智慧与生态共生视角下规划与建筑设计研究——以西山生态岛百度Apollo Park为例

王 亮，刘沛东

吉林建筑大学 建筑与规划学院,长春 130118

西山生态岛屿群是长三角洲发展核心区重大生态建设功能的主要承载地.以对标崇明国际生态岛为准则发展建设西山岛最重要的就是把生态建设放在首要位置,在此基础上为太湖生态岛做出功能定位.2020年9月22日,习近平总书记在会议上指出:“力求二氧化碳排放量于2030年前到达历史最高峰值,努力争取2060年前完成碳中和.”[1]自此,碳中和与碳达峰成为太湖生态岛建设成“永续循环节能韧性的低碳岛”和“绿色创新技术引领的知识岛”的指导准绳.所以,将智慧科技与生态低碳的综合性考虑是设计太湖生态岛百度Apollo park的第一步,也是最重要的一步.

1 相关研究背景

1.1 生态建筑概述及其发展现状

生态建筑是通过协调建筑物与其他有关各种因素间的相互关系,使建筑物与自然界之间形成一种有机结合体,同时具备优良的室内外生活条件和气候调节能力,以达到人类居住日常生活的环境舒适度,从而使人、建筑物与自然在生态环保之间构成一种健康循环.

现阶段,为适应生态平衡的发展要求,工程建设更多倾向于降低建筑物对自然界的负担,即节约能源,采用低碳理念,创造安全、舒适性好的居住空间，做到建筑物与大自然和谐共存,永续发展.

1.2 适应生态发展理念的“智慧”建筑的崛起

新时期，为适应新的生产力发展要求以及响应国家生态建设的发展理念，必须在建筑设计阶段做出创新，而要做出创新就必须在生态建设中引入最新的信息化的智能技术,并通过智能技术的智慧有效地减少能耗[2].当今我国智能、高科技化手段在生态建筑方面尚处于发展的初级阶段,不仅要对生态建设实施目标量化,还需要形成一套系统且成熟的生态设计方法[3],并将其很好地融入到智慧化建设过程中.

1.3 生态“智慧”建筑建设的必要性

随着城市化进程的迅猛发展,在国家大力倡导生态建设的政策下,建筑业普遍遵从建筑与自然和谐共生的设计理念,与此同时，国家前沿科技水平以及人工智能技术日益提升,“生态”与“智慧”两者的关系相辅相成,如何更好地协调两者的关系成为促进城市化建设发展的最大考验.

2 西山生态岛百度Apollo Park总体规划设计研究

2.1 西山生态岛百度Apollo Park概况

Apollo Park是百度的自主驾驶技术与车路协同研究试验基地,它将延续百度AI技术基因与Apollo平台下的生态活力,并创新地融入了百度Apollo在自主驾驶、智慧车辆、智慧交通系统等各行业中的领先科技技术与产业.Apollo Park作为百度自动驾驶产业新载体,进一步集聚高科技创新要素,完善自动驾驶产业链条,打造Apollo生态,成为智能网联一体化产业基地,助力智慧城市科技地标.在生态岛建设初期,借助百度的人工智能等技术优势,与江苏太湖国际旅游度假区和百度Apollo公司达成战略一致,将围绕“一岛、一集群、一模式”方面开展战略合作,即共同建立自主驾驶文旅生态岛、智能网联产品创新集群,以及智慧交通经营管理创新模式.

2.2 西山生态岛百度Apollo Park的选址

项目基地位于苏州市西山金庭镇东蔡村消夏湾路北侧,基地分为东西两块, 东地块北侧为村民活动广场,东侧为民居,西侧农田,南侧河流.本次主要建筑设计位于东地块的北侧,东地块南侧现有一栋苏式风格的村民活动中心,地块主要到达道路为南侧的消夏湾路.地块所处位置风景秀美,但周边环境复杂.场地总面积约31 650 m2,其中村民中心地块约15 333.3 m2，西侧池塘和荒地约16 000 m2.北侧商铺占地25 m×75 m,约1 875 m2,南侧村民服务中心占地面积804 m2,总建筑面积2 280 m2,主楼3层,局部配楼2层.南侧消夏湾路为进入Apollo Park主要交通道路.

