循环的自然——深圳光明科学家谷

森林中的都市聚落之舞 

序篇 

▲模型照片

▲获奖方案鸟瞰效果图

有没有这样一种场所，它既是原始自然，又有都市密度，既是生活社区，又是城市展厅，既是度假佳地，又是高效园区，既是技术门户，又是人文乐园，一个自我循环的都市聚落，一个超越边界的全维社区？  

2022年，光明科学家谷项目作为一种对未来生活场景的实际畅想，以国际设计竞赛的方式被提出。意在探索这样一种城市业态的新模式——一个处于原始自然环境中的，高密度的，科学家的家。  

2022年3月，局内设计，陈东华建筑设计咨询（深圳）有限公司广州分公司，普罗建筑（普罗忆象建筑设计（北京）有限公司）三家中国本土事务所形成联合体，希望利用这次竞赛通过合作研究性工作坊的模式，一方面提出对于深圳本土自然与都市更加具有普适性的设计范式思考，另一方面为具有在地性和前瞻性的人文主义标志性设计理念进行身体力行的探索及推广。  

资格预审阶段，我们联合体提供的方案在国内外75个投标申请人、共计173家优秀公司的方案中突破重围，成功入围前五。方案评标会阶段，我们与国际著名设计公司Mecanoo International、MVRDV，Miralles等同台竞技，最终成功入围中标候选方案，取得了前三的好成绩。  

“光明谷”的设计出发点始于张之杨、陈东华、常可、李汶翰四位建筑师对于几个宏观“建筑问题”的集体讨论：  

1. 适用于深圳的自然原型到底是什么？  

2. 城市高密度的便利性，民主性与原始自然的休闲性能否达到一种平衡？  

3. 城市的设计范式和建设范式可否自下而上？  

4. 设计的标志性能否通过场所特质得以传达？  

在三轮方案设计工作坊的过程中，这些议题伴随着设计的深入不断碰撞以形成设计方案的思考与结论，虽然方案成果未能最终实现，但由此项目引发的研究与思考则并没有结束，反而我们认为将成为另一个新的起点。  

01.  

聚落原型——自然与都市，孰疏孰密？  

布局的创造性

1.1 “光明谷”的设计逻辑——从微观出发   

▲区位分析  

 ▲项目选址

 ▲科学家谷现场全景

光明科学家谷项目选址位于广东省深圳市光明区大科学装置集群核心区内，占地约 1.2 平方公里，包含莲塘水库、楼村水塘以及联系其间的山谷空间，具有山水相嵌的独特生态优势。本次招标设计内容包括科学家谷详细城市设计，以及科学家谷内两个重点项目科旅之家与多功能馆、科学公馆的建筑方案设计及深化。

莲塘水库、楼村水塘是深圳遗留下来保存极为完好的原始生态区之一，通过实地调研考察，我们发现这里的环境几乎完全没有受到城市开发的影响，保持了一个几乎原始及野生的生态系统环境。这样的自然状态给我们极大的冲击，在这样珍贵的自然遗留中进行大规模的开发，我们必须保持足够的谦卑及谨慎。同时，必须科学理性的思考整体策略，避免大开大合或先入为主的设计思路。  

经过讨论，我们认为，设想这样一个大面积的城市设计，几乎是相当于再造一个“生态城市”样板，一个自然中的独立“小社会”。如何去想象及构建其底层逻辑呢？  

在这样的场地上，我们避免采取了传统的宏观规划手段，而是决定从局部研究入手，从自下而上的角度出发，以寻找适合这里的系统化开发“建设范式”，从而以此范式建立规划设计的核心指导思想。而这样的研究就是从科学家谷核心区的设计开始入手。  

1.2 聚落之舞——核心区布局的创造  

科旅之家与多功能馆是科学家谷具有标识性、对外交流展示的科学门户，主要做会议、展览、办公、住宿等多功能于一体的服务配套。基地位置位于楼村水中面向城市的“半岛”上。用地被一条规划车行道路切割为两部分，地块1容积率1.3，地块2容积率2.2，且建筑高度不大于35米。  

