“城市翻修”教學系列報告（七）：曹妃甸新城概念性城市設計

朱文一，張弘

清華大學建筑設計課程“城市翻修”主題系列

主持教師：朱文一教授

研究生建筑專業設計課程

課程名稱：建筑與城市設計（建筑專業限選）

課程編號：70000044

課程時間：2009年秋季學期

建筑設計專題

專題題目：曹妃甸新城概念性城市設計

時間安排：2010.01.12－2010.01.26

指導教師：朱文一、特倫斯·庫里（Terrence Curry）、宋曄皓、張弘

外聘指導：亞歷克斯·坎普魯維（Alex Camprubi，墨西哥）

選課學生：2008、2009級研究生

A組：高玉琛、張碩

B組：郝石盟、潘曦

C組：趙海翔、張雋岑

D組：殷曉鋒、李佳奇

E組：李倩怡、趙齊

1.課程計劃

在清華大學建筑學院研究生的教學計劃中，設計課程是建筑學專業一年級研究生的必修課程。該課程根據不同指導教師提出的設計選題分成4－5個教學小組，每個小組包括2－3名教師，4－8名學生，由學生根據各自的興趣報名參加。2008年以來，朱文一教授在該課程的教學中，以“城市翻修”為主題設置設計課程題目，目的在于培養學生應對城市快速發展中出現的空間問題，強調社會、文化、經濟等宏觀視野下的建筑與城市設計。

1.1 教學目的

課程要求學生從城市發展的宏觀背景出發，思考建筑與城市的關系，既拓展學生對城市問題思考的范圍和深度，也訓練學生初步掌握城市設計的理念與方法。具體教學目的包括以下3個方面：首先，要求綜合考慮地段所在地區的社會、文化、經濟等因素，從城市發展角度考察地段及其周邊條件，對地段的獨特性進行分析，發現問題和挑戰，培養學生對城市空間問題的洞察力；其次，要求理解地段與城市發展定位之間的關系，策劃地段的功能定位及發展方向，擬出相應的任務書，培養學生初步的城市設計前期策劃能力；最后，要求在綜合分析的基礎上提出解決思路，并最終落實到建筑與城市設計上，培養學生整體思維和設計能力。

1.2 課程背景

2009年秋季學期的研究生設計課程以“曹妃甸新城概念性城市設計”為題，與BARC國際建筑工作營相結合。BARC是“Beyond Architecture Regulations in China”的縮寫，意指在“中國的超常規設計探索”。工作營由荷蘭動態城市基金會、曹妃甸開發管理委員會組織，來自中國和荷蘭的10個設計團隊參加。設計團隊包括中國的清華大學建筑學院、都市實踐建筑設計有限公司、馬達思班建筑設計事務所、業余建筑師事務所、建筑與城市設計事務所，以及來自荷蘭的動態城市基金會（Dynamic City Foundation）、Z.U.S.、MVRDV、Rocksteady Design、Powerhouse Company。工作營的任務是探索河北唐山市曹妃甸新城未來50年的城市發展形態，為曹妃甸規劃100萬人的新城。工作營以10個團隊接力賽的方式進行，每個團隊在10天時間內，以前一個團隊的設計成果為基礎，在保留25%成果內容的前提下，為5年內計劃新增的10萬人規劃生存空間。最終通過10個團隊的共同努力，打造未來曹妃甸新城獨具特色的生態城市形態，進行中國的超常規設計探索（圖1、2）。

1 曹妃甸新城區位關系

2 設計地段及研究范圍

3 清華團隊招募海報

工作營從2009年8月－2010年8月，為期1年。經過3個月的精心籌劃和組織，工作營于2009年12月4－8日正式啟動，各設計團隊在“深圳雙年展”上針對可持續發展進行了概念陳述，并確定了設計接力賽的先后次序。2010年1月18－28日，由5名指導教師，以及自愿報名參加的10名研究生組成的清華大學建筑學院團隊作為設計接力的“第一棒”，完成了此次工作營第一階段的設計工作，將設計成果的三維數字模型作為基礎條件傳遞給“第二棒”。第一棒工作的第二階段在2月18－25日展開，完成最終成果的圖紙表達。以此類推，10個團隊的接力賽成果匯總，于2010年8月14日－9月5日的上海世博會期間，在荷蘭文化館面向公眾展覽（圖3）。

