邵韋平：新時(shí)代背景下建筑的技術(shù)與方法
人物邵韋平
邵韋平
北京市建筑設(shè)計(jì)研究院股份有限公司總建筑師
方案創(chuàng)作工作室主任
教授級(jí)高級(jí)工程師
全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)大師
國(guó)家一級(jí)注冊(cè)建筑師
中國(guó)建筑學(xué)會(huì)注冊(cè)建筑師分會(huì)主任委員
清華大學(xué)兼職導(dǎo)師
01 新時(shí)代背景
新中國(guó)在過(guò)去70年中取得巨大的進(jìn)步。中國(guó)的經(jīng)濟(jì)總量排名世界第二，幾億人擺脫貧困，中國(guó)的城市化率超過(guò)50%。中國(guó)城市建設(shè)成就舉世矚目。
從社會(huì)層面看，人類(lèi)社會(huì)也出現(xiàn)了重大的轉(zhuǎn)變——新的技術(shù)革命給我們整個(gè)生活帶來(lái)很多新的變化，特別是數(shù)字技術(shù)的成就，使得我們今天的生活和以往完全不一樣。互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)等無(wú)線通訊讓我們的生活更加便捷，交流更加順暢。
在這種條件下，我們也創(chuàng)造了很多優(yōu)秀的建筑作品，比如北京當(dāng)代十大建筑（第四屆），這里面很多建筑都代表了時(shí)代建筑的最高水平。
北京當(dāng)代十大建筑
02 建筑學(xué)面臨的問(wèn)題
雖然我們的城市有很多令人自豪的建筑成就，建筑文化也異常繁榮，但高質(zhì)量的建筑作品還是少數(shù)，高品質(zhì)的城市環(huán)境所占比例還十分有限。我們的城市存在 “千城一面，千篇一律”的尷尬局面。
產(chǎn)生這種情況的原因是可能是多方面的，除去非技術(shù)因素，表現(xiàn)在建筑技術(shù)、方法與時(shí)代需要脫節(jié)。一方面是設(shè)計(jì)與建造、創(chuàng)意與實(shí)現(xiàn)、策劃與運(yùn)維等多方面的不協(xié)調(diào)；另一方面是快餐式的設(shè)計(jì)建造、菜單式的技術(shù)選擇，使大量建筑都停留在一些簡(jiǎn)單概念上。
此外，還存在一些問(wèn)題。我們已經(jīng)不缺少科技的建造，而是缺少讓建造技術(shù)轉(zhuǎn)變成建筑文化的設(shè)計(jì)方法，缺少有想象力的建構(gòu)邏輯的美學(xué)表達(dá)，導(dǎo)致大部分建筑品質(zhì)不高。
因此，我們?cè)诋?dāng)前背景下需要重新思考建筑的當(dāng)代意義，需要思考什么是建筑設(shè)計(jì)，什么是更加科學(xué)的建筑設(shè)計(jì)方法。
03 整體設(shè)計(jì)觀
現(xiàn)代技術(shù)傳統(tǒng)依據(jù)是來(lái)自于牛頓力學(xué)經(jīng)典物理的概念，它強(qiáng)調(diào)了世界的可知性和可還原性。現(xiàn)代建筑對(duì)建筑師也有較高的期待，希望通過(guò)一種主觀的思辯去掌握建筑的規(guī)律，為社會(huì)提供一種高質(zhì)量的產(chǎn)品。
但是隨著科技的進(jìn)步，特別是系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展，在科技界產(chǎn)生了一種復(fù)雜性的理論，它支持一種新的世界觀——這個(gè)世界是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、不可分割的龐大整體，整體中的各部分是相互聯(lián)系的。基于這種復(fù)雜性的思維，我們把建筑看成一個(gè)生命體，它有很多獨(dú)立的子系統(tǒng)來(lái)構(gòu)成一個(gè)動(dòng)態(tài)的整體。
青蛙生理系統(tǒng)與建筑分系統(tǒng)的對(duì)比
比如建筑空間里有結(jié)構(gòu)的支撐、機(jī)電系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)，各系統(tǒng)不但各自獨(dú)立存在，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生互相的聯(lián)系，互相影響。
因此，設(shè)計(jì)在一開(kāi)始就應(yīng)該對(duì)建筑內(nèi)在的邏輯構(gòu)架進(jìn)行構(gòu)建，按照各自整體的性能效果進(jìn)行安排，利用多專(zhuān)業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)的方法，以整體設(shè)計(jì)原則和系統(tǒng)化思想去創(chuàng)造高品質(zhì)的建筑作品。