 ▲设计思路 

首先，我们发现规划上的主要核心问题是被公路为南北两块的场地，这种分割，使原始山体水体及植被生态的连续性被切段。遵循尽量少介入自然的原则，我们以隧道方式处理规划路，并在沿湖地块设置覆土建筑体，使两地块的生态整体性得到延续。  

一方面，通过这个重要的处理，我们意识到，虽然功能被分为两个部分，但是整个园区可以整体规划布局，在空间美学和生态场所上融为一体。  

另一方面，北面地块较高的容积率，较低的高度，南地块会场等大跨度功能，使我们意识到，如果建立单地块的边界，都意味着较大的建筑覆盖率。那么如果将南北地块整合起来，使用一种布局系统去布局呢？由于整体基底变大，两地块建筑在单地块容积率不变的条件下，整体建筑覆盖率将进一步减少，使整体建筑之间的空隙与视觉密度降低。  

在此策略的基础上，经过多种方案的讨论，我们最终决定使建筑体成为具有中心对称散落的“小单元”所组成的聚落。这些建筑体看似在自然中自由地扭动与错落，使基地红线范围难以被感知，将建筑体似乎溶于整个山谷，实际每座建筑都避开了地形的山脊，使山顶向下的自然生态水流不会受到建筑阻碍，保证了区域长期的自然可持续性。  

这些单元聚落体看似随机，却也成一种向心之势。如同围着中心篝火舞蹈的围合组团，形成整体建筑组群的呼应和聚拢。通过“自然之环”将各聚落进一步链接，形成了“循环聚落之舞”。  

1.3 自然与人工的博弈，孰疏孰密？   

如今，由于土地的极度稀缺，深圳都市的高密度建设，在城市与自然的边界上，形成了常规性的扩张之势。当下城市发展的一个很大的问题，就是处理开发与遗留原始自然的关系。不管是“再造一座新城”还是“保护自然，拒绝开发”，这两种旗帜鲜明的态度都是过于极端的。  

光明谷的设计思路表明，在自然中做高密度开发，采取 “大疏大密”的策略是更为明智的。在局部将建筑的高度做足，使其呈“点式“聚落布局，将人工改造的投影面积尽可能做小，使疏朗的地方自然疏朗，密集的地方更加密集，同时兼顾了保留自然以及集中功能的便利性。让人工的归人工，自然的归自然，体现了理性的精神。如果在这种容积率下，刻意为了达成字面意义及视觉上的”低密度“，而将建筑做矮 ，势必会使建筑覆盖率增大，有可能造成将真实自然全然移除替代的结果。  

实际上光明谷的案例是一个机会，它呈现了如何将自然与开发这样的一个先天的矛盾问题，转化为“如何在满足城市发展的基础上，使城市和自然相融合”的问题。这预示着我们观念上需要一种转变：城市就是城市，城市也同样是自然。  

在当下的自然社会发展条件下，资源是紧缺的，我们通过局部的密度增强，为我们的生活保留了更多的发展空间与机会，而这种机会就是我们仍然能够回归我们自然的原始属性的必要条件。作为建筑师，我们认为更为重要的是应该认识到在这样的大环境趋势的文脉下，去考虑整体布局策略的方向。  

02.  

社群循环——家园与便利，社区还是分区？  

模式的先进性 

2.1 科学家的家园——如校园般的社区整体规划系统   

光明科学家谷的定位致力于打造一个“科学家的家园“，为科学家的工作和生活考虑其舒适性和便利性。那么什么是科学家们心中的”家“呢？我们对此进行了采访和研究。  

实际上，经过研究我们发现，科学家们大部分具有学者型的性格，他们对于舒适性的需求，更多建立在便利性，实用性，活跃性的基础上。我们在此希望营造一个“便利家”的概念，从交通布局规划，空间功能规划，突出方便，集约，共享等原则。  