1.3 課程要求

課程要求對河北曹妃甸新城的未來發展及城市形態進行概念性的策劃和設計，內容主要包括城市背景與技術資料研究、城市發展總體策略、城市空間與形態構想、生態技術應用策略等4個部分內容。

地段所在城市是被稱為中國經濟增長又一熱點的河北省唐山市曹妃甸， 規劃中的曹妃甸新城位于沿海灘涂上，西距曹妃甸港區5km，東距京唐港區25km，距母城唐山80km，距北京220km。雖然地段現狀仍是一片荒蕪人煙的灘涂地，但隨著首鋼確定搬遷落戶此地，未來將規劃建設一座占地140km2，總人口100萬人的曹妃甸新城，作為新首鋼的生活服務配套基地。課程要求深刻理解城市發展宏觀背景，了解中國城市的發展戰略，解讀熱點地區的城市建設狀況，從總體角度認識急速發展城市的功能定位及建設模式。

課程設計的研究范圍占地140km2，具體的設計地段選址和范圍自擬，規劃目標是在5年內打造10萬人規模的曹妃甸新城一期空間，為未來的生態城市建設奠定基礎。 因此，課程要求根據總體空間策略和形態意象，并對建設用地進行合理選址，確定城市一期建設用地的范圍和規模，規劃城市形態及交通、景觀之間的空間關聯，實現城市的有機可持續發展。同時，要求充分考慮設計接力的因素，合理選擇規劃理念和策略，既為未來的城市形態發展奠定基調，也使經各團隊篩選后的規劃“基因”能更好的留存。

地段所在的曹妃甸新城定位為國際生態城，規劃從能源、環境、資源、交通、建筑等方面，整體、全面地呈現生態愿景，體現可持續發展觀念。研究已有生態城項目，有助于更好地理解并實現這一宏偉的城市發展藍圖。此前，國內一些城市已經開始計劃或者正在實施類似的生態城項目，例如，中國和新加坡合作的位于濱海新區內的天津生態城等項目，這些項目的經驗和教訓都可以啟發課程設計的思考和研究。課程要求應對低碳城市和可持續發展的總體定位，通過案例研究，深入挖掘當地太陽能、潮汐能、風能、工業廢熱等可再生能源的利用潛力，確定可行技術策略和發展方向，并給出相應的城市空間意象。

2.教學難點

2.1 要求轉化與教學結合

在參與BARC項目的10家設計團隊中，清華大學團隊作為其中唯一的教學單位，設計過程應與教學過程相結合，成果應充分體現研究型設計的方案特色。因此，如何對活動組織方提供的競賽任務書進行重新解讀，將其任務要求進行合理轉化，使之符合設計課程教學的特點，滿足教學目的和要求，成為本課程教學的一個難點。在教學過程中，將設計任務內容進行了層級分解和合理轉化，由教師團隊確定規劃的總體構思和生態概念，并基本保證整體設計方案在規則和技術層面的合理性，以此保證設計成果的專業水準，實現與其他團隊的有效銜接。例如，在設計中關注與周邊發展要素的空間關聯與配套銜接，綜合規劃了城市輕軌與快速公交BRT系統，形成相對完整合理的城市公共交通體系，用于聯系地段與周邊產業園區；同時，綜合考慮與未來將形成的城際鐵路、游船碼頭等公共交通樞紐的相互銜接，為城市的未來發展預留了接口等。而學生團隊除前期的分析研究和基礎準備工作外，主要在任務書指導下，針對給定的設計要求展開深化的概念性城市設計，重點關注概念方案的形象化表達，深入探討未來生態城市的可能模式，構想生態技術與城市形態空間的有機結合方式。例如，充分考慮生態技術元素與城市空間形態的有機結合，不但設計將一些技術元素直接作為城市的識別標志，而且在規劃中還注重提取與技術相關的空間形態要素，用于指導城市片段的總體空間形態。

