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中国院作品 | 冬奥会延庆赛区基础设施

冬奥会延庆赛区基础设施
原文刊载于《建筑学报》2021年07+08期合刊


    冬奥会延庆赛区造雪引水及集中供水工程一级泵站及综合管廊监控中心


▲ 1 外部西南人视


地点 / 北京延庆
设计 / 2017-2018 年
建成 / 2021年
业主 / 北京市延庆区水务局、北京京投城市管廊投资有限公司

设计团队 / 李兴钢、刘振、邱涧冰(建筑);任庆英、刘文珽、周轶伦、丁伟伦、朱炳寅(结构)

水厂及泵站工艺设计、水工设计、建筑设备设计、景观设计 /  北京市水利规划设计研究院


基地面积 / 1.26 h㎡

建筑面积 / 8379 ㎡

结构形式 / 混凝土框架结构,钢框架结构


摄影 / 孙海霆( 除标注外)



▲ 一级泵站总平面
1 水厂  2 一级泵站主泵房  3 地下调蓄池   4 行车廊  5 副厂房  6 管理用房  7 综合管廊监控中心  8 一级泵站主入口  9 一级泵站人行次入口  10 综合管廊监控中心出入口  11 佛峪口水库管理处园区内道路  12 生产院落  13 生活院落

▲ 一级泵站及综合管廊监控中心总体轴测

▲ 2 生产院落自北向南看


▲ 3 生产院落檐下


4 水厂内部

5 屋顶观景露台


▲ 6 副厂房背侧


▲ 7 监控中心露台向东俯瞰生活院落

剖面图



    冬奥会延庆赛区造雪引水及集中供水工程二级泵站

▲ 1 西侧鸟瞰

地点 / 北京延庆
设计 / 2017-2018 年
建成 / 2021年
业主 / 北京市延庆区水务局

设计团队 / 李兴钢、刘振、邱涧冰、许乃天(建筑);任庆英、刘文珽、周轶伦、杨松霖、朱炳寅(结构)

泵站工艺设计、水工设计、建筑设备设计、桥梁结构设计、景观设计 /  北京市水利规划设计研究院


基地面积 / 3458㎡

建筑面积 /  2210.4㎡

结构形式 / 混凝土框架结构,钢框架结构


摄影 / 孙海霆( 除标注外)


▲ 总平面
1 车行桥 2 人行桥 3 亲水水榭   4 二级泵站主泵房  5 副厂房  6 管理用房  7 观景亭  8 松闫路  9 佛峪口沟  10 松山

轴测

▲ 剖面

1 室外露台 2 设备用房 3 监控室


▲ 2 西南半山人视


▲ 3 东南半山人视


▲ 4 入口人视


▲ 5 泵房内部



    海坨110kV变电站


▲ 1 变电站东南向鸟瞰(摄影:陈佳希)


地点 / 北京延庆
设计 / 2018 年
建成 / 2020年
业主 / 北京市电力公司
合作单位 / 北京电力经济技术研究院有限公司

设计团队 / 李兴钢、邱涧冰、万子昂、许乃天、刘振、黄伟、贾宇奇、邱文哲( 建筑) ;吴培红、张蓉、张晓晓( 结构) ;姚思焜、黄小梅(电气一次) ;蔡祖明、贺晓梅、严晗(机电)


基地面积 / 5354㎡

建筑面积 /  4328㎡

结构形式 / 混凝土框架结构


摄影 / 张广源(除标注外)


▲ 总平面
1 松闫路 2 赛区联络线 3 海坨110kV变电站  4 厂区内环路

▲ 2 东北沿道路人视


3 从内部车道看建筑东立面



连接自然的人工景观:延庆赛区基础设施建筑设计探索
—— 以造雪引水一级泵站建筑群1)、二级泵站为例

刘振 邱涧冰 梁旭  张捍平 李兴钢 (通讯作者)
中国建筑设计研究院有限公司

“十三五”国家重点研发计划项目(2018YFF0300300)