2.3 西山生态岛百度Apollo Park的生态设计理念

西山生态岛百度Apollo Park展示馆建设场地位于金庭镇南侧的东蔡村,设计为延续东蔡村及周边整体的生态气息，借鉴了东蔡村传统村落的建筑形式,并继承了江苏建筑的传统苏派建筑风格和特点,错落有致,将文化生态传承价值利用最大化,设计构思以苏州文化符号搭配玻璃材质,打造现代与文化交融的风格,充分利用了原有场地的自然肌理与生态环境条件,在考虑西山生态岛建设特点和展馆定位的基础上,营造出“江南水乡特色,苏州风格,百度AI智能”的策展氛围,简洁的材料运用和最大化适应场地原有肌理也是维护生态平衡的一种价值体现.运用多元意义上的“人字坡”与屋顶形式的艺术表达,并利用莫比乌斯环弧形轴线连接百度Apollo Park展馆南楼与北楼的空间功能及中央大草地景观的交互关联,使生态功能性元素与具体性事物相互融合.如图1所示,主体建筑南楼与北楼形成对景,南楼是原有建筑改造,北楼是新建建筑,二者建筑风格互成背景,形成呼应,通过中间的近似椭圆的莫比乌斯环相连接,西侧有部分小河塘,北侧是竹林,形成“环山抱水”的景观格局,最大限度地呼应了西山生态的生态建设目标,加之城市主要建筑物横向均坐北朝南,诠释了智慧和生态,共同创造了新、奇、美、特的空间风貌[4](如图2所示).

图1 园区总平面图Fig.1 General layout of the park

图2 园区鸟瞰图Fig.2 Aerial view of the park

2.4 西山生态岛百度Apollo Park基于“生态”智慧化建设

基于西山生态岛生态建设的考虑,依附于百度的人工智能与高新科技的技术成果,引入无人驾驶研学生态基地.由于出色的无人驾驶技术体验及其他先进的AI体验功能,研学基地也成为本地受欢迎的旅游接待基地.如图3所示,在基地的南侧打造生态智慧园区,包括智慧果园、智慧农业、智慧养殖、数字农业物联网展示等高新产业园区,在推动西山岛生态化建设的同时,又推广了我国最前沿的智能科技技术.例如，通过数字农产品物联网展示监测中心大屏,为企业进行了全面的农业产品环境监测.结合农产品天气预报、农业病虫害检测预警、智慧灌溉一体化管理、水果生产“四情”监控,并利用大数据统计分析技术进行农业产品决策支撑,这就是打造绿色创新技术知识岛的核心范畴.另外,在整个园区布置智慧灯杆系统(如图3所示),形成语音交互、视觉交互、触觉交互.同时,在景观设计范畴引入智慧步道,来访客户体验更好,完全满足园区内同时段内高频次的运动诉求.整体设计具有科技感,体验感的景观,并结合现有基地生态肌理条件,使Park在白天和夜晚均能体现出国际一流的景观效果.同时也可在场地内布置智慧园区物种展示体验,打造室外体验场地,丰富整个空间的生态气息.

图3 园区布局Fig.3 Layout of the park

3 西山生态岛百度Apollo Park专项设计

3.1 基于环境的呼应——场地设计

西山生态岛百度Apollo Park场地建设以莫比乌斯环(如图4所示)模型结合地域文化理念为设计灵感,将莫比乌斯环模型的结构概念抽象化,并运用现代视觉审美对莫比乌斯环进行重构与变形,使其作为景观构建元素呈现,与百度公司的文化理念相呼应,运用莫比乌斯环模型的空间形状连接了园区办公南楼和展览北楼以及南侧智慧园等不同的功能区域,体现“无所不有的绿化、无所不有的科研、无所不有的美学”的设计理念,从空间感受和视觉体验上形成了现代性与未来感,在空间体验和视觉感受上塑造现代感和未来感,既满足了园区内智慧步道人流参观以及草坪上开展各种社交活动场所的需求,又形成了一个闭环套上另一个闭环的草坪景观节点.整个中央环岛就是一望无际的绿色草地,可以开展室外展车活动,来访客户可以席地而坐进行交流,营造生态绿色和谐的社交氛围.北楼北侧设置一片竹林能够形成一定的视线遮挡,与后期北侧环境整治区域具有明显分隔.南楼南侧是闭环的生态智慧园区,例如智慧农业、智慧果园、智慧茶园等产业区,供来访者观赏.结合甲方的要求,在整个场地的中央结合主入口和次入口设置了一条闭环的Apollo试驾车试驾路线,有效地缓解了来访车流多的压力.整个场地设计赋予了景观灵动的创新与活力(如图5所示).

