天然石材在公园儿童亲水景观设计中的运用

王文姬

摘要：崇明新城公园的儿童水镜广场根据国外建成水镜效果进行探索和创新，在国内首次尝试在平整的石材表面覆盖5-15mm水膜，结合雾喷及喷泉，营造新颖的儿童游乐场地。本文基于对天然石材各项理化性能的研究，通过对石材颜色的选择、色差的控制、规格的确定，采用架空的构造，控制水景广场的平整度，使儿童水景的整体效果达到了预期要求。

关键词：儿童水景；天然石材；颜色；色差；规格；构件

中图分类号：TU986

文献标识码：B

文章编号：1008-0422（2013）07-0104-02

1.前言

亲水是人类的特性，儿童更是如此。在各种环境元素中，水景环境无疑是最能引起他们的注意力。因此，在崇明新城公园内的儿童活动区域，我们着力考虑水景的环境设计。儿童水景的设计通过对天然石材的选择、色差的控制、规格的确定，采用架空的构造，在平整的石材表面形成5-15mm的水膜。此外，在水景中添加了水雾及喷泉，有效控制水景效果，夏季水量调大，降低小环境气温，增加水景乐趣，冬季水量调小，以镜面水和喷雾为主，游玩时湿鞋但不湿身。建成后的水景，充分把握了儿童亲水的特点。孩子们在薄薄的水膜中游玩奔跑，飞溅的水花映出他们快乐的心情；广场上的喷泉间隔不一地在雾霭中喷放，使孩子们惊奇不已，并为之欢呼雀跃。

2.特点、难点分析

儿童水景广场位于崇明新城公园东北面，是儿童器械乐园和动水广场的过渡和衔接。水景设计根据国外城市建成的水镜效果进行探索和创新，在国内首次尝试在平整的石材表面覆盖水膜，结合喷雾及喷泉，营造新颖的儿童游乐场地。要在9.45m×15.13m的平行四边形场地内形成均匀且薄的水膜，沉降和平整度影响最大，因此对支撑结构、石材铺贴和石材加工均提出极高要求。

3.设计要点分析

3.1石材颜色的选择

3.1.1石材颜色的形成

地球上的岩石粗略的可以分为三类，即火成岩、沉积岩和变质岩，其中火成岩最初都是从地表深处喷发出来的熔融物质，如微结晶体的玄武岩和粗结晶体的花岗岩。

我们用于装饰的天然石材主要以火成岩（花岗岩）和变质岩（大理石）为主。

根椐岩石的形成特点，一般而言，大理石具有丰富的颜色与花纹，给人以细腻、婉约的柔和感觉；花岗虽然在色彩与花纹变化较少，但在质感方面有着较灵活的表现，经过加工可获得更多的工艺表面。花岗岩在整体上给人能雄浑、豪放的刚性感觉。

在石材品种选择时，耐久性是首要考虑因素。天然石材在末被开采时分子结构比较稳定，但是裸露于大气中时，就发生了天然石材内部矿物质问的配合不良，如大理石遇酸（空气中的亚硫酸气体与水的反应生成物）溶解表形成硫酸钙，容易导致岩石的损坏等。因此，花岗岩自然成为了景观材料的不二之选。

花岗岩中主要化学成份是二氧化硅，浅色花岗石中矿物成份含有石英，呈现无色或白色；含有钾长石呈红色或粉红色；含钾钠或钙钠的斜长石呈粉红色；灰白色、灰色、深色花岗岩中草药矿物成份含有角闪石、辉石呈黑绿色及黑色；含有钙石为暗灰色及灰黑色；含有橄榄石呈黑色及黑绿色；含有蛇纹石为暗绿色及果绿色。

考虑到铺装色彩是整个水景区域色彩的基础，为避免喧宾夺主，使园林景观过于杂乱，其色彩不能过于鲜艳。

3.1.2色彩的心理感受

天然石材的颜色、花纹与质感等因素在选用上属于较为主观的层面，常因业主与设计师的喜好而有所不同，但对天然石材有一定的的认识，在颜色阴阳、明暗、软硬、冷暖等方面的合理搭配，再在此基础上设计出风格独特的施工图纸，那么天然石材的装饰性就可更完美的体现。