專(zhuān)業(yè)協(xié)同工作示意
今天，我們提出整體設(shè)計(jì)和以性能為導(dǎo)向的建筑控制方法，它在很大程度上來(lái)自于數(shù)字技術(shù)的支撐。由于數(shù)字科技的推進(jìn)，使得建筑師可以有條件在一個(gè)更加宏觀的領(lǐng)域里對(duì)建筑的所有內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌管控，使得建筑更加精美；也正是由于數(shù)字技術(shù)的支持，使得建筑師可以不再僅僅關(guān)注設(shè)計(jì)，還可以關(guān)注建造，關(guān)注運(yùn)行，關(guān)注建筑的整體壽命。
各系統(tǒng)從基礎(chǔ)控制到幕墻生成過(guò)程（以鳳凰中心為例）
04 基于整體設(shè)計(jì)觀的實(shí)踐
CBD核心公共空間及中信大廈
CBD核心區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施工程位于中央公共綠地以及道路下方，是集交通、市政、景觀以及綜合防災(zāi)功能為一體的綜合設(shè)施，項(xiàng)目完工后將為區(qū)域提供宜人的地上空間、便捷的交通網(wǎng)絡(luò)和安全高效的市政基礎(chǔ)設(shè)施。本項(xiàng)目是特大型地下綜合工程，在設(shè)計(jì)中著重對(duì)道路空間的綜合開(kāi)發(fā)與利用進(jìn)行了探討，道路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)打破了以往建筑和市政專(zhuān)業(yè)相互分裂的局面，全面整合了城市空間，具有很強(qiáng)的示范意義。
CBD核心區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施工程總平面圖
地下一層通過(guò)快速步道直接與地鐵接駁，并把二級(jí)地塊人行出入口串聯(lián)起來(lái)，中部設(shè)置下沉廣場(chǎng)與步行街，步行到達(dá)各商業(yè)區(qū)域或疏散到地面中央公園。
CBD核心區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施工程地下空間剖切圖
中信大廈的設(shè)計(jì)將現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)文化相結(jié)合, 從中國(guó)傳統(tǒng)禮器“尊”的形體特征中汲取造型的靈感, 經(jīng)過(guò)抽象處理和比例優(yōu)化，形成高雅秀美的獨(dú)特造型。建筑方正舒朗、莊重恢弘，底部穩(wěn)重大氣，與結(jié)構(gòu)要求相得益彰, 從底向上逐漸收分, 提供合理舒適的辦公空間，頂部逐漸放大形成雙曲線造型。曲線的建筑造型不僅打破了常規(guī)高層建筑直線形態(tài), 建筑圓潤(rùn)精巧的造型也有效減少了風(fēng)荷載對(duì)超高層建筑的影響。
中信大廈
如果說(shuō)航天飛機(jī)是人類(lèi)能夠建造的最復(fù)雜的工程類(lèi)型，那么摩天樓則可以被稱(chēng)為建筑中最復(fù)雜的工程類(lèi)型。除了形式問(wèn)題，超高層建筑面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)是巨大的：高度造成規(guī)模壓力、樓體荷載重力挑戰(zhàn)、大人流聚集交通組織、反恐、消防安全性能、能源消耗與環(huán)保節(jié)能、成本與經(jīng)濟(jì)平衡、使用者體驗(yàn)感受、公眾與政府高度關(guān)注等。
精確控制基礎(chǔ)控制面到幕墻系統(tǒng)生成過(guò)程
為了保證建造的精確性，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)基于三維數(shù)字模型對(duì)所有重要系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行了幾何控制，幫助后續(xù)設(shè)計(jì)建造環(huán)節(jié)提高精度和效率。
建筑平面系統(tǒng)
建筑體系策劃
基于模塊劃分，在條件允許的情況下，所有系統(tǒng)應(yīng)按照模塊劃分的原則進(jìn)行設(shè)置。在設(shè)計(jì)中，首先基于模塊概念構(gòu)建關(guān)于建筑整體運(yùn)行的基礎(chǔ)性系統(tǒng)，通過(guò)基礎(chǔ)性系統(tǒng)的建立保證每個(gè)模塊具有相對(duì)獨(dú)立的運(yùn)行和安全保障條件，每個(gè)模塊之間具有可靠的安全分隔，局部的突發(fā)事件的處理優(yōu)先被控制在模塊內(nèi)部解決。外框筒幾何控制系統(tǒng)為外框筒及二次鋼結(jié)構(gòu)的精確化定義和定位提供依據(jù)。
