应用分形的高速公路服务区设计

摘要：高速公路服务区是高速沿线供驾乘人员休憩、供应与保障的驻留场所，也是重要的道路景观节点，探讨其设计新理念具有重要的学术与实用价值。应用人本主义和分形等建筑设计新思维与方法，探索了宜人温馨的服务区驻留空间设计。高速服务区总体布局应安全便捷，交通组织人车分流、客货分区，驻留环境设计以人为本，并运用分形尺度层级理论设计建筑各部分轮廓，突出建筑形态的人本性、丰裕性和趣味性；建筑文化分形赋予服务区传承地域文化，融入现代科技，推动新地域主义的服务区建筑创作之旅，倡导自然生态的人文景观设计。

关键词：高速公路服务区设计；总体布局；驻留环境；分形理论；尺度层级；建筑文化分形设计

Abstract:Expressway service station is the stopover place where passengers have a rest and provide basic protection for those in need, and is also an important Landscape node of expressway. It had important academic and practical value to research new ideas of expressway service station. Applying new ideas of humanism and fractal theory, spatial design of pleasant stopover was discussed. The results show that general layout of expressway service station should be safe and handy, and traffic organization should separate people from automobile, stopover environment should be people oriented. Applying fractal theory, contour design of architectural detail should emphasize human nature, copiousness and interesting. Fractal design of architectural culture in service station should inherit local culture, and integrate into modern technology to advance new regionalism design, and advocate natural and ecological man-made landscape.

Keywords:design of expressway service station；general layout；stopover environment；fractal theory； hierarchy of scales； fractal design of architectural culture

中图分类号：TU248

文献标识码：A

文章编号：1008-0422（2011）05-0098-03

1引言

高速公路行驶易产生心理和生理上的疲劳，为确保行车安全，消除驾乘人员疲劳，并为车辆提供燃油与修理，因而沿线设置服务区。它是保证高速公路安全和畅通的重要配套设施，包括休息厅、便利店、餐厅、加油、住宿、停车、汽修和卫生间等。不仅是高速公路产业经济的重要窗口，也是公路沿线重要的景观节点。因此，探索信息时代的服务区建筑设计新理念与方法具有重要的学术与实用价值。

2总体设计新思维

2.1安全便捷的总体布局

从服务对象划分，高速公路服务站功能分区可归纳为三种类型：为人服务的设施、为车服务的设施和后勤附属设施。扩展到功能层面，由5部分功能组成：①进出匝道；②停车区；③司乘人员休息与活动区（含休闲广场、餐饮、购物、住宿、休息厅、厕所）；④加油区（含油库、加油大棚、站房）；⑤后勤服务区（管理用房、职工宿舍、维修车间和修车坪等）。

高速公路服务区总体布局各区应相对独立又相互关联，建筑设计以满足司乘人员的使用、休憩和审美需要为准则，分区明确，活动路线便捷清晰，避免人流与车流的交叉，创造一个安全、舒适的服务环境。进出匝道是连接高速公路与服务区的交通缓冲纽带，应有足够的减速或加速距离；司乘人员休息与活动区是服务区设计重点与中心，应以人为本，安全舒适；停车场应避免人、车流交叉；加油站应利于汽车加油和通行，宜位于出口处；修理间布置在人流较少的偏远的一隅，污水处理设施宜布置在利于排水的用地边角处，处于主导风向的下风向，减少对环境的影响。

上瑞高速公路九华服务区位于湘潭市九华经济开发区，在高速公路两侧设置A和B两区，属于分离式布局模式。总体设计遵循上述准则，分区明确，车、人流清晰，满足司乘人员的使用和休憩需求。停车场、加油站、修理站等汽车设施与便利店、公共厕所和室外休息庭院等人居设施之间尽可能地避免相互干扰，为人的活动创造一个安全、舒适的环境。服务设施集中布局，尽量缩短使用者的步行距离，并突出景观效果，让使用者在休息和进餐的同时，欣赏雅致的室外景观，松弛紧张的情绪(图1)。

2.2人车分流、客货分区的交通组织

高速公路服务区交通组织设计应人、车分流，避免交叉，形成人车各自独立的交通系统。考虑到车流量、车型的不均匀性和随机性等因素，采用有效组合的停车方式，合理配置进出车道，以醒目的反光标线在停车场划出大型车辆、小型车辆停车区域，以及客车与货车停车场，为司乘人员提供安全轻松的休息环境。车道按大车特别是超长车的行驶要求来设计，并使大、小车和进出车道组合效益最大化，以便在有限的停车场区停放更多车辆。

上瑞高速公路九华服务区交通组织采用带状港湾式布置格局，将停车路线分为短时间停滞的外部停车流线（如到加油站的车流）和较长时间停滞的内部交通流线（到服务区内的车流），内外行车流线严格区分，有效地组织场地内的交通，使基地内车流组织高效便捷。A服务区由于出口段埋设了中石油输油管道，且山丘较高，因此，采用中部出口，并在出口处设置一个大型回车场（大于50m×60m），能满足各种不同车辆的回车需求；停车场考虑人流安全与优先的原则，小车和客车在前，紧邻服务综合楼，货车在后，客、货车分区停放，交通流线清晰，人车互不干扰（图1）。

