如何为Google设计企业孵化器？AA建筑学生独辟蹊径创造共享办公综合体
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感谢AA赵宇轩，徐予知，Cho-long Baek，Caleb Baldwin作品稿件
精彩作品图抢先预览！
嗨喽大家好！本期我们要展示的作品是来自AADRL Patrik studio的办公居住综合体设计，由Patrik Schumacher指导。该项目为由Google运营的公司孵化器，模式的创新需要配合空间的创新，建筑设计如何在新工具的介入下适应模式的创新？如果对传统的设计工作流及表达方式进行改变会带来怎样影响？小编觉得这个方案不仅在最终设计上令人感受到空间的奇妙，在设计过程中的参数化工具应用也是完整且富有逻辑的。Frei Otto的羊毛线理论在流线路径上的应用虽不是很新鲜了，但不同的设计师运用同样工具做出的空间也是各具特色，TransAxis一年多前发的创号第二篇文章——高技派 | 同济史上最复杂烧脑的商业综合体设计 也运用了这个方法，感兴趣的同学可以回顾一下~
同济史上最复杂烧脑的商业综合体设计 ——由同济大学唐恺鑫&翁子健合作设计
此方案的呈现也很有特点，就像作者说的“三维思维和二维图纸的转换对设计者和观者之间的沟通是完全没有必要鸿沟，因此我们以大量的视频以及数字和物理模型取而代之”，大量的酷炫gif和视频（以及感受到了满满的高技术工作量）震撼来袭~
CHRYSALIS
一、项目主旨
AADRL Patrik studio的研究主旨围绕着Agent-based Parametric Semiology来展开，我们的项目处于这个为期三届的研究课程的第二个阶段，在对于信息符号学和视觉语言构造建筑设计系统的研究基础上，项目迎来了一个综合性功能的实际基地来应用前期对于“基于使用者的符号学参数化”研究。
The societal function of urban and architectural design is the innovative ordering of social processes.
The life process of society is a communication process that is ordered via rich typology of communicative situations.
- Patrik Schumacher.
”Agent-based的含义在于对于建筑空间和信息构架的处理上，以使用者的行为作为基础，引导空间的构成以及在空间中发生的社会性互动。进而在建筑设计过程中更好的引导空间逻辑，同时为信息符号学语言转译为建筑语言提供初始的架构与参考。因此整个项目的流程大致为对于某种信息符号系统的研究，提取可为建筑元素提供设计框架的语法，然后运用参数化手段将以提取的元素和语法转译成建筑语言应用到实际项目中。在这一系统下，基于符号定义的构造过程就可以克服参数化早起阶段的同质化风险，这也是研究Parametric Semiology最主要的意义。
二、项目背景
基地位于纽约曼哈顿，紧邻57号码头和Google，与Highline相连。项目旨在建造由Google运营的公司孵化器，建造给不同规模公司合作办公的工作空间，同时包含对应的公共以及居住空间，是以公司为核心的综合体。这样的综合体带来了co-working和co-living的概念，因此在设计过程中，我们希望将对于符号学系统的研究应用于基地内各种功能的关系，提供清晰的秩序，建立起一个社区，使得使用者拥有不仅仅是平行或线性的工作和生活体验。
三、基地研究
对于基地的规划，我们首先通过大数据分析确定了在工作日和非工作日基地和基地周边人流密度的变化趋势。同时考虑场地周边的功能，西侧的码头，东侧的google和北侧的Chelsea market以初步确定人群的定位及流线方向，进而初步确定办公、居住、公共空间在场地内的大致朝向。
大数据城市及基地人流状态分析
各功能的具体形式则是从交通流线出发，通过优化的路径来限定体块的形状。我们研究了Frei Otto对于路径优化的理论，通过引入物理材料特性优化端点之间的线性结果。我们选择了基地周边的入口、公交站等作为路径的端点，参考Frei Otto的path optimazation理论将自碰撞，静态粘附和拉伸阻力，三个会影响线性结果的物理性能应用到路径优化的模拟过程，以达到基地内的路径互通并且路径最短的结果。通过人为调整物理模拟的参数，得到合适的路径间距，从而确定体块的体量和形状。