建筑形態(tài)精確控制
為降低結(jié)構(gòu)重心，建筑頂部30米造型巨構(gòu)外筒提前結(jié)束，由內(nèi)筒逐漸出挑支撐頂部空間造型，建筑外幕墻上只有幕墻的二次結(jié)構(gòu)，大大提升建筑頂部的觀光條件。
基于建筑性能的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
四臺(tái)機(jī)房可提升的躍層式電梯在主體結(jié)構(gòu)施工到三分之一時(shí)就提前投入使用，用普通施工電梯的4倍速度運(yùn)載工人。工程首次嘗試大大提高建造效率。在消防策略中采用了永臨結(jié)合的方式，在土建工程進(jìn)行之中就部分啟用永久的消防設(shè)施，確保了工程不出現(xiàn)消防盲區(qū)時(shí)段，開(kāi)創(chuàng)了超高層建設(shè)領(lǐng)域的先河。為了提高效率和品質(zhì)，本項(xiàng)目許多建筑部品，包括疏散樓梯、衛(wèi)生間、天花、架空地板系統(tǒng)都進(jìn)行了系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)與安裝。
奧南商務(wù)區(qū)公共空間及城奧大廈
城奧大廈項(xiàng)目地塊與正在建設(shè)的2022 年冬奧村緊臨，也是奧南商務(wù)園的點(diǎn)睛之筆，方案創(chuàng)意取自于花樣滑冰的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過(guò)層層流動(dòng)的滑動(dòng)軌跡生成建筑形象，呼應(yīng)了冬奧會(huì)運(yùn)動(dòng)主題，與中央綠地自由流動(dòng)曲線融為一體。
總平面圖
夜景效果圖
地上建筑面積7萬(wàn)㎡，包含辦公、商業(yè)及配套服務(wù)，地下為車(chē)庫(kù)及附屬配套設(shè)施。地下3層，地上18層，屋頂為穹頂觀光層。
剖面圖
復(fù)雜建筑的關(guān)鍵在于三維幾何控制，通過(guò)邏輯清晰可描述的體系來(lái)進(jìn)行定義形體、板邊線、結(jié)構(gòu)柱軸線、幕墻基礎(chǔ)定位線等。本項(xiàng)目利用放射軸面和弧形平行軸面的組合軸網(wǎng)進(jìn)行整體控制，前者控制幕墻及外圍幕墻柱的形式一致，后者控制核心筒及功能平面，兩者相對(duì)獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)，所有幾何元素都在軸網(wǎng)和控制體的基礎(chǔ)上通過(guò)計(jì)算得到。
方案比選模型
幾何控制系統(tǒng)
蛇形坡道從B1 環(huán)繞到二層，巧妙地與邊庭空間融合。通過(guò)蛇形坡道可以在建筑東南角12 層通高邊庭內(nèi)漫游，感受獨(dú)特的公共空間。
蛇形坡道
內(nèi)外幕墻均通過(guò)設(shè)計(jì)手法，諸如鋸齒幕墻、蓑衣幕墻等方式，通過(guò)錯(cuò)位和折疊來(lái)消化誤差，提升施工精度同時(shí)也提升了建筑表現(xiàn)力 。
幕墻錯(cuò)位和折疊模型
鋼結(jié)構(gòu)以Rhino模型為基礎(chǔ)在Tekla中進(jìn)行施工模型建構(gòu)，然后返回中心模型和土建施工、機(jī)電施工模型進(jìn)行檢查。
鋼結(jié)構(gòu)模型
建成效果
對(duì)于技術(shù)的選擇一定要超越機(jī)械理性，只有這樣才能讓這個(gè)建筑創(chuàng)造一種文化的精神，讓技術(shù)和建筑綻放出藝術(shù)的光彩。
新技術(shù)為建筑帶來(lái)很多全新的可能。對(duì)于當(dāng)代建筑師來(lái)說(shuō)，確實(shí)要做好準(zhǔn)備，未來(lái)的建筑模式與現(xiàn)在想象的完全不一樣，我們需要有足夠的思想準(zhǔn)備，才能適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的要求。
邵韋平大師部分代表作品
鳳凰國(guó)際傳媒中心
鳳凰國(guó)際傳媒中心是一個(gè)集電視節(jié)目制作、辦公、商業(yè)等多種功能為一體的綜合建筑。借助莫比烏斯環(huán)的圖解，將高層辦公區(qū)和媒體演播室融合起來(lái)，在滿足全方位提供節(jié)目制作場(chǎng)地及其他配套服務(wù)設(shè)施的同時(shí)形成一個(gè)完整的空間和體量，獨(dú)特的建筑形態(tài)與朝陽(yáng)公園自然景觀有機(jī)結(jié)合為一體。
北京奧林匹克公園中心區(qū)下沉花園中國(guó)元素設(shè)計(jì)（1、3、4#院）