2.3温馨雅致的驻留环境

驻留环境是高速公路服务区旅客短暂休憩与停留空间。驻留环境设计应充分利用高速公路沿线特有的自然景观，顺应地势，借景于自然环境，与周边场地紧密融合，青山、碧水与建筑环境共同形成秀丽风光。驻留环境应充分体现“以人为本”的设计理念，强调对人及其车服务，以绿化休憩空间为司乘人员提供安全、绿色和清新的休闲环境，以缓解旅客和驾驶员的疲劳。

停车场是服务区十分重要的设施，车辆在进入停车场途中完成由高速到低速的减速过程直到停车，驾乘人员也是从这里开始进入各功能服务场所。停车场是人、车交汇的枢纽，是驻留环境设计的序幕或终结。集散广场、休息厅、餐厅、便利店、公共厕所等为人服务的设施是旅客主要的驻留空间，人行路线应安全便捷。各建筑之间以及各建筑与停车场之间的功能组织与步行路线尽量缩短，环境绿色宜人。

上瑞高速九华服务区驻留环境设计充分结合地形地貌，通过巧妙的平面构图，将A区中石化输油管道辟为绿地，化不利为环境，人工建筑有机地与自然空间围合，形成了变化有序、张合相宜的司乘人员活动空间。A区综合楼结合城市设计要求，位于场地的北侧，采用后置式驻留空间设计模式；B区综合楼结合高速公路，为前置式驻留空间形态。绿化景观以服务区面貌和人体尺度为设计出发点，通过对绿化与建筑环境的整合来体现生态宜人性。绿化主要以灌木和成例的乔木为主，采用观赏性树种，并适应当地的土壤和气候特征。阴性与阳性、常绿与落叶合理配置，疏密有致，形成一个春季嫩枝香浓、夏季花繁叶茂、秋季果丰叶红、冬季傲立冬雪的动态美丽画卷。

3 建筑设计

3.1新人本主义的设计理念

高速公路服务区是给人们提供休息的场所，为驾乘人员提供一个轻松愉快的环境氛围，也是高速公路沿线的景观节点。建筑设计要满足功能要求，遵循以人为本、以环境为中心的原则，突出理与清晰流线，在最大限度满足服务区功能的前提下，合理组织安排各功能区，充分满足服务区消防、交通、安全疏散以及环境保护的要求，且建筑形态雅致宜人，表达设计创意，给人审美享受。这就要求在建筑设计中引入新的设计理念，特别是当代人本主义的建筑设计思想，引导高速服务区设计创新。如在服务区建筑设计中引入分形理论，创造出宜人温馨的驻留环境。

3.2分形的综合服务楼设计

分形理论认为建筑是一个不同尺度层次的空间系统。当一个人接近或进入一栋建筑时，随着距离的不同，只有存在下一个更小的细部时，才具有吸引力、趣味性和丰满度，否则，建筑会枯燥无味。亦即建筑的体验随着观赏距离的变换需要相应的尺度层级的支持，丰满的细部、连续的韵律是建筑构成的不可或缺的要素。赛灵格勒斯认为小尺度同大尺度的联系是通过一种关联的层级结构，这种层级结构具有一个近似的比例系e=2.718。例如，对于4m的房间而言,理想的尺度层级的分布应该是｛400, 150, 50, 20, 7, 3, 1，0.3cm｝。①

上瑞高速公路九华服务区的建筑设计运用了分形的尺度层级理论进行尺度把控。以A区综合楼为例，综合楼5层、24m高度形成建筑总体轮廓；建筑第二级轮廓线以8m的柱网划分，主楼竖向线条也为8m间距；第三级轮廓为建筑开间，宽度为4m，层高与外装修分隔线也为3.9m；第四级轮廓为可开启窗扇，高度以1.5m划分，公共卫生间窗洞高也为1.5m；第五级轮廓凸出墙面的竖向线条宽度为0.5m；第六级轮廓为窗套，厚度为0.2m；第七级轮廓为外贴墙面砖以及门窗框，宽度为0.06-0.07m。这样就得到一个集合xi{ 24,8,4,1.5,0.5,0.2,0.07｝。计算相邻的两级尺度比率xi+1/xi，得到结果为：{3, 2, 2.7,3，2.5，2.9｝，显然，这种层级结构接近比例e=2.718。九华服务区综合楼建筑通过尺度层级紧密联系在一起，而且每一个层次上的结构又与上一级层级相街接，立面设计采用简洁明快的现代元素，通过各组成部分的有机穿插和组合，形成富有层次的立面丰度，不同的观赏距离对应有不同的细部，对高速公路产生运动、起伏的联想。此外，结合湖南夏热冬冷的气候特点，利用材料质感、色彩、纹理营造当代文化品位和内涵，辅以温馨、恬静的色彩，营造一种可依偎的驻留场所。宜人的建筑尺度层级不乏人情味和商业气息，给人亲切的归属感，从而将整个服务楼自身及与周边的形成不可分割的整体（图3）。