1  延庆赛区的基础设施:“山林”城市主义


北京2022年冬奥会和冬残奥会延庆赛区选址于海坨山区,山势峻峭,植被葱郁,自山麓有小路盘旋而上并随海拔上升鲜有人工痕迹,呈现出人工聚落与自然山林朴素的共生规律。


赛区的基础设施系统包含交通运输、供水排水、能源供应、邮电通讯、环保环卫五大系统。交通运输系统负责输送物质资料,高架路矗立山间,盘山路紧附山体,索道散点轻触地面——系统位于地表之上并随着海拔上升人工逐渐式微,直观呈现了人群活动与机器运作的图景,是人工实体嵌入自然的“表”系统。其他系统则深埋入山体和地下的综合管廊,覆盖广度间接反映了改造自然的巨大程度,是工具实用理性为先的、隐匿于自然之下的“里”系统。基础设施的“表”与“里”共同串联了分散于赛区各处的人工聚落,与后者共同形成一个与自然交战、交互、交织的缩微的“山林城市”。基础设施在自然景观环境中显现,在赛区的建设量大,成为赛区总体规划设计理念“山林场馆,生态冬奥”不可或缺的重要组成部分,是一种异化于城市空间的基础设施“山林”城市主义2)(图1)。

▲ 1 基础设施“山林”城市主义图景(从左到右依次为:A1A2索道中站、1号生活泵房、1050M塘坝)


2  基础设施建筑设计的意图与策略


基础设施建筑是基础设施系统上的节点,是显性的“表”系统与隐性的“里”系统的交织点,亦是人工与自然的关系在具体功能、场地、文化语境下的具体呈现。


功能上,受工艺与经济性影响,基础设施建筑往往庞大、封闭、紧凑。场地上,因系统线路和节点设置要求,建筑选址往往局限性很大。若出现在人群聚集的场馆区,则避免其成为公共性“盲区”;若出现在风貌原始的自然山林中,则避免其成为视觉“异物”,是基础设施建筑设计的两个基本意图。


设计意在挖掘各具体场地既有的自然特征与人文脉络,建立与功能布局的内在联系,使基础设施建筑成为大地景观中的积极角色,融入整体塑造的宏观文化语境。赛区基础设施建筑设计策略分为3类(图2) :


▲ 2 基础设施建筑信息汇总


1)建筑呈现:多位于中海拔地区(国家雪车雪橇中心所在海拔以下的外围赛区),场地平坦,与城市功能联系密切,往往伴有办公管理等人居功能。设计以场地既有的人工痕迹出发,呈现为兼具基础设施建筑与人居生活建筑特征的整体群落意象。如造雪引水一级泵站建筑群、二级泵站(图3、4)。


3 造雪引水一级泵站建筑群西北鸟瞰


4 造雪引水二级泵站南侧外景


2)融入地景:多位于中海拔(国家雪车雪橇中心和延庆冬奥村地区) 人群密集区,公共活动连续性强,或采用半埋的方式将如1050M泵站3)及管理用房的屋顶塑造为攀附于崖壁的、具有公众参与性的开放活动平台,重塑为人工地景;或采用全埋的方式将封闭大体量建筑隐匿于自然环境中。如海坨110kV变电站(图5)选址于坡度较大的场地,入口设于较矮一侧并以此整平场地,建筑屋顶与较高场地接平,自公众所处的高处眺望,建筑几乎完全消隐,自低处沿路徐上石笼墙外立面4)渐现,退台和混凝土层板的水平切分将建筑与坡地等高线的内在关系呈现出来。


5 海坨110kV变电站


3)悬浮构筑:多位于高海拔地区(国家高山滑雪中心地区),山势陡峭,建筑形态封闭、功能单一,既无法作为建筑群呈现也很难融入地景,故采用“吊脚楼”的方式将建筑悬浮于山体之上,与竞速、竞技结束平台等公众活动区建立跨越功能的类型联系,形成山林中的人工织补景观系统。如分布于国家高山滑雪中心的各生活和造雪用水泵房建筑等( 图6、7)。


6 3号生活泵房及PS200 造雪泵房(近处) 和4号生活泵房及PS300 造雪泵房(远处)


