来说,汇流公园如同一座活灵活现的实验室,在其中他们能够了解南得州地区的生态类型以及圣安东尼奥河流域的生态功能。漫步在公园中,参观者们可以通过观察、互动以及积极参与活动的方式学习生态知识。

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公园坐落于圣安东尼奥河以及圣佩德罗溪的交汇处,因此“汇流”的理念也贯穿了公园设计的每一层面——大的方面,整个公园的地形特点代表了南得州地区的生态类型,同时遮阳亭“花瓣”的造型,其模仿了植物利用生理结构将露水以及雨水导入根系的特性;小的细节方面,铺路材料呈现出的肌理也与水流以及水道的汇合处十分相像。

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混凝土花瓣的构造设计考量十分周全,它们轻微地浮在地表之上,其中BHP亭,即主凉亭,能够将雨水收集并传输到场地的雨水收集系统。整个公园的凉亭在提供休息场所的同时,也为参观者视觉化地呈现了汇流公园的水循环结构,并让他们了解这一切如何直接影响到圣安东尼奥河流域。

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一旁建有Estella Avery多功能教育中心,其顶部配有绿色屋顶,它可作为蓄热体,为建筑提供被动取暖以及制冷功能。整个教学空间直接面向凉亭处。全场地的雨水收集系统收集的降水作为公园的主要用水来源,而多功能厅屋顶上的光伏阵列则旨在于一年之内抵消所有项目能源消耗。

Axonometric

多功能建筑包括休息室以及一片教学空间,该建筑的设计定位是作为凉亭的“配角”,并与其形成对比——表面肌理丰富的板状混凝土外墙与光滑的玻璃纤维构成的“花瓣”,以及建筑本身几何化的造型与凉亭的曲线。该建筑较低的室内标高以及平板的屋顶让它仿佛从地里涌现生成一般,它也因此有机地融入了整个地表景观。

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中心凉亭由22片混凝土“花瓣”构成,形成了一整片拱顶阵列,它既可以提供遮荫处,也可以将雨水导入地下的水箱当中,可满足公园的灌溉需求。每一片花瓣都使用了定制的预制构件装配施工法,在场地进行浇筑加工,模具采用了数字化加工的玻璃纤维复合材料,它们被吊装到场地中,以形成整个结构所需的拱形。

整个公园是一座综合性的教学工具,它将启发参观者更积极地关注河流、了解环境管理工作并对南得州地区的生态类型有更清晰科学的认识。该公园的教育特性包括有:

l 展示南得克萨斯地区的5种生态类型。

l 采用了低影响开发策略,以防止暴雨涌入圣安东尼奥河。

l 13万加仑的全场地雨水收集系统可作为公园的主要用水来源。

l 由多片大型混凝土花瓣构成的主凉亭形成的几何造型可以收集并过滤雨水。

l 卫星亭在场地中是十分突出的节点,教学时可作为人员集合处。

l 多功能厅顶部的绿色屋顶提供了蓄热体,可用作被动取暖和制冷。

l 光伏发电阵列可在一年内抵消项目100%的能源消耗。

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设计过程中采用了仿生学的原则,即从自然中寻找灵感。凉亭的几何造型受到部分植物采用双曲叶启发,它们悬空并收集雨水和露水,将其导入根茎中。

在设计这些花瓣造型时,核心问题便是如何在确保它们是模块化构建的同时,避免视觉观感上过强的重复性。该设计最终采纳了开罗五边形镶嵌法(Cairo tile),一种不规则的五边形,将其作为网格的基本单元,以缓和经济的模块化建造和空间丰富性之间的矛盾关系。该五边形被进一步分割为5个三角形,如此下来最终只需要三种模块单元:两块相互镜像的不对称三角形,以及一块等边三角形。

Tiling Diagram

Pavilion Grid

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在这样的不规则三角形网格之上,每一片花瓣的三维模型借由参数化工具生成。在结构上,每一片花瓣都是半拱形,从底部16英寸厚的厚柱状结构缩减至顶部4英寸厚的曲线形屋顶。双重弯曲的表面几何造型有助于提升结构硬度。每一片花瓣都由两块铰链连接至其同一半拱形的另一花瓣上。借助粒子模拟系统,每一片花瓣导流能力都经过了水流模拟分析测试。

雨水模拟分析

开罗五边形镶嵌法再次被引用,但是以更小的尺度,借此它服务了公园内成千上万的混凝土铺设工作。四种不同的镶嵌肌理最终得以生成,由此形成一片巨大分支曲线网格系统,该网格系统是非周期性的,并且也呼应了当地水域的水流分岔以及河流三角洲的造型。

开罗五边形镶嵌法

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项目的客户,圣安东尼奥河基金会,其使命在于强化圣安东尼奥河流域自身充满活力的文化、教育、生态以及休闲娱乐体验,他们让设计团队将旧有工业区转换为独一无二的教育中心。起初,周边的居民并不欢迎这一项目,他们甚至要求通往公园的道路保持被封锁的状态,在建造期间,圣安东尼奥河基金会的代表挨家挨户地向当地居民介绍这一项目内容,这样的举措最终换来了居民们对项目的极大热情,场所围栏上最终也加入了大门,随后邻近的居民便可轻松到达这一新的休闲场所。

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Location Plan

Site Plan

Roof Plan

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千叶菩提啊

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