九游官网入口:理论研究 孙一民:“精明营建”——城市大型复杂工程理论与实践
为实现城市建设高质量发展需求和国际社会“双碳”承诺,面对全球气候灾害频发、土地资源与能源紧缺、城市建设工程复杂性增加的现实发展背景,针对城市大型复杂工程的超大规模、功能复合及系统综合等特殊性,笔者基于复杂系统理论、系统工程理论、运筹学与决策理论等,视角涵盖规划与设计、系统工程、建筑设计、技术体系和管理运营等多维度,历经数十年的理论研究、技术体系研发,创新性地提出适用于城市大型复杂工程的“精明营建”理论,强调“保障城市公共利益”这一核心价值取向,以实现“科学、集约、低碳、可持续”为目标,并以系列实践项目作为实证研究,验证了“精明营建”理念及其技术体系在城市重点片区、大型体育建筑、大型公共建筑等城市大型复杂工程设计实施领域的应用及推广价值,大幅提升了工程建设品质,实现资源能源的高效利用,为达成城市可持续发展与绿色低碳目标提供了重要支撑。
中国城市规划学会副理事长、全国工程勘察设计大师、国家级高层次人才特聘教授、万人计划国家教学名师、百千万人才工程国家级人选、国家有突出贡献中青年专家、华南理工大学二级教授、华中科技大学建筑与城市规划学院学术院长
中国城市发展取得了举世瞩目的成就。在经济快速发展与科技进步的双重驱动下,以体育建筑、公共建筑、城市片区为代表的城市大型复杂工程已成为中国城市建设的重点领域,其发展往往依托于区域发展战略、重大国际赛事、国家重大活动等关键契机[1]。随着工程数量激增,单体建筑体量增长,项目复杂性与综合性要求更高,早期快速扩张阶段形成的粗放型建设模式日益显现其局限性——建设品质参差不齐、资源利用效率低下、空间潜力未能充分释放等问题逐渐凸显[2]。更有甚者,部分项目存在技术应用异化现象——工程复杂性本身被异化为技术追求的目标[3],导致建设难度人为提高,材料消耗持续攀升,建设难度日益提高,资源和能源的消耗也持续增长。同时,工程往往因决策缺乏系统思维,追求短期效益,而忽视可持续发展要求[4]。新时期,城市大型复杂工程建设亟须实现从“资源消耗型”向“效能优化型”转变,进而有效推动城市高质量发展进程。
针对城市大型复杂工程的超大规模、功能复合及系统综合等特征,笔者基于复杂系统理论、系统工程理论、运筹学与决策理论等,涵盖规划设计、系统工程、建筑设计、技术体系和管理运营等多个维度,历经数十年理论研究、技术体系研发,并通过工程实践反复检验理论的适用性及科学性,提出适用于城市大型复杂工程的“精明营建”理论:以“科学、集约、低碳、可持续”为目标,以系统性、综合性、适应性、完整性为原则,倡导资源高效整合与综合性能优化的精明准则[5],构建科学决策、集约建设与协同治理的可持续决策框架,以价值理性、技术理性、工具理性为指引,强调“保障城市公共利益”这一核心价值取向,为城市高质量发展提供可参考的理论范式。在“精明营建”理论的指导下,以“自上而下理解城市,自下而上解决问题”的实践哲学为导向展开系列工程实践,总结出环境嵌入—肌理融合、空间容积控制、结构轻量化、功能复合—场景转换、性能—空间协同设计等一系列设计方法,构建三大关键技术体系,创新性提出地区城市总设计师制度及城市设计导则法定化等实施保障机制,为中国城市高质量发展建设提供了系统性解决方案,形成城市大型复杂工程的可持续营建模式(图1)。
“营建”源于我国的建造传统。《诗经·大雅·灵台》中精彩描述了周文王建造灵台:“经始灵台,经之营之。庶民攻之,不日成之。经始勿亟,庶民子来。”该句生动描述了精心规划、时序科学、百姓参与、建设为民的祥和与文明景象。这里可以看出,中华文明的建造传统充分考虑建筑与城市的相互关联和有机结合,既有标志性,又考虑了整体环境[6]。中国传统建筑与城市“统一中有变化、恢宏大气而性能优良”的核心,在于对“营”与“建”的适度把控。针对古代都城、宫台,有“经之营之”“匠人营国”,指出需经过充分的测量、规划后再进行建设,亦有《营造法式》《工程做法则例》中,针对各类官式建筑,对从用材用料至群体布局的不同尺度均有详细规定;民间的建设活动更是契合自然环境、用材适宜的智慧“营建”。
