清華大學(xué)山西清潔能源研究院科研創(chuàng)新空間設(shè)計(jì)

溫 晉 媛

(山西省晉設(shè)拓凡建筑設(shè)計(jì)咨詢有限公司，山西 太原 030013)

清華大學(xué)山西清潔能源研究院科研創(chuàng)新空間設(shè)計(jì)

溫 晉 媛

(山西省晉設(shè)拓凡建筑設(shè)計(jì)咨詢有限公司，山西 太原 030013)

結(jié)合清華大學(xué)山西清潔能源研究院的工程概況，確定了總體布局方案，并從流線分析、功能分區(qū)、建筑形體等方面，創(chuàng)造實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀、綠色的科研創(chuàng)新空間，將其建設(shè)成為了現(xiàn)代化標(biāo)志建筑。

空間結(jié)構(gòu)，功能分區(qū)，建筑空間

1 工程概況

清華大學(xué)山西清潔能源研究院項(xiàng)目是山西省綜改試驗(yàn)區(qū)和山西科技創(chuàng)新城建設(shè)的背景下，為與經(jīng)濟(jì)快速增長帶來的巨大能源需求同步，提高煤炭使用效率，減少環(huán)境污染，并開發(fā)其他清潔能源技術(shù)所提出的項(xiàng)目，是山西科技創(chuàng)新城核心區(qū)建設(shè)的啟動(dòng)工程，是一個(gè)適度規(guī)模的科技清潔能源研究建設(shè)與運(yùn)營項(xiàng)目。

清華大學(xué)山西清潔能源研究院項(xiàng)目用地位居省會太原南部與晉中西部交匯處，地處全省地理中心和交通樞紐。5條高速公路和石太、太中銀、大西等多條鐵路干線交匯，武宿機(jī)場國內(nèi)國際通航，區(qū)位條件十分優(yōu)越。本區(qū)為太原盆地北部區(qū)域，地勢平坦，土地開發(fā)條件好，土地資源豐富；區(qū)域內(nèi)及周邊聚集了太原理工大學(xué)、山西大學(xué)、中北大學(xué)、太原科技大學(xué)、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)、山西省農(nóng)科院、中科院山西煤化所等高校和科研機(jī)構(gòu)，區(qū)內(nèi)的山西高教園區(qū)集聚了省內(nèi)多所大專院校，教科資源集中。

2 設(shè)計(jì)策略與原則

合理分區(qū)，緊湊布局，形成實(shí)驗(yàn)、研究、公共空間三大功能模塊。以交流空間、研討空間為節(jié)點(diǎn)，串聯(lián)各功能模塊，力求協(xié)同創(chuàng)新。戶外庭院、屋頂花園等多層次空間院落相結(jié)合，創(chuàng)造自然舒適綠色的科研人文環(huán)境。與周邊環(huán)境和而不同，體現(xiàn)科創(chuàng)城時(shí)代前沿特征并融入清華元素，營造人文傳統(tǒng)與科技特色。

2.1 特色標(biāo)志性

清華大學(xué)山西清潔能源研究院位于山西科技創(chuàng)新城科技環(huán)廊上，是代表科技創(chuàng)新城形象的標(biāo)志性建筑，設(shè)計(jì)端正有力，樸素內(nèi)斂，表達(dá)古代與現(xiàn)代，厚重與輕盈，沉穩(wěn)與開朗的對立統(tǒng)一。

2.2 先進(jìn)新穎性

設(shè)計(jì)充分吸收國際化先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，用先進(jìn)的科學(xué)規(guī)劃打造集研究、研發(fā)、生產(chǎn)、生活為一體的多維功能、環(huán)境優(yōu)美和良好服務(wù)的科技創(chuàng)新園區(qū)，打造山西科技創(chuàng)新城的核心商務(wù)區(qū)，成為全省煤炭高效清潔利用技術(shù)研究的領(lǐng)頭人，抓住機(jī)遇，打造煤基科技及低碳創(chuàng)新高地。

2.3 宜居人本性

以人為本，兼收并蓄，注重人文景觀效果，塑造優(yōu)美、寧靜的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和人性化的工作空間。室內(nèi)外空間環(huán)境的宜居性將直接影響到工作、生活在其中的人。

