“城市翻修”教学系列报告（七）：曹妃甸新城概念性城市设计

朱文一，张弘

清华大学建筑设计课程“城市翻修”主题系列

主持教师：朱文一教授

研究生建筑专业设计课程

课程名称：建筑与城市设计（建筑专业限选）

课程编号：70000044

课程时间：2009年秋季学期

建筑设计专题

专题题目：曹妃甸新城概念性城市设计

时间安排：2010.01.12－2010.01.26

指导教师：朱文一、特伦斯·库里（Terrence Curry）、宋晔皓、张弘

外聘指导：亚历克斯·坎普鲁维（Alex Camprubi，墨西哥）

选课学生：2008、2009级研究生

A组：高玉琛、张硕

B组：郝石盟、潘曦

C组：赵海翔、张隽岑

D组：殷晓锋、李佳奇

E组：李倩怡、赵齐

1.课程计划

在清华大学建筑学院研究生的教学计划中，设计课程是建筑学专业一年级研究生的必修课程。该课程根据不同指导教师提出的设计选题分成4－5个教学小组，每个小组包括2－3名教师，4－8名学生，由学生根据各自的兴趣报名参加。2008年以来，朱文一教授在该课程的教学中，以“城市翻修”为主题设置设计课程题目，目的在于培养学生应对城市快速发展中出现的空间问题，强调社会、文化、经济等宏观视野下的建筑与城市设计。

1.1 教学目的

课程要求学生从城市发展的宏观背景出发，思考建筑与城市的关系，既拓展学生对城市问题思考的范围和深度，也训练学生初步掌握城市设计的理念与方法。具体教学目的包括以下3个方面：首先，要求综合考虑地段所在地区的社会、文化、经济等因素，从城市发展角度考察地段及其周边条件，对地段的独特性进行分析，发现问题和挑战，培养学生对城市空间问题的洞察力；其次，要求理解地段与城市发展定位之间的关系，策划地段的功能定位及发展方向，拟出相应的任务书，培养学生初步的城市设计前期策划能力；最后，要求在综合分析的基础上提出解决思路，并最终落实到建筑与城市设计上，培养学生整体思维和设计能力。

1.2 课程背景

2009年秋季学期的研究生设计课程以“曹妃甸新城概念性城市设计”为题，与BARC国际建筑工作营相结合。BARC是“Beyond Architecture Regulations in China”的缩写，意指在“中国的超常规设计探索”。工作营由荷兰动态城市基金会、曹妃甸开发管理委员会组织，来自中国和荷兰的10个设计团队参加。设计团队包括中国的清华大学建筑学院、都市实践建筑设计有限公司、马达思班建筑设计事务所、业余建筑师事务所、建筑与城市设计事务所，以及来自荷兰的动态城市基金会（Dynamic City Foundation）、Z.U.S.、MVRDV、Rocksteady Design、Powerhouse Company。工作营的任务是探索河北唐山市曹妃甸新城未来50年的城市发展形态，为曹妃甸规划100万人的新城。工作营以10个团队接力赛的方式进行，每个团队在10天时间内，以前一个团队的设计成果为基础，在保留25%成果内容的前提下，为5年内计划新增的10万人规划生存空间。最终通过10个团队的共同努力，打造未来曹妃甸新城独具特色的生态城市形态，进行中国的超常规设计探索（图1、2）。

1 曹妃甸新城区位关系

2 设计地段及研究范围

3 清华团队招募海报

工作营从2009年8月－2010年8月，为期1年。经过3个月的精心筹划和组织，工作营于2009年12月4－8日正式启动，各设计团队在“深圳双年展”上针对可持续发展进行了概念陈述，并确定了设计接力赛的先后次序。2010年1月18－28日，由5名指导教师，以及自愿报名参加的10名研究生组成的清华大学建筑学院团队作为设计接力的“第一棒”，完成了此次工作营第一阶段的设计工作，将设计成果的三维数字模型作为基础条件传递给“第二棒”。第一棒工作的第二阶段在2月18－25日展开，完成最终成果的图纸表达。以此类推，10个团队的接力赛成果汇总，于2010年8月14日－9月5日的上海世博会期间，在荷兰文化馆面向公众展览（图3）。