近代以来,尽管“营建”并未被用作学科、专业名词,但关于其内涵的探究并不曾停止。朱启钤先生推动创立中国营造学社之时,选取“营造”用于命名——一是面向《营造法式》的典籍研究,二是意图使研究着眼点不再局限于建筑物本身,将学科边界拓展至艺术与人文领域。梁思成先生提出“体形环境”理论,并提议将清华大学“建筑工程学系”改为“营建学系”,认为建筑教育不仅是培养设计个体建筑的建筑师,更要造就融通整体环境的综合人才。这一观点更进一步体现于吴良镛先生所提出的“广义建筑学”概念中:把建筑与自然、环境、人、城市设计融为一个整体,以“良好的居住环境的创造”为核心,“向各方面汲取营养的融贯学科”模式,从“建筑天地”走向“大千世界”。
“营建”体现了我国建筑的艺术传承,其中“营”是富有匠心的精明谋划,“建”包含了充分发挥结构与材料特性的智慧。传统建筑与城市之所以经得起历史考验,归根结底在于“营”与“建”的艺术把握。回归“营建”传统,提升城市大型复杂工程建设的整体性思维[2]。
在城市建设复杂性不断涌现的背景下,工程项目若仅关注自身建设的即时效应,极易出现决策偏差,对城市整体可持续发展形成不良影响。将城市中的建设活动视为涉及多种学科专业、影响范围不仅限于开发红线内的综合实践,突破“建设”的狭隘范畴。“精明”要求节俭利用资源与能源,是中华文明的优秀传统,在当今“双碳”背景下有更重要的现实意义。“精明”指向决策过程的科学合理,即要求通过基于实际的工程推演和多方协商,提升决策全面性,规避项目全过程低效的资源与能源消耗。因此,在资源高效整合与综合性能优化的精明准则基础上,提出走向综合性能优化的智慧营建策略(图2)。
1)“精明”决策及集群建设管控。从土地集约高效利用、公共空间品质营造、城市立体复合交通体系建设等角度,统筹空间规划、市政、交通、结构等跨学科、多专业要素,深度构建应对城市建设复杂性的集群管控机制。
2)“精准”统筹与弹性指标控制。大数据等技术方法的介入,将进一步完善城市数字化管控体系,形成更多元、更复合的智慧导引机制;通过地区城市总设计师制度的提出,进一步创新制度模式,探索弹性灵活的设计实施管控机制[7]。
3)“精细”设计与多维技术集成。未来城市将面临更复杂的气候风险情境,新能源等绿色创新技术持续涌现。一方面,城市营建更注重优化空间布局和提升城市功能,增强应对复合挑战的城市韧性水平;另一方面,推动建筑光伏一体化等创新技术在城市街区层面落地实施[8],构建分布式产能建筑的能源消纳网络[9],提升城市能源网络韧性水平。
4)“精致”艺术与形态逻辑推演。重视规划、建筑形态设计背后的逻辑推演,基于城市整体视角和地域文化特征,不盲目追求形式语言,倡导结构逻辑下的结构美学与建筑美学,使建筑艺术融入城市生活,形成完美统一的、融于城市整体风貌的精致形态。
在工程管理学界的巨型工程是指规模庞大、投资高昂、具有显著社会经济影响的城市开发或基础设施项目[10]。具体特征:①超大规模,工程占地面积广(数十至数百公顷),投资额巨大(数亿),呈现集群特征;②复杂性与综合性,涉及城市“组团—社区—建筑”等多个层级,融合多种功能,如体育、商业、住宅、文化等,涉及多专业领域的协调,如规划、设计、工程、管理等;③长期性,建设周期长,多数项目跨越数十年,需分阶段实施;④战略性,旨在重塑城市空间结构,提升功能和国际竞争力,或者推动区域发展等需求。巨型工程理论的提出,推动了工程管理学科的理论创新和跨学科研究。
