前言
成都市和天府新區正在加快了美麗宜居公園城市建設，全面優化城市結構。而位于天府新區興隆湖湖畔、未來新經濟高地的獨角獸島便是在公園城市、智慧城市建設框架下誕生的產物，其設計旨在從規劃、單體設計到建設施工都以可持續發展的角度進行。
本期我們將以由Zaha Hadid Architects設計的獨角獸島啟動區首座建筑為例，從草圖到建成，從規劃、建筑到燈光、景觀，全方位解密異形建筑設計難點。期望給大家帶來公園城市建設與異形建筑設計上有益的思路與經驗。
一、獨角獸島規劃
18年，總書記視察成都，留下“突出公園城市特點，把生態價值考慮進去”的殷切囑托。同年，成都市明確提出加快美麗宜居公園城市建設，將“公園城市”這一理念編入《成都市城市總體規劃(2016-2035)》，堅持可持續發展戰略，正式開啟了宜居城市公園化的發展道路。而位于天府新區興隆湖的獨角獸島，在經濟與政治上有著至關重要的地位，因而在規劃和設計上也應該對于公園城市這一理念有更深層次的理解與實踐，并為后續發展提供豐富的經驗。
“獨角獸島”項目是獨角獸企業孵化和培育為主的產業載體。該項目位于興隆湖東側，鹿溪智谷核心區。其規劃與建筑方案由國際頂尖的zaha hadid事務所進行設計。
© Zaha Hadid Architects
在規劃方案上，扎哈哈迪德事務所強調了以下幾個方面：a. 綠色能源的使用,并結合海綿城市理念進行可持續性設計 b. 人車分流。人們在整個園區里猶如置身生態公園。c. 智慧城市、復合功能構造等積極配套，智能化管理
整個規劃采取了睡蓮的概念，形態上猶如一朵朵綻放的蓮花。
© Zaha Hadid Architects
該方案設計形態創新多變，可以適應多種不同需求，規劃上也強調生態和科技的結合。同時，獨角獸島項目旨在打造高品質、全周期、全要素的良性發展為目標的產業生態圈。多層次的立體生態園區讓整個公園空間具有豐富性與滲透性。不同標高、形態、景觀的綠化措施，為不同使用者、不同功能提供綠化的景象，讓人置身于森林之中。
水景與公園全息環抱城市，更貼切了還自然于民、還自然于生活、公園里建造城市等公園城市理念。此外，交通設計以公共交通為導向，倡導綠色出行。整個產業園區位于公共交通的600m的步行范圍內，具有良好的步行體驗。
© Zaha Hadid Architects
此外，不同于傳統的建筑設計方式，這些蓮花造型是通過以拓撲學為基礎的信息學技術進行優化計算得出。其大小尺寸是在連接性、日照和視線參數上，通過遺傳算法進行迭代計算。合理的算法可以優化異形建筑的形態。
© Zaha Hadid Architects
二、單體建筑設計
獨角獸島的建筑單體形態獨特，但與生態學結構十分貼切。單體形態呼應蓮花，每個建筑如蓮花一般盛開，許多單體中心都是雨水花園，用于收集雨水，起到自然環保的作用。以獨角獸島啟動區為例，該示范區建筑形態上猶如一朵展開的睡蓮，中心的漏斗結構，可以很好的收集雨水，同時該中庭也能為建筑辦公提供良好的自然采光和環境景觀。
© Zaha Hadid Architects
2.1 設計前期
獨角獸島最初大部分的建筑由MAYA或犀牛等軟件捏形完成，以此保證曲線的自由度和美觀。而到了設計深化的這一階段，草圖設計就顯得非常重要。因為MAYA和犀牛等軟件建模出來的形體往往精度不夠，而一個異形建筑要進行落地就需要大量的結構設想和內部空間細節組合。
© Zaha Hadid Architects 3D打印模型
扎哈哈迪德事務所亞太地區總監大橋諭的草圖功底非常精湛，很多有深度的草圖都出自他手。一個好的草圖，包含了大量的信息：基礎設計概念、局部細部構造與設想、人們的行為與使用方式、空間組合關系。
很多后期深化的細部實際上是這個階段就開始考慮的。比如如果做好幕墻的隱蔽設計，如何進行排水暗溝的設計；防火卷簾怎么設計；架空地板怎么設計等等。
© 大橋諭
一個類似的案例是，ZHA在澳門Morpheus設計的水炮就巧妙地做成了裝置藝術。將難以做隱蔽設計的水炮做成了一件藝術品。
© Zaha Hadid Architects：Morpheus
除此之外，一個完整的剖面上的草圖勾勒也非常重要。可以在這樣一張草圖里看到對各個細部的設想和更加完善的思考，并以此探討并解決很多碰撞和隱蔽設計的問題。
© Zaha Hadid Architects，大橋諭手繪