2.4 通用持續(xù)性

堅(jiān)持新思路、高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮功能特點(diǎn)，在服從工藝需求前提下，滿足一般和特殊、當(dāng)前和長遠(yuǎn)的要求；實(shí)驗(yàn)、研究、學(xué)術(shù)交流建筑堅(jiān)持以通用為主，適應(yīng)變化，形成通用高效的綜合科研系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)建筑應(yīng)該考慮動(dòng)態(tài)使用，便于在實(shí)際使用中，隨著科學(xué)的發(fā)展而進(jìn)行調(diào)整。

2.5 高效便捷性

堅(jiān)持高科技、高效益，運(yùn)用現(xiàn)代信息控制手段，軟硬件并重，循環(huán)集約，資源共享，設(shè)施共用，合理選擇技術(shù)和設(shè)備方案，優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)方式，便于運(yùn)行管理，構(gòu)建高效、便捷、安全、合理的工作環(huán)境，提高建筑的技術(shù)含量和使用壽命，注重投資效益與運(yùn)行成本。

2.6 生態(tài)和諧性

清華大學(xué)山西清潔能源研究院是環(huán)境、建筑、人三者的和諧統(tǒng)一體，規(guī)劃中充分尊重人文、社會和自然環(huán)境，通過建筑環(huán)境空間組合和布局，創(chuàng)造獨(dú)特的空間形態(tài)；采用生態(tài)節(jié)能環(huán)保新技術(shù)，應(yīng)用綠色生態(tài)建筑的概念，實(shí)現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益的統(tǒng)一，人、建筑與自然和諧統(tǒng)一。從基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、建筑景觀營造到管理經(jīng)營模式均以可持續(xù)發(fā)展原則作為指南，貫徹節(jié)能環(huán)保理念。

2.7 網(wǎng)絡(luò)智能性

順應(yīng)21世紀(jì)清潔能源科學(xué)研究發(fā)展的趨勢，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代和知識經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，向網(wǎng)絡(luò)化、智能型科研建筑方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)硬件和軟件雙先進(jìn)。

2.8 經(jīng)濟(jì)節(jié)約性

設(shè)計(jì)中要充分重視經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益的綜合優(yōu)化。達(dá)到功能先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)能省地，規(guī)劃結(jié)構(gòu)“緊湊、集中、高效”，嚴(yán)格按照批復(fù)投資進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，既適應(yīng)近期發(fā)展需要，又為其長期可持續(xù)發(fā)展留有余地，還為整個(gè)社會節(jié)約資源。

3 規(guī)劃分析

3.1 空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃

秉承整體設(shè)計(jì)理念，以“一核一軸一帶”構(gòu)建空間秩序。

“一核”——建筑內(nèi)部庭院是核心節(jié)點(diǎn)?！耙惠S”——東西向“生態(tài)軸”，形成建筑與東側(cè)景觀公園的有機(jī)聯(lián)系，構(gòu)建景觀廊道?！耙粠А薄眰?cè)、西側(cè)的實(shí)驗(yàn)區(qū)，南側(cè)的研究區(qū)和公共交流區(qū)，形成“科研帶”。

作為山西科技創(chuàng)新城科技環(huán)廊的重要節(jié)點(diǎn)，清華大學(xué)山西清潔能源研究院的建設(shè)，將成為區(qū)域科技創(chuàng)新中心，輻射周邊區(qū)域。東西向軸線將研究院、東側(cè)景觀公園與科技創(chuàng)新軸連接起來，形成區(qū)域完整空間骨架。

3.2 動(dòng)態(tài)交通組織

按上位規(guī)劃要求，在用地西北側(cè)設(shè)置機(jī)動(dòng)車出入口，機(jī)動(dòng)車道可供兩個(gè)方向車輛通行，在建筑西北側(cè)可通過地下車庫出入口進(jìn)入地下車庫。此外，沿建筑周邊設(shè)置消防環(huán)路。

建筑共設(shè)有4個(gè)主要出入口，人行流線為使用者提供多種可能。其中，從建筑內(nèi)庭院可以進(jìn)入北側(cè)實(shí)驗(yàn)部分、南側(cè)研究部分；東北側(cè)設(shè)有報(bào)告廳入口；西側(cè)設(shè)有高壓沉降爐入口。此外，餐廳、廚房有獨(dú)立對外入口。