2.2 短暫周期與過程分解

與常規設計課程的長設計周期不同，此次教學的周期由于受到BARC項目組織形式的限制，進行概念性城市設計的周期只有短短的10天。在有限、緊張的時間內，合理安排設計周期和任務，充分調動學生的積極性，提高設計效率，也成為本課程教學的難點之一。在教學中采用了封閉工作營的教學方式，在10天時間內，將教師、學生以及計算機設備等資源集中在studio教室中開展團隊合作，通過這種短期的資源集中方式，可以達到增加思維碰撞強度和頻度、激發團隊創作熱情的目的。同時，針對緊張的時間周期問題，也為了能更好地滿足教學要求、合理組織教學工作，將教學過程分解為3個階段：第1階段是分析研究階段，主要是向學生明確教學任務，對場地分析與研究，即了解地段及所在城市的現狀與規劃，內容包括：查閱國內外低碳城市設計案例，進行專家座談，建立地段現狀的三維數字模型等，也包括教師明確生態策略和總體定位，討論并形成城市空間形態的初步構想，轉化教學要求，分解教學任務等；第2階段是概念設計階段，內容包括：集體完成總體規劃的構想設計，梳理地段及周邊交通體系，確定城市空間形態和生態技術策略，以及各組學生分別依據一類可再生能源的綜合利用特點，規劃設計一定規模的生態城市空間片段，以及建立概念性城市設計方案三維數字模型等；第3階段是成果總結階段，內容包括：深化概念性構思、城市空間形態、可再生能源綜合利用體系等設計構思和具體方案的圖形表達，制作用于方案展示的數字模型和展板等。

2.3 10萬人生態城構想

BARC項目明確提出，每個設計團隊需要考慮在5年規劃周期內滿足10萬人生存空間的設計目標。而基于10萬人規模尺度的城市設計，尤其是未來生態城的設計任務要求，對于研究生來說都是一項具有很大難度的設計挑戰，在短時間內很難形成成熟的設計成果。因此，重新合理地確定學生更加容易駕馭的設計規模和尺度，使之能更快地投入概念性城市設計工作，是本課程教學的另一個難點。在教學過程中，充分考慮快速建設的實際需求，以及作為未來大規模城市第一階段的總體定位，摒棄了選用一塊集中用地作為啟動區的常規規劃思路，采用化整為零、化繁為簡的設計策略。在教學過程中，首先提出了建設生態小鎮的規劃理念，并且規定每個生態小鎮統一采用750mX750m的基礎架空平臺作為建設基座，要求通過合理規劃5個2萬人規模的宜居生態小鎮的散點布局，體現對地段超大尺度空間的整體響應，更好地發揮一期建設的示范效應和帶動作用，形成點狀“生態島”式的曹妃甸新城發展模式；同時，散點布局的生態小鎮模式，也能最大限度減小對地段內水系、濕地等環境現狀的破壞，體現對場地現狀的保護性開發策略。經過任務轉化，既滿足了BARC項目提出的設計要求，也使5組學生只需分別關注一個2萬人小鎮的城市設計，由此很好地保證了教學活動的順利開展。

2.4 生態技術與空間形態

在生態城市總體定位前提下，對于生態技術的考慮也需要擺脫技術范疇的桎梏，而應該更多地關注技術與藝術的有機結合，通過建筑與規劃的語言來重新詮釋生態技術，采用形式語言來重新塑造生態建筑和生態城市，也是本課程教學的一個難點。在教學過程中，要求深入探討未來生態城市的可能模式，構想生態技術元素與城市空間形態的有機結合，不但考慮將技術元素直接作為小鎮的空間識別標志，而且，還注重提取與技術相關的空間形態要素，用于指導小鎮的總體空間設計，形成具有獨特魅力的城市空間形態。例如，在城市地標方面，風能小鎮中賦有節奏感的風能發電機、太陽能小鎮中的“能量樹”陣系統、廢熱能小鎮中的輸熱管道、潮汐能小鎮中的潮汐噴泉以及生物能小鎮中的非線性自行車道，都與景觀系統相結合，為城市創造了醒目的地標。而在空間形態方面，太陽能小鎮中，根據冬夏兩季人們上下班時太陽方位角的斜率，確定城市景觀廊道的空間走向，使人們能從光線和投影的變化中感受生活的意義；生物能小鎮中，通過合理規劃自行車道，使其成為串聯各功能組團的空間要素，體現了城市公共空間的均好特征；在風能小鎮中，規劃形成的喇叭口狀的導風通道很好地體現了運用設計手段駕馭風的設計構想，也形成了小鎮獨特的空間形態。

