理论教育 智慧综合体功能空间的优化设计

智慧综合体功能空间的优化设计

时间:2023-07-07 理论教育 版权反馈
【摘要】:在智慧城市背景下,综合体内部的动线组织与交通空间的布置是实现各独立功能空间互通有无及综合体同城市间联系的保障。

智慧综合体功能空间的优化设计

6.3.2.1 智慧综合体空间特征

在城市中,各种系统如信息化、物联网等都处于分隔开的状态,智慧城市对其加以整合,形成一个有机整体,增强调控和协调能力,这与以往的城市完全不同,对于传统意义上的信息化和数字化城市来说,智慧城市是在其基础之上的飞跃和突破,具有了全新的内涵。城市综合体有效地将城市中分散的系统整合在其空间内部,为智慧型城市的构建提供了空间层面的支撑。从建筑尺度上看,城市综合体是一个模型,它将城市进行紧缩和立体化,展示了城市应当如何进行可持续发展。更重要的意义在于,城市综合体将城市的不同功能聚合连接到一起,使它们之间相互支持,大大增加了投资效益及土地利用效率,适应经济发展规律,符合市场原则。

1)智能感知

智慧单元是智慧综合体空间系统的最小单位。智慧单元对于整个系统属于微观层次,是城市活动赖以开展的基本单元,即开展各种活动的实体场所。在越来越依赖知识创新提高产业发展的今天,城市综合体就是一种涵盖研发、创新与学习等诸多功能的建筑空间新类型。同时与高技术产业有着密切的结构关系,为当今智慧城市综合体的典型。在建筑空间上也有很大的突破,与传统办公建筑相比,其更加注重学习与交流空间的融入。主张开放式办公建筑空间,并以此为主体融入了展览、图书馆建筑等的空间特质,并在其间设置了更多休憩与交流空间。

智能建筑是空间信息化发展的一种方向,近年来得到了建筑界的普遍关注。而智能建筑所发挥的功能恰恰与城市综合体空间的使用要求相吻合,能够使创新平台发挥更大的效能。城市综合体是由现代化的管理与科技相辅相成所产生的结果,它能够进行智能感知,将人与建筑通过一种崭新的方法联系起来,它同时对人与建筑的效能进行了拓展。传统的静态空间转变为智能化的动态空间,建筑从各个可能性上进行不断拓展,当建筑得到感官化后,人的官能也将得到提升和延展。柯布西耶认为,房屋可以算得上是一种用于居住的机器,进入信息化社会后,建筑就可以是具有居住功能的机器人,它是一个集成了各种感官功能和智能的巨型机器人。

智慧综合体通过中央集成系统将综合体空间与城市联系起来,形成一个联动的体系。系统集成为城市综合体提供搭建一个中央集成管理平台(包括控制网络、信息网络和综合管理平台),即中央集成。将各智能化子系统均搭建在智能感知系统集成的控制网络和信息网络这两个物理平台上。综合管理平台实现了城市综合体智能化系统的统一管理,所有子系统都通过智能化系统下属平台的界面实行统一管理,真正实现智慧综合体的IBMS集成。

所以说智慧城市的发展就是人工生命化的过程。智慧城市的感知层通过植入大量的传感设备得以构建,这些人工感觉器官能够收集城市中的各种事件与数据,具体包括人造和各种物理信息等。感知层对信息的收集范围取决于物品是否可以被转化为传感信号或感知,感知层可以实现对某一区域的大气、医疗和交通信息等对象的全面监控,实时获取其相关信息。感知层主要通过各类传感设备和与之配套的一系列信息获取技术实现对世界的感知,这无论在结构还是功能上都与人的感觉器官表现出较大的相似性。网络层是感知层和应用层联系的纽带,主要完成信息的传输。其能无视地理限制实现城市信息区域的联系,并借助互联网与物联网将采集到的信息实时、快捷地送至各应用点,确保物体本身能够进行远距离甚至是跨领域的通信。换而言之,就是其能够在小至城市内、大到全球范围内建立起感知连接。

2)互联互通

城市综合体以其宏大的规模、全面多样的建筑功能汇聚着来自各地的人流、车辆和货物等。就交通压力而言,城市综合体在通过功能交叉复合,避免人和车辆在某一功能建筑物间的无谓流通,从而缓解交通压力的同时,又由于其涵盖大量的人和车辆等在基地地块集聚而制造着交通压力。因此,怎样才能妥善解决城市的交通问题,是城市综合体设计时需要着重考虑的问题之一,同时这一问题直接关系着城市的经济效益及使用的便利、安全与否。也就是说,交通流线的设计是否合理在一定程度上决定着综合体整体的设计效果。交通流线的对象就是与建筑相关的货物流和人、车流,其组织最终的目的是确保流线的合理与便捷。但是城市综合体功能的复杂与综合性,决定着与之相关的货物流和人、车流又有着不同的特征。交通流向的组织就是要详细区分这些特征,并结合实际做出交通流量较为准确的估算值,然后结合其变化与使用规律得出设计值。而后依据该值计算所需空间或是选择交通设施,最后将计算或定型的交通空间与设施结合建筑总体的布局完成统一的规划设计。

