智慧與生態共生視角下規劃與建筑設計研究
——以西山生態島百度Apollo Park為例

王 亮，劉沛東

吉林建筑大學 建筑與規劃學院,長春 130118

西山生態島嶼群是長三角洲發展核心區重大生態建設功能的主要承載地.以對標崇明國際生態島為準則發展建設西山島最重要的就是把生態建設放在首要位置,在此基礎上為太湖生態島做出功能定位.2020年9月22日,習近平總書記在會議上指出:“力求二氧化碳排放量于2030年前到達歷史最高峰值,努力爭取2060年前完成碳中和.”[1]自此,碳中和與碳達峰成為太湖生態島建設成“永續循環節能韌性的低碳島”和“綠色創新技術引領的知識島”的指導準繩.所以,將智慧科技與生態低碳的綜合性考慮是設計太湖生態島百度Apollo park的第一步,也是最重要的一步.

1 相關研究背景

1.1 生態建筑概述及其發展現狀

生態建筑是通過協調建筑物與其他有關各種因素間的相互關系,使建筑物與自然界之間形成一種有機結合體,同時具備優良的室內外生活條件和氣候調節能力,以達到人類居住日常生活的環境舒適度,從而使人、建筑物與自然在生態環保之間構成一種健康循環.

現階段,為適應生態平衡的發展要求,工程建設更多傾向于降低建筑物對自然界的負擔,即節約能源,采用低碳理念,創造安全、舒適性好的居住空間，做到建筑物與大自然和諧共存,永續發展.

1.2 適應生態發展理念的“智慧”建筑的崛起

新時期，為適應新的生產力發展要求以及響應國家生態建設的發展理念，必須在建筑設計階段做出創新，而要做出創新就必須在生態建設中引入最新的信息化的智能技術,并通過智能技術的智慧有效地減少能耗[2].當今我國智能、高科技化手段在生態建筑方面尚處于發展的初級階段,不僅要對生態建設實施目標量化,還需要形成一套系統且成熟的生態設計方法[3],并將其很好地融入到智慧化建設過程中.

1.3 生態“智慧”建筑建設的必要性

隨著城市化進程的迅猛發展,在國家大力倡導生態建設的政策下,建筑業普遍遵從建筑與自然和諧共生的設計理念,與此同時，國家前沿科技水平以及人工智能技術日益提升,“生態”與“智慧”兩者的關系相輔相成,如何更好地協調兩者的關系成為促進城市化建設發展的最大考驗.

2 西山生態島百度Apollo Park總體規劃設計研究

2.1 西山生態島百度Apollo Park概況

Apollo Park是百度的自主駕駛技術與車路協同研究試驗基地,它將延續百度AI技術基因與Apollo平臺下的生態活力,并創新地融入了百度Apollo在自主駕駛、智慧車輛、智慧交通系統等各行業中的領先科技技術與產業.Apollo Park作為百度自動駕駛產業新載體,進一步集聚高科技創新要素,完善自動駕駛產業鏈條,打造Apollo生態,成為智能網聯一體化產業基地,助力智慧城市科技地標.在生態島建設初期,借助百度的人工智能等技術優勢,與江蘇太湖國際旅游度假區和百度Apollo公司達成戰略一致,將圍繞“一島、一集群、一模式”方面開展戰略合作,即共同建立自主駕駛文旅生態島、智能網聯產品創新集群,以及智慧交通經營管理創新模式.

2.2 西山生態島百度Apollo Park的選址

項目基地位于蘇州市西山金庭鎮東蔡村消夏灣路北側,基地分為東西兩塊, 東地塊北側為村民活動廣場,東側為民居,西側農田,南側河流.本次主要建筑設計位于東地塊的北側,東地塊南側現有一棟蘇式風格的村民活動中心,地塊主要到達道路為南側的消夏灣路.地塊所處位置風景秀美,但周邊環境復雜.場地總面積約31 650 m2,其中村民中心地塊約15 333.3 m2，西側池塘和荒地約16 000 m2.北側商鋪占地25 m×75 m,約1 875 m2,南側村民服務中心占地面積804 m2,總建筑面積2 280 m2,主樓3層,局部配樓2層.南側消夏灣路為進入Apollo Park主要交通道路.