1.3 课程要求

课程要求对河北曹妃甸新城的未来发展及城市形态进行概念性的策划和设计，内容主要包括城市背景与技术资料研究、城市发展总体策略、城市空间与形态构想、生态技术应用策略等4个部分内容。

地段所在城市是被称为中国经济增长又一热点的河北省唐山市曹妃甸， 规划中的曹妃甸新城位于沿海滩涂上，西距曹妃甸港区5km，东距京唐港区25km，距母城唐山80km，距北京220km。虽然地段现状仍是一片荒芜人烟的滩涂地，但随着首钢确定搬迁落户此地，未来将规划建设一座占地140km2，总人口100万人的曹妃甸新城，作为新首钢的生活服务配套基地。课程要求深刻理解城市发展宏观背景，了解中国城市的发展战略，解读热点地区的城市建设状况，从总体角度认识急速发展城市的功能定位及建设模式。

课程设计的研究范围占地140km2，具体的设计地段选址和范围自拟，规划目标是在5年内打造10万人规模的曹妃甸新城一期空间，为未来的生态城市建设奠定基础。 因此，课程要求根据总体空间策略和形态意象，并对建设用地进行合理选址，确定城市一期建设用地的范围和规模，规划城市形态及交通、景观之间的空间关联，实现城市的有机可持续发展。同时，要求充分考虑设计接力的因素，合理选择规划理念和策略，既为未来的城市形态发展奠定基调，也使经各团队筛选后的规划“基因”能更好的留存。

地段所在的曹妃甸新城定位为国际生态城，规划从能源、环境、资源、交通、建筑等方面，整体、全面地呈现生态愿景，体现可持续发展观念。研究已有生态城项目，有助于更好地理解并实现这一宏伟的城市发展蓝图。此前，国内一些城市已经开始计划或者正在实施类似的生态城项目，例如，中国和新加坡合作的位于滨海新区内的天津生态城等项目，这些项目的经验和教训都可以启发课程设计的思考和研究。课程要求应对低碳城市和可持续发展的总体定位，通过案例研究，深入挖掘当地太阳能、潮汐能、风能、工业废热等可再生能源的利用潜力，确定可行技术策略和发展方向，并给出相应的城市空间意象。

2.教学难点

2.1 要求转化与教学结合

在参与BARC项目的10家设计团队中，清华大学团队作为其中唯一的教学单位，设计过程应与教学过程相结合，成果应充分体现研究型设计的方案特色。因此，如何对活动组织方提供的竞赛任务书进行重新解读，将其任务要求进行合理转化，使之符合设计课程教学的特点，满足教学目的和要求，成为本课程教学的一个难点。在教学过程中，将设计任务内容进行了层级分解和合理转化，由教师团队确定规划的总体构思和生态概念，并基本保证整体设计方案在规则和技术层面的合理性，以此保证设计成果的专业水准，实现与其他团队的有效衔接。例如，在设计中关注与周边发展要素的空间关联与配套衔接，综合规划了城市轻轨与快速公交BRT系统，形成相对完整合理的城市公共交通体系，用于联系地段与周边产业园区；同时，综合考虑与未来将形成的城际铁路、游船码头等公共交通枢纽的相互衔接，为城市的未来发展预留了接口等。而学生团队除前期的分析研究和基础准备工作外，主要在任务书指导下，针对给定的设计要求展开深化的概念性城市设计，重点关注概念方案的形象化表达，深入探讨未来生态城市的可能模式，构想生态技术与城市形态空间的有机结合方式。例如，充分考虑生态技术元素与城市空间形态的有机结合，不但设计将一些技术元素直接作为城市的识别标志，而且在规划中还注重提取与技术相关的空间形态要素，用于指导城市片段的总体空间形态。

