从电力基础设施到赋能公园——广州番南500kV 综合变电站方案设计思考

文／张振辉 华南理工大学建筑学院 硕士生导师亚热带建筑科学国家重点实验室华南理工大学建筑设计研究院有限公司 副院长 高级工程师

江炜杰 华南理工大学建筑学院 硕士研究生

陈玮璐 华南理工大学建筑学院 博士研究生

引言

自第二次工业革命爆发以来，世界开始进入电力时代，生产与运输电能的电力基础设施如发电厂、变电站、输电铁塔等作为新的物质实体逐渐开始影响现代城市空间的塑造。中国自改革开放以来，快速工业化、城市化、信息化进程推动电力工业迅猛发展，电力基础设施建设数量急剧攀升，作为确保城市高效运转的发动机，其一方面是保障市民日常生活的必要基础设施，另一方面也占据着大量城市土地与空间资源并常常割裂了有机的城市社区。

随着城市可利用土地资源越来越稀缺，而人们对公共空间的需求却日趋复杂和多元[1]。大量建成或即将新建的电力基础设施的确是创造和改变城市公共空间的一种强大但未充分利用的动力。电力基础设施的设计常由相关专业工程师主导，以运行效率为首要目标。建筑师应主动介入这一常由专业工程师所关注的领域，充分挖掘电力基础设施参与城市公共生活的潜力，使其超越工程学的范畴，为城市建成环境和公共生活作出更积极的贡献。

1 项目概况

变电站是指运输电流的过程中，接受电流并对电压和电流进行变换、分配的场所，作为电力输配电阶段的核心节点已成为城市重要的基础设施[2]。面对当下变电站建设中日益严峻的邻避主义，番南站尝试将变电站与电力产业园结合设置，丰富其功能内涵，以期打造公众友好、具有示范带动效应的综合电力基础设施。番南站作为一种将变电站与产业园结建的新类型化尝试，承载了电力部门与社会各界的关注与期待。

番南500kV 综合变电站选址于广州亚运村以南，总用地面积近9 万平方米，地块周边水田开阔，高速、地铁通达，是都市与岭南水乡交汇之地，拥有良好的自然景观资源。任务书要求布置550kV 和220kV 变电站及其配套用房以及接近12 万平方米的电力高新科技产业园，涵盖研发中心、生产基地、培训基地等集产、学、研于一体的功能设置。原规划方案以清晰功能分区为主导，将地块南北对称分区，布置变电站和产业园两大功能组团（图1），除生产属性外，未充分挖掘园区的公共属性。本案尝试从公共生活的角度介入工程设计，探索将单一工程属性的变电站转化为功能复合的公共空间的具体策略，期待重新赋予变电站在城市图底关系中的积极地位，为变电站提供效率之外更加饱满的生活要素。

图1 原规划方案

2 设计思考

项目任务书在明确变电站及电力产业园所必要的“硬性”生产研发功能空间之外，对“软性”的公共功能空间并无明确要求。边界开放的任务书自然延伸出两大设计问题，即“组合什么”和“怎么组合”[3]，前者要求建筑师在擅长的空间操作知识之外，需要有更全面的项目解读和背景研究，结合项目内部着力点与外部塑造力[4]，提出符合当下与未来社会需求并能切实提升市民参与和城市活力的前期定位与功能业态。后者要求建筑师需对变电站各类“必须性”的生产空间有足够的了解，主动跨界学习，清晰划分设计界面，在保证变电站高效运行的基础上使其与市民公共生活和场地环境产生有益互动。

2.1 多元复合：电力产业与公共功能的互动激发

单一功能变电站所呈现出的冰冷、封闭、纯生产性的场所特征已不再适应公众对城市提供多元公共空间的要求，破除功能单一性，制造空间复杂性是使其融入公共生活的必要条件。

从内部着力点看，一方面，电气设备工艺水平经过长时间的发展与改进，城市中大部分变电站已经采用全户内化的布置方式，采用GIS 组合电器使建筑体型也有较大程度的缩小[5]，变电站不会产生对人体有害的辐射[6]，设备设施实际都可以展示。这些技术优势，唯有通过实地参观、科普展示的方式进行主动表达，才能有效消解公众心理对变电站的恐惧。同时，电力产业园的研发生产培训属性，有望通过主动展示、互动的形式，丰富园区电力科普方式。另一方面，泛电力物联网是电力企业的发展趋势之一[7]，番南站具备优渥的电力与土地资源，结合市民到达场地主要通过驾车出行的方式，园区具备与日常交通设施融合的潜力。从外部塑造力看，项目周边拥有开阔的田野水乡自然景观，西侧毗邻浮莲岗水道分支，变电站有望统筹西侧的滨河景观场地，让自然渗透进场地，以更主动的姿态接入周边场地肌理。

结合以上场地潜力，方案提出“能量小镇与赋能公园”的项目定位，期望打造一座目的地式的电力主题园区，并提出以下兼顾都市未来与日常生活的功能业态组合：以社区接待中心、电力讲堂、交互主控室、设备展厅、科创聚落组成的电力主题研学基地，面向研学团体及亲子出行；以电动汽车充换电站、便利休憩空间组成的城市服务驿站，盘活变电站优势资源；以景观步道、亲水平台、户外剧场组成的滨河休闲场地，充分利用自然资源，服务沿河骑行漫步人群。多种功能模块共同构筑番南站走向公共开放的基础底盘。

2.2 场地重构：生产空间与公共空间的有机整合

变电站作为确保城市高效运行的重要基础设施，保障其运行效率最大化是场地重构的基本原则。在满足这一原则的基础上，通过建筑师的介入，巧妙合理地置入各功能模块并有机组合场地内外各项要素，打造兼顾都市未来与自然渗透的赋能公园，以激活场所活力、吸引市民进入互动，便是设计的关键所在。

