前言
成都市和天府新區(qū)正在加快了美麗宜居公園城市建設(shè)，全面優(yōu)化城市結(jié)構(gòu)。而位于天府新區(qū)興隆湖湖畔、未來(lái)新經(jīng)濟(jì)高地的獨(dú)角獸島便是在公園城市、智慧城市建設(shè)框架下誕生的產(chǎn)物，其設(shè)計(jì)旨在從規(guī)劃、單體設(shè)計(jì)到建設(shè)施工都以可持續(xù)發(fā)展的角度進(jìn)行。
本期我們將以由Zaha Hadid Architects設(shè)計(jì)的獨(dú)角獸島啟動(dòng)區(qū)首座建筑為例，從草圖到建成，從規(guī)劃、建筑到燈光、景觀，全方位解密異形建筑設(shè)計(jì)難點(diǎn)。期望給大家?guī)?lái)公園城市建設(shè)與異形建筑設(shè)計(jì)上有益的思路與經(jīng)驗(yàn)。
一、獨(dú)角獸島規(guī)劃
18年，總書記視察成都，留下“突出公園城市特點(diǎn)，把生態(tài)價(jià)值考慮進(jìn)去”的殷切囑托。同年，成都市明確提出加快美麗宜居公園城市建設(shè)，將“公園城市”這一理念編入《成都市城市總體規(guī)劃(2016-2035)》，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，正式開啟了宜居城市公園化的發(fā)展道路。而位于天府新區(qū)興隆湖的獨(dú)角獸島，在經(jīng)濟(jì)與政治上有著至關(guān)重要的地位，因而在規(guī)劃和設(shè)計(jì)上也應(yīng)該對(duì)于公園城市這一理念有更深層次的理解與實(shí)踐，并為后續(xù)發(fā)展提供豐富的經(jīng)驗(yàn)。
“獨(dú)角獸島”項(xiàng)目是獨(dú)角獸企業(yè)孵化和培育為主的產(chǎn)業(yè)載體。該項(xiàng)目位于興隆湖東側(cè)，鹿溪智谷核心區(qū)。其規(guī)劃與建筑方案由國(guó)際頂尖的zaha hadid事務(wù)所進(jìn)行設(shè)計(jì)。
© Zaha Hadid Architects
在規(guī)劃方案上，扎哈哈迪德事務(wù)所強(qiáng)調(diào)了以下幾個(gè)方面：a. 綠色能源的使用,并結(jié)合海綿城市理念進(jìn)行可持續(xù)性設(shè)計(jì) b. 人車分流。人們?cè)谡麄€(gè)園區(qū)里猶如置身生態(tài)公園。c. 智慧城市、復(fù)合功能構(gòu)造等積極配套，智能化管理
整個(gè)規(guī)劃采取了睡蓮的概念，形態(tài)上猶如一朵朵綻放的蓮花。
© Zaha Hadid Architects
該方案設(shè)計(jì)形態(tài)創(chuàng)新多變，可以適應(yīng)多種不同需求，規(guī)劃上也強(qiáng)調(diào)生態(tài)和科技的結(jié)合。同時(shí)，獨(dú)角獸島項(xiàng)目旨在打造高品質(zhì)、全周期、全要素的良性發(fā)展為目標(biāo)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。多層次的立體生態(tài)園區(qū)讓整個(gè)公園空間具有豐富性與滲透性。不同標(biāo)高、形態(tài)、景觀的綠化措施，為不同使用者、不同功能提供綠化的景象，讓人置身于森林之中。
水景與公園全息環(huán)抱城市，更貼切了還自然于民、還自然于生活、公園里建造城市等公園城市理念。此外，交通設(shè)計(jì)以公共交通為導(dǎo)向，倡導(dǎo)綠色出行。整個(gè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)位于公共交通的600m的步行范圍內(nèi)，具有良好的步行體驗(yàn)。
© Zaha Hadid Architects
此外，不同于傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方式，這些蓮花造型是通過(guò)以拓?fù)鋵W(xué)為基礎(chǔ)的信息學(xué)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算得出。其大小尺寸是在連接性、日照和視線參數(shù)上，通過(guò)遺傳算法進(jìn)行迭代計(jì)算。合理的算法可以優(yōu)化異形建筑的形態(tài)。