如此设计出的交通流线就会在内部与城市综合体的功能与结构紧密地联系在一起。实践中,在设计城市综合体建筑物的空间与功能布局时,必定要考虑到交通流线的安排与设计。从宏观上来讲,交通流线的设计要依据空间的结构与序列层有序开展;从微观上来讲,流线的组织要注意到各子系统的特征与功能复合关系,即确保综合体内人们使用的便捷与安全。

3)动线组织与融合的功能组合

综合体功能系统由各个子系统组成,这些子系统都有着不同程度的单元适应性,也就是说在开展内部动线组织时要有适应性观念,即保持各独立子系统间的联系,使之形成综合体的交通系统。为了避免在设计时出现这样或那样的疏忽与差错,要运用系统的观念分析其功能,间接地完成交通系统流线种类的选择。城市综合体的功能系统较为独立,并且其各单元之间又有着特定的规律与联系,而后者同时又是其各功能单元正常工作的必备条件。城市综合体复合性的发挥与其各功能子系统间的联系密切相关,只有确保子系统间动线的畅通,其功能的使用效率才能得到保障。同时还要确保功能子系统的独立性,如果各部分的动线、流线交叉干扰,必然会影响各功能单位的使用质量,同时也会在管理上带来不便。一般城市综合体功能涵盖商业、居住(包括公寓、酒店等)、办公等,动线组织便是各功能单元之间融合与关联的关键所在。在智慧城市背景下,综合体内部的动线组织与交通空间的布置是实现各独立功能空间互通有无及综合体同城市间联系的保障。

4)动线组织与开放的空间布局

城市综合体空间的秩序随着空间与动线组织结构的建立而确立。综合体的空间结构可以理解为人对其感知、使用的浓缩。在选择空间结构模式时,不仅要满足空间的层次、公共和领域性及定位等需求,还要注意其对建筑空间活力的影响作用。统一开展交通组织的功能系统与空间及结构、设备等的设计工作,确保它们之间影响、联系互相并存的关系。例如公共空间在组织交通流线时,要确保空间尺度需求与交通空间的统一。功能系统的组织又涉及人流的导向问题,由此可以看出各个子系统间的密切关系,其中功能与空间系统联系最为紧密。

6.3.2.2 智慧综合体功能设计及布局

智慧单元是智慧综合体空间组合的最小功能单位,由于综合体的复合功能性使城市综合体的智慧单元具有了一定的城市性。所谓外部城市特性,是指城市综合体能够融入城市,作为城市空间的有机组成部分,为城市活动与居民提供氛围与场所。内部城市特性则是指其内部诸多功能间的互相补充、设施的高效利用与功能共享,就像缩微的城市一般。城市综合体智慧单元的空间组合是城市综合体设计中的关键问题。

综合体、建筑和智慧单元是城市综合体空间组织常见的三级结构。采用这种常见结构的城市综合体多以广场和廊道等公共空间为中心形成建筑群,并且这些建筑之间会通过一些中介空间形成联系。城市综合体的功能会随着其发展的深入逐渐增多,形成巨型化的综合体也只是发展时间的问题。对于这种大型综合体,单纯靠简单的三级结构来确保功能的有序化无疑是非常困难的。这种大规模的城市综合体表现出的互补性或是一致性的功能间会相互吸引,聚集在一起,而表现出的矛盾与冲突性的功能间则会彼此远离。在这种情况下便形成了一种新的组织等级,综合体基地内便会出现一种“大混合、小分区”的状况,这便是功能分区思想的延伸。智慧单元根据组合模式,可以分为地标簇群式、院落围合式和群组拓扑式几种。

1)地标簇群式

该类结合方式没有特定的模式与规则,秩序性也不是很明确。从其空间和形态上来看,表现出较大的偶然和随意性;从其功能的联系性来看,也没有明确的规律或联系。但是如若处理手法高超,地标簇群式的城市综合体各建筑单体反而能互相映衬,产生群体效应,远比单体建筑更具魅力。比如纽约世贸中心与世界金融中心,它们都是地标簇群式的代表。