现有城乡规划、城市设计及建筑设计相关领域已有关于调控城市整体建成环境的理论研究,完整的规划、建设体系与制度也已建立,但从工程实施角度看,如何适应现实国情特点和需求,依然存在方法体系和关键技术瓶颈;如何在高质量发展的转型期实现工程建设的科学定位与有效实施,依然面临诸多问题。鉴于此,我们提出“城市大型复杂工程”的概念,用以审视城市重点片区的设计与工程实施、大型建筑工程群体建设引导与实施,将其视为动态演化的适应性系统,系统性开展可持续决策框架、设计方法、技术体系、设计导控、评价指标和工具研究,致力于通过城市设计、建筑学与工程学的方法综合,建立我国城市大型复杂工程的营建模式。
面对城市大型复杂工程的规模超大与复杂性、功能多样性、地标性与符号性、系统性与综合性等显著特征,构建科学决策、集约建设与协同治理的可持续决策框架(图3)。
1)科学决策。首先,将城市片区与建筑单体作为一个整体进行考虑,将个体工程建造纳入城市片区工程筹划决策,提升建设的系统性;其次,在中观尺度衔接各层级规划,同时不局限于单一学科、重视多专业知识的整合,提升建设的整体性;最后,提倡在决策阶段加强对建设条件的综合分析,如地质特征、场地风貌、既有多类型城市设施等,提升建设的科学性。
2)集约建设。基于自然基底条件,整合城市环境、经济与建筑空间数据,以“集约”和“适宜”为指导思想,合理选择设计方法与工程技术,规避非理性的资源和能源消耗,统筹不同专业工程要素,突破传统单一学科设计局限,形成多目标综合优化的解决方案。
3)协同治理。强调工程设计与实施过程的动态性,原因在于城市大型复杂工程要素的复杂性与参与主体的多元性,设计与实施并非一次性完成,而是一个不断优化综合效益的动态过程,因此需要结合适度的弹性建立灵活的控制体系,持续反馈、优化,以适应外部条件的变化,协同各类资源和各参与主体。
可持续决策框架的提出既能有效应对城市大型复杂工程建设的挑战,又能通过全周期的综合性能优化,最终形成“资源合理配置—用地科学紧凑—多方利益协同—社会价值创造”的良性循环,以紧凑利用土地、营造公共空间、容纳复合功能、适应城市发展为主要目标,有助于合理配置资源,降低城市大型复杂工程施工、运营全周期的能源消耗与碳排放量。
以系统性、综合性、适应性、完整性为原则,倡导资源高效整合与综合性能优化的精明准则,以价值理性、技术理性、工具理性为指引,进一步提炼形成“价值引领—适宜技术—动态优化”的实施路径(图4),通过技术的合理应用和协同共建的模式创新,持续推动城市大型复杂工程综合效能的提升,为城市赋予持久的发展动力及潜能。
1)保障城市公共利益。城市大型复杂工程作为投入大、建设久的城市建设类型,不可避免地会对城市肌理、天际线形态、公共空间体系产生影响;部分工程项目甚至以自身的形象标识性为决策目标,导致尺度失真、步行空间缺乏等问题,影响城市环境品质,并极易增加建设工程的资源、经济投入[11]。在满足设计基本需求的同时,城市大型复杂工程也应多角度融入城市整体环境,以保障、促进公共利益为首要原则,提升其决策与设计的合理性。
2)适宜技术理性利用。城市大型复杂工程一旦启动并建设完成,拆除、更新难度和成本均较高,具有明显的不可逆性;要求从决策阶段起便充分考虑建设施工、运营使用各阶段的成本与资源投入控制,立足于“服务城市公众”的基本需求,在满足运营需求的基础上集约节俭建设,优先采用适宜性技术,实现城市大型复杂工程全寿命期内节地、节能、节材、可持续。
3)动态优化智慧管控。针对城市大型复杂工程中普遍存在的仅关注即时建成效果,忽视城市长久运营效果的思维模式,提出预先设计,综合考虑建筑运行、城市运维的未来多场景需求,结合空间设计与功能策划,为城市空间功能转换提供可能性,减少重复投资,更好应对城市快速发展、产业技术进步及潜在气候生态风险。
城市大型复杂工程建设内容非常宽泛,涉及经济社会、生态系统和居民健康等。在工程建设层面完全囊括这些内容展开实践的难度极大。因此,团队在“精明营建”理论的指导下,提出“自上而下理解城市,自下而上解决问题”的实践哲学,针对城市重点片区、城市大型公共建筑、区域级大型体育建筑等典型城市大型复杂工程,面对不同尺度特征与需求差异,分别总结其适宜性设计方法,构建三大关键技术体系(图5),形成多项技术研究成果,面对实践中出现的问题展开有针对性的工作,为类似建设工程项目提供可参考的样本与实例。