2.2 短暂周期与过程分解

与常规设计课程的长设计周期不同，此次教学的周期由于受到BARC项目组织形式的限制，进行概念性城市设计的周期只有短短的10天。在有限、紧张的时间内，合理安排设计周期和任务，充分调动学生的积极性，提高设计效率，也成为本课程教学的难点之一。在教学中采用了封闭工作营的教学方式，在10天时间内，将教师、学生以及计算机设备等资源集中在studio教室中开展团队合作，通过这种短期的资源集中方式，可以达到增加思维碰撞强度和频度、激发团队创作热情的目的。同时，针对紧张的时间周期问题，也为了能更好地满足教学要求、合理组织教学工作，将教学过程分解为3个阶段：第1阶段是分析研究阶段，主要是向学生明确教学任务，对场地分析与研究，即了解地段及所在城市的现状与规划，内容包括：查阅国内外低碳城市设计案例，进行专家座谈，建立地段现状的三维数字模型等，也包括教师明确生态策略和总体定位，讨论并形成城市空间形态的初步构想，转化教学要求，分解教学任务等；第2阶段是概念设计阶段，内容包括：集体完成总体规划的构想设计，梳理地段及周边交通体系，确定城市空间形态和生态技术策略，以及各组学生分别依据一类可再生能源的综合利用特点，规划设计一定规模的生态城市空间片段，以及建立概念性城市设计方案三维数字模型等；第3阶段是成果总结阶段，内容包括：深化概念性构思、城市空间形态、可再生能源综合利用体系等设计构思和具体方案的图形表达，制作用于方案展示的数字模型和展板等。

2.3 10万人生态城构想

BARC项目明确提出，每个设计团队需要考虑在5年规划周期内满足10万人生存空间的设计目标。而基于10万人规模尺度的城市设计，尤其是未来生态城的设计任务要求，对于研究生来说都是一项具有很大难度的设计挑战，在短时间内很难形成成熟的设计成果。因此，重新合理地确定学生更加容易驾驭的设计规模和尺度，使之能更快地投入概念性城市设计工作，是本课程教学的另一个难点。在教学过程中，充分考虑快速建设的实际需求，以及作为未来大规模城市第一阶段的总体定位，摒弃了选用一块集中用地作为启动区的常规规划思路，采用化整为零、化繁为简的设计策略。在教学过程中，首先提出了建设生态小镇的规划理念，并且规定每个生态小镇统一采用750mX750m的基础架空平台作为建设基座，要求通过合理规划5个2万人规模的宜居生态小镇的散点布局，体现对地段超大尺度空间的整体响应，更好地发挥一期建设的示范效应和带动作用，形成点状“生态岛”式的曹妃甸新城发展模式；同时，散点布局的生态小镇模式，也能最大限度减小对地段内水系、湿地等环境现状的破坏，体现对场地现状的保护性开发策略。经过任务转化，既满足了BARC项目提出的设计要求，也使5组学生只需分别关注一个2万人小镇的城市设计，由此很好地保证了教学活动的顺利开展。

2.4 生态技术与空间形态

在生态城市总体定位前提下，对于生态技术的考虑也需要摆脱技术范畴的桎梏，而应该更多地关注技术与艺术的有机结合，通过建筑与规划的语言来重新诠释生态技术，采用形式语言来重新塑造生态建筑和生态城市，也是本课程教学的一个难点。在教学过程中，要求深入探讨未来生态城市的可能模式，构想生态技术元素与城市空间形态的有机结合，不但考虑将技术元素直接作为小镇的空间识别标志，而且，还注重提取与技术相关的空间形态要素，用于指导小镇的总体空间设计，形成具有独特魅力的城市空间形态。例如，在城市地标方面，风能小镇中赋有节奏感的风能发电机、太阳能小镇中的“能量树”阵系统、废热能小镇中的输热管道、潮汐能小镇中的潮汐喷泉以及生物能小镇中的非线性自行车道，都与景观系统相结合，为城市创造了醒目的地标。而在空间形态方面，太阳能小镇中，根据冬夏两季人们上下班时太阳方位角的斜率，确定城市景观廊道的空间走向，使人们能从光线和投影的变化中感受生活的意义；生物能小镇中，通过合理规划自行车道，使其成为串联各功能组团的空间要素，体现了城市公共空间的均好特征；在风能小镇中，规划形成的喇叭口状的导风通道很好地体现了运用设计手段驾驭风的设计构想，也形成了小镇独特的空间形态。