3.3 靜態(tài)交通組織

場地內(nèi)規(guī)劃停車位共100個(gè)，地下停車92輛，地上車位8輛。地下車庫出入口設(shè)在場地西北側(cè)，地下車庫位于地下1層。

3.4 功能分區(qū)規(guī)劃

清華大學(xué)山西清潔能源研究院平面采用“C”字型設(shè)計(jì)，含實(shí)驗(yàn)、研究、交流三大功能空間。分區(qū)明確，經(jīng)濟(jì)合理，滿足良好的采光通風(fēng)。

實(shí)驗(yàn)空間：實(shí)驗(yàn)室及其輔助空間主要設(shè)置在建筑北部和西部，是該項(xiàng)目的主要功能。

研究空間：設(shè)置在建筑東南部，為研究人員提供研究場所，與實(shí)驗(yàn)室配套設(shè)置，方便研究人員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)工作。

交流空間：設(shè)置在2層～5層的西南部，供科研人員會議、交流使用。在建筑東南側(cè)還設(shè)有非正式交流空間，方便科研人員隨時(shí)交流思想，啟迪思維。

3.5 景觀綠化及豎向規(guī)劃

建立多層次空間景觀系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全新的空間體驗(yàn)。三層級綠地系統(tǒng)，兼顧點(diǎn)線面，使建筑內(nèi)的綠化網(wǎng)格與整個(gè)片區(qū)有機(jī)結(jié)合，融為一體。

4 建筑設(shè)計(jì)

4.1 建筑形象設(shè)計(jì)

清華大學(xué)山西清潔能源研究院作為山西科技創(chuàng)新城核心區(qū)建設(shè)的啟動(dòng)工程，是服務(wù)山西省清潔能源科技研究和自主創(chuàng)新的科研場所，又是山西科技創(chuàng)新城與清華大學(xué)進(jìn)行學(xué)術(shù)合作的重要物質(zhì)載體。因此，清潔能源研究院建筑形象設(shè)計(jì)旨在體現(xiàn)科研建筑氣質(zhì)和清華特色兩個(gè)主題，力求做到科技感、現(xiàn)代感、創(chuàng)新性和清華傳統(tǒng)校園建筑風(fēng)格可識別性的和諧統(tǒng)一。

建筑形體簡潔有力，外立面采用玻璃和鋼為主要材料，以豎向陣列的元素形成秩序感，符合科研實(shí)驗(yàn)建筑嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男愿裉卣?。?shí)驗(yàn)入口處的清水混凝土墻與城市道路平行設(shè)置，提示了建筑入口，也呼應(yīng)了周圍的城市環(huán)境。建筑東北側(cè)的1，2層局部凹進(jìn)，形成室內(nèi)外過度的灰空間。首層南側(cè)餐廳和廚房的體量用深灰色石材與豎條窗結(jié)合的立面，提示了功能的不同，也為整體建筑形象提供特色元素。建筑內(nèi)部空間則注重對清華元素的繼承和發(fā)揚(yáng)，將紅墻、拱門的標(biāo)志性元素運(yùn)用到庭院的入口處，著力與外部形象一起形成既簡潔現(xiàn)代又富于清華神韻、既內(nèi)斂又不失活潑與新意的建筑形象，表達(dá)古典與現(xiàn)代，厚重與輕盈，沉穩(wěn)與開朗的對立統(tǒng)一，在與歷史傳統(tǒng)呼應(yīng)對話的同時(shí)，又以新的面貌出現(xiàn)，同時(shí)給建筑的使用者以歸屬感和新鮮感，是歷史傳統(tǒng)在新時(shí)代的發(fā)展變奏。

4.2 建筑空間設(shè)計(jì)

建筑共設(shè)有4個(gè)主要出入口，人行流線為使用者提供多種可能。其中，從建筑內(nèi)庭院可以進(jìn)入北側(cè)實(shí)驗(yàn)部分、南側(cè)研究部分；東北側(cè)設(shè)有報(bào)告廳入口；西側(cè)設(shè)有高壓沉降爐入口。此外，餐廳、廚房有獨(dú)立對外入口。建筑北翼為實(shí)驗(yàn)部分，南翼為研究會議部分，報(bào)告廳位于北翼東側(cè)。在緊湊布局中，還留有供科研人員進(jìn)行交流的空間，作為各功能空間的聯(lián)系紐帶。

4.3 建筑功能設(shè)計(jì)