▲ 7 CT400 冷却塔


3  两组差异关联的院落:造雪引水一级泵站建筑群


造雪引水一级泵站建筑群是造雪引水系统的起点,也是赛区海拔最低的建筑。用地位于海坨山脚下的佛峪口水库管理处,西、北、东三面被远山环抱,北有一抹人工物(佛峪口水库大坝) 点缀,南可远眺张山营镇。内部车道连接北高南低的梯田果园,横向田埂分布其中。


设计布局将水厂、造雪引水泵房和设备机房三面围合地下调蓄池,形成集约高耸的生产院落,其位于南侧较低处,与园区道路平行以方便运输;另将办公管理与生活功能以两列内廊式体量并置,形成尺度宜人的生活院落,其位于北侧较高处,与梯田平行。两者地面与连廊相接,方向在高差处转换。


两组院落呈现出多维度的差异性:生产的院落建筑形制来源于工艺需求的庞大空间体积,浅进深的主泵房单坡坡向院子,大进深的水厂双坡屋脊错动,南北两侧高度不同的重檐在大尺度立面上分别细分了向内的设备运输入口的尺度和向外的视觉等分的尺度,并以纵向分板的纤维水泥板统一铺设重檐屋面与墙面,清水混凝土山墙因此形成了独特的几何形式5),建筑整体呈现出抽象、一体化、雕塑感的原型特征(图8)。在建筑内部从顶、腰不同方向入射的自然光渗透入纵横交错的柱梁结构中,将外部的封闭“大黑块”拆解为一个包裹与离散之间的壳,建筑获得了一种内外解读差异的张力(图9)。生活的院落建筑形制取自有人居建筑原型特征的人字坡屋顶,并以建筑腰部的檐廊环绕庭院一周,下段石笼墙体量坚实如基座,与大地锚固,上段被金属波纹板与金属屋顶连缀,轻盈漂浮,建筑形象逐渐具体、尺度逐渐细分,并向人的身体感知靠近。


▲ 8 水厂东北局部


▲ 9 水厂内部(施工中)


消防水箱间的方形体量在生活院落的入口一侧冲破坡屋顶,塑造了具有物体感的节点标识性,将生产院落的抽象气氛引入了生活院落。同时,设置一组兼做园区围墙的行车爬山廊,将由建筑围合的三合院变成坡屋顶围合的内向四合院,沿地势拾级而上成为屋顶廊亭,将不同高度的建筑屋顶连缀,钢木结构6)的轻盈与温润将生活院落的亲切气氛向生产院落延伸( 图10、11)。


▲ 10 生产院落车行廊下


▲ 11 从监控中心二层屋顶露台向南俯瞰生活院落


至此,设计完成了院落间转换、游廊攀爬登顶的流线叙事,空间由陌生疏离逐渐向身体包裹,整个园区的人工景观与远处张山营镇的城镇景观、海坨山的自然景观连绵叠合,通过身体体验将机器、建筑与自然联系在一起,是为一级泵站的“胜景”。


4  建筑群坡与山形水势:造雪引水二级泵站


二级泵站作为中转,将来自山下一级泵站的造雪水输送至海拔更高的各次级泵站处。项目选址于盘山松闫路入赛区前途经的一片山间平坦用地,有农家乐掩映于树林中依北山而建,室外亭阁朝南有小溪流过,小桥、水塘堤岸将农家乐的场地与松闫路相连,形成了一幅栖居山林的生活图景,亦是“自然而然”的朴素建造(图12、13)。


▲ 12 二级泵站场地印象



▲ 13 二级泵站设计构思


设计首先形成防洪的高耸基座7),将大尺度泵房设置在东侧以迎管线接入,副厂房紧贴其西形成一组体量,在三角形用地内“卡位”而定朝向,剩余的不规则用地中暗藏满布了地下设备空间(图14)。其次将管理用房依原农家乐场址靠山而坐,与厂房形成了微微的夹角,连同复建后的“水塘堤岸”(车行桥)、“亭阁”(亲水水榭)、“跨溪小桥”(步行桥),限定出西向的入口空间群(图15),重构了一种功能化、大尺度的生产生活图景。


