城市建筑藝術裝置設計與研究

胡穎 于秩祥

摘 要：目前，國內部分城市建筑藝術裝置設計單調、乏味，尤其是一些流水式的藝術裝置缺少美的元素，缺乏新穎性和安全性。為此，以空中出水藝術裝置設計為例，運用現代控制技術與安全設計手段對其結構進行剖析研究，分析水池、水管、水泵、水壺和感應器之間的相互聯系，打造水從空中水壺流入地面水池和水池水位永遠保持不變的視錯覺藝術效果，為人們提供科學、安全且具有啟迪性和懸念感的審美體驗，并展示安全設計環環相扣的科學性。其中，特別是對重心和減輕水壺重量的設計，使城市建筑藝術裝置設計實現了質的安全。

關鍵詞：空中出水藝術裝置;藝術性;安全設計;造型;水池

近年來，很多城市出現了一些如噴泉、假山、樓閣和各種流水藝術裝置等的裝飾景觀，以此來展示城市魅力，美化城市環境。本文是在提升藝術裝置的新奇性、趣味性的基礎上，將安全技術設計融入其中，即在原則上不改變原有的建筑結構與形式，運用原來的建筑基礎設施（如水池、假山、水渠和樓閣等）將物體的重心設計在看不見的支撐管上，通過相關的電子感應技術與設備對水流、容器和水泵等進行控制，從而設計多種多樣且具有科技含量的藝術裝置。這些藝術裝置能增強建筑藝術裝置的科學性、美觀性、安全性和創新性，真正顯現出水的藝術與美的價值，引導人們對科學和藝術產生興趣，達到美化城市的目的。

在眾多建筑藝術裝置設計實例中，本文選取空中自然出水藝術裝置為例，對其藝術性與安全性進行剖析與研究，希望能為今后的相關研究拋磚引玉。

一、空中自然出水藝術裝置的構思與設計

空中自然出水藝術裝置具有特殊的藝術效果，會讓人們聯想到下雨的場景。優秀的公共藝術建筑往往能反映一個城市的特色和歷史文化底蘊。空中自然出水藝術裝置可以被制作成比較具有藝術氣息的一朵白云、天外之山、空中天池或天上山泉的造型，也可以使其具有天壺、寶葫蘆等造型。這些獨特的造型都蘊含著豐富的中華傳統文化。此外，還可以根據需要將藝術裝置與城市的市標、企業標志等相結合，從而彰顯一個城市的市容市貌。

空中自然出水藝術裝置通常能讓欣賞者產生好奇和思考，比如：水是從哪里來？水柱是怎么形成的？出水容器如何懸在空中？水的飛流是否安全？下面，筆者將以水壺永遠向水池倒水的造型為例，研究該類出水藝術裝置的設計方法。

二、藝術裝置空中出水的方法與其藝術效果

筆者意將藝術裝置造型的腔部設計成水壺形狀，從而營造水從空中水壺永遠倒入地面水池的藝術效果。在這個藝術裝置中，首先需要制作一個具有藝術氣息的天壺，使其懸于半空中。而后，在天壺下邊建設一座大型水池，水池水深應在1米以上，水池四周要安裝四個噴霧式的藝術型水龍頭，使其定時或不定時地向水池中部懸于空中的天壺噴出水霧。

關于空中出水的方法，首先要在水池內灌入一定量的清水，啟動支撐水管底部的水泵，將水送至支撐水管的上端，而后水會通過注水口注入出水容器的蓄水反流裝置內，通過蓄水反流裝置的作用，水會從出水容器的嘴部流出，并順著支撐水管流入水池。由于支撐水管和出水容器均具有一定的遮擋功能，外界無法看到水被送上去的過程，只能看到水從出水容器流出，這就能呈現水從空中流出且支撐水管被水流包裹形成水柱的視覺效果。此外，在水池內某暗部安裝一個水位傳感器，可用于控制水量和保持水池內水位不變。水位傳感器應與水池下的輸水管道、供水泵相連接，供水泵能通過輸水管道將水送入水池。當出水容器中的水源源不斷流入水池內后會與原先的水先匯合，而后能通過水池旁的明水溝流走，從而使水池內的水位永遠保持在一個水平面上，形成安全、有序的流水藝術效果。