北京奧林匹克中心區(qū)下沉花園位于中軸景觀區(qū)東側(cè)，規(guī)劃20多萬(wàn)平米的商業(yè)配套、餐飲、影院設(shè)子地下，并在中心區(qū)設(shè)下沉花園聯(lián)系地上地下空間，代表北京傳統(tǒng)地方文化功能的中國(guó)元素和交通與商業(yè)休閑功能相結(jié)合。
北京奧林匹克公園中心區(qū)南區(qū)城市設(shè)計(jì)及公共空間設(shè)計(jì)
北京北京奧林匹克中心區(qū)南區(qū)城市設(shè)計(jì)及公共空間建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目是奧南園區(qū)總體建設(shè)的公共開(kāi)發(fā)項(xiàng)目集市政交通、景觀休閑、商業(yè)配套為一體，總體規(guī)模30萬(wàn)平方米為園區(qū)及其他地塊提供了市政基礎(chǔ)設(shè)施和配套服務(wù)設(shè)施。其中，市政設(shè)施占6.14萬(wàn)平方米，為交通環(huán)隧和市政共同溝；建筑空間23.86萬(wàn)平方米，為商業(yè)服務(wù)軍庫(kù)及設(shè)備機(jī)房。
北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)T3 航站樓（合作設(shè)計(jì)：Foster）
北京首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓建筑形式和空間處理是詩(shī)意和理性的完美融合外形處理上采用一個(gè)具有空氣動(dòng)力學(xué)曲線特征的三維屋面將三座分離的建筑分別覆蓋，深深懸挑出外幕墻制造了一種令人難忘的出行體驗(yàn)，使該建筑成為經(jīng)典。
北京CBD核心區(qū)城市設(shè)計(jì)及公共空間建筑設(shè)計(jì)
北京CBD核心區(qū)位于朝陽(yáng)區(qū)國(guó)貿(mào)橋東側(cè)，規(guī)劃用地30公頃總建筑面積410萬(wàn)平方米，最高建筑高度500米。CBD 核心區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施工程是集交通、市政、景觀以及綜合防災(zāi)功能為一體的地下空間建設(shè)項(xiàng)目。主體位于中央公共綠地以及道路下方總建筑面積約50萬(wàn)平方米，將為區(qū)域提供景觀性的地上空間、交通網(wǎng)絡(luò)和市政基礎(chǔ)設(shè)施。
中信大廈（合作設(shè)計(jì)：KPF）
中信大廈項(xiàng)目總建筑面積為43.7萬(wàn)平方米，是北京新時(shí)代的標(biāo)志。建筑造型靈感來(lái)源于中國(guó)傳統(tǒng)禮器"尊"，具有收腰的造型構(gòu)成了它的獨(dú)特性。針對(duì)Z15的特點(diǎn)利用數(shù)字工具建立多專(zhuān)業(yè)、多部門(mén)協(xié)同工作的建筑信息平臺(tái)，高效、準(zhǔn)確、科學(xué)地解決實(shí)際工程中的技術(shù)難題，達(dá)到建筑整體性能的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
城奧大廈
城奧大廈位于奧體南區(qū)的中央公園內(nèi)的東北角，占地面積1.2273公頃，地上總建筑面積約7萬(wàn)平方米，建筑高度95米。項(xiàng)目是北京建院全專(zhuān)業(yè)配合完成的原創(chuàng)設(shè)計(jì)作品，是集辦公、商業(yè)及配套服務(wù)為一體的地標(biāo)性建筑。建筑主體形象呈柔和的流線造型，層層如漣漪般展開(kāi)的建筑界面，宛如花樣滑冰的運(yùn)動(dòng)軌跡。通過(guò)數(shù)字化技術(shù)提升了建筑的整體品質(zhì)，設(shè)計(jì)體現(xiàn)綠色建筑理念，讓建筑的自身能源利用與能源消耗總體平衡，實(shí)現(xiàn)中國(guó)綠色建筑三星認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。
冬奧村人才公租房
北京冬奧村人才公租房以人的需求為出發(fā)點(diǎn)，以新型工業(yè)化方式為建造手段，運(yùn)用綠色、健康、智慧、低能耗等集成技術(shù)，打造高品質(zhì)、高舒適度、高尚的健康人文國(guó)際社區(qū)。人才公租房包括居住區(qū)、廣場(chǎng)區(qū)和運(yùn)行保障區(qū)三個(gè)部分，賽后的人才公租房還將作為各類(lèi)設(shè)計(jì)理念的實(shí)施范例，引領(lǐng)和推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，打造奧運(yùn)遺產(chǎn)利用的標(biāo)桿作品。