2.3 西山生態島百度Apollo Park的生態設計理念

西山生態島百度Apollo Park展示館建設場地位于金庭鎮南側的東蔡村,設計為延續東蔡村及周邊整體的生態氣息，借鑒了東蔡村傳統村落的建筑形式,并繼承了江蘇建筑的傳統蘇派建筑風格和特點,錯落有致,將文化生態傳承價值利用最大化,設計構思以蘇州文化符號搭配玻璃材質,打造現代與文化交融的風格,充分利用了原有場地的自然肌理與生態環境條件,在考慮西山生態島建設特點和展館定位的基礎上,營造出“江南水鄉特色,蘇州風格,百度AI智能”的策展氛圍,簡潔的材料運用和最大化適應場地原有肌理也是維護生態平衡的一種價值體現.運用多元意義上的“人字坡”與屋頂形式的藝術表達,并利用莫比烏斯環弧形軸線連接百度Apollo Park展館南樓與北樓的空間功能及中央大草地景觀的交互關聯,使生態功能性元素與具體性事物相互融合.如圖1所示,主體建筑南樓與北樓形成對景,南樓是原有建筑改造,北樓是新建建筑,二者建筑風格互成背景,形成呼應,通過中間的近似橢圓的莫比烏斯環相連接,西側有部分小河塘,北側是竹林,形成“環山抱水”的景觀格局,最大限度地呼應了西山生態的生態建設目標,加之城市主要建筑物橫向均坐北朝南,詮釋了智慧和生態,共同創造了新、奇、美、特的空間風貌[4](如圖2所示).

圖1 園區總平面圖Fig.1 General layout of the park

圖2 園區鳥瞰圖Fig.2 Aerial view of the park

2.4 西山生態島百度Apollo Park基于“生態”智慧化建設

基于西山生態島生態建設的考慮,依附于百度的人工智能與高新科技的技術成果,引入無人駕駛研學生態基地.由于出色的無人駕駛技術體驗及其他先進的AI體驗功能,研學基地也成為本地受歡迎的旅游接待基地.如圖3所示,在基地的南側打造生態智慧園區,包括智慧果園、智慧農業、智慧養殖、數字農業物聯網展示等高新產業園區,在推動西山島生態化建設的同時,又推廣了我國最前沿的智能科技技術.例如，通過數字農產品物聯網展示監測中心大屏,為企業進行了全面的農業產品環境監測.結合農產品天氣預報、農業病蟲害檢測預警、智慧灌溉一體化管理、水果生產“四情”監控,并利用大數據統計分析技術進行農業產品決策支撐,這就是打造綠色創新技術知識島的核心范疇.另外,在整個園區布置智慧燈桿系統(如圖3所示),形成語音交互、視覺交互、觸覺交互.同時,在景觀設計范疇引入智慧步道,來訪客戶體驗更好,完全滿足園區內同時段內高頻次的運動訴求.整體設計具有科技感,體驗感的景觀,并結合現有基地生態肌理條件,使Park在白天和夜晚均能體現出國際一流的景觀效果.同時也可在場地內布置智慧園區物種展示體驗,打造室外體驗場地,豐富整個空間的生態氣息.

圖3 園區布局Fig.3 Layout of the park

3 西山生態島百度Apollo Park專項設計

3.1 基于環境的呼應——場地設計

西山生態島百度Apollo Park場地建設以莫比烏斯環(如圖4所示)模型結合地域文化理念為設計靈感,將莫比烏斯環模型的結構概念抽象化,并運用現代視覺審美對莫比烏斯環進行重構與變形,使其作為景觀構建元素呈現,與百度公司的文化理念相呼應,運用莫比烏斯環模型的空間形狀連接了園區辦公南樓和展覽北樓以及南側智慧園等不同的功能區域,體現“無所不有的綠化、無所不有的科研、無所不有的美學”的設計理念,從空間感受和視覺體驗上形成了現代性與未來感,在空間體驗和視覺感受上塑造現代感和未來感,既滿足了園區內智慧步道人流參觀以及草坪上開展各種社交活動場所的需求,又形成了一個閉環套上另一個閉環的草坪景觀節點.整個中央環島就是一望無際的綠色草地,可以開展室外展車活動,來訪客戶可以席地而坐進行交流,營造生態綠色和諧的社交氛圍.北樓北側設置一片竹林能夠形成一定的視線遮擋,與后期北側環境整治區域具有明顯分隔.南樓南側是閉環的生態智慧園區,例如智慧農業、智慧果園、智慧茶園等產業區,供來訪者觀賞.結合甲方的要求,在整個場地的中央結合主入口和次入口設置了一條閉環的Apollo試駕車試駕路線,有效地緩解了來訪車流多的壓力.整個場地設計賦予了景觀靈動的創新與活力(如圖5所示).