Wool Thread Experiments | Frei Otto + The Institute for Lightweight Structures
The path system for Zaha Hadid Architects’ Kartal-Pendik (Istanbul) Masterplan
基于Frei Otto理论的路径优化和功能规划
接着根据已经优化过的路径，定义四种不同的人群，并给每种人群设定行为及目的地。然后，在Unity里模拟人群从路径起始到自主选择最近目的地的结果，人群的数量依照之前对于Google和Wework等合作办公公司的研究结果。软件模拟的结果则是每个功能分区的使用频率和使用者密度。通过数据分析和模拟，我们得出了每个功能体块的体量和高度。
人群行为模拟/交通流线及密度
四、建筑形式和结构
通过路径优化和人群模拟计算出体块的高度和位置后，使用从路径优化中提取的三维曲线来连接具有相同功能体块的顶点。通过这种方式来形成相同功能之间的连续性主结构，以场地内主要交通流线为网络，规划生成连续并且具有渗透性的建筑形式。
基于功能位置和连续性交通网络的体块生成
这些曲线形式将被应用到主结构。我们采用拱形结构应用于每个单元，因为其可以提供更大的室内空间同时保留结构形式的连续性。同时拱结构也可以被拆分和解构成多层的结构单元，满足整体形势的灵活性。这样一来，通过非线性的结构形式替代从二维再到三维的线性思路。垂直附结构可以支持和分解大跨度拱结构，结构单元也可以被反转和堆叠，以保持整体结构的连续形式和合理性。立面上使用了与整体建筑规划类似的几何和逻辑。
基本结构分析和形式研究
通过模糊结构形式和平面空间之间的界限，构建连接不同高度平台的坡道，将不同的功能从形式和空间整合为一个整体的社区。为了加强基地，Highline，Google和周边市场之间的联系，我们在场地中央构建了一个平台，同时使用架桥连接周边重要区域。这个作为交通枢纽的公共区域同时也是工作和居住的过渡区域。所以来自Google和码头的人们可以轻松地通过这个空间转移到Highline及周围的交通区域。我们希望通过这种方式建立一个系统，整合co-working和co-living空间，使整个社区不仅是一个封闭的区域，而且可以促进和推动在此工作和生活的人和周边地区的互动，消解街区规划带来的封闭性和交通导向性。
通过物理模型和材料特性测试主要结构可行性
3d打印结构模型
主结构和整体建筑生成（纯粹为了好玩做的特效）
五、空间组织
空间组织逻辑启发于初期对于“编织图解”的符号语言研究。我们发现编织有非常系统的符号组织逻辑。编织的各种动作都对应了符号，符号之间也有组织逻辑来保证针与线的连续动作。在编织网格中的符号排布可以预先规划出编织的图案。我们将这一语言逻辑转化为建筑语言，将各种空间以符号代替，并根据空间关系制定符号间的规则。这样就可以用更加清晰的逻辑组织有逻辑的空间而非凭空创造。
首先根据工作空间的性质，参照编织每一针的基本关系，我们定义了几种基本的空间类型，相当于编织图解中的基本符号。这些基本空间类型各自具有不同的空间性质，例如“attach”的含义为两个相同功能的空间相邻但彼此独立保有私密性。
基本编织方法符号图解
将编织方法抽象为基本元素的空间关系
通过简化编织网格和基本空间元素，以创建空间组织模块系统。与整体规划相同，路径优化中的主要交通流线主导了建筑单元的形状和路径。次要交通空间将整个空间分割成具有不同形状的办公空间。该模块化系统提供了以基本元素出发的参数化空间组织流程，空间的数量和形状可以根据路径而变化。
路径主导的空间形态参数化模拟
不同形状工作空间的特性分析总结
随后经过简化和分类所有被路径分割出的空间类型，总结各种公司的空间性质和公司之间的空间联系。进而，我们根据路径间距的变化总结定义出了四种空间的组合形式。因此，基本的空间类型和空间组合形式就分别对应了编织图解的基本符号和编织规则。通过这个系统，我们就可以逻辑清晰的从交通流线出发，利用参数化手段产生所需要的各种不同性质的空间，并且以可视化的方式组织空间的整体布局。
不同路径距离下工作空间的组合
随路径间距变化的空间组合形式
主要工作空间的布局和空间组织
独立办公、合作办公以及公共空间的竖向分布
六、符号学语言的应用
符号学研究主要被应用在空间内部，根据符号语言的引导性和象征性，对应其空间语言对使用者行为的影响。例如，盲文的规律被应用到地面以及天花板的灯光上，不同的图形对应着不同的引导性，如直线对应交通流线的方向，点状线示意着空间的界限和使用状态等。通过这些信号来组织复杂开放空间的使用秩序，空间的性质更加明确并且不受墙体等元素的限制。中文象形文字的组合方式也被应用到了家具的形状和材质，使得人对于象形文字简化结果的理解对应到室内家具反映出的功能，使用者身份等信息。