结合粤港澳大湾区及东南沿海地区开展的众多设计实践,研发了亚热带气候区适应性“韧性—动态”技术集成,将微气候模拟、水安全风险模拟等引入城市大型复杂工程决策阶段[12],提高城市空间品质,提炼出符合亚热带地区的空间被动设计策略和模式,揭示了高密度开发与亚热带气候共同作用下城市大型复杂工程绿色营建机理,开发了一系列预防水灾害、改善风环境、降低热岛强度、利用可再生能源的数字化设计与管理系统。
广州塔周边地区城市设计中,借助自然水系对气候调配的显著作用,以滨水空间为纽带,加强城市空间对岭南气候的适应性:优化滨水景观并创造多样性的开敞空间,加强公共交通的无障碍接驳及风雨连廊,打造有效应对湿热气候的步行友好街区(图6)。
琶洲东区(国际超级总部)城市设计中,通过对琶洲东区的水安全风险进行全面分析,对未来海平面上升和极端风暴潮对该地区的潜在威胁进行量化,并通过模拟不同蓝绿网络空间结构的灾害情景,筛选出最优的城市设计方案(图7):强调沿水岸建设滨江公园,并通过绿轴连接重要城市节点,以增强城市对水灾害的缓冲能力[13]。
东莞滨海湾新区威远岛重点地段城市设计中,保留大面积生态空间,通过海绵廊道和生态公园及引入可淹没的滨海空间,构建一个更具韧性与弹性的蓝绿系统。区域蓝绿空间覆盖了岛屿总面积的52%,包括6条山海相连的海绵廊道和4种不同类型的生态公园,有效应对气候灾害带来的海平面上升及区域洪涝问题(图8)。
广州琶洲西区城市优化设计中,通过“小街区密路网”“街道空间一体化”等策略,提升路网密度16%,增加开发地块数量,同比节约土地20%。增加计容建筑面积的同时做到了未减少绿地水域广场面积。增加1条轨道线处换乘枢纽,通过工程技术层面分析提出措施,因基岩较浅、地下室建设成本高,通过加强公共交通系统,控制机动车配比指标,减少地下室开发层数,结合地铁综合发掘地下空间价值。打造3条标志性骑楼主街,合理布置宽度为4.5 m、6 m、8 m的骑楼,增加街道活力。保留6.9 hm²珠江啤酒厂工业建筑群,保留河涌长度约2 400 m。利用现有水系并保护水面超过10 000 m²,节约投资并保护自然生态基底的同时,形成城水交融的多廊道开敞空间体系。
以重构与城市空间的关系为重要着眼点(图9),琶洲西区互联网创新集聚区集约紧凑利用土地资源,总计容建筑面积较控制性详细规划增加了279 000 m²,增加约39亿元经济效益;通过“小街区密路网”重新划分路网,琶洲西区地块总数增加至99个,形成弹性高效的方格网道路系统,成为高密度城市环境中大型工程集约营建的示范案例;广州琶洲CBD于2023年、2024年连续入选“福布斯中国中央商务区竞争力”前十名单;广州琶洲珠江啤酒厂更新地段获“2024澎湃城市更新年度榜单”年度大奖——2024年度特别案例·城市更新高质量发展榜样,推荐人庄惟敏院士评价琶洲西区的城市设计及实施过程——“在地区城市总设计师团队及项目建筑师的共同努力下,构建出广州融合历史与创新的滨水CBD典范”。
南沙灵山岛尖城市优化设计中(图10),面对深厚软土地质、路网既定、公共空间缺乏、土地不集约等挑战,通过对地质、气候、交通、街区形态、建筑风貌等要素展开专项研究,提出“小街区密路网”的高效紧凑土地开发策略,遵循集约建设的可持续决策框架,有效降低大面积地基处理的高额成本,最大限度利用深层基岩持力层,总建设量提升40%,土地利用效率大大提升[14]。同时,新增占地面积为6.6 hm²的公共绿地、2.5 hm²的开放广场及长度为2.4 km的连续骑楼,至少增加防洪容量1 000 m³。
城市大型复杂工程是生态环境、交通、广场、绿地和建筑等多尺度要素的集合。不同尺度的环境要素相互关联,共同发挥城市系统在景观和生态等角度的综合效益。因此,应重视规划设计的层级性和系统性。城市大型复杂工程的系统布局需注重与气候条件、蓝绿资源、地质地貌的衔接,融入区域的景观格局,形成多层次的开敞空间体系。