3.作業解析

根據BARC項目的總體要求，曹妃甸新城的規劃設計目標是探索生態城市新模式。近年來，建筑領域的生態可持續研究已經從最初的概念構想逐漸轉向技術落實，從偏向技術堆砌的示范型項目研究逐漸轉向關注適宜技術的應用型項目研究，從注重改善單體可持續性能研究逐漸轉向基于可再生能源利用等宏觀視角的生態系統研究。課程要求學生正確認識生態與可持續發展理念，以實踐應用的適宜技術及暢想型未來技術研究為基礎，確定生態策略和技術方向，探討生態技術的集成應用手段；同時，結合概念性城市設計特點，用設計語言充分展示可持續發展觀念以及建筑專業主導下的生態城市模式特征。

課程最終作業形成“從生態小鎮到生態城市”的系列設計展板，并于2010年8月14日－9月5日上海世博會期間，在荷蘭文化館內向公眾公開展覽。提交作業不但很好地闡述了“負碳城市”的總體生態設計理念，而且重點關注可再生能源在各個生態小鎮中的集成應用。根據所處位置的不同，5個散點分布的生態小鎮分別基于一種可再生能源利用模式進行規劃設計，通過強調將城市能量來源的空間可視化，勾畫出未來城市空間與生態技術相結合的獨特城市形態，為探討未來城市模式提供了有益的思路。以下分別解析5個生態小鎮的方案設計特點（圖4）。

3.1 潮汐能小鎮

A組作業規劃設計位于地段西南角，靠近海邊的“潮汐能小鎮”，主要關注海洋潮汐能的綜合應用。作業從能源利用角度，根據地段防波堤現狀，規劃設置兩座潮汐能發電站，為社區提供生活能源，作為城市生活的能量來源；從空間形態角度，為強調能源對城市生活的重要性，在城市中心與發電站之間形成以水為主題的視覺和景觀通廊， 并通過有序組織的水景觀，構想形成梯級發電的能源供給體系。同時，還考慮利用潮汐造成的壓力變化，形成城市噴泉景觀系統，使自然能源以直觀的形式向公眾展示（圖5）。

3.2 太陽能小鎮

B組作業規劃設計處于中央的“太陽能小鎮”，主要關注太陽光能的綜合利用。作業從能源利用角度，不但在屋頂、陽臺立面等建筑表面充分考慮了光伏發電技術、太陽能熱水等常規技術，還結合小鎮公共綠地系統構想了為城市提供能源的“能量樹”系統，設想每個光伏發電模塊可以滿足一家人的能源使用，每組模塊組成的太陽能葉片可以滿足一個社區的能源使用，隨著人口的增長，“能量樹”可以實現動態增長。這種“能量樹”不但滿足了城鎮規模不斷增長所帶來的能源消耗上升的需求，而且在空間形態方面，其本身也成為小鎮的城市地標。同時，前文所述的城市景觀廊道以及陽光草坪等景觀體系構成，也體現出對太陽的充分考慮（圖6）。

3.3 廢熱能小鎮

C組作業規劃設計位于地段西北角，靠近新首鋼廠區的“廢熱能小鎮”，主要關注工業廢熱能量的再利用。作業從能源利用角度，重點考慮利用首鋼廠區煉鋼作業中產生的工業廢熱，通過輸熱管道引入城市，在提供日常生活熱水、冬季供暖等常規能源的同時，也考慮一次使用后的廢熱與公共綠地土壤之間的二次熱交換，在冬季的北方地區城市中創造春意盎然的獨特生態景觀。同時，重點突出輸熱管道在空間中的走勢和形態，用不同顏色的管道表征輸入的不同熱源類型，從而形成立體豐富的空間景觀體系，并能據此組織小鎮的整體空間形態，形成疏密有致的景觀中心和生態廊道（圖7）。

