山东大学中心校区位于山东省济南市山大南路27 号,该校区为山东大学校部机关所在地。新一代半导体研发中心(以下简称“新一代半导体研发中心”)位于校区东南角,是山东大学为了解决新一代半导体材料集成攻关大平台近期新增科研用房的急切需求,同时对中心校区东南角区域进行集中整治,提升校园形象,改善校园环境而决定投资建设的科研实验建筑。
第三代半导体是实现芯片性能突破的核心技术之一,也是中美贸易摩擦下被“卡脖子”的领域之一。山东大学新一代半导体材料研究院是教育部首批支持的战略科技创新平台,对推动我国经济高质量发展、保障国家安全都具有十分重要的意义,是引领新一轮产业革命的关键材料,也是引领新旧动能转换、保卫国家安全的国之利器。
其建筑面积12 000m2,独立基础,二级建筑,绿色建筑二星设计标准,抗震设防烈度为7 度。地上四层,首层层高6m,放置百级、千级半导体洁净实验室;二层层高4.8m,放置轻质实验室;三到四层层高3.9m,为会议及办公区。集科研、实验、教学、办公等功能为一体。该项目已于2021 年6 月竣工。
融入校园场所的建构思辨。新一代半导体研发中心的建设一方面要满足其科研使用功能,另一方面通过寻找其与周边建筑群体的联系,强化空间领域层次,提升山大校园形象。通过融入共性和彰显个性的建筑风格,力求构建一个与周边建筑有联系的现代科研实验建筑。
寻找建筑群体间的联系。项目主创人员认为:建筑师要创造一个内部空间和一个外部空间,以内部空间满足人的使用需求,通过叠加水、电、暖等系统成为动态空间;而建筑群体围合所形成的空间领域与归属性赋予外部空间意义,使其成为与内部空间及其使用者紧密相关的社会性空间。人们可以根据建筑群体的用途和功能来确定空间领域层次,且总是可以把建筑及周边环境分成不同层次性质的空间领域。故而在已有建筑群落中创造一幢新建筑时,寻找其与周边建筑群体的联系显得尤为重要。
时间推进带来的校园“集体记忆”。《城市建筑》的作者、意大利建筑师阿尔多·罗西认为,在城市中市民对历史的记忆——“集体记忆”,是通过不同时期的城市片段在时间上叠合而形成的。其二者,在“类型”上是一致的。这样,市民的“集体记忆”同真实城市通过“类型”这一中介而得以沟通。将山东大学中心校区视为一个微观城市,其建设始自1958 年山东大学自青岛迁校到济南之时,六十四年的建设过程中,每个时期的建筑特征都保留了下来。这种校园片段的时间叠合,也让校园使用者形成对建设历史的“集体记忆”。新一代半导体研发中心地块原为山东大学汽修厂旧址,其西侧的明德楼是历史时期最近的一幢建筑,但也有十年以上的历史,北侧的生物教学楼建设于20 世纪,不同时代校园建筑留下了时代的脉络,新一代半导体研发中心作为新成员,要让其融入进去,使整个街区如同祖孙和谐的大家族(见图1)。材料选取和外形设计上呼应了周边建筑的特征和校园属性:一楼檐口的灰色面板,灵感来源于明德楼灰色的金属装饰线条;金属外围护墙面,来源于北侧生物楼的金属外观。
图1 新一代半导体中心的街区环境
展现现代科研建筑的外观。建筑主体分为四段,大楼白色的主体竖向分为中间高两翼低的三段,灰色6m 的首层横向分为一段。三竖一横的组合呈现为“山”字形外观,是山东大学的象征表达。这样的呼应使得新一代半导体研发中心与周边建筑有了血脉延续,平衡了整个街区的场所体验。作为校内建筑,新一代半导体中心的外形强调端庄典雅,与周边建筑和谐共生。而作为一幢相对新的建筑,也在安装细节彰显其特性,小块金属板材横向拼接成大块的竖向条纹,与玻璃穿插搭配,金属板为明,玻璃幕墙为暗,还原柱廊形式的端庄细腻(见图2)。主体大面积白色与底部灰色基座,形成悬浮的视觉感官,展现现代建筑的科技力量。
图2 幕墙的柱廊形式
时代创新赋予的技术强化。新一代半导体研发中心位于学校内部,其南侧又是居民区,大体量长时间的施工会带来扰民问题;该项目不但要求提供更高质量的研究场所,同时也对工期提出要求。综合以上两个原因,该项目采用了目前施工较为便利、材料更环保的装配式钢框架结构,装配率达到80%。项目外墙系统采用了山东万事达建筑钢品股份有限公司生产的丽彩幕®夹芯板,这种板材从生产制造到投入使用均低碳环保,通过国家《绿色建材产品认证》,使用过程中的功能齐备且无害无污染;采用高密度保温防火憎水岩棉夹芯,两面企口聚氨酯封边,具有良好的保温和密闭性能。此外,这种夹芯板跨度大、强度高,施工完成墙面平整美观,较好地还原了半导体研发中心的设计创意(见图3)。
图3 半导体研发中心立面细节
在已有建筑群体中建造一幢新建筑,创新与退让都是融入场所的手段,利用新型材料优化施工过程、呼应周边环境,使得本次建设成为校园建筑的一次有益尝试。