并且，草圖也利于多團隊運作，圖畫比文字在中外多團隊溝通上更有利。
2.2 流線與空間
流線和空間需要在草圖之上進行深化。這一階段需要大量的中方設計院和外方事務所的配合。往往外方事務所極力保證空間組織流線關系、空間質量和趣味性，而中方設計院則需要保證各類建筑規范問題落實，盡量保證設計實現的可能性。同時，這一階段，中方的結構工程師開始大量涉入對結構進行測算，以得到更加合理的結構形式。而機電工程師們則對設備選樣、管井和機房位置、百葉大小等等進行要求。
獨角獸首個啟動區建筑主要以展覽和辦公為主。整個空間圍繞著一個采光中庭組成。這個中庭既是雨水花園又是可以接受陽光的采光筒。同時，圍繞這個中庭的空間可以承擔多功能的使用功能。
© Zaha Hadid Architects
同時，一個旋轉樓梯承擔了前庭的垂直空間組織。這個標志性的樓梯可以引導參觀人流前往各個展覽部分。
拍攝于還未建成時的旋轉樓梯
2.3 結構參數化
異形建筑的結構框架本身也是一種建構藝術。通過中方工程師和鋼構廠家提出合理的結構意見，而外方在此基礎上利用Grasshopper等軟件進行深度細化，對表皮進行劃分。因為本設計里結構和幕墻構架保持一致，因此就需要更合理的結構細分。
© Zaha Hadid Architects
另外，因為異形建筑的表皮是雙曲面，而結構柱又有很多斜撐，中方的BIM設計部門也開始介入。在REVIT里，可以更加直觀的應對表皮和結構可能存在的碰撞問題。
© Zaha Hadid Architects
2.4 幕墻參數化
幕墻與結構細化高度一致，可以得到更加純凈的空間感受。雙層幕墻——玻璃+幻彩鋁板可以讓建筑在陽光下炫彩多變，并讓中庭采光井接收充足的陽光。玻璃本身也自帶防水效果，可以避免使用屋面防水層對空間效果的影響。
© Zaha Hadid Architects
幕墻通過參數化進行優化，保證每一塊玻璃尺寸都在可施工面積范圍內。同時，這也與后期加工與施工預制化息息相關，通過Rhino和Revit進行詳細地施工定位有助于后期的快速建造。
© Zaha Hadid Architects
ZHA在Morpheus也使用了類似的做法。空間網架結構有助于創造純凈的異形空間。
© Zaha Hadid Architects：Morpheus
除了屋蓋的玻璃幕墻和鋁板幕墻，下方的底座則是由GRC幕墻組成。因此，按照生產方式進行分板可以有效地幫助廠家進行預制化生產。對該部分的拆分了也幫助清單整理和工程實施。對于曲率過大的地方可以進行優化。保證每塊板都能精準地生產出來。
© Zaha Hadid Architects
三、BIM 技術正向設計
由于整個表皮是雙曲不規則面，內部的功能和結構、機電走管就很容易遇到碰撞問題。因此，對工程引入BIM技術，一方面可以優化管綜、檢測碰撞問題，另一方面也便于施工方進行項目管理和預制化處理。因此，與目前市場常用的BIM后期技術應用不同，本次獨角獸島為BIM正向設計，在前期就介入，合作設計，保證每一部分的質量。
BIM 設計拆分圖 © 中國建筑西南設計研究院
BIM主要是對整個建筑各方面系統進行整合、檢測和優化，對預期建造效果進行提前把控，并協助工程管理和預制化生產。并且，后期大部分施工圖不再經過CAD，縮短了設計流程。另外，BIM還可以更方便每塊板的定位，有助于施工組裝。
BIM 設計圖 © 中國建筑西南設計研究院
除此之外，復雜的結構和表皮對管道綜合有較大影響。而BIM設計則很大程度解決了各個重要管井、管道碰撞、水箱、機房等等機電問題，幫助機電設備的全流程控制。
麗澤SOHO的管道布置，隨著空間流動 © Zaha Hadid Architects
四、燈光，室內和景觀設計
4.1 燈光
燈光設計旨在提供更好地突出建筑本體，并避免炫光。燈光可以凸顯建筑的體積感和景觀環境的層次感。幕墻本身會內透燈光，因此建筑外圍的洗墻燈就不需要特別大面積的照射。冷暖對比可以讓建筑明暗關系能夠更好地凸顯出來。
© ZDP中辰遠瞻 草圖階段
獨角獸島啟動區本身承擔的功能主要為白天的辦公與景觀，因此晚上的燈光不需要太明亮。在走廊處和GRC下沿布置連串的夜燈就看可以起到基本的照明工作。
© ZDP中辰遠瞻 草圖階段和燈光展示
4.2 室內