广州美术馆选址位于广州城市新中轴线,设计通过对周边城市关系的细致研究,优化了建筑的方向性,通过西南—东北的轴线使美术馆内部空间与TIT创意园区形成互动,潜在促成了城市特色工业遗址的保留,是全球首个五个立面均采用光伏技术的公共建筑,采用众多绿色建筑技术,起到突出的示范作用,在单方造价极低的情况下仍然显现出良好的城市公共性(图11)。
广州白鹅潭商务核心区城市设计中,通过细化路网,增加开发地块共计13块,新增2处公共空间,优化地下空间布局,释放地铁枢纽辐射作用,允许同类性质开发地块间腾挪开发量,在保证城市空间效果的前提下,提升开发灵活性(图12)。通过7条主要直通滨江的步行廊道,梳理地面街道、地下通道及空中连廊,打造高效互联的立体慢行空间系统,新建两公里滨江休闲带,形成纵横交织的开敞空间体系。
大型体育建筑的功能配置、建设规模、资源能源消耗远超一般的大型公共建筑,也是城市大型复杂工程的典型类别。传统的独立占地、中心对称的布局模式往往导致城市肌理割裂,而“环境嵌入—肌理融合”的整体性设计方法则强调空间连续性和系统整合[15],注重设计嵌入城市整体环境的思维方法(表1)。江门市滨江体育中心的实践具有示范意义,通过保留中央水系轴线、控制建筑体量等手法,实现了体育设施与城市绿地系统的有机衔接[16]。孝感市奥体中心则创新性地采用交通功能预留策略,通过维持城市道路系统的完整性,有效平衡了赛事交通与日常出行的矛盾。这些案例表明,城市大型复杂工程,尤其是大型体育建筑的规划,不应局限于用地红线内部,而应着眼于更大尺度的城市系统协调[17]。
该方法进一步要求形体布局与空间组织的创新性、精细化处理。以北京奥运会摔跤馆为例,其通过将主体建筑集约布置于用地南侧,并控制体量高度,成功降低了对中国农业大学校园空间的视觉压迫。其西侧公共集散广场的设计,不仅满足赛事人流集散需求,更成为重组校园空间结构的关键要素[18]。江门市滨江体育中心的“不对称看台”设计则展现了界面过渡的技术智慧[19],通过差异化的体量处理,使体育建筑与城市尺度和谐统一[20]。这些设计策略的共同特点是将城市设计思维引入体育建筑设计,通过微观尺度的精心把控实现宏观层面的空间融合[21]。
既有建设模式中,大型赛事场馆的决策设计往往仅关注单次赛事使用效果,追求形象标志性[22]。在该决策导向下,一方面催生施工阶段的建设难度与成本飙升,另一方面忽视大型场馆的运行能耗,导致赛后运营成本高、效益差[23]。基于“低成本—低耗材”的价值导向,突破传统建设思维,在决策阶段即对施工、运营阶段予以全局性考虑,倡导以低成本方案成功满足赛时需求并实现赛后可持续运营。突破传统体育场馆单一功能定位的局限,通过预设计和弹性策略实现“低成本—可持续”发展目标。
针对大型赛事场馆设计过程中屈从形式,成本飙升的问题[24],提出大跨结构科学选型与建筑形态完整统一的设计原则,并在一系列重大国际赛事场馆工程设计中应用结构轻量化技术,屋盖用钢量相比于同类场馆显著减少,并提倡结合实际需求选取适宜结构体系,不追求夸张、炫技的造型,极大降低工程实施过程中的能材消耗与碳排放量(表2)。北京奥运会摔跤馆采用成熟桁架结构体系,工程造价控制在1.8亿元以下,在同类型奥运场馆中造价最低。北京奥运会羽毛球馆屋盖主结构选择新型预应力弦支穹顶结构体系,是当时世界上已经建成的跨度最大的弦支穹顶结构,工程用钢量62 kg/m²(图13)。广州亚运会武术馆采用大跨度双重环肋—辐射形张弦梁结构体系,相较常规桁架、网架屋盖体系节约用钢量近1 000 t,节约工程投资约1 350万元,采用创新安装方法节约施工成本约90万元,缩短工期近3个月(图14)。武汉大学卓尔体育馆(世界军运会羽毛球馆)采用大跨“X”形网格立体共梁张弦结构,工程用钢量约85 kg/m²,节约用钢量约250 t。
