城市建筑藝術(shù)裝置設(shè)計(jì)與研究

胡穎 于秩祥

摘 要：目前，國內(nèi)部分城市建筑藝術(shù)裝置設(shè)計(jì)單調(diào)、乏味，尤其是一些流水式的藝術(shù)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(shù)裝置設(shè)計(jì)為例，運(yùn)用現(xiàn)代控制技術(shù)與安全設(shè)計(jì)手段對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖析研究，分析水池、水管、水泵、水壺和感應(yīng)器之間的相互聯(lián)系，打造水從空中水壺流入地面水池和水池水位永遠(yuǎn)保持不變的視錯(cuò)覺藝術(shù)效果，為人們提供科學(xué)、安全且具有啟迪性和懸念感的審美體驗(yàn)，并展示安全設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣的科學(xué)性。其中，特別是對重心和減輕水壺重量的設(shè)計(jì)，使城市建筑藝術(shù)裝置設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的安全。

關(guān)鍵詞：空中出水藝術(shù)裝置;藝術(shù)性;安全設(shè)計(jì);造型;水池

近年來，很多城市出現(xiàn)了一些如噴泉、假山、樓閣和各種流水藝術(shù)裝置等的裝飾景觀，以此來展示城市魅力，美化城市環(huán)境。本文是在提升藝術(shù)裝置的新奇性、趣味性的基礎(chǔ)上，將安全技術(shù)設(shè)計(jì)融入其中，即在原則上不改變原有的建筑結(jié)構(gòu)與形式，運(yùn)用原來的建筑基礎(chǔ)設(shè)施（如水池、假山、水渠和樓閣等）將物體的重心設(shè)計(jì)在看不見的支撐管上，通過相關(guān)的電子感應(yīng)技術(shù)與設(shè)備對水流、容器和水泵等進(jìn)行控制，從而設(shè)計(jì)多種多樣且具有科技含量的藝術(shù)裝置。這些藝術(shù)裝置能增強(qiáng)建筑藝術(shù)裝置的科學(xué)性、美觀性、安全性和創(chuàng)新性，真正顯現(xiàn)出水的藝術(shù)與美的價(jià)值，引導(dǎo)人們對科學(xué)和藝術(shù)產(chǎn)生興趣，達(dá)到美化城市的目的。

在眾多建筑藝術(shù)裝置設(shè)計(jì)實(shí)例中，本文選取空中自然出水藝術(shù)裝置為例，對其藝術(shù)性與安全性進(jìn)行剖析與研究，希望能為今后的相關(guān)研究拋磚引玉。

一、空中自然出水藝術(shù)裝置的構(gòu)思與設(shè)計(jì)

空中自然出水藝術(shù)裝置具有特殊的藝術(shù)效果，會(huì)讓人們聯(lián)想到下雨的場景。優(yōu)秀的公共藝術(shù)建筑往往能反映一個(gè)城市的特色和歷史文化底蘊(yùn)。空中自然出水藝術(shù)裝置可以被制作成比較具有藝術(shù)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(dú)特的造型都蘊(yùn)含著豐富的中華傳統(tǒng)文化。此外，還可以根據(jù)需要將藝術(shù)裝置與城市的市標(biāo)、企業(yè)標(biāo)志等相結(jié)合，從而彰顯一個(gè)城市的市容市貌。

空中自然出水藝術(shù)裝置通常能讓欣賞者產(chǎn)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(yuǎn)向水池倒水的造型為例，研究該類出水藝術(shù)裝置的設(shè)計(jì)方法。

二、藝術(shù)裝置空中出水的方法與其藝術(shù)效果

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

關(guān)于空中出水的方法，首先要在水池內(nèi)灌入一定量的清水，啟動(dòng)支撐水管底部的水泵，將水送至支撐水管的上端，而后水會(huì)通過注水口注入出水容器的蓄水反流裝置內(nèi)，通過蓄水反流裝置的作用，水會(huì)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(xiàn)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(nèi)某暗部安裝一個(gè)水位傳感器，可用于控制水量和保持水池內(nèi)水位不變。水位傳感器應(yīng)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(dāng)出水容器中的水源源不斷流入水池內(nèi)后會(huì)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(nèi)的水位永遠(yuǎn)保持在一個(gè)水平面上，形成安全、有序的流水藝術(shù)效果。

三、具體設(shè)計(jì)與安全要求

圖1是天壺出水藝術(shù)裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。在這個(gè)裝置中，水池中部固定一個(gè)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(nèi)部安裝有將水源送至支撐水管上端的動(dòng)力系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)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(guān)于水池水位的恒定，可以在水池一側(cè)開一個(gè)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(gè)轉(zhuǎn)彎進(jìn)入水池底部的水槽。同時(shí)，可在水池底部水槽內(nèi)安裝一個(gè)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(nèi)的水位永遠(yuǎn)保持不變。

關(guān)于支撐水管的制作，水管應(yīng)是白鋼材質(zhì)，這樣在被全部包圍在水流中間時(shí)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(yīng)與水的顏色保持一致之外，還應(yīng)該在水管上雕刻一些呈下流趨勢的水紋。此外，水管的內(nèi)徑、長度、流速等都應(yīng)取決于出水容器的容積，以此來保證壺內(nèi)的水總是以一個(gè)速度往外自由流淌。

出水容器內(nèi)設(shè)計(jì)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(nèi)（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(nèi)，與出水嘴內(nèi)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(nèi)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(shù)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(wěn)穩(wěn)落在支撐水管上。因此，應(yīng)在天壺內(nèi)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(dòng)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(zhì)應(yīng)堅(jiān)硬無比，要能在豎立時(shí)扛得住8級(jí)以上的狂風(fēng)或暴雨。這就要求在支撐水管和天壺焊接好后用專業(yè)的檢測儀器對整個(gè)鋼構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證水管和焊接部位的質(zhì)量。懸空天壺的外部可以涂上藍(lán)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(nèi)四周裝有向上噴水的噴頭。水池的一側(cè)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(shù)的懸念與趣味。

出水容器作為本藝術(shù)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(gè)完整的蓄水反流裝置，體現(xiàn)了安全設(shè)計(jì)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?yàn)檠b飾造型腔部為中空的輕質(zhì)殼體。蓄水反流裝置具有內(nèi)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(shè)計(jì)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(fù)荷。

四、結(jié)語

本藝術(shù)裝置的絕妙在于凸顯了系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的環(huán)環(huán)相扣，藝術(shù)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(shù)效果。該藝術(shù)裝置是安全設(shè)計(jì)理念和科學(xué)技術(shù)的巧妙運(yùn)用以及整個(gè)藝術(shù)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)思維理念相融合的結(jié)果。

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作者簡介：

胡穎，碩士，江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，助理研究員。研究方向：建筑藝術(shù)設(shè)計(jì)與藝術(shù)教育。

于秩祥，江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授。研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)研究與教學(xué)。