室內設計由扎哈哈迪德事務所進行設計，中方設計院進行施工圖深化。整個內部建筑呈現了ZHA一貫的風格，柔性的曲線感和硬朗的結構呈鮮明對比，而光影效果則起到邊界的柔滑和模糊的作用。色調以黑白為主，追求空間純凈的質感。
© Zaha Hadid Architects
在中國地區，ZHA事務所完成了澳門摩珀斯酒店、銀河、凌空和望京Soho等建筑的室內設計。流動性是ZHA事務所常用的設計手法。
© Zaha Hadid Architects's Sky SOHO Showroom
“色譜”則將大氣與用戶對舒適度，意識，焦點和放松的要求聯系起來。利用材質搭配和色調組合去影響用戶情緒。同時，ZHA的室內設計常常利用形態的“折痕”去產生色彩的朦朧感。
© Zaha Hadid Architects's
梅溪湖國際文化藝術中心
在獨角獸建筑空間里，公共開放區域使用了從白色漸變過度到淺灰色層級的水磨石。同時，ZHA事務所引入激活空間的元素，例如真空金屬化玻璃艙，展示互動創新技術。媒體展廊和媒體室采用工程橡木制成，營造出舒適溫馨的氛圍。
© Zaha Hadid Architects
會議室和展覽空間采用定制的沿著流線形式的地毯，實現聲學舒適性和柔軟性。整個天花板和旋轉樓梯的柔和淺色調展示了曲面的壯麗，投射出的光線形成柔和的陰影。
同時，ZHA還進行了各種室內家具設計。大到會議室，小到花池。保證了室內室外的設計方式一致，空間更加純凈自然。
4.3 景觀
景觀為戴水道Ramboll進行方案設計。ZHA對與景觀有一定的初步設想，確定了整個獨角獸島相契合的圓弧形和曲線段作為景觀設計基調。
Ramboll的整個景觀方案設計和深化也在獨角獸島荷塘的概念下進行，場地塑造展現了風吹荷塘清風起漣漪的概念，同時配以比較硬朗、有層次的草坡和藝術地形設計。另外，每個圓形場地都有一定的主題，可以承載不同的活動。
© Ramboll Studio Dreiseitl
在ZHA以往的設計中，景觀也是建筑重要組成成分。草坡往往以流線型或者圓角三角形為主，配以水池、層疊的平臺。這樣的設計可以更好地映襯建筑，也可以設置更多的在外觀賞點。
© Zaha Hadid Architects：Wangjing Soho
因此，在多輪的景觀設計當中，景觀形式從復雜逐漸簡化。和建筑一樣，最開始的景觀設計從草圖開始，融入不同的景觀意向。
© Ramboll Studio Dreiseitl 草圖設計階段
而后戴水道對每個節點都進行了深化，比如疊水花園本身與獨角獸島花園城市和海綿城市的概念相符。類似的還有流水花園和樂水花園，提供更好的親水環境，也與興隆湖的水景相結合。
© Ramboll Studio Dreiseitl
對于硬質鋪地和藝術坡地來說，獨角獸島啟動區采用了水磨石花崗巖，并且鋪裝也是用不同的模塊拼合而成，體現漸變的效果。
© Ramboll Studio Dreiseitl 設計，現場照片
景觀施工現場，建筑的斜坡部分主要由草盆聚落組成。不同色彩的草坡和外部多植物的搭配讓整體景觀更顯動態。
© 屋面景觀和總平施工
五、現場控制和落地
5.1 材料選擇
ZHA方的材料選擇過程非常有意思。設計師們會將材料小樣和效果圖鋪成開來，可以很好地進行對比以及搭配。木頭的觸感、顏色，水磨石的石點尺寸大小和密度、地毯的觸感和色感等等，可以非常直觀地進行感受。
材料選樣時的workshop
此次獨角獸島裝配率近乎100%，幕墻和鋼結構都可以在工廠預制、現場搭建，極大程度提高了施工質量、縮短了施工時間。
鋼結構施工迅速，由于前期的BIM應用以及ZHA事務所對于犀牛的詳細化處理（分板、分形等等），異形建筑的施工過程也可以很好地完成。
施工初期現場
而對于施工來說，雖然曲面設計中遇到了很多問題，但因為預制化技術和前期細分得當，施工上的問題還是很快得以解決。最后呈現的效果與設計效果圖幾乎一致，完成度非常高。
施工臨近后期的現場 © 中建五局提供
塔吊拆了之后的施工現場和細節打磨
效果圖和施工現場圖對比
后記
獨角獸島建筑標新立異，其設計和施工難度并不小。通過Rhino+grasshopper+Revit的工作流很大程度整合了各專業的設計，簡化施工難度，易于后期管理。同時，統一界面對于多團隊協作來說非常重要；前期的草圖、多輪的現場討論和后期的模型整合起來，以便不同的團隊進行深度配合和交流。