集约化概念多出现在经济学中,集约化在城市综合体中的应用原则为在有限的空间内,通过先进的建筑技术、合理的组织与布局,采用立体组织和土地混合使用模式,以期在单位土地内拥有尽可能多建筑功能、起到更多的作用、发挥资源的集聚效应,进而取得最大的工作效率。城市综合体的地标簇群式空间组合方式最好地诠释了“集约化”。

2)院落围合式(www.daowen.com)

该种组织形式是以某一点为中心在其周围组织建筑或者功能子系统。一个功能子系统可能占据着一栋或几栋建筑,也有可能几个功能共处一栋建筑物。建筑分布在综合体基地的周边,中间围出的具有场所感焦点的开放空间便是功能组织的核心。这种围合式的组织形式有着较强的内聚和稳定性,同时处于围合中心的开放空间,在一定程度上表现出综合体较强的私属性质,这能给使用者带来比较强烈的安全和归属感,从心理上给使用者以满足。

在国内采用院落围合式的城市综合体实例较多,比如著名的北京CBD万达广场,它位于北京市中央商务区核心地段,建筑面积30万m2,南区由三栋面朝东长安街颇具雕塑感的塔楼组成,北区共有12栋高层板式写字楼,围合出两个中央庭院,南北区共同构成CBD万达广场。

3)群组拓扑式

空间可以理解为城市社会多方面的互相影响与作用在土地运用上的反映与物化结果,依赖于此各系统才能在物质层面实现统一,同时确保城市这一大系统得以通过物质形态表现出来。拓扑就是在图论原理的指导下,探讨被抽象后的空间要素,点、线、面结构的组成与关系的一种数学分析技术。该技术多被应用于城市与地理空间的分析方面,并借助现代计算机技术,发展成为现代空间信息学。拓扑在这里的应用为先将城市空间简化为拓扑网络系统,而后分析此拓扑空间的结构及各参数之间的函数关系,最终构建起城市空间与功能间的联系。加之城市空间结构复杂、规模较大,所以可以认为拓扑分析技术是现代城市空间网络系统性研究的方法性基础。

分析智慧城市的相关模式可以发现,其有很大一部分与人的思维和感觉活动等表现出很大的相似性,那么按照人的功能技术化来理解智慧城市,就可以认为其的构建模式是将人的功能进行放大。也就是说智慧城市可以被划分为极具生命感的三个层次,依次为感知层、网络层与智慧层,三者与人类的感觉、神经传导、大脑判断有着较高的相似性。

要结合智慧城市的发展预期与实际,来完成城市综合体网络层的构建。网络层的构建要同时兼顾为智慧城市运营主体提供便捷服务和形成综合体网络组合模式,有点类似于人们遍布全身的神经网络系统。综合体设计的着重点应是各元素一同构建的整体,不应是那些完整的单体。得益于各元素均处于完成和动态,这种调整才有了用武之地。

6.3.2.3 智慧综合体空间布局

1)多元共生式的主体空间布局

城市中不同功能部分之间都存在着广泛的联系,以便实现相互沟通与协作。城市综合体作为微缩的城市,各个功能系统之间的联系也是普遍的,呈网络化布局,同时又被纳入城市的网络系统中。智慧综合体的空间创新机制的核心内容包括多个方面,其中一个方面就是在城市区位网络化发展的过程中,要融入空间设计理念,最终所得到的空间布局模式具备多元共生的特点。对城市综合体的结构布局进行分析后可知,它的空间有利于城市的整体发展。从城市总体布局的角度来看,它的一个重要组成部分就是城市综合体结构布局,所以在区域空间上,两者必须趋于一致。同时还要从城市规划的角度出发,将那些具有商业价值的地块做优先规划。城市综合体越来越被作为组成整体的一部分来营造,同时还要充分考虑环境因素,因此需要选择一些参照依据,包括基地周边空间布局、土地使用状况等。

对于城市综合体而言,可供选择的布局有两种,一种是外向型,另一种是内向型,通常情况下都是结合周边用地环境来确定布局类型的。在城市市区内,综合体布局所需考虑的因素主要有三个,即交通状况、周边用地环境、城市景观,通常情况下外向型布局更加适合。但是对于中心区综合体而言,它所具备的布局空间不能与城市功能空间相一致,两者应该呈现的是互补关系,这样就可以很好地避免重复开发的问题。例如杭州奥林匹克中心及国际会展中心项目在设计之初,对城市综合体的主体空间布局与城市的关系做了充分的考虑。