针对大型赛事场馆在赛时、赛后的不同利用模式对环境物理性能的需求矛盾,研发了一系列灵活适应场馆多功能利用的大空间声光热物理性能调控和容积控制技术,满足赛时各类专业运动的严格标准要求,并实现赛后高效益运营。北京奥运会摔跤馆结合桁架结构形成由400余个高低错落、分层排列的天窗,良好组织天然采光与自然通风;通过集约设计,将单座容积指标从常规的20 m³/座大幅压缩至14 m³/座,减少空调负荷,节约运营电费100万元/年,降低赛后场馆运营成本。羽毛球及艺术体操馆是奥运史上首次满足世界羽联关于比赛场地风速不大于0.2 m/s标准的羽毛球馆[25]。通过空间参数调控提高物理性能,实现“高效能—可持续”发展目标。
广州亚运会柔道摔跤馆结合地域湿热气候特征,屋盖中部抬升,在顶部拔风口设置排风机[26],并利用基地的地形高差,将半地下的首层功能用房与户外泳池空间联通,为浮力通风创造了温度较低的空气源[27],经建成多年后的现场测量,确定产生了约1~2℃的自然冷却效应,降低赛后长期运营状态下的室内空调能耗,延长了非空调运行时长[28](图15)。广州亚运会游泳跳水馆设置可以随时遮蔽与开合的天窗,在避免阳光直射的同时最大限度降低室内照明能耗,同时又能及时将泳池蒸发的水分排出室外,有效改善室内湿度分布(图16)[29]。淮安体育中心比赛大厅在保障比赛场地范围内最小净空高度15 m的前提下,尽可能降低场地外空间高度以节省空调能耗,运营用房与部分辅助用房采用独立空调系统,降低日常能耗(表3)。
创新性整合智能算法与计算机工具[30],促进建筑、结构、设备多学科配合,形成多学科、多目标的城市大型复杂工程“性能—空间”协同设计方法,可在大型工程设计早期阶段辅助从众多可能性中快速明确综合优化方案,缩短城市大型复杂工程性能优化时间,减小方案深化及工程实施的复杂性。
广州科技图书馆通过体量消减、底层缩进架空、跌级退台等策略减小建筑体量感,弱化对场地的压迫。设置立体绿化,结合被动建筑技术和高效机电设备技术,根据单体自身条件及其所采用的绿色技术措施,达到绿色建筑二星标准装配率60%以上,达到装配式建筑一星标准。在控高要求、用地狭小、高差复杂的不利条件下,充分发挥工程作为城市公共产品使用功能和环境效益的协同[31]。
武汉大学卓尔体育馆设计中,屋盖采用跌落的坡屋面形式,与周围历史建筑相协调的同时也“消隐”了建筑体量。采用大跨“X”形网格立体共梁张弦结构,工程用钢量约85 kg/m²,节约用钢量约250 t。采光天窗面积达1 006.20 m²,占屋面面积的15%,依靠自然采光,主、副馆比赛大厅活动场地采光系数可达2.0%以上,高于国际相应标准,且采光分布均匀,是通过屋盖造型、结构选型等空间设计实现自然通风、采光等物理性能的综合优化的优秀案例(表4)。
针对城市大型公共建筑的功能复杂、动态性与综合性等特征,在科学决策、性能综合优化设计的理论指导下,提出“功能复合—场景转换”的设计方法。最早这一方法在体育场馆设计过程中用以解决赛时赛后的差异化需求,如在北京奥运会摔跤馆的创新实践中,奥运摔跤比赛结束后的残奥会期间作为坐式排球比赛场馆继续使用,是不同赛事场景转换的成功案例(图17)。淮安市体育中心则展示了功能复合化的可能性,通过引入商业、文化等城市服务功能,使体育建筑真正融入城市生活系统。而在广州美术馆的设计中,因其多功能的城市公共空间属性,通过空间组织实现功能复合,日常美术馆的使用通过功能区的动态使用过程实现场景的转换。这种“功能复合—场景转换”的设计方法,最早实现了体育建筑从“为赛事而建”到“为城市而建”的理念转变,进一步导入至大型公共建筑的设计理念中,解决了大型公共建筑的多目标协同问题及建筑与城市环境相互割裂的问题(表5)。
随着城市大型复杂工程涉及的要素愈发繁多,参与主体逐渐多元,其所面临的挑战也由既有的专业、学科边界拓展至城市空间规划、设计、管控与实施的综合内容。由此,提出对当前城市建设管控模式进行创新,主要目标:①突破不同学科、不同开发主体各自孤立的建设模式,提升城市整体思维和营建科学性;②加强精细化管控,动态跟进城市建设进程,切实保障城市公共利益。