© Zaha Hadid Architects
二、單體建筑設(shè)計(jì)
獨(dú)角獸島的建筑單體形態(tài)獨(dú)特，但與生態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)十分貼切。單體形態(tài)呼應(yīng)蓮花，每個(gè)建筑如蓮花一般盛開，許多單體中心都是雨水花園，用于收集雨水，起到自然環(huán)保的作用。以獨(dú)角獸島啟動(dòng)區(qū)為例，該示范區(qū)建筑形態(tài)上猶如一朵展開的睡蓮，中心的漏斗結(jié)構(gòu)，可以很好的收集雨水，同時(shí)該中庭也能為建筑辦公提供良好的自然采光和環(huán)境景觀。
© Zaha Hadid Architects
2.1 設(shè)計(jì)前期
獨(dú)角獸島最初大部分的建筑由MAYA或犀牛等軟件捏形完成，以此保證曲線的自由度和美觀。而到了設(shè)計(jì)深化的這一階段，草圖設(shè)計(jì)就顯得非常重要。因?yàn)镸AYA和犀牛等軟件建模出來(lái)的形體往往精度不夠，而一個(gè)異形建筑要進(jìn)行落地就需要大量的結(jié)構(gòu)設(shè)想和內(nèi)部空間細(xì)節(jié)組合。
© Zaha Hadid Architects 3D打印模型
扎哈哈迪德事務(wù)所亞太地區(qū)總監(jiān)大橋諭的草圖功底非常精湛，很多有深度的草圖都出自他手。一個(gè)好的草圖，包含了大量的信息：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)概念、局部細(xì)部構(gòu)造與設(shè)想、人們的行為與使用方式、空間組合關(guān)系。
很多后期深化的細(xì)部實(shí)際上是這個(gè)階段就開始考慮的。比如如果做好幕墻的隱蔽設(shè)計(jì)，如何進(jìn)行排水暗溝的設(shè)計(jì)；防火卷簾怎么設(shè)計(jì)；架空地板怎么設(shè)計(jì)等等。
© 大橋諭
一個(gè)類似的案例是，ZHA在澳門Morpheus設(shè)計(jì)的水炮就巧妙地做成了裝置藝術(shù)。將難以做隱蔽設(shè)計(jì)的水炮做成了一件藝術(shù)品。
© Zaha Hadid Architects：Morpheus
除此之外，一個(gè)完整的剖面上的草圖勾勒也非常重要。可以在這樣一張草圖里看到對(duì)各個(gè)細(xì)部的設(shè)想和更加完善的思考，并以此探討并解決很多碰撞和隱蔽設(shè)計(jì)的問(wèn)題。
© Zaha Hadid Architects，大橋諭手繪
并且，草圖也利于多團(tuán)隊(duì)運(yùn)作，圖畫比文字在中外多團(tuán)隊(duì)溝通上更有利。
2.2 流線與空間
流線和空間需要在草圖之上進(jìn)行深化。這一階段需要大量的中方設(shè)計(jì)院和外方事務(wù)所的配合。往往外方事務(wù)所極力保證空間組織流線關(guān)系、空間質(zhì)量和趣味性，而中方設(shè)計(jì)院則需要保證各類建筑規(guī)范問(wèn)題落實(shí)，盡量保證設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的可能性。同時(shí)，這一階段，中方的結(jié)構(gòu)工程師開始大量涉入對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)算，以得到更加合理的結(jié)構(gòu)形式。而機(jī)電工程師們則對(duì)設(shè)備選樣、管井和機(jī)房位置、百葉大小等等進(jìn)行要求。
獨(dú)角獸首個(gè)啟動(dòng)區(qū)建筑主要以展覽和辦公為主。整個(gè)空間圍繞著一個(gè)采光中庭組成。這個(gè)中庭既是雨水花園又是可以接受陽(yáng)光的采光筒。同時(shí)，圍繞這個(gè)中庭的空間可以承擔(dān)多功能的使用功能。
© Zaha Hadid Architects