方案充分尊重上层规划的成果和设计愿景，依据场地环境，适应场地现状形成空间结构。  

▲建筑组团布置

建筑依山就势，依照修复后的生态山脊山谷，顺应场地从南至北，从公共到私密、从城市到生态的空间结构，将场地分为功能不同的特色组团。  

▲ 道路规划

结合不同地块的坡度与高度限制，利用地形高差，增加后勤及消防道路，提高地块的可达性，减少对地形地貌的扰动与破坏。  

▲景观通廊

一谷两岸的景观通廊不仅视线通达，而且有利于季风对流，改善峡谷微环境。  

▲运动空间休闲系统：科学之径

慢行系统结合桑基鱼塘的叠水系统与之有机结合，形成峰回路转的游园体验，并和运动休闲空间编织成一个生态与公共活动的有机整体。  

▲ 总平面图

▲空间结构

根据自然景观的现有特征，从东南到西北将设计范围内的景观系统分为：楼村水湖区、叠水山谷区、以及莲塘水生态保育区。  

楼村水湖区

▲楼村水湖区

▲楼湖水湖区细部设计 

结合楼村水现有的湖体、湿地、道路情况和重要公共建筑节点的分布，运用田埂、浮桥、观景平台、水岸大草坪、局部的硬铺小广和亲水栈桥等多种形式的景观设施，在使用水岸营造多样化公共活动场所的同时，最大限度上保持水体的生态风貌，打造科学谷的自然底色和生态优先的门户形象。  

叠水山谷区

▲ 叠水山谷区 

▲科技农业试验田 + 桑基鱼塘 + 净化湿地

基于桑基鱼塘的原型，结合一谷两岸的生态廊道，构建结合生态景观、都市农业、游园体验于一体的岭南田园新风景。未来这一区域还可以作为有机农业科学研究的教育基地。  

莲塘水生态保育区  

▲莲塘水生态保育区 

▲莲塘水生态保育区：青年科学家楼

▲莲塘水生态保育区：院士楼

莲塘水生态保育区水体周边布满了高大浓密的水杉树与相思树，形成原生态并且隐匿幽静的居住场所。在其中修建亲水步道，形成哲学之径、科学之径，专供科学家漫步思考。  

2.2 科学家的家——复合集约便利的“科学综合体”  

▲科学综合体

▲车行流线

在聚落之谷的功能设计上，我们更加注重了便利性与复合性。通过将车库集约成为“交通环”，使聚落交通体在实现最小开挖的基础上，连接了居住，工作，娱乐，交往等分散的功能，使其真正成为一个“科学综合体”。地面上的绿色自然公园的融合链接与地面下的交通连接构成一个高效的社区，成为聚落城市。  

▲科学综合体效果

这种集约性同时体现在园区内建筑结构的最小落地性，如科学公馆通过几个强核心筒支撑建筑，使建筑接触地面的面积最小化，使地表自然在建筑工程后迅速恢复，并形成了宜人的“阴翳”空间。  

▲科学公馆

▲“阴翳”空间效果 

▲ “阴翳”空间的形成

03.  

构建体系——场所与标志，孰轻孰重？  

技艺，空间，景观——新的标志性  

3.1 建设范式-新建筑“五要素”  

▲建筑五要素与新建筑五要素  

▲新建筑五要素的应用  

1920年，柯布西耶提出符合当时建筑所需要的建筑五要素：底层架空、自由立面、带形长廊、自由平面、屋顶花园。今天，面对光明科学家谷的设计需求，我们提出了新建筑五要素：  

① 光伏建筑一体化 BIPV  

实现建筑美学与新能源技术的完美结合。  

② 立体绿化  

适应南方气候，在建筑立面上种植攀爬植物。利用植物攀爬的特性，形成生态遮阳、低维护、与自然环境更加融合随四季变化的“会呼吸”的建筑。  

③ 装配式结构与外立面  

工厂制造、标准化程度高、便于整合设备技术；操作环境友善、现场安装减少湿作业、减少施工过程的干扰、有利于拆卸再利用。  

④ 底层架空  

适应复杂坡地，减少对场地的破坏，形成遮阴纳凉的户外空间。  

⑤ 嵌入式车库  

利用场地高差，减少地下室覆盖的面积与车库开挖土方。鼓励分时共享，最大限度减少对原生态地貌树木的扰动。  

▲新建筑五要素区域规划应用：科学谷展厅  

 ▲新建筑五要素区域规划应用：研发平台

▲新建筑五要素区域规划应用：特色运动馆

▲新建筑五要素区域规划应用：科学社区

▲新建筑五要素区域规划应用：科学研究所

新建筑五要素非常重要的意义在于，通过对新的建设范式的系统化思考，使整个“科学家谷”的生态性与场所性这些人文精神形式化，从而形成建筑与景观形式系统性与整体性的标志性。  