针对大型工程突破传统开发地块边界,挑战既有规划管控制度的问题,建立了提前介入国规委、市民、地块建设方等多利益主体进行集群协商和方案监管的创新制度,通过总师审查、正向引导、合理商讨、跨专业协作、跨部门协调、媒体合作等,积极提升项目地区的公共利益和社会效益[2],保障了城市大型工程精细化建设与管控。制度创新获得中国建筑学会首届城市设计专项唯一的一等奖。
2014年广州琶洲片区项目初期,在尊重原控规指标的前提下调整原城市设计方案,新方案在土地集约利用、多样选择性、保护现状自然与历史遗产、更多的产业积聚与多元发展机会等方面特色鲜明,且土地出让金增加超过30亿。同时,为了保证该方案顺利实施,设立了“地区城市总设计师”制度,并通过将城市设计导则作为土地交易合同附件,实现了城市设计的法定化,为之后有效管控创造了条件。
琶洲西区地区总师工作中,通过与市、区规资部门及土发中心的工作对接,总师团队在建设单位提交内容完整的设计成果基础上,以会议或会办的形式审查设计成果,出具书面审查意见,按需安排项目联席会议及现场踏勘,加强技术协调与指导的力度和速度;与住建、地铁、水务、交通、城管、财政、管委会、街道等部门建立片区协调工作办法,与琶洲西区38宗开发地块的业主方及其设计方建立了高效沟通的工作群组;对地块建筑主体与骑楼、通廊、连廊等公共空间进行审查,促进积极街道界面、立体绿化与新能源的落地,全流程参与建筑主体及场地的验收。截至2024年初,项目已完成相关设计咨询、会办回复等业务1 971次,对接55家国际国内团队设计机构,审查相关项目设计方案和公共空间营造,监督和保障公共利益有效落实到审批文件和项目实施中。
南沙灵山岛尖与横沥科创组团总师工作中,团队进一步探索了“规划—设计—建设—验收—运营”的全流程管控机制和制度建设;推动常态化巡场工作,强化公共空间的实施与维护。在气候适应性方面,结合岭南湿热多雨气候,引导落地适应岭南气候的遮风避雨慢行空间,激活街道城市生活,塑造地区慢行体验特色标签。落实清洁能源光伏面积9 283 m²,24小时公共开放空间38 802 m²。
深圳光明科学城大科学装置集群总师服务中,在仅编制了概念城市设计、导则无法全覆盖的地区,向政府提供全过程技术咨询意见。采取“刚性审核”与“弹性咨询”相结合的方式,为自由电子激光、鹏城云脑、中国计量院深圳创新院、超算二期、科学家谷等重点项目提供技术咨询、专业研究、决策支持等服务。
梅州国家百千万建设重点地区总师咨询服务中,全过程跟踪片区规划、设计、建设进展,做好规划设计管理与开发建设实施的技术指导,提供专业咨询意见供政府部门决策;为片区发展提供咨询审查、专题研究、会议、专业讲座、沙龙及巡场的服务,促进实现城市设计质量与规划实施管理无缝衔接。
针对城市大型复杂工程建设实施过程中的导控内容与建设实效脱节、城市设计成果流于表面等问题,创新性提出将城市设计导则纳入法定控制范畴,形成前置式引导——基于实施效能开展长期跟踪检测、反馈和优化,提出“规—建—管”一体化管控模式和精细化指标体系,并将保障城市公共利益和环境效益的指标内容前置使用,整合进入土地交易法律和导则文件,结合建设管控的动态过程,积极协调,鼓励开发地块形成特色设计方案,为城市提供高品质公共场所[2],为城市大型复杂工程的长效管控提供科学依据。
琶洲西区将城市设计导则纳入土地出让合同,在法律层面确保导则基本执行,并成为谈判与协调的起点(图18);多家建设单位的最终建筑批出结果与城市设计导则都进行了调整,通过增加城市公共空间面积、增加公益性配套设施、提供周边街区的景观退让等,形成了众多具有特色的城市公共空间(图19),如唯品会地块的角部建筑退让、腾讯地块的立体多层次公共露台空间、工商联地块底层架空的轨道站点衔接、复星地块的公共广场退让等(图20)。