同時(shí)，一個(gè)旋轉(zhuǎn)樓梯承擔(dān)了前庭的垂直空間組織。這個(gè)標(biāo)志性的樓梯可以引導(dǎo)參觀人流前往各個(gè)展覽部分。
拍攝于還未建成時(shí)的旋轉(zhuǎn)樓梯
2.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)化
異形建筑的結(jié)構(gòu)框架本身也是一種建構(gòu)藝術(shù)。通過(guò)中方工程師和鋼構(gòu)廠家提出合理的結(jié)構(gòu)意見(jiàn)，而外方在此基礎(chǔ)上利用Grasshopper等軟件進(jìn)行深度細(xì)化，對(duì)表皮進(jìn)行劃分。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)里結(jié)構(gòu)和幕墻構(gòu)架保持一致，因此就需要更合理的結(jié)構(gòu)細(xì)分。
© Zaha Hadid Architects
另外，因?yàn)楫愋谓ㄖ谋砥な请p曲面，而結(jié)構(gòu)柱又有很多斜撐，中方的BIM設(shè)計(jì)部門也開始介入。在REVIT里，可以更加直觀的應(yīng)對(duì)表皮和結(jié)構(gòu)可能存在的碰撞問(wèn)題。
© Zaha Hadid Architects
2.4 幕墻參數(shù)化
幕墻與結(jié)構(gòu)細(xì)化高度一致，可以得到更加純凈的空間感受。雙層幕墻——玻璃+幻彩鋁板可以讓建筑在陽(yáng)光下炫彩多變，并讓中庭采光井接收充足的陽(yáng)光。玻璃本身也自帶防水效果，可以避免使用屋面防水層對(duì)空間效果的影響。
© Zaha Hadid Architects
幕墻通過(guò)參數(shù)化進(jìn)行優(yōu)化，保證每一塊玻璃尺寸都在可施工面積范圍內(nèi)。同時(shí)，這也與后期加工與施工預(yù)制化息息相關(guān)，通過(guò)Rhino和Revit進(jìn)行詳細(xì)地施工定位有助于后期的快速建造。
© Zaha Hadid Architects
ZHA在Morpheus也使用了類似的做法。空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)有助于創(chuàng)造純凈的異形空間。
© Zaha Hadid Architects：Morpheus
除了屋蓋的玻璃幕墻和鋁板幕墻，下方的底座則是由GRC幕墻組成。因此，按照生產(chǎn)方式進(jìn)行分板可以有效地幫助廠家進(jìn)行預(yù)制化生產(chǎn)。對(duì)該部分的拆分了也幫助清單整理和工程實(shí)施。對(duì)于曲率過(guò)大的地方可以進(jìn)行優(yōu)化。保證每塊板都能精準(zhǔn)地生產(chǎn)出來(lái)。
© Zaha Hadid Architects
三、BIM 技術(shù)正向設(shè)計(jì)
由于整個(gè)表皮是雙曲不規(guī)則面，內(nèi)部的功能和結(jié)構(gòu)、機(jī)電走管就很容易遇到碰撞問(wèn)題。因此，對(duì)工程引入BIM技術(shù)，一方面可以優(yōu)化管綜、檢測(cè)碰撞問(wèn)題，另一方面也便于施工方進(jìn)行項(xiàng)目管理和預(yù)制化處理。因此，與目前市場(chǎng)常用的BIM后期技術(shù)應(yīng)用不同，本次獨(dú)角獸島為BIM正向設(shè)計(jì)，在前期就介入，合作設(shè)計(jì)，保證每一部分的質(zhì)量。
BIM 設(shè)計(jì)拆分圖 © 中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院
BIM主要是對(duì)整個(gè)建筑各方面系統(tǒng)進(jìn)行整合、檢測(cè)和優(yōu)化，對(duì)預(yù)期建造效果進(jìn)行提前把控，并協(xié)助工程管理和預(yù)制化生產(chǎn)。并且，后期大部分施工圖不再經(jīng)過(guò)CAD，縮短了設(shè)計(jì)流程。另外，BIM還可以更方便每塊板的定位，有助于施工組裝。