3.作业解析

根据BARC项目的总体要求，曹妃甸新城的规划设计目标是探索生态城市新模式。近年来，建筑领域的生态可持续研究已经从最初的概念构想逐渐转向技术落实，从偏向技术堆砌的示范型项目研究逐渐转向关注适宜技术的应用型项目研究，从注重改善单体可持续性能研究逐渐转向基于可再生能源利用等宏观视角的生态系统研究。课程要求学生正确认识生态与可持续发展理念，以实践应用的适宜技术及畅想型未来技术研究为基础，确定生态策略和技术方向，探讨生态技术的集成应用手段；同时，结合概念性城市设计特点，用设计语言充分展示可持续发展观念以及建筑专业主导下的生态城市模式特征。

课程最终作业形成“从生态小镇到生态城市”的系列设计展板，并于2010年8月14日－9月5日上海世博会期间，在荷兰文化馆内向公众公开展览。提交作业不但很好地阐述了“负碳城市”的总体生态设计理念，而且重点关注可再生能源在各个生态小镇中的集成应用。根据所处位置的不同，5个散点分布的生态小镇分别基于一种可再生能源利用模式进行规划设计，通过强调将城市能量来源的空间可视化，勾画出未来城市空间与生态技术相结合的独特城市形态，为探讨未来城市模式提供了有益的思路。以下分别解析5个生态小镇的方案设计特点（图4）。

3.1 潮汐能小镇

A组作业规划设计位于地段西南角，靠近海边的“潮汐能小镇”，主要关注海洋潮汐能的综合应用。作业从能源利用角度，根据地段防波堤现状，规划设置两座潮汐能发电站，为社区提供生活能源，作为城市生活的能量来源；从空间形态角度，为强调能源对城市生活的重要性，在城市中心与发电站之间形成以水为主题的视觉和景观通廊， 并通过有序组织的水景观，构想形成梯级发电的能源供给体系。同时，还考虑利用潮汐造成的压力变化，形成城市喷泉景观系统，使自然能源以直观的形式向公众展示（图5）。

3.2 太阳能小镇

B组作业规划设计处于中央的“太阳能小镇”，主要关注太阳光能的综合利用。作业从能源利用角度，不但在屋顶、阳台立面等建筑表面充分考虑了光伏发电技术、太阳能热水等常规技术，还结合小镇公共绿地系统构想了为城市提供能源的“能量树”系统，设想每个光伏发电模块可以满足一家人的能源使用，每组模块组成的太阳能叶片可以满足一个社区的能源使用，随着人口的增长，“能量树”可以实现动态增长。这种“能量树”不但满足了城镇规模不断增长所带来的能源消耗上升的需求，而且在空间形态方面，其本身也成为小镇的城市地标。同时，前文所述的城市景观廊道以及阳光草坪等景观体系构成，也体现出对太阳的充分考虑（图6）。

3.3 废热能小镇

C组作业规划设计位于地段西北角，靠近新首钢厂区的“废热能小镇”，主要关注工业废热能量的再利用。作业从能源利用角度，重点考虑利用首钢厂区炼钢作业中产生的工业废热，通过输热管道引入城市，在提供日常生活热水、冬季供暖等常规能源的同时，也考虑一次使用后的废热与公共绿地土壤之间的二次热交换，在冬季的北方地区城市中创造春意盎然的独特生态景观。同时，重点突出输热管道在空间中的走势和形态，用不同颜色的管道表征输入的不同热源类型，从而形成立体丰富的空间景观体系，并能据此组织小镇的整体空间形态，形成疏密有致的景观中心和生态廊道（图7）。