南沙灵山岛尖针对部分地块已出让、道路和地块划分已基本确定的建设情况,通过城市设计导则的介入,引导地块方开展设计优化,扭转地块尺度大、公共空间管控缺乏的难题。例如:省交通三地块结合开发容量的腾挪,形成南北向的城市公共绿廊;越秀地块通过对建筑界面的管控、非定位道路的增设,规避了对岛尖公共开敞空间的阻隔。
面对我国社会发展阶段的不同特征与挑战,建筑学科与学人的担当是至关重要的。回顾“现代主义”建筑的发生、发展,以及时至今日的深远影响,其过程值得我们深思。19世纪末20世纪初,伴随着工业革命带来了巨大的社会变革,建筑领域也出现了影响发展的新因素。首先是新建材,如铁、钢、混凝土、玻璃等;其次是新功能,如火车站、银行、博览会展馆、综合医院、体育场馆等新型社会功能需求。而贯穿其中的核心是当时意义上的“新能源”,包括燃料和动力,如煤、电力、石油、蒸汽机和内燃机。正是这些全新的功能要求,有力的技术保障,充足的能源配给,建筑师得以突破传统的束缚,积极探索适应新时代建筑形式、规划思维的革新。
建筑教育方面,多方面社会因素对建筑行业的就业形势与市场需求形成了冲击,建筑教育需尽快转型以应对时代挑战。“精明营建”理论对于当前我国建筑学教育的变革与创新具有一定的引导意义。它的主要精神围绕重视公共利益、节俭利用资源等方面展开,包括理论联系实际、重视解决问题的能力与批判性思维、重视合作与团队学习、关注社会价值、为社会需求设计课程等。2008年提出的“厚基础、深发展、国际化”办学思想,在华南建筑教育各环节贯彻深化,先后开展中—荷、中—意国际联合培养等工作;带领学生团队参加“国际大学生太阳能十项全能竞赛”,先后获得中国赛区冠、亚军(2018年、2013年)和中东赛区冠军(2021年)。强调跨专业、多学科知识协同及对人才综合素质培养,同时,借鉴国际经验,提出“一个职业学位+多路径后学位”的弹性教育体系。倡导建筑学教育应在正确价值观的引领下积极探索绿色建筑、新能源、人工智能等新技术新领域,培养具有韧性、可塑知识结构的建筑人才,以应对社会总体变化。
“精明营建”理论体系,构建了一个从宏观系统到微观要素、从技术突破到机制创新的完整知识网络,为城市大型复杂工程的智能化、绿色化和高效化提供系统性支撑。
在“精明营建”的逻辑框架之下,以城市大型复杂工程的系统性思维统筹价值取向、技术选择和动态适应性,构建可持续发展的完整实施路径。确立“城市公共利益优先”“科学集约”的基本原则,通过精细化设计使大型工程与既有城市空间有机衔接,在满足功能需求的同时,成为提升整体环境品质的重要部分(图21)。
城市大型复杂工程的特殊性使其需要建立全寿命期的资源观,应从决策伊始就摒弃短视思维,系统考量建设、运营各阶段的资源效率提升问题。实践中应当避免盲目追求技术先进性而忽略复杂性带来的长期影响,基于地方实际选择适宜的技术体系,实现综合效益的整体提升(图22)。
另外,城市大型复杂工程应具备动态适应的内在驱动力。这要求在规划设计阶段就建立多场景模拟机制,预判城市发展、技术进步、气候变化等带来的影响。这种前瞻性思维不仅能有效规避重复建设风险,更能提升城市应对各类挑战的韧性(图23)。
“精明营建”理论的提出为城市大型复杂工程的可持续决策、规划设计与实施提供了一种创新性视角,结合跨领域、多学科的综合知识体系,推动城市建设中公共利益、资源效率、长期适应的平衡统筹。同时,“精明营建”理论对于建筑从业人员的培养具有显著的引导作用,它将设计实践视为基于生态、技术和社会空间的整体行为,为建筑学教育应对多维时代挑战提供了新的视角与路径。在实践应用的不断检验下,“精明营建”理论将不断迭代升级,进一步传承营建传统,融合技术创新前沿,积极回应城市可持续发展的需求,为城市建设提供更科学的依据。
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本文来源:CA当代建筑,原文刊载于《当代建筑》2025年第3期p7-20