BIM 設(shè)計(jì)圖 © 中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院
除此之外，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和表皮對(duì)管道綜合有較大影響。而BIM設(shè)計(jì)則很大程度解決了各個(gè)重要管井、管道碰撞、水箱、機(jī)房等等機(jī)電問(wèn)題，幫助機(jī)電設(shè)備的全流程控制。
麗澤SOHO的管道布置，隨著空間流動(dòng) © Zaha Hadid Architects
四、燈光，室內(nèi)和景觀設(shè)計(jì)
4.1 燈光
燈光設(shè)計(jì)旨在提供更好地突出建筑本體，并避免炫光。燈光可以凸顯建筑的體積感和景觀環(huán)境的層次感。幕墻本身會(huì)內(nèi)透燈光，因此建筑外圍的洗墻燈就不需要特別大面積的照射。冷暖對(duì)比可以讓建筑明暗關(guān)系能夠更好地凸顯出來(lái)。
© ZDP中辰遠(yuǎn)瞻 草圖階段
獨(dú)角獸島啟動(dòng)區(qū)本身承擔(dān)的功能主要為白天的辦公與景觀，因此晚上的燈光不需要太明亮。在走廊處和GRC下沿布置連串的夜燈就看可以起到基本的照明工作。
© ZDP中辰遠(yuǎn)瞻 草圖階段和燈光展示
4.2 室內(nèi)
室內(nèi)設(shè)計(jì)由扎哈哈迪德事務(wù)所進(jìn)行設(shè)計(jì)，中方設(shè)計(jì)院進(jìn)行施工圖深化。整個(gè)內(nèi)部建筑呈現(xiàn)了ZHA一貫的風(fēng)格，柔性的曲線感和硬朗的結(jié)構(gòu)呈鮮明對(duì)比，而光影效果則起到邊界的柔滑和模糊的作用。色調(diào)以黑白為主，追求空間純凈的質(zhì)感。
© Zaha Hadid Architects
在中國(guó)地區(qū)，ZHA事務(wù)所完成了澳門摩珀斯酒店、銀河、凌空和望京Soho等建筑的室內(nèi)設(shè)計(jì)。流動(dòng)性是ZHA事務(wù)所常用的設(shè)計(jì)手法。
© Zaha Hadid Architects's Sky SOHO Showroom
“色譜”則將大氣與用戶對(duì)舒適度，意識(shí)，焦點(diǎn)和放松的要求聯(lián)系起來(lái)。利用材質(zhì)搭配和色調(diào)組合去影響用戶情緒。同時(shí)，ZHA的室內(nèi)設(shè)計(jì)常常利用形態(tài)的“折痕”去產(chǎn)生色彩的朦朧感。
© Zaha Hadid Architects's
梅溪湖國(guó)際文化藝術(shù)中心
在獨(dú)角獸建筑空間里，公共開放區(qū)域使用了從白色漸變過(guò)度到淺灰色層級(jí)的水磨石。同時(shí)，ZHA事務(wù)所引入激活空間的元素，例如真空金屬化玻璃艙，展示互動(dòng)創(chuàng)新技術(shù)。媒體展廊和媒體室采用工程橡木制成，營(yíng)造出舒適溫馨的氛圍。
© Zaha Hadid Architects
會(huì)議室和展覽空間采用定制的沿著流線形式的地毯，實(shí)現(xiàn)聲學(xué)舒適性和柔軟性。整個(gè)天花板和旋轉(zhuǎn)樓梯的柔和淺色調(diào)展示了曲面的壯麗，投射出的光線形成柔和的陰影。
同時(shí)，ZHA還進(jìn)行了各種室內(nèi)家具設(shè)計(jì)。大到會(huì)議室，小到花池。保證了室內(nèi)室外的設(shè)計(jì)方式一致，空間更加純凈自然。
4.3 景觀
景觀為戴水道Ramboll進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。ZHA對(duì)與景觀有一定的初步設(shè)想，確定了整個(gè)獨(dú)角獸島相契合的圓弧形和曲線段作為景觀設(shè)計(jì)基調(diào)。
Ramboll的整個(gè)景觀方案設(shè)計(jì)和深化也在獨(dú)角獸島荷塘的概念下進(jìn)行，場(chǎng)地塑造展現(xiàn)了風(fēng)吹荷塘清風(fēng)起漣漪的概念，同時(shí)配以比較硬朗、有層次的草坡和藝術(shù)地形設(shè)計(jì)。另外，每個(gè)圓形場(chǎng)地都有一定的主題，可以承載不同的活動(dòng)。