出入口：清華大學(xué)山西清潔能源研究院主要人流通過內(nèi)庭院組織。研究、實(shí)驗(yàn)、高壓沉降爐、報(bào)告廳、餐廳均有獨(dú)立出入口對外。

平面布局：建筑地上5層，地下1層。地上首層層高為4.5 m，2層～5層層高為5.1 m；地下層高為4.5 m，局部實(shí)驗(yàn)和設(shè)備用房為6 m層高。

平面布局以滿足實(shí)驗(yàn)要求為設(shè)計(jì)原則，建筑北翼主要為實(shí)驗(yàn)空間，北翼南側(cè)為輔助支持空間，采用“實(shí)驗(yàn)室+準(zhǔn)備室”的功能單元模式。南翼為配套設(shè)置的研究空間。西南側(cè)為供科研人員交流、會議的公共交流空間。建筑中部的庭院充分利用自然通風(fēng)采光。各層功能如下：

首層為餐廳、廚房、報(bào)告廳、高壓沉降爐及大型實(shí)驗(yàn)室、熱能系統(tǒng)展示機(jī)房、研究室、會議室、休息室、消防監(jiān)控、值班室等；2層為污染物控制實(shí)驗(yàn)區(qū)、實(shí)驗(yàn)室輔助空間、閱覽室、研究室、會議室、休息室等；3層為圖書館、高效發(fā)電實(shí)驗(yàn)區(qū)、實(shí)驗(yàn)室輔助空間、研究室、會議室、休息室等；4層為清潔轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)區(qū)、實(shí)驗(yàn)室輔助空間、研究室、會議室、休息室等；5層為綠色開采實(shí)驗(yàn)區(qū)、實(shí)驗(yàn)室輔助空間、研究室、會議室、休息室等；地下1層為設(shè)有停車庫、各類設(shè)備用房、庫房等。

垂直交通：建筑共布置有四組垂直疏散交通，共計(jì)四部疏散樓梯，四部電梯，其中，北側(cè)一部電梯為貨梯。

5 結(jié)語

5.1 科技之軸——?jiǎng)?chuàng)造和諧發(fā)展的科技創(chuàng)新結(jié)構(gòu)

作為山西科技創(chuàng)新城科技環(huán)廊的重要節(jié)點(diǎn)，清華大學(xué)山西清潔能源研究院的建設(shè)，將成為區(qū)域科技創(chuàng)新中心，輻射周邊區(qū)域。東西向軸線將研究院、東側(cè)景觀公園與科技創(chuàng)新軸連接起來，形成區(qū)域完整空間骨架。

5.2 創(chuàng)新之核——構(gòu)建適于知識創(chuàng)新的建筑空間

人創(chuàng)造空間，空間影響人。好的建筑能滿足人與人之間的交往，發(fā)散思維、激發(fā)靈感。構(gòu)建適合研究者交流啟發(fā)的空間，是設(shè)計(jì)的最基本要求。設(shè)計(jì)滿足科研實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)功能，創(chuàng)造了由室外到室內(nèi)多層級的公共交流空間。

5.3 生態(tài)之園——營造舒適親和綠色的生態(tài)環(huán)境

中國自古崇尚自然是最好的課堂。習(xí)禮大樹下，傳道杏林邊。全新的科研創(chuàng)新空間也沿襲傳統(tǒng)思想，重視自然對心靈的教化作用。綠色生態(tài)環(huán)境也是可持續(xù)發(fā)展的永恒主題。設(shè)計(jì)中延續(xù)了中國傳統(tǒng)園林的一脈相承，外部環(huán)境和內(nèi)部空間相互滲透，營造舒適親和綠色的科研空間。

The scientific research innovation space design of Shanxi Clean Energy Research Institute of Tsinghua University

Wen Jinyuan

(ShanxiJinshetuofanArchitecturalDesignConsultingLimitedCompany,Taiyuan030013,China)

Combining with the engineering situation of Shanxi Clean Energy Research Institute of Tsinghua University, this paper determined the overall layout scheme, and from streamline analysis, function partition, architectural form and other aspects, created the practical, economic, beautiful, green innovation space, made its construction become the symbol of modern architecture.

spatial structure, function partition, architectural space

1009-6825(2017)22-0013-02

2017-05-26

溫晉媛(1981- )，女，工程師

TU244.4

A