从石材的颜色着手分析，色彩具有调节情绪的作用，不同纯度色调对人的情绪影响会有所不同。我们通过对儿童色彩的心理分析及项目空间的特点，了解各年龄段儿童对色彩的喜好，着重强调色彩在设计中的应用。统计表明，幼儿期的儿童适合以单纯、明朗、积极的红色为基本色彩，有利于孩子对周围环境的认知。学龄前儿童充满各种好奇的探索力，适合布置橙黄色系的连续图案，培养他们乐观、开朗的性格。学龄儿童则可选用蓝绿色系或青灰色系，营造舒服、安静的环境，尽可能减少由于色彩过多而产生的视觉疲劳。

3.1.3色彩的个性特征

（1）民族性。“色彩是一个民族精神的标记。”中华民族好青色，历来很多的陶瓷器、工艺品、绘画等都以青色、绿色等素色来加以表现。我们的设计企图将青色运用到石材选色中，用青色、绿色和蓝色为儿童描绘具有民族风格的景物，通过明度、纯度的变化给儿童呈现清新的画面。

（2）稳定性。色彩是景观中直接的表现因素，不但可以影响人们的情感和观念，还可以影响儿童持续的时间。公园的设计都是以人与自然为主线展开，在铺装色彩的选取上选用青灰色系，结合水的蓝色和植物的绿色，容易与儿童产生记忆和印象中颜色的共鸣，为儿童展示大自然的纯净、淡雅的画面。

（3）情绪性。在色彩的表现上，如果说黑与白是属于理智的，那么有倾向性的色彩则是属于情绪的，色彩的变化能够唤起人们感情上的反响。儿童天性好动，对艳丽的色彩敏感，容易兴奋，底色选用青灰色系的花岗岩，点缀色选用临近色系的含绿色颗粒的小块石材，利用石材中的矿物颗粒，在干与湿两种不同的情况下，反射不同强度的阳光，用简单的颜色结合丰富的绿化，给儿童呈现明朗、亲切的画面。

4.石材色差的控制

4.1石材选料控制

石料的来源根据开采坑口顺序一般分为三个层次，山体表层、过渡层和基岩层，每个层次的石材性能各不相同。山体表面土层、风化层、碎石层，除了做填充、铺路或混凝土砂石外，不能用作景观铺装。过渡层石材由于晶体处于山体表层之下，石材属于‘疏松状态，石材抗拉强度较弱，不同程度地存在裂纹（微孔），外加长年处于雨（雪）水的渗透侵袭，部分金属离子被氧化，石材之间色差比较严重，也不适合用作景观的铺装。基岩层的石材材质、色质相对比较稳定，矿层之间色差变化不大，符合我们对铺装面层的设计要求。

4.2石材加工控制

石材表面处理方式种类繁多，市场上石材表面处理方式不下几十种。由于景观地面铺装的批量较大，加工时间较短，装饰艺术效果不高，因此，常用的形式有：抛光面、亚光面、机切面、水洗面、火烧面、喷砂面、荔枝面、菠萝面、斧光面、拉丝面、蘑菇面等。根据光学原理，我们可以得知，石材表面纹理越是粗糙，反射越弱，可控制石材的色差。

同一石材表面色差由强到弱的顺序为：

抛光面——亚光面——机切面——水洗面——火烧面——喷砂面——荔枝面——菠萝面—斧光面——拉丝面——蘑菇面

儿童活动场地内的表面要平整防滑，既要满足安全摩擦系数，又要体现细腻的质感，我们最终选择了水洗面。它是经过高压水直接喷射石材表面的方法，用压力剥离质地较软的成分，加工出均匀、粗糙、并能保留石材原本的色彩，避免高温烘烤破坏岩石的矿物结构而影响表面色泽。

4.3石材切料方向选择

石材形成是有纹理走向的，虽说不像树木年轮那样有规律，但随着山体走向，每一块石材的纹理也是有方向性的。不同的削切方向，石材的颜色会出现色差。为保证批次的石材在同一上或相邻矿料上，通常厂家会编顺序号并且注明方向，因此，选择切面在相同纹理方向上的石材，也能减少石材的色差。