基于对盲文和交通信号灯的研究设计的地面引导信号
基于象形文字部首组合的研究设计带有功能信息暗示的家具组合
通过设定agent behavior来模拟使用者在该空间内对于符号信息的反应来判定空间设置是否合理，以及空间的使用状态是否需要调整。例如通过记录工作时间的9:00-18:00内示意会议室使用状态的灯光闪亮的次数来判断该空间位置和面积是否合理；通过不同种类家具使用率来判断家具数量组合是否合理。通过这种方式，以模拟人的行为来调整设计，在这个过程中，含有信息的符号学空间元素就作为两端相互影响的桥梁。
Unity使用者行为模拟（设定agent behavior tree 使agent在行为中受到空间中符号学元素的实时影响）
七、一些感想
这一年多的项目的确刷新了自己对于数字科技在建筑设计以及建造中意义的认识。通过参数化手段，以往传统建筑设计中的瓶颈都被消解弱化。设计过程中很多选择其实与设计本身无关，例如路线的规划或窗户的位置等，我称之为非设计性选择。我往往在设计过程中受到大量的这些选择的限制而难以集中与自我想表达的本意。设计思路的表达和最后结果的应用其实正是区分设计完成度的唯一指标，如果这些“非设计性选择”可以被计算机技术解决，建筑师在设计中所做的决断反而被扩大化。当我们从平面思维和以经验主导的设计方法中解脱出来，我们所做的任何选择才是设计主旨的体现，所谓非线性造型或是交通流线优化也只是众多选择中的一种。
举个例子，本科阶段我经常凭借经验在脑海中模拟场地或空间内的交通流线，以此来判断平面规划的合理性，但所谓经验或是我的猜想恰恰是方案中最难以说服别人的一环，而计算机辅助设计优化来的结果却可以避免这样的妥协。
同时这种摆脱平面思维的努力也贯彻到了成果的输出，我们排斥在平面图纸中表达成果，因此基本没有花任何时间在图纸表现中，“画一张漂亮的图”一直都是建筑教育最可笑的部分（为曾经花一半设计时间用毛笔水彩渲染的同学们默哀三分钟）。三维思维和二维图纸的转换对设计者和观者之间的沟通是完全没有必要鸿沟，因此我们以大量的视频以及数字和物理模型取而代之。
这个长达一年的方案其实只是一个开始，过程中我们花了很多时间去理解上述的大道理，尝试学习并且应用，之所以称其为开始，是还未完成很多在一个方案中完全不能体现的探索，例如在计算机模拟设计结果返还到设计阶段调整设计，需要大量的模型处理，受限于水平和现有建模技术，一遍一遍的结果分析和重新建模没办法避免。这个时候，适当的编程手段和机器学习就显得尤为重要，我们怎么和计算机对话来提高设计效率甚至进化设计方法也早该被提上日程，这也是AADRL其他studio的部分研究方向。然而，在其发展前景和现有技术应用的研究，往往没办法通过一个方案得以全面理解，因此不同研究方向的studio之间的对话和交流就显得尤为重要，而一年多项目时间却远远不够，导致很多人不得不在全面的研究和做一个漂亮的方案中取舍。
我认为对于设计方法的重新认识其实并没有改变学生对于建筑设计主旨的理解，反而让我清晰认识到建筑师在方案设计中所做任何决断的重要性和意义，这依旧取决于日积月累的建筑理论和设计感官。因此这种认识只是开始，建筑学学习也需伴随终身，道阻且长。
设计组员：
赵宇轩 徐予知 Cho-long Baek Caleb Baldwin
Reference：
Frei Otto, Occupying and Connecting: Thougts on Territories and Spheres of Influence with Particular Reference to Human Settlement, Edition Axel Menges, Stuttgart 2009
Patrik Schumacher. Parametricism - A New Global Style for Architecture and Urban Design, published in: AD Architectural Design - Digital Cities, Vol 79, No 4, July/August 2009
文章：赵宇轩
视频编辑：徐予知
END
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文章：赵宇轩
视频编辑：徐予知
文章编辑：HMM
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