三、具體設計與安全要求

圖1是天壺出水藝術裝置的整體結構圖。在這個裝置中，水池中部固定一個中空的支撐水管，支撐水管的上端連接有出水容器，即天壺。出水容器最高處直立的鋼條為裝飾天線。其中，支撐水管是直立的、帶弧度的彎管，支撐水管的底座內部安裝有將水源送至支撐水管上端的動力系統，動力系統可以是水泵，也可以是高處流水的勢能或者水塔的水壓。出水容器與支撐水管整體的重心落在支撐水管上。

關于水池水位的恒定，可以在水池一側開一個明口，在明口上部罩鋼化玻璃，使水池里的水不停地從明口流出，而后順明水溝流走，再通過幾個轉彎進入水池底部的水槽。同時，可在水池底部水槽內安裝一個水泵，將由管道輸送來的水或者從明水溝流來的水再輸送給水池。需要注意的是，由水泵供給水池的水必須等于從水池中流走的水，這樣才能使水池內的水位永遠保持不變。

關于支撐水管的制作，水管應是白鋼材質，這樣在被全部包圍在水流中間時就無法使人用肉眼分辨出流水中是否有水管存在。除了要求白鋼水管外部應與水的顏色保持一致之外，還應該在水管上雕刻一些呈下流趨勢的水紋。此外，水管的內徑、長度、流速等都應取決于出水容器的容積，以此來保證壺內的水總是以一個速度往外自由流淌。

出水容器內設計有出水嘴和蓄水反流裝置。出水嘴位于出水容器下方（圖2）或者是出水容器內（圖3）。蓄水反流裝置包括蓄水部和回水反流通道，回水反流通道與出水嘴相連通。支撐水管的上端伸入出水嘴內，與出水嘴內壁之間連有過水連接支撐部。支撐水管的上端具有往出水容器內注水的注水口，回水反流通道則位于注水口的上方。蓄水反流裝置保證了水從出水嘴上部流出后能夠包裹支撐水管，從而形成水柱的藝術效果。

懸空天壺是用白鋼水管支撐于半空中的，白鋼支撐水管上部插在天壺中。為保證天壺在半空中平衡不倒，其重心必須穩穩落在支撐水管上。因此，應在天壺內部焊接幾根起連接作用的鋼筋，用鋼筋將天壺固定在白鋼支撐水管上部，這樣白鋼支撐水管就能把天壺支撐在空中不動也不掉，使水從壺中源源不斷地流出。白鋼支撐水管和天壺的材質應堅硬無比，要能在豎立時扛得住8級以上的狂風或暴雨。這就要求在支撐水管和天壺焊接好后用專業的檢測儀器對整個鋼構系統進行檢驗，以保證水管和焊接部位的質量。懸空天壺的外部可以涂上藍色的油漆，暗示水是從天上而來，以寓意不要污染美麗的天空。

水池底部裝有供水泵和輸水管道，水池內四周裝有向上噴水的噴頭。水池的一側開有排水溝，排水溝上覆蓋透明的鋼化玻璃蓋板（圖4）。采用透明鋼化玻璃蓋板不僅在表面上具有透明的視覺效果和安全性，而且能埋下藝術的懸念與趣味。

出水容器作為本藝術裝飾的主體，出水嘴與注水口之間連有防止水從注水口下方流出的擋水板，擋水板與出水容器下部形成蓄水部，從而形成了一個完整的蓄水反流裝置，體現了安全設計的觀念。此外，出水容器包括蓄水反流裝置和裝飾造型腔部。蓄水反流裝置套在裝飾造型腔部中，因為裝飾造型腔部為中空的輕質殼體。蓄水反流裝置具有內隔板，從而能與裝飾造型腔部隔開。蓄水反流裝置包括位于注水口下方的集約蓄水腔，回水反流通道位于蓄水反流裝置的上部。這種設計方案可以減少出水容器的蓄水量，從而能減輕支撐水管上部的負荷。

四、結語

本藝術裝置的絕妙在于凸顯了系統設計過程的環環相扣，藝術裝置中的水池水位、水柱包裹、水管作用、水壺懸空、壺口噴水、龍頭噴霧和外部顏色一同打造了巧奪天工的藝術效果。該藝術裝置是安全設計理念和科學技術的巧妙運用以及整個藝術設計的系統思維理念相融合的結果。

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作者簡介：

胡穎，碩士，江蘇建筑職業技術學院教師，助理研究員。研究方向：建筑藝術設計與藝術教育。

于秩祥，江蘇建筑職業技術學院副教授。研究方向：機械設計研究與教學。