山地公園景觀建筑參數化選址研究

袁旸洋

成玉寧*

李 哲

《園冶》有述：“園林惟山林最勝，有高有凹，有曲有深，有峻而懸，有平而坦，自成天然之趣，不煩人事之工?！鄙降丨h境是建設景觀的最佳場所，其中的景觀建筑也因高就低，體現自然意趣。山地公園的地形地貌起伏多變，植被覆蓋度與物種多樣性高，與一般城市地段及濱水環境相比，生態環境更為敏感與脆弱，空間變化更加豐富，景觀建筑的選址與建設強度的控制研究具有必要性。由于擺脫了城市用地紅線與規劃條件的束縛，山地公園中的景觀建筑設計富有挑戰性，給予了設計師較大的發揮空間。如何優選出滿足生態保護與建筑功能訴求的最適宜用地，研究并劃定景觀建筑的建設“紅線”，是設計師關注的話題。

景觀建筑是中國傳統風景園林的組成要素，關于景觀建筑的研究由來已久，如齊康先生發表了《建筑·風景》[1]《憶風景建筑設計》[2]等多篇論文探討風景與景觀建筑的關系及景觀建筑的創作。鄭炘等在《山水風景與建筑》一書中研究了建筑和風景之間的形態與空間關系[3]，杜順寶[4]、崔愷[5]等學者探討了風景建筑的布局類型及設計方法，陳燁等基于Civil 3D構建了參數化的風景建筑體量控制方法[6]。以往研究大多聚焦于景觀建筑本身，比如布局、形體、材料、體量等構成要素與環境的對話關系，關于景觀建筑選址的研究較少。李保峰在《風景建筑五說》中指出“風景中建筑選址的邏輯本質是對自然力量的順應”[7]；袁雷等從建筑與環境融合的角度探索了復雜山地建筑布局與選址研究的策略[8]。聶瑋等基于AHP法建構了風景旅游建筑與場地的耦合度評價體系[9]，安明晗研究了傳統景園建筑的選址與體量的指標區間[10]，奧齊梅克(Ozimek)基于數字化計算結合圖形分析研究了觀賞距離、建筑類型和建筑規模對景觀質量的影響[11]。綜上，關于景觀建筑的選址多聚焦于建筑與環境關聯的定性探討以及選址結果與指標的定量評價，對數字化的選址方法開展了一定研究。本文旨在探索數字技術輔助下的參數化景觀建筑選址方法，提升山地公園景觀建筑選址的科學性與精準性。

1 山地公園景觀建筑選址的耦合邏輯

景觀建筑選址是山地公園規劃設計中的重要環節，對應于前期項目策劃后的“落地”與總圖生成。風景園林規劃設計講求建構“設計與場所的耦合”，對景觀建筑選址而言，意為在場地范圍內為適當的項目選擇適宜區域。

1.1 最小化的環境擾動

“因地制宜”中“因”意為“依據”，“地”為“場所”，“因地”強調的是設計從場所出發，“制宜”指在設計中需要進行適當的選擇與優化。風景園林規劃設計中“因地制宜”包含2個基本層面：一是指對于場所利用的最大化，即盡可能利用場所中原有的資源及其發展趨勢，最大化場所自身優勢，發揮場所資源的最大效益；二是場所擾動的最小化，即在完成設計目標的同時最低限度地對場所進行干預，避免冗余設計與資源的過度擾動及消耗。山地公園景觀建筑營建需要實現設計與場所之間的“耦合”與共生，以最佳、最合理的方式科學地確定建筑位置、建設強度等，應從“因地”出發，科學地認知山地環境。首先以生態保護為導向，對山地環境的生態敏感性與建設適宜性進行研究，將場地分區、分級，明確需要嚴格保護的區域與適宜建設的區域，這也是景觀建筑選址及用地范圍確定的基礎與前提。其次，最小化的環境擾動還體現在對景觀建筑建設強度與體量的控制，即根據山地公園的實際需求預判規模，依據容人量、生態容量、景觀視覺等確定建筑體量。其中，景觀建筑規模的預判基于游客、政策、場所資源等一系列信息的分析與總結，確定功能定位，進而對用地面積、容積率及建筑面積等進行預估。

1.2 建筑與環境的耦合

景觀建筑是功能與空間、形體與環境、科學與藝術的結合，追求的是建筑與環境的和諧、互動，在“觀景”與“景觀”之間達成巧妙的平衡。山地公園具有起伏多變的山地環境，山地公園與其中的景觀建筑互相影響，是一對矛盾的統一體，兩者具有雙向互動的關聯[12]：一方面山地環境決定建筑，為順應地形高差，景觀建筑的平面布局與空間形態均會發生變化；另一方面，景觀建筑反作用于環境，有著顯著的在地性，即建筑與自然環境有著更為緊密的關系，更直接地反映了環境的特征，并在此基礎上進一步強化了地域景觀特色，成為景觀的一部分。由此，景觀建筑與山地環境的耦合是規劃設計的最終目標。