当综合体处于特殊地段这一情况下,首要考虑的因素应该是城市空间机理,这就需要从两个方面展开工作:其一,要将特殊地段的文化价值和经济价值充分挖掘出来;其二,综合体需要尽量形成一种弥补原有城市空间的趋势,这样两者的历史文脉就可以很好地衔接起来。对于城郊区综合体而言,其典型的特点是周边可利用资源少,反之恰恰也是因为这一点,使得它几乎可以不用受周边用地环境的限制,这也就决定了其适宜的空间布局类型是内向型。同时它还可以将各种城市要素吸引到一起,从而产生辐射效应。

2)智慧网络化的交通空间组织

对于智慧网络化的交通空间而言,其技术基础主要是物联网及互联网,通过现代化的信息技术形成一种城市综合体交通模式。该模式具有多方面的优势,包括完善的信息网络、高效率的运输过程、高效的服务水平、智能化的运输装备等。对于智慧城市而言,它可以充分利用现代化的信息技术手段,将各种信息资源自动整合,同时还具备较强的分析资源的能力,也可以针对城市的发展做出预测,这样就可以在很大程度上保障城市运输的高效性和安全性。在建设智慧交通之前,设定的技术目标是充分发挥物联网的感知能力、互联更加全面、智能化更加深入。由于信息技术得到了大幅的发展和创新,管理城市交通的方式也相应地产生了翻天覆地的变化。各种通信设备纷纷应用到交通管控的过程中,使得对于交通的管控具备全面数字信息化特征,再加上智能化系统的引入,使得所有的主观干预都从交通管控中脱离开来,最终所得到的管控系统可以自发地实现管理和控制过程。这也就是说,城市交通已经步入了信息空间。

对于城市综合体而言,虽然它可以在一定程度上实现自我平衡,对于外在交通的需求也没有那么高,但是从城市综合体所担负的责任这个角度来看,它不仅承担着自身持续稳定发展的职责,还承担着服务城市发展的职责。这也就决定了它必须具备较多的功能,以及较宽广的辐射范围,也就是说,它还是需要很大量的对外交通。因此,实现交通规划的合理化和科学化,才能打下坚实的基础,促使城市综合体的功能得到充分发挥。此外,在城市综合体的发展过程中,交通枢纽也逐渐融入其中,这对于城市和建筑的融合也发挥了积极的影响,更加深入地促进城市综合体不断向着城市大系统靠拢。可以说,城市和建筑一体化是时代的产物,也是时代未来发展的趋势。从交通功能这一角度来看,其布置的交通设施不仅能够满足自身发展需求,还融入城市交通系统,包括轻轨站、地铁站等。

从未来的发展趋势来看,城市与建筑必然要走上一体化道路,城市综合体既会在轨道交通站点产生,也会在城市交通枢纽中产生。从其拥有的交通功能来看,城市综合体不仅可以很好地满足自身的需求,同时也将各种城市交通系统融入体系中,从而在很大程度上增加了人流量,带来了巨大的商机

3)功能节点化的辅助空间设置

对于城市综合体而言,它既基于城市形态而形成,又能与城市功能形成互补关系,它能够整合和优化城市各方面功能,以及引入新的城市功能,在城市综合体功能节点内使各功能形成多元协调、主次互补、均衡发展的功能体系。城市功能的复合化趋势带来了城市节点的城市功能综合化发展,所以综合体功能对城市功能的补充可以促进这两者共同发展,不但可以满足城市发展的需求,而且可以满足社会和经济发展的需求,同时还可以充分发挥综合体的综合效能。

构建功能互补协同模式,应结合城市发展,从城市发展现状出发,详细分析它所存在的问题和已经拥有的功能,只有基于城市形态所形成的综合体才能更好地发挥其补充协同的作用。客观合理分析及判断城市各功能构成关系,为进一步优化节点功能组织、促使城市功能互补协作发展奠定基础。城市综合体中不同功能部分之间都存在广泛的联系,以便实现相互沟通与协作。智慧综合体要想建立起良好的空间创新机制,很重要的一点就是要在设计城市综合体的空间时,融入城市区位发展中,形成网络化发展。

在智慧城市中,创新空间系统是以城市综合体为基础的,城市综合体的结构是多层级的,在这个系统中,资源整合度非常高,资源配置效率同样也很高,从而使这个系统能够发挥出最大的效能。同时随着该系统不断的优化和完善,该系统的形态逐渐发生变化,逐渐呈现出规划要素形态。对空间中这些结构要素进行设计,可以推动创新过程的进行,使创新活动拥有持续的动力,最终得到创新性的成果,从而满足创新空间中的各种需求,这样就使得城市综合体的空间体系产生具有功能节点化特征的辅助空间。

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