▲ 14 二级泵站顶视


▲ 15 入口空间


泵房沿河立面被水泥板重檐屋顶覆盖,清水混凝土立面向东侧敞开。管理用房上下分层,石笼墙基座向厂房层层包裹,钢木结构轻质屋顶向厂房攀爬飞升。基座之上、屋盖之下的人行检修动线,时而局部收紧至一人宽度,时而由几十米的建筑长墙扩展至远山平台,时而低至亲近溪水(图16),时而登高眺望远山,时而被斜撑挑坡压低视线,时而背向反坡回望近山8)(图17)。建筑通过对身体的包裹、对视线控制,将场地信息与自然景观有选择性地予人呈现,身体体验成为人工物与自然联系的中间介质。


▲ 16 从水榭平观小溪和人行桥


▲ 17 在屋顶露台回望松山


至此,建筑塑造了一条自西向东逐渐降低的人工地平线,它与西高东低的自然大地渐渐在西侧靠近,与宏观场地的山形水势保持了一致,又将山水尺度收紧至个人的尺度,将抽象的第一自然转化为个体人可以感知的具体自然(图18)。


18 二级泵站眺望赛区


5 结语


基础设施建筑是以功能出发的建筑类型,“山林场馆,生态冬奥”既是宏观规划理念也是具体建筑设计意图。设计中探索功能、场地、文化表达的平衡关系,在人工与自然交战、交互、交织的过程中,基础设施建筑的独特角色魅力由此散发出来。

注释

1) 造雪引水一级泵站与水厂合建,并与综合管廊监控中心紧邻,三者整体设计、建设,故在本文合称为“造雪引水一级泵站建筑群”。


2) 基础设施城市主义着重关注基础设施在城市中的主导性并以此进行学科建构,基础设施“山林”城市主义为其概念的扩展,着重关注处于山林自然的人工聚落中的基础设施。两者均强调基础设施对具体场地的建构及人工生态等基本主张。


3) 本文中1050M 泵站等各同类建筑名称以其所在的海拔进行命名。


4) 石笼装饰墙为赛区大部分建筑采用的外立面做法,具体为:在保温层外设置以镀锌角钢龙骨支撑、镀锌钢丝网片围护形成的笼单元,内满填工程建设中开采出的石料,就地取材并意在使建筑融入环境。


5) 材料的选择与不同立面的建造特点相关:重檐坡屋面与墙面为矩形,纤维水泥板分板后方便干挂铺设;建筑山墙为异形,以现浇清水混凝土工艺得以完成。


6) 本文的钢木结构指以钢柱、钢梁形成主体框架,以顺水向的木椽条形成屋顶承重构件,用以完成半室外轻质廊、亭、榭等依附于建筑主体的构筑物。


7) 由于项目用地紧邻河道,防洪设计对场地平面形状和标高均有要求,故以浆砌石或混凝土挡墙围合,形成一个高于现状道路的、异形平面的防洪基座,巨大的体量在某种程度上增加了将建筑融入环境的难度。


8) 低至亲近溪水——水榭;登高眺望远山——副厂房屋顶露台向南;被斜撑挑坡压低视线——副厂房二层半室外平台;背向反坡回望近山——副厂房屋顶露台向北。


参考文献

[1] 李兴钢. 文化纬度下的冬奥会场馆设计——以北京2022冬奥会延庆赛区为例[J]. 建筑学报, 2019(1):35-43.
[2] 谭铮. 寻找现代性的参量 基础设施建筑学[J]. 时代建筑,2016(2):6-13.
[3] 张硕松. 基于基础设施都市主义的城市空间整合设计——以南京河西南部鱼嘴地区核心区城市设计为例[D]. 南京:东南大学, 2015.
[4] 戴维· 莱塞巴罗. 地形学故事 景观与建筑研究 [M]. 刘东洋, 陈洁萍, 译. 北京: 中国建筑工业出版社, 2018.


图片来源

图1, 3, 4, 6~8, 10, 11, 14~18: 孙海霆摄影
图2: 作者自绘
图5: 张广源摄影
图9, 12, 13: 李兴钢摄影、绘制


(原文刊载于《建筑学报》2021年07+08期,总第633期)

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延庆冬奥村

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