图4 莫比乌斯环概念图Fig.4 Concept map of Mobius ring

图5 园区夜景鸟瞰图Fig.5 Aerial view of the night view of the park

3.2 基于肌理的延续——建筑材料设计

外立面的设计是在现代主义外立面风格的基础上进行的升级和优化,并没有过多的色彩搭配.与繁琐的色彩和材料语言相比,通透的白色铝板材料与大面积玻璃幕墙的结合效果更好.因此，北楼展示馆与南楼办公楼的外墙设计均采用白色铝板加大面积的玻璃幕墙,清新脱俗,高端现代,也与百度公司文化紧密结合,这迎合了大众的审美需求.白色铝板幕墙外形的变化弹性大,与玻璃幕墙材料、石材幕墙组合,大幅减轻了设计构件与基础材料的负担,同时维修成本低、性价比较高.如世贸北京天誉外立面采用的是“玻璃幕墙和铝板”的设计风格,这些精美而难制作的工艺难度都是毫米级的,最大缝隙仅有5 mm～8 mm.而南向大面宽以及大幅度落地窗的设计,既保证了采光效果,也使人的视线与景观的视线彼此渗透,形成若隐若现的私密感.北楼南面外立面搭配白色金属格栅,北面则采用的是灰白色火烧面石材,搭配大大小小的窗,显得格外厚重.南楼办公楼的外立面与北楼展示馆形成呼应,也是采用白色窗框、玻璃幕墙和白色铝板相结合.

3.3 基于技术的革新——灯光亮化设计

整个园区的灯光设计是基于生态低碳理念与智能化相结合的模式综合考虑的.园区智慧步道设置智能灯光,当来访游客观赏夜景时能随压力的变化出现忽明忽暗的暖光,暖光色彩的调节也会随着人的行为活动进行控制.夜晚可以举行沉浸式投影,利用高科技投影仪将举办的活动投影到建筑大片白墙外立面上,传递品牌价值(如图6所示).

图6 智慧步道智能灯光Fig.6 Intelligent lighting of smart trail

一系列的低位照明可以营造和谐的光环境氛围.北楼屋顶采用太阳能光伏星光,富有艺术性和生态性的灯光设计让整个建筑物在夜晚光线的点缀下,在光影交织的区域内此起彼伏,化身为点亮生态之岛的互动装置,在给附近村民与参观游人提供了照明引导和交通照明等功能的同时,也给古城构建了标志性的灯光艺术景点[4](如图7所示).

图7 园区夜晚灯光鸟瞰图Fig.7 Aerial view of night lights in the park

3.4 基于氛围的营造——周边基础设施设计

建筑周边基础设施设计方面,在北楼的北侧村民活动中心划分出一片区域列入后期环境整治,布置一些供来访游客和附近村民休闲娱乐的公共设施和桌椅.园区中央设置大面积开放性的草坪景观,打造出集合观赏、参展、休闲等功能的公共空间.园区内部及周边道路附近布置了百度官方的景观道路系统标识(如图8所示),布置大面积绿地草坪与休闲景观(如图9所示),既强化了纯白色建筑的主导作用,同时也体现建筑与周围生态环境和谐共生.

图8 南侧滨河效果图Fig.8 Effect drawing of the South Riverside

图9 南入口效果图Fig.9 Effect drawing of south entrance

3.5 基于生态的考虑——景观交通设计

在考虑设计景观节点的同时兼顾了交通路线设计的问题,按照建筑设计与自然生态共存的设计准则,在遵循原有场地自然环境建筑肌理与空间结构脉络的基础上,利用传统景观设计理念与现代园林绿化工程设计手段,对景观节点设计和交通路网流线设计进行科学布局,使其在符合园林现实的实用功能与景观艺术审美功效的基础上,充分地发挥出生态价值与效益[4].具体落实在建筑设计表达中是在景观功能划分的设计上,将区域空间包括了临时活动场区域、发布展示区、生态休憩区域、Apollo试乘驾驶区域、太阳能停车充电区域、AVP停车场区域、临时大巴停放区域、智慧公园、滨水平台休憩区域,其中南楼和北楼建筑处于所在空间区域的中心地带:发布展示区和临时活动场区域之间的重叠区域内,与生态休憩区域相邻,通过这样的设计可以强化功能性南楼与北楼建筑与所在空间不同功能区域之间的有机联系,彼此独立又相互融合,从视觉和空间上促进各要素的和谐共存.在交通设计上,则强化南楼与北楼和各个空间区域的互通互联,围绕西山生态岛百度Apollo Park设置了城市主干道、行车道、次行车道，并且在各个道路口都布置了道路引导牌,方便来访游客参观园区.在园区内部设置了多条闭环且紧密相连的步行道等多重道路系统,提升了建筑景观的生态与艺术体验.

4 结语

如今在城市化进程的推动下,西山生态岛具有生态气息的智慧建筑建设也面临着新旧设计理念交融的冲击,百度Apollo Park园区设计从呼应场地肌理,延续原有生态面貌,创新建造工艺技术等方面都对生态岛生态地域性做出了深入的思考,同时也为国家前沿技术与建筑生态设计理念相结合提供了借鉴.在倡导绿色生态建筑设计的同时,将人工智能化融入其中,其作为润滑剂能更好地协调城市建设与生态的关系,深刻展示城市智慧科技发展给建筑行业带来的变化,西山生态岛百度Apollo Park设计对绿色智慧建筑领域的发展具有现实指导意义.