3.3人性化场所设计

乘客长时间困坐于车厢、倦缩于座椅，希望一个安全、舒适的休息环境，可以轻松自如地活动身体、自由呼吸，放松僵硬的四肢。根据马斯洛的需求层次的理论，人性化服务区场所设计首先要与人的生理需求相一致，设计使用者舒展、放松的休息环境：舒适的座椅可以歇脚，干净的水源解渴，绿色清新的树林活动筋骨。其次，塑造人身安全和心理安全的驻留空间，人行空间远离机动车辆威胁，座椅让使用者感到背部安全可靠，绿化园林避开车流、隔离噪声。第三，满足人们的交往需求，开敞的场所空间激发互不相识的人随心攀谈，雕塑小品吸引驾乘人员的审美欣赏。第四，设计中引进活动强度适中的健身设施，如秋千、按摩躺椅、踏步机等，服务区演变为栖居的休闲空间。总之，优美、宜人的自然环境能消除人的戒备心理，使人们心情放松，消除疲劳，促进身心健康。

4 分形的服务区文化与景观设计

4.1建筑文化分形设计

分形理论认为建筑文化设计也存在迭代现象，建筑与特定地点、场地环境的关联就属于建筑文化分形。地方建筑文化与外来文化交融，就形成了一种包括建筑地点因素、个人经验因素、建筑本身存在因素三者的密切关联，形成建筑的历史关联、规划性关联、文学性关联和场地地理学的关联②。

分形关联将建筑文化设计赋予了地域、历史和现代内涵，自然和人文、有形和无形的多种文化元素构成建筑文化设计的源泉。因此，地方性是服务区建筑设计不容忽视的要素，以此满足人们在高速公路旅途体验、领悟各个地区文化特色的审美需求；同时，地方建筑文化被吸收、融合到驻留环境中，并与当代建筑文化交汇，各种隐含、深层的地域文化得到传承与发展，推动服务区走向新地域主义的建筑创作之旅。

4.2人文与自然景观的关联

凭借对自然的感悟、古今中外不少建筑师曾经无意识地将分形原理应用于建筑设计之中。他们遵循着民间建筑的法则，顺应各种不同的环境而演绎出乡土气息浓郁的地域建筑文化特色。“地域性建筑是中国建筑师最具独立精神，创作水准最高的设计倾向”。③ 因此，建筑创作应遵循地域文化，回应场地的地形地貌、气候水文、自然环境条件，吸纳地方文化传统、风俗习惯，构建自然和人文相结合的地区特色的服务区景观环境，以满足驾乘人员沿途能够欣赏自然景观、品味地区文化、领略乡土风貌。

服务区景观构成坚持自然为主、返璞归真与人工雕琢相结合。自然景观随季节变化个性明显，是景观设计主体。建筑与自然环境相辅相成，人文景观、建筑景观以及自然景观融为一体，减少建设性的植被景观破坏。亭、廊、建筑等作为点缀，弱化人工痕迹，强调自然、生态和协调，共同塑造高速公路服务区景观的整体意象（图2）。

5结语

高速公路服务区总体布局应相对独立又相互关联，分区明确，安全便捷，活动路线便捷清晰，避免人流与车流的交叉。交通组织设计应人车分流、客货分区，避免交叉，形成人车各自独立的交通系统。驻留环境应充分体现“以人为本”的设计理念，以绿化休憩空间为司乘人员提供安全、绿色和清新的休闲环境，以缓解驾乘人员的疲劳。分形理念的服务区建筑设计运用分形尺度层级理论把控建筑各部分细部轮廓，突出建筑的人本性、丰裕性和趣味性，强调不同的距离对应不同的细部，塑造人身和心理安全的驻留空间场所。分形文化设计将建筑文化设计赋予了地域、历史和现代内涵，自然和人文、有形和无形的多种文化元素构成建筑文化设计的源泉，推动服务区走向新地域主义的建筑创作之旅。服务区景观设计以自然为主，返璞归真与人工雕琢相结合，倡导自然生态和文化价值，给司乘人员在心理上带来的舒适感。

参考文献:

[1] John Briggs. Fractals: the patters of chaos. New York: Smion & Schuster, 1992.

[2] James Gleick. “Making A New Science” in Chaos. New York: Pengnin Group, 1988.

[3] Stephen Dobney. Eisenman architects selected and current works. Australia: Images Publishing Group Pty Ltd, 1995.

[4]王英姿，吴鸣. 高速公路服务区建筑与景观设计新理念研究[J].中外公路，2009(4)：13-17.

[5]郑东军，李炎. 生态・功能・形象――高速公路服务区建筑设计探讨[J].工业建筑，2006(7)：105-107.

[6]张嵩仲，德. 高速公路服务区规划设计尝试[J].新建筑，2004(2)：68-71.

[7]程岩，初梅. 对沈大高速公路服务区考察的思考[J].建筑学报，2007(8)：62-63.