景觀建筑與山地環境的耦合程度最直觀地體現于建筑的形態。景觀建筑的形態既體現了其內在屬性，又反映了外部環境的影響。對山地公園的景觀建筑而言，山地環境對建筑形態生成的作用非常明顯。我國傳統景觀建筑受東方哲學思想的影響，追求與自然和諧統一的境界，強調“小、散、隱”，達到“雖由人作，宛自天開”的效果。雖然當代景觀建筑的功能有所拓展，但其形態亦強調消隱、分合、順形與透空[13]，即切分體量，將建筑隱于風景之中，順應地形，增加兩者的滲透，減少對風景的干擾。景觀建筑既是山地環境的組成部分，也是山地生態系統的重要參與者，與景觀諸要素互相依存。除形態上不能超出山地環境的空間容量之外，其建設也不可超越環境生態系統的承載能力。

2 參數化的景觀建筑選址模型

參數化的風景園林規劃設計方法通過對自然過程與規律的分析與解讀，構建設計邏輯，搭建模型描述設計系統，將來源于場地分析與評價的定量化指標作為參變量，通過比較、調節參變量，動態優化選址方案，使景觀建筑選址與場地的固有特征相耦合，從科學意義上實現因地制宜[14]。本文的山地公園景觀建筑選址方法，基于山地公園場地條件與景觀建筑的環境訴求確定參變量，根據景觀建筑與場地之間的耦合關聯構建參數化模型，通過參變量的調控實現景觀建筑的科學、精準選址。

2.1 參變量研究

景觀建筑選址與山地環境耦合的實現，需要依據項目策劃中預判的建筑規模、環境需求等條件與場地進行“比對”，以尋找適度干預條件下，滿足項目要求的地塊。由此，山地公園的場地條件與景觀建筑對環境的訴求即為選址的參變量。參數化方法中設計受參變量控制，每個參變量控制或體現設計結果的某種重要特質，改變參變量的值會使設計結果隨之變化。其中，參數并不等同于變量。兩者的差異在于參數是設計者通過分析與預判而賦予的一種約定，描述了系統的運作特征與關系，參數值是設計調控的對象；而變量隨著設計對象的變化會不斷改變。對于景觀建筑的選址而言，山地公園所提供的場地支撐條件是變量，隨著場地的變化會不斷發生改變；而自身對環境的訴求是參數，也是選址過程中主要的調控對象。

1)變量：山地公園的場地條件。

景觀建筑的選址除考慮功能之外，更重要的在于利用地形地貌，融合于景觀環境。最小化的環境擾動需建立在山地環境條件的分析基礎之上，也體現了環境對景觀建筑建設的支撐能力。首先，對整個場地范圍用地進行生態敏感性與建設適宜性分析，分別以生態和建設角度為導向加以研判：生態敏感性研究對用地屬性、坡度、坡向、植被、水文、土壤等系列要素進行分析，將場地的生態敏感程度進行分級，明確生態極敏感、較敏感與弱敏感區域。建設適宜性分析以建設為導向，在生態敏感分析的基礎上對場地進一步分級，在生態極敏感區域以外的范圍中劃分適宜、較適宜及不適宜建設的區域，從而明確了環境中可進行人工營建的范圍。在建設適宜性評價中，高程、坡度、坡向等地形地貌因子，徑流匯集區、地質災害區等均是評價與分析的要素。其中對地形地貌條件的研究尤為重要。山地環境的坡度、山位、山勢、肌理等是構成山體形態的主要因素，對景觀建筑的形態、景觀效果、安全等不同方面均會產生影響。譬如，坡度是影響山地生態穩定性的主要因素。坡度越大，山地區域的地質穩定性越差，水土流失的可能性也越大，容易引發崩塌、侵蝕、徑流量增加等不良后果，在坡度較陡處建設景觀建筑不僅存在一定安全隱患，也會產生較高的造價。