5.石材规格的确定

5.1功能

5.1.1石材大小与视觉效应

石材大块面形成的纹理可以增加场地的空间感，秩序感，利用几何形状的变化来创造视觉效应。设计采用90×60cm的规则形状对缝密拼，水平纹理的延伸可以增加场地的宽度，垂直纹理的延伸与公园主路斜交，给游客视觉上方向性的引导。

5.1.2石材厚度与剪切强度

岩石是由颗粒或晶体相互胶结在一起的集合体，其内部不可避免地存在一些初始的裂纹和缺陷。石材的起裂一般由局部拉应力集中引起，但在主裂纹形成过程中同时存在着压剪和剪切机理，且压剪和剪切对岩石的破坏起着主要作用。断裂力学指出，当含裂纹物体的自由能的释放率时，裂纹扩张单位密度时所释放的自由能小于岩石材料的表面能，系统处于稳定状态，裂纹不扩张。当含裂纹物体的自由能的释放率大于或等于材料的表面能时，裂纹就会失稳扩张。同等面积的石材，厚度越小，荷载作用越大，沿裂纹面的剪切位移和法向位移增大，使得内部应力增大，引起裂纹系统宏观自由能增大，由于损伤演变的过程不可逆，加剧岩石的宏观损伤，从而加速其宏观破坏。基于断裂力学的能量原理，以及架空可调设计节点的要求，我们设计石材的厚度为6cm。

5.2后期的可维护

在使用过程中，岩石受内部微裂纹以及外部应力影响而导致石材损伤不可避免，因此，节点构造设计必须满足日后的维护及替换，包括可拆卸式的连接构件，单片石材间需留有一定的可操作距离等。此外，还需将养护人员的个人情况纳入分析。通常一名成年男性工人，人力运输的最大负重为55kg。正常的维护以2名男性工人计，最大重量为110kg，花岗岩的密度为：2.79-3.07g/cm³，经过计算，石材大小控制在90×60×6cm是比较合理的承受范围。

5.3成本的控制

天然石材属于天然矿石，不同的天然石材由于其品质、数量、开采地、加工工艺等不同，在价格上也会有显着的差异。石材板块由于规格大小不同，都存在切裁利用率的问题，一般取90%，考虑切裁损耗的影响，切割的方法可以决定效益，我们根据石材荒料的大小，选择30cm为单位的数控，大小控制在1.5m²以内，最终选择90×60cm的规格使得成本合理化。

6.支撑构件的设计

6.1架空钢构件

水景中水镜、喷泉等的设计，地下设备、管线复杂，地上石材始终处于湿润的环境中。传统的节点设计将石材用砂浆密封，管线等浇灌在混凝土里面，给后期工程的维护带来极大的不便，美观效果也因水的入侵并溶入Ca（OH）₂和其他盐类物质进入石材毛细管形成白色泛碱晶体而受到严重影响。因此，设计采用架空构造，钢支架安装全部采用M18镀锌螺栓连接，杜绝现场电焊连接，避免钢材因电焊受热变形造成整体钢架的不平整。型钢立柱高度应比理论高度短3mm，通过底部预留螺栓调整度。

石材通过架空构造，石材与石材间保持5mm的缝隙，水通过缝隙均匀地进行循环达到平整的效果。架空的做法改善了老工艺个别出水口，导致水面不均匀的现象，并且给各类管线和设备预留了充足的空间。

6.2多功能垫片

在支撑钢构件与石材之间特意设计了不锈钢多功能垫片，用于焊接不同角度的垂直钢片以固定不同角度的面层石材。垫片层的设计给水池面层石材的拼贴方式提供了自由设计的空间，根据面层三角形、正方形、长方形、平行四边形、多边形等样式，预先在垫片上焊接3mm厚不同角度的垂直钢片，固定石材的同时控制精准的缝隙大小。垫片本身通则过镀锌螺栓与钢龙骨调平连接。

7.结语

本文通过色彩对儿童的心理感受的影响、色彩的个性特征到加工工艺对视觉效果的影响等方面进行了详细论述和研究，在崇明新城公园内的儿童水镜广场设计主要材料采用青灰色系花岗岩、水洗面、90×60×6cm的规格尺寸，营造新颖的儿童游乐场地，开拓水景的另一观赏和使用功能，将儿童游乐还原到自然当中，使儿童尽情享受带来自然的乐趣。