方案场地布局遵循原规划中变电站与产业园南北分置布局的基本思路，以保障园区平日运行与管理方便，在原规划体量基础上进行体量的整合与重构（图2）：将检修备品库、巡检中心用房等变电站辅助空间统合，在满足规范的前提下，适当缩小变电站各建筑间距，释放更多活动场地；将北侧园区建筑重构，组构方式抽象于岭南聚落，形成立体搭接的能量立方群，形成丰富的巷道院落空间，适应亚热带气候，园区整体建筑布局以更有机的“能量方块”回应项目周边水田肌理（图3）。

图2 整合重构后基础建筑功能布局

图3 鸟瞰图：立体搭接的建筑体量

以研学流线为设计触发点，提出以中心能量环串联场地公共空间的规划布局策略，二层漫步平台作为能量环的形式载体，串联场地东西入口并拉通南北变电站与产业园，结合观众参观体验路径耦合科创聚落、电力设备展厅、交互主控室等电力研学互动空间，塑造完整闭环的电力研学流线（图4），能量环在平面上与变电站主要生产空间脱开布置，竖向上使参观流线与工作流线垂直分置，以减少其对园区工作生产的影响，高效组织公共空间与生产空间的相互关系。

图4 二层平台耦合公共空间与研学流线

结合城市交通流线，在东侧场地主入口布置电动汽车充换电站与便利休憩空间，以连接城市并吸引市民进入，结合研学流线，布置社区接待中心与电力讲堂，作为流线的起始与收尾，打造尺度宜人、功能丰富的入口空间；西侧入口向外延伸布置滨河户外剧场，作为公共节点活化滨河空间并统合进基地场所设计中，剧场向两侧延伸步道以接入更大尺度的城市生态网络；景观设计以电路肌理为主题，采用导流形态链接场地周边田野水乡自然要素，有机组织绿化与人的活动，为场地“充电”赋能（图5）。

图5 夜景鸟瞰图

2.3 魅力体验：塑造多维电力感知互动场景

多元复合与场地重构的目标是营造多维度的魅力体验。

市民从城市方向驾车接近场地，位于基地东南角的产业办公体量上半部分向城市一侧扭转一定角度，以更加主动的形体姿态和强烈的雕塑感与从城市而来的市民对话，吸引其进入园区探索和体验（图6）。

图6 东侧城市界面

进入园区，便可将车停入电动汽车充电站内充电，充电站采用大跨度的伞型结构，结构两侧吊顶采用木色格栅营造亲切氛围，前后两跨结构交界处的玻璃天窗令天光弥漫并补充空间采光，在天窗下设置绿植等生态元素提升场所活力并营造亲近体验（图7）；便利休憩空间置于入口二层平台之下，支撑结构与充电站共构，有机延伸；入口两侧的电力讲堂与社区接待中心结合通往二层平台的阶梯布置，通透幕墙使内外一体，利于营造社区氛围；入口空间将电力设施与日常生活、自然元素与人工元素充分融合，使市民体验其为人们日常生活赋能的具体场景。

图7 入口空间：电动汽车充换电站

走上二层平台，可一览由各类电力展场所构筑的丰盛电力研学场景，沿平台行走，各个展示空间各有亮点：4 个大小不一、高度错落的科创聚落，将科研人员的日常讨论与实验互动情景面向市民（图8）；再往前，置于电容电抗楼屋面的电力展厅扭转角度直面来访流线，展厅室内采用银色金属饰面，在屋面结构交界处布置发光灯带，打造极具科技未来感的科普场所（图9），沿室内踏步可进入连接500kV 电站的玻璃连廊，近距离感受电气设备的工作场景；返回平台，最后部分为单柱支撑的交互主控室，单柱结构塑造了其四面通透开放的展示界面，通过可视化信息展示系统展现电站平稳高效运行的良好现状。

图8 科创聚落

图9 电力设备展厅

沿台阶向下走入中心广场，天色渐暗，广场能量灯带逐渐由四周亮起向中心汇聚并点亮由数百个圆形感应装置组成的踏电地面（图10），当人们在该区域走路或跑跳时会产生电能，驱动周边导流灯带增强亮度，使市民通过亲身互动体验感受电力魅力；灯光在夜晚从包裹着建筑的U 型玻璃透出，用建筑语言传递看不见、摸不着的“电”这一主题。

图10 广场能量灯带与踏电地面

园区内随处可见的自然元素与高技未来的建筑品相共融，结合多维电力互动空间，打造充满自然感、科技感的变电园区，营造了充满魅力体验的赋能公园。

结语

以“基础功能高效运行+公共空间多维体验”策略，塑造面向未来的城市基础设施。番南变电站方案设计尊重变电站作为城市基础设施这一根本属性，结合其与产业园共建的潜力，将人与社会的新需求、多面向功能及在地环境有机融合，通过多元复合与场地重构，塑造了电力多维感知与互动体验的新颖场景。当多元的公共功能稀释了基础设施单一的工程属性，丰盛的事件场景被有意纳入设计之后，基础设施便能与市民日常公共生活产生良性互动，化“邻避”为“邻近”，成为未来城市基础设施空间创新的有效途径。

项目信息：

设计单位：华南理工大学建筑设计研究院有限公司、中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司

投标方案阶段建筑设计人员：张振辉、陈玮璐、黄翰星、周沫、程惊宇、江炜杰、李兆楠、周文昭、黄登、吴乃俊、李子力

投标方案设计时间：2021.03—2021.05

图片来源：

图1、图2、图4：作者自绘其余图片来源于广州变电站景观及功能设计国际竞赛（专业组）500Kv番南变电站投标方案文本