2)參數：景觀建筑的環境訴求。

參數體現了景觀建筑本身對山地環境的訴求，來源于項目策劃對建筑功能與定位的研究，包括了控制性與限制性2類參數，涵蓋了地形與朝向、出入口與交通、環境需求、用地與規模等(表1)。其中，控制性參數包括了空間、交通與環境要求3類，是進行選址調控的對象?？臻g要求指景觀建筑對于在場地所處空間位置的要求，包括高程、坡度、坡向3項。以坡度為例，一般而言，不宜在地形起伏過大、坡度過于陡峭的區域進行建設活動。傳統景觀建筑的選址由游賞需求、建筑功能與性格而定，對坡度的選擇并無絕對定式。據統計，傳統山地景觀建筑位于坡度10%以下緩坡地的建筑占38%，位于10%～30%斜坡地的為40%，位于急坡、陡坡地帶的建筑較少，通常為塔、樓閣、亭等建筑類型[15]。某些特殊的觀景建筑恰恰需要建設于陡峭的山崖之上，以體現獨特的藝術感染力。交通要求主要指景觀建筑在交通方面的需求，包括與山地公園出入口的距離、與主次干道的距離等。《養馀園記》有述：“其地阛陽二郊陰，右負城，左瞰山，竹木森秀，臺榭館之類錯居而各有其所?！睒淠尽⑺w、山石、氣候等富有自然意趣的要素往往會決定景觀建筑的成敗。正如《園冶》中所謂“得景隨形”“因境生成”，采用借景、對景等手法將優美的景觀要素納入整體建筑環境是景觀建筑設計的重要手法。環境要求體現了景觀建筑的特點，一般指其對于景觀資源的要求，包括水體、植被、文化資源及觀景視域等等，此類參數也是景觀建筑特點的生成與調控要素。如著名的流水別墅，橫跨于溪水之上，建筑與周邊山水樹石的融合成為最突出的特質。限制性參數指景觀建筑的用地面積、建筑面積、建筑高度等建設指標。在選址前需要依據景觀建筑的功能需求及環境容人量測算，對建設指標進行預先判斷，將指標定量化。

由于山地公園場地條件不同且景觀建筑功能各異，上文所列參變量在運用中會有所增減。就變量而言，生態敏感性與建設適宜性分析的指標數量、權重及分級標準均會根據場地實際進行調整。選址參數中，限制性參數是建筑的基本指標，控制性參數的空間與交通亦是建筑選址的必要條件。而環境參數則會基于建筑功能進行選擇，譬如，濱水茶室選址時需要設定水體資源參數，對植被資源等參數并無特殊要求，而森林驛站的選址對于周邊植被資源則有一定的需求。參數是選址所必須同時滿足的條件，所以無論是控制性參數或者限制性參數均為等權重參數。

圖1 參數化景觀建筑選址模型

圖2 紫清湖溫泉度假區地形地貌分析圖

2.2 參數化模型構建

參數化的設計方法中，模型重在對關聯與過程的描述，表達了一種邏輯的概念，基于設計邏輯的模型構建是關鍵環節。根據上文所述景觀建筑的選址邏輯與參變量可構建如圖1所示的參數化模型。在模型中，變量為可建設區域，來源于山地公園的生態敏感性與建設適宜性評價。參數包括控制性參數與限制性參數，某一景觀建筑可通過參數的控制得到不同的選址結果。本文構建的參數化選址模型采用了“面積”法作為選址結果的篩選規則，即以可建設區域為基礎，扣除不滿足選址要求的區域，進一步篩選得到符合建筑用地面積的地塊。因此，“用地面積”這一限制性參數是判定選址過程結束的依據。需要注意的是，所提選址要求越多、參數閾值越苛刻，得到的備選地塊越少，選址結果難以符合用地面積要求的機率越大，反之亦然。因此，在參數化選址過程中存在一次選址無法滿足設定要求的情況，需要放寬或縮緊選址要求再次選址，重新篩選適宜的地塊，即形成了一次迭代。通過調控選址參數，對優化選址條件重新完成選址過程，直至得出符合條件的地塊。作為風景園林規劃設計的一個環節，在完成所有景觀建筑選址后將選址疊加，并進行協調與統一，即可得到初步規劃總圖與功能分區。

3 基于耦合原理的參數化選址過程

紫清湖溫泉度假區位于南京市東部湯山鎮，孔山南麓，為寧鎮山脈分支。場地內地形起伏，屬于典型低山丘陵地貌，整體呈北高南地之勢，海拔最高處約270m，南部整體較為平緩，坡向以南向居多(圖2)。本文以紫清湖溫泉度假區規劃設計為例，詳細論述山地公園景觀建筑的參數化選址方法。