3.2 重点建筑如何具体阐释“范式与场所的标志性”  

山脊、山谷生态延续到湖边的生态湿地，采用架空策略的建筑体量沿山坡布置，使自然自由漫延，同时丰富了人们的活动空间，人与自然和谐共处。所有建筑功能采用向心的聚落围屋形式，围合成了一个环形的“科学家之谷”。  

▲科旅之家与多功能馆整体效果  

▲科旅之家与多功能馆总平面图

科旅之家与多功能馆的设计主要分为三部分：南侧的科学会议中心与科技交流中心、西北侧的学者之家以及东北侧的科学驿站。  

▲地下交通功能

中部设置的绿色环廊在串联起建筑群体的同时，也串联起了地下车库，保证了车行系统的畅通无阻。  

会议中心  

▲会议中心

会议中心作为多功能馆设计的重点部分，占据场地中优质的水体景观资源。建筑设计还预设了多种的使用场景，以满足不同使用者的需求。  

▲日常模式——灵活分隔

日常模式：利用轻质隔墙将主会场分隔成 1 个 1000 平方米和 2 个 500 平方米的场地，适应不同规模活动的需求。  

▲大会场模式——合并利用

大会场模式：撤下室内隔墙，打开首层折叠玻璃门，展开伸缩棚，使室内外连成一片大空间，以适应宴会、集会等大型活动的需求。  

▲空间结构  

 ▲功能分布

科学驿站  

▲科学驿站中心水体   

 ▲科学驿站功能及流线

科学驿站紧邻会议中心，科学家们在会议结束之后，走过缓缓升起的环形地景桥，跨过机动车道，可快捷到达科学驿站。科学驿站有丰富的服务功能，可供科学大会参与者使用的宴会厅、中小型会议空间、驿站客房及其他休闲娱乐空间。  

▲科学驿站沿街面 

▲科学驿站临街层

▲科学驿站临山层  

 ▲科学驿站剖面图 

科学驿站充分利用紧靠规划道路的狭长沿街面，增加驿站的展示性功能。底层架空确保水体脉络在不被打断的同时，为驿站创造了面向溪谷的庭院景观 , 驿站 C 座 ( 会议大堂等公共功能 ) 嵌入山体，其屋顶与规划道路水平衔接，为驿站提供专属的户外活动场地，也为B座提供了便利的独立出入口，有利于未来更加灵活机动的独立管理。未来，依山傍水的科学驿站会成为科学家短期停留的中转站，多样的驿站服务为科学家提供“家”的感受。  

学者之家  

▲景色优美的学者之家   

 ▲学者之家功能分布及流线

 ▲学者之家室内空间

学者之家围绕水体布置，景色优美。功能分区上，建筑高层为私密安静的居住单元，不同户型的设置满足了不同使用者的需求；低层是供使用者休闲放松的辅助单元。结构上，采用预制钢结构与模块化构造，最大程度上保证减少对自然的破坏。  

科学公馆  

▲藏于悠密山谷中的科学公馆

科学公馆是高层次科研人才沙龙研讨、社交、接待、休闲之所，依托莲塘水库，是打造大湾区科学家研修、交往、休憩的首选地。该区域的设计分为院士楼、青年科学家楼、服务配套和科学沙龙四个部分。  