© Ramboll Studio Dreiseitl
在ZHA以往的設(shè)計(jì)中，景觀也是建筑重要組成成分。草坡往往以流線型或者圓角三角形為主，配以水池、層疊的平臺(tái)。這樣的設(shè)計(jì)可以更好地映襯建筑，也可以設(shè)置更多的在外觀賞點(diǎn)。
© Zaha Hadid Architects：Wangjing Soho
因此，在多輪的景觀設(shè)計(jì)當(dāng)中，景觀形式從復(fù)雜逐漸簡(jiǎn)化。和建筑一樣，最開始的景觀設(shè)計(jì)從草圖開始，融入不同的景觀意向。
© Ramboll Studio Dreiseitl 草圖設(shè)計(jì)階段
而后戴水道對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行了深化，比如疊水花園本身與獨(dú)角獸島花園城市和海綿城市的概念相符。類似的還有流水花園和樂(lè)水花園，提供更好的親水環(huán)境，也與興隆湖的水景相結(jié)合。
© Ramboll Studio Dreiseitl
對(duì)于硬質(zhì)鋪地和藝術(shù)坡地來(lái)說(shuō)，獨(dú)角獸島啟動(dòng)區(qū)采用了水磨石花崗巖，并且鋪裝也是用不同的模塊拼合而成，體現(xiàn)漸變的效果。
© Ramboll Studio Dreiseitl 設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)照片
景觀施工現(xiàn)場(chǎng)，建筑的斜坡部分主要由草盆聚落組成。不同色彩的草坡和外部多植物的搭配讓整體景觀更顯動(dòng)態(tài)。
© 屋面景觀和總平施工
五、現(xiàn)場(chǎng)控制和落地
5.1 材料選擇
ZHA方的材料選擇過(guò)程非常有意思。設(shè)計(jì)師們會(huì)將材料小樣和效果圖鋪成開來(lái)，可以很好地進(jìn)行對(duì)比以及搭配。木頭的觸感、顏色，水磨石的石點(diǎn)尺寸大小和密度、地毯的觸感和色感等等，可以非常直觀地進(jìn)行感受。
材料選樣時(shí)的workshop
此次獨(dú)角獸島裝配率近乎100%，幕墻和鋼結(jié)構(gòu)都可以在工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)搭建，極大程度提高了施工質(zhì)量、縮短了施工時(shí)間。
鋼結(jié)構(gòu)施工迅速，由于前期的BIM應(yīng)用以及ZHA事務(wù)所對(duì)于犀牛的詳細(xì)化處理（分板、分形等等），異形建筑的施工過(guò)程也可以很好地完成。
施工初期現(xiàn)場(chǎng)
而對(duì)于施工來(lái)說(shuō)，雖然曲面設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，但因?yàn)轭A(yù)制化技術(shù)和前期細(xì)分得當(dāng)，施工上的問(wèn)題還是很快得以解決。最后呈現(xiàn)的效果與設(shè)計(jì)效果圖幾乎一致，完成度非常高。
施工臨近后期的現(xiàn)場(chǎng) © 中建五局提供
塔吊拆了之后的施工現(xiàn)場(chǎng)和細(xì)節(jié)打磨
效果圖和施工現(xiàn)場(chǎng)圖對(duì)比
后記
獨(dú)角獸島建筑標(biāo)新立異，其設(shè)計(jì)和施工難度并不小。通過(guò)Rhino+grasshopper+Revit的工作流很大程度整合了各專業(yè)的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化施工難度，易于后期管理。同時(shí)，統(tǒng)一界面對(duì)于多團(tuán)隊(duì)協(xié)作來(lái)說(shuō)非常重要；前期的草圖、多輪的現(xiàn)場(chǎng)討論和后期的模型整合起來(lái)，以便不同的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行深度配合和交流。