3.1 參數篩選與確定

根據前期項目策劃，本次景觀建筑選址案例“萬景山莊”為精品度假酒店，提供住宿、餐飲及娛樂等服務，需建筑面積約3 000m2，用地面積約5 000m2，建筑高度限定為9m及以下，以上即為選址的限制性參數。在此基礎上根據景觀建筑功能特征與性格特點篩選控制性參數與、預估參數閾值，如表2所列“萬景山莊”的初步選址參數。從空間要求上看，建筑所在高程不宜過低，以體現“山莊”特點，同時坡度要求可適當放寬；由于有住宿功能，坡向以面南、西南為宜；該建筑定位為高品質的度假酒店，需要安靜、優美的景觀環境，不宜緊鄰主要交通干道，但可達性應較好，因此將交通參數控制為距一級道路200m以上；開闊的水面與良好的植被具有較好的景觀視野與小氣候條件，能夠提供高品質的居住及休閑環境，故而設定適當的水體與植被資源參數。

表1 景觀建筑選址參數表

圖3 適宜建設區域評價

圖4 萬景山莊初步選址

圖5 萬景山莊二次選址

3.2 適宜建設區域評價

基于場地的評價與綜合分析，通過生態敏感性與建設適宜性分析得到可建設區域。首先，生態敏感性評價對場地要素進行加權疊加分析，確定山地環境的生態敏感區域及分級；在此基礎上展開建設適宜性分析，同樣采用加權疊加的方法對地形地貌、地質災害區、地基承載力、交通情況等多因子開展分析，從而得到適宜建設區域及分級；將適宜建設區域中需要保護的生態極敏感區域扣除，并進一步去除高壓線安全區、鐵路線保護區、文物保護范圍等特殊因子所涉及的范圍，即可得到最終的可建設區域(圖3)。

3.3 選址的生成與反饋

依據“萬景山莊”的初步選址參數，采用ArcGIS軟件得到高程、坡度、坡向、交通、水體、植被類型與覆蓋度7項選址參數，圖4分別表達了場地中滿足參數閾值的區域范圍。將以上參數圖紙等權疊加，便可得到同時滿足參數條件的地塊，進一步與適宜建設區域進行疊加篩選。如圖所示，場地中僅存在2塊備選地塊能夠全部符合“萬景山莊”初步選址要求，即面積為5 587m2的山腰地塊與11 042m2的山麓用地。將備選地塊與選址要求的用地面積進行比對，可發現2個地塊均面積偏大，屬于“有選區、面積偏大、備選項目少”的情況，需放寬選址條件進行二次選址。表3為“萬景山莊”二次選址要求，放寬了對植被資源的要求，將植被覆蓋度良好的區域也納入選址范圍。

表2 萬景山莊初步選址參數

表3 萬景山莊二次選址參數

二次選址的過程同初步選址，仍利用ArcGIS軟件制作單項參數圖紙，在無權重疊合的基礎上與適宜建設區域進行疊加分析，得到二次選址結果(圖5)。隨著選址要求的放寬，此次選址結果地塊有了顯著的增加，共產生了5個備選，集中分布于場地南側兩片較大水面附近及西側現狀水系較為發達區域。根據地塊的面積統計表，地塊4為4 910m2，最接近預判的用地面積，由此可得到“萬景山莊”的選址結果。

圖6 總平面圖及功能分區

3.4 選址總圖的生成

基于前期項目策劃，即可預判得出本次規劃設計中所有景觀建筑的選址參數。借助ArcGIS軟件中的Modelbuilder工具構建數字模型，通過輸入變量、調控參數即可實現不同功能及規模的景觀建筑選址批量化生成。在得到所有景觀建筑的選址后，還需要經過綜合的統調和優化，原因有以下幾點：首先，二次選址結束后，存在數個滿足選址要求的地塊；其次，由于選址要求類似，會出現2個或多個項目選址重疊或部分重疊的情況。在景觀建筑選址優化之后，便可進一步完成規劃設計總圖的布局與功能分區(圖6)。

4 結語

當代風景園林設計師在風景園林營造中尋求設計與場所和諧共生的途徑與方法，力求最小化對場所的擾動，與“因地制宜”“天人合一”等傳統造園思想所一脈相承。本文基于“場地與設計”的耦合關聯構建了山地公園景觀建筑的參數化選址模型，探討了選址的變量與參數，并通過調控參數實現景觀建筑選址，具有精準與高效的特點?；谏鷳B敏感性與建設適宜性分析的參數化景觀建筑選址方法，可統籌實現環境生態保護與使用訴求雙重目標，是對風景環境中景觀建筑“紅線”劃定途徑的探索，有助于提升山地公園規劃設計的科學性。

山地公園的生態脆弱敏感，景觀建筑的營建不僅需要考慮服務功能，更要響應山地環境特征，合理、巧妙選址并控制建筑體量。在今后的研究中，結合建筑體量、規模等建設強度控制的研究可提升山地公園中景觀建筑選址參數的精準性，進一步完善參數化選址方法。

注：文中圖片均由作者繪制。