3.4 海風能小鎮

D組作業規劃設計位于地段東南角，另一個靠近海邊的“海風能小鎮”，主要關注海陸風的綜合利用。作業從能源利用角度，重點考慮根據海陸風流向以及夏季主導風向，合理規劃建筑整體布局的空間結構及公共空間結構，依據主導風向，東南向面向渤海灣開敞，而西北向則考慮對冬季西北風的有效遮擋，通過規劃形成喇叭口狀的導風通道，主動引導風的流向，用于風能發電，也形成了該小鎮獨特的空間形態。另外，該作業還在城市總體層面和建筑組團層面，分別構想了風帽發電、風幕墻等多種風能利用模式，這些模式的探討，很好地體現了運用設計手段駕馭風能的設計構想（圖8）。

3.5 生物能小鎮

E組作業規劃設計位于地段東北角的“生物能小鎮”，主要關注人、畜、植物等生物能源的綜合利用。作業在能源利用方面，重點關注人類跑步、拳擊、輪滑等體育鍛煉運動，蹦迪、戲水等娛樂休閑活動，以及騎自行車上下班等日常活動中產生能量的收集與再利用。該小鎮的整體空間形態依據處于不同標高的一系列空間曲面步道構成，通過合理規劃自行車道和人行步道，使其成為串聯各功能組團的空間要素，體現了城市公共空間的均好特征；同時，賦有動感的不規則曲面形態與規整的居住組團形成了鮮明的對比，從而突顯生態城市中對生物（尤其是人）的運動產能再利用的重要性（圖9）。

4.教學啟示

4.1 負碳理念引導技術探索

課程確定的“負碳城市”規劃設計理念，要求在生態技術利用方面不能簡單的考慮綠化環境，而更多的需要通過案例研究和科學想像，深入挖掘地段所在地太陽能、風能、潮汐能等可再生能源綜合利用的潛力，在節能減排的同時更要探索從自然界獲取清潔能源的方式。課程通過5組學生針對不同可再生能源利用技術的深入探討，既培養和鍛煉了學生基于科學技術的城市設計想像力和創造力，也體現出課程作業研究具有深度和廣度的特征。同時，與國內外知名設計團隊的合作探討，引導和激發了學生對先進理念和方法的學習熱情，以及對生態技術的探索熱情。

4.2 接力模式激發設計創作

BARC項目采用設計接力的模式，其特點在于各個專業團隊之間，既是一種特殊形式的合作，也存在某種形式的競爭。將課程教學與這種獨特的設計模式相結合，有利于激發學生的設計熱情，更好地理解城市設計多方案良性競爭的特點，以及體現不同設計理念的空間片段交織所形成的獨特城市魅力；而設計接力的模式也引發了各組學生對后續團隊的可能設計思路的猜測，更加激發了追求高水準設計方案的動力。同時，鑒于項目非常規的時間要求，為應對超短的工作周期，要求盡可能地提高工作效率，促進及時的設計溝通，教學采用了集中的工作營方式，在密集的互動討論中，相互激發設計靈感，也促進了對未來生態城市模式進行深入探討的設計熱情。

4.3 國際合作拓寬專業視野

在課程的教學過程中，來自美國的特倫斯·庫里（Terrence Curry）和來自墨西哥的亞歷克斯·坎普魯維（Alex Camprubi）兩位外籍教師也作為指導教師加入教學團隊，形成了純英語環境的教學平臺和教學模式。這種國際化的授課模式既訓練和增強了學生的專業外語聽、說能力，通過前期的外文文獻查詢以及設計過程中的英文圖紙表達，也培養了學生的綜合表達能力。而外教的積極參與也帶來了一些新的觀念和設計思路，在相互交流中不斷碰撞出靈感火花，使學生能更好地體會國際化的設計理念及思維模式之間的差異，也更好地理解了概念性城市設計關注點的復雜性和多樣性。同時，外教對于設計過程的組織模式以及注重手繪的方法要求，使學生更好地理解和掌握了設計概念的表達手段；而他們認真、負責的教學態度以及嚴格的教學要求，也很好地保證了設計成果的質量和水平（圖10）。

在此感謝唐山市規劃局、荷蘭動態城市基金會提供的參與此次活動的機會，感謝北京清華城市規劃設計研究院提供曹妃甸新城總體規劃及其他資料，特別感謝北京清華城市規劃設計研究院梁偉副院長對教學工作的大力支持。另外，還要感謝亞歷克斯·坎普魯維對課程教學的熱情和付出的不懈努力。□