圖4 莫比烏斯環概念圖Fig.4 Concept map of Mobius ring

圖5 園區夜景鳥瞰圖Fig.5 Aerial view of the night view of the park

3.2 基于肌理的延續——建筑材料設計

外立面的設計是在現代主義外立面風格的基礎上進行的升級和優化,并沒有過多的色彩搭配.與繁瑣的色彩和材料語言相比,通透的白色鋁板材料與大面積玻璃幕墻的結合效果更好.因此，北樓展示館與南樓辦公樓的外墻設計均采用白色鋁板加大面積的玻璃幕墻,清新脫俗,高端現代,也與百度公司文化緊密結合,這迎合了大眾的審美需求.白色鋁板幕墻外形的變化彈性大,與玻璃幕墻材料、石材幕墻組合,大幅減輕了設計構件與基礎材料的負擔,同時維修成本低、性價比較高.如世貿北京天譽外立面采用的是“玻璃幕墻和鋁板”的設計風格,這些精美而難制作的工藝難度都是毫米級的,最大縫隙僅有5 mm～8 mm.而南向大面寬以及大幅度落地窗的設計,既保證了采光效果,也使人的視線與景觀的視線彼此滲透,形成若隱若現的私密感.北樓南面外立面搭配白色金屬格柵,北面則采用的是灰白色火燒面石材,搭配大大小小的窗,顯得格外厚重.南樓辦公樓的外立面與北樓展示館形成呼應,也是采用白色窗框、玻璃幕墻和白色鋁板相結合.

3.3 基于技術的革新——燈光亮化設計

整個園區的燈光設計是基于生態低碳理念與智能化相結合的模式綜合考慮的.園區智慧步道設置智能燈光,當來訪游客觀賞夜景時能隨壓力的變化出現忽明忽暗的暖光,暖光色彩的調節也會隨著人的行為活動進行控制.夜晚可以舉行沉浸式投影,利用高科技投影儀將舉辦的活動投影到建筑大片白墻外立面上,傳遞品牌價值(如圖6所示).

圖6 智慧步道智能燈光Fig.6 Intelligent lighting of smart trail

一系列的低位照明可以營造和諧的光環境氛圍.北樓屋頂采用太陽能光伏星光,富有藝術性和生態性的燈光設計讓整個建筑物在夜晚光線的點綴下,在光影交織的區域內此起彼伏,化身為點亮生態之島的互動裝置,在給附近村民與參觀游人提供了照明引導和交通照明等功能的同時,也給古城構建了標志性的燈光藝術景點[4](如圖7所示).

圖7 園區夜晚燈光鳥瞰圖Fig.7 Aerial view of night lights in the park

3.4 基于氛圍的營造——周邊基礎設施設計

建筑周邊基礎設施設計方面,在北樓的北側村民活動中心劃分出一片區域列入后期環境整治,布置一些供來訪游客和附近村民休閑娛樂的公共設施和桌椅.園區中央設置大面積開放性的草坪景觀,打造出集合觀賞、參展、休閑等功能的公共空間.園區內部及周邊道路附近布置了百度官方的景觀道路系統標識(如圖8所示),布置大面積綠地草坪與休閑景觀(如圖9所示),既強化了純白色建筑的主導作用,同時也體現建筑與周圍生態環境和諧共生.

圖8 南側濱河效果圖Fig.8 Effect drawing of the South Riverside

圖9 南入口效果圖Fig.9 Effect drawing of south entrance

3.5 基于生態的考慮——景觀交通設計

在考慮設計景觀節點的同時兼顧了交通路線設計的問題,按照建筑設計與自然生態共存的設計準則,在遵循原有場地自然環境建筑肌理與空間結構脈絡的基礎上,利用傳統景觀設計理念與現代園林綠化工程設計手段,對景觀節點設計和交通路網流線設計進行科學布局,使其在符合園林現實的實用功能與景觀藝術審美功效的基礎上,充分地發揮出生態價值與效益[4].具體落實在建筑設計表達中是在景觀功能劃分的設計上,將區域空間包括了臨時活動場區域、發布展示區、生態休憩區域、Apollo試乘駕駛區域、太陽能停車充電區域、AVP停車場區域、臨時大巴停放區域、智慧公園、濱水平臺休憩區域,其中南樓和北樓建筑處于所在空間區域的中心地帶:發布展示區和臨時活動場區域之間的重疊區域內,與生態休憩區域相鄰,通過這樣的設計可以強化功能性南樓與北樓建筑與所在空間不同功能區域之間的有機聯系,彼此獨立又相互融合,從視覺和空間上促進各要素的和諧共存.在交通設計上,則強化南樓與北樓和各個空間區域的互通互聯,圍繞西山生態島百度Apollo Park設置了城市主干道、行車道、次行車道，并且在各個道路口都布置了道路引導牌,方便來訪游客參觀園區.在園區內部設置了多條閉環且緊密相連的步行道等多重道路系統,提升了建筑景觀的生態與藝術體驗.

4 結語

如今在城市化進程的推動下,西山生態島具有生態氣息的智慧建筑建設也面臨著新舊設計理念交融的沖擊,百度Apollo Park園區設計從呼應場地肌理,延續原有生態面貌,創新建造工藝技術等方面都對生態島生態地域性做出了深入的思考,同時也為國家前沿技術與建筑生態設計理念相結合提供了借鑒.在倡導綠色生態建筑設計的同時,將人工智能化融入其中,其作為潤滑劑能更好地協調城市建設與生態的關系,深刻展示城市智慧科技發展給建筑行業帶來的變化,西山生態島百度Apollo Park設計對綠色智慧建筑領域的發展具有現實指導意義.