3.4 海风能小镇

D组作业规划设计位于地段东南角，另一个靠近海边的“海风能小镇”，主要关注海陆风的综合利用。作业从能源利用角度，重点考虑根据海陆风流向以及夏季主导风向，合理规划建筑整体布局的空间结构及公共空间结构，依据主导风向，东南向面向渤海湾开敞，而西北向则考虑对冬季西北风的有效遮挡，通过规划形成喇叭口状的导风通道，主动引导风的流向，用于风能发电，也形成了该小镇独特的空间形态。另外，该作业还在城市总体层面和建筑组团层面，分别构想了风帽发电、风幕墙等多种风能利用模式，这些模式的探讨，很好地体现了运用设计手段驾驭风能的设计构想（图8）。

3.5 生物能小镇

E组作业规划设计位于地段东北角的“生物能小镇”，主要关注人、畜、植物等生物能源的综合利用。作业在能源利用方面，重点关注人类跑步、拳击、轮滑等体育锻炼运动，蹦迪、戏水等娱乐休闲活动，以及骑自行车上下班等日常活动中产生能量的收集与再利用。该小镇的整体空间形态依据处于不同标高的一系列空间曲面步道构成，通过合理规划自行车道和人行步道，使其成为串联各功能组团的空间要素，体现了城市公共空间的均好特征；同时，赋有动感的不规则曲面形态与规整的居住组团形成了鲜明的对比，从而突显生态城市中对生物（尤其是人）的运动产能再利用的重要性（图9）。

4.教学启示

4.1 负碳理念引导技术探索

课程确定的“负碳城市”规划设计理念，要求在生态技术利用方面不能简单的考虑绿化环境，而更多的需要通过案例研究和科学想像，深入挖掘地段所在地太阳能、风能、潮汐能等可再生能源综合利用的潜力，在节能减排的同时更要探索从自然界获取清洁能源的方式。课程通过5组学生针对不同可再生能源利用技术的深入探讨，既培养和锻炼了学生基于科学技术的城市设计想像力和创造力，也体现出课程作业研究具有深度和广度的特征。同时，与国内外知名设计团队的合作探讨，引导和激发了学生对先进理念和方法的学习热情，以及对生态技术的探索热情。

4.2 接力模式激发设计创作

BARC项目采用设计接力的模式，其特点在于各个专业团队之间，既是一种特殊形式的合作，也存在某种形式的竞争。将课程教学与这种独特的设计模式相结合，有利于激发学生的设计热情，更好地理解城市设计多方案良性竞争的特点，以及体现不同设计理念的空间片段交织所形成的独特城市魅力；而设计接力的模式也引发了各组学生对后续团队的可能设计思路的猜测，更加激发了追求高水准设计方案的动力。同时，鉴于项目非常规的时间要求，为应对超短的工作周期，要求尽可能地提高工作效率，促进及时的设计沟通，教学采用了集中的工作营方式，在密集的互动讨论中，相互激发设计灵感，也促进了对未来生态城市模式进行深入探讨的设计热情。

4.3 国际合作拓宽专业视野

在课程的教学过程中，来自美国的特伦斯·库里（Terrence Curry）和来自墨西哥的亚历克斯·坎普鲁维（Alex Camprubi）两位外籍教师也作为指导教师加入教学团队，形成了纯英语环境的教学平台和教学模式。这种国际化的授课模式既训练和增强了学生的专业外语听、说能力，通过前期的外文文献查询以及设计过程中的英文图纸表达，也培养了学生的综合表达能力。而外教的积极参与也带来了一些新的观念和设计思路，在相互交流中不断碰撞出灵感火花，使学生能更好地体会国际化的设计理念及思维模式之间的差异，也更好地理解了概念性城市设计关注点的复杂性和多样性。同时，外教对于设计过程的组织模式以及注重手绘的方法要求，使学生更好地理解和掌握了设计概念的表达手段；而他们认真、负责的教学态度以及严格的教学要求，也很好地保证了设计成果的质量和水平（图10）。

在此感谢唐山市规划局、荷兰动态城市基金会提供的参与此次活动的机会，感谢北京清华城市规划设计研究院提供曹妃甸新城总体规划及其他资料，特别感谢北京清华城市规划设计研究院梁伟副院长对教学工作的大力支持。另外，还要感谢亚历克斯·坎普鲁维对课程教学的热情和付出的不懈努力。□