▲A3地块功能及流线分析图

双溪别墅  

 ▲双溪别墅甲座 - 台地式

▲双溪别墅甲座平面

▲双溪别墅乙座平面

院士楼与青年学者楼的设计理念基于岭南的双溪别墅、粤中四大园林以及岭南庭院。  

院士楼  

▲层层叠叠的院士楼 

▲院士楼在山体上的布局   

▲院士楼组团室内外空间分析  

▲院士楼组团轴测图

院士楼住宿区分成六个院落组团，每组房子围绕庭院，依山而起，分成台地式和架空式多种，与双溪别墅甲座与乙座相呼应。每个组团的庭院空间变化多样：架空或落地、前屋后庭或前庭后屋，展现了曲径通幽、眼前有景的空间诗意。  

 ▲院士楼庭院

青年学者楼  

▲青年学者楼俯视效果图

青年学者楼的分成沿路的配套单体建筑以及靠山远处的学者住宅组群。单体配套和开敞前院临近马路，学者住宅区集约地布置在后面的山腰，形成了“前疏后密”的空间格局。青年学者楼有序而多变的空间格局，通过一条折廊串联起来，如同疏密有致的岭南园林。  

▲学者住宅组团布局   

▲服务配套楼布局 

学者住宅组团平行等高线跌落布置，单元间形成冷巷与庭院空间，供青年科学家畅谈讨论。服务配套建筑布局垂直等高线布置，建筑依山就势，形成多层退台的屋顶花园。  

04.  

思考扩展-范式与历史，创造还是复制？  

南方的新现代性  

在这里，岭南究竟是什么？一种风格？一种样式？一种符号？都不是。岭南，首先是一种日常与经典的事实。它是一种 “空间的事实”，那就是亚热带的五岭以南；也是一种 “时间的事实”，也就是历史。这里有两种关于岭南的“时间事实”：一个是关于岭南民间的历史，一个是关于岭南建筑学科的历史。  

岭南那些高墙冷巷的村落、叠翠深深的园林、阡陌交错的桑基鱼塘、村口的乘凉大榕树、水岸粤剧戏台、围龙屋的半月池、沿街的骑楼等等，都是一代代岭南人的记忆。这些并不是一种简单的文化“符号”，而是一种集体空间，承载着岭南众人的回忆与日常。  

▲广东四大名园

其中广东四大名园的顺德清晖园、禅城梁园、番禺余荫山房、东莞可园，呈现了岭南园林几个特点：一是空间体量连房广夏、轻盈通透、内外交融，这是因为气候条件对通风、散热、遮荫的需求；二是四季常绿、野趣横生、精雕细刻，这是因为地方性的树石和岭南手工艺的丰富多样；三是格局自由、样式繁多、中西兼容，这是因为南海岸的地理位置使得岭南园林受到欧洲的文化影响比较多。  

 ▲《岭南庭院》

而莫伯治亦与夏昌世亦共同编撰《岭南庭院》一书，将那些日常、民间、传统的庭院被现代建筑师有意识地归纳整理成一个知识系统，成为学科的一部分。  

▲山庄旅舍

而另一条时间线索，则通向我们早期的岭南建筑经典，如双溪别墅、白云山庄旅社、华南植物园水榭、白天鹅宾馆等。白云山庄旅舍是一个位于白云山的代表作品。由门口到顶部，分别是水景、门厅与餐厅、中院与廊道、住宿区与内庭等几个分区，呈现一种前疏后密的布局特征。  

而一些细微的建造方式，例如中部的廊道，保留了柱子与短向的梁而取消了纵向的梁，使得连廊的方向感和纵深感更为强烈；到了住宿区的廊道，只看到了柱子和光整的楼板底部，梁都反到屋面，强调的是一种萦绕的围合感，以及对中庭景色的极致开敞。以及泳池抽象的平整吊顶和方格天窗，与侧面山体的丰富景色相碰撞。这些介于传统庭院的布局以及现代主义的抽象，让白云山庄旅舍的解读显得更加多面而浑厚。  

“学岭南经典学习”指向了一种后现代的混沌性、模糊性、多样性，旨在重新吸收中国传统、民国西洋、现代主义以及当代新生技术与文化等多个时期、多个领域的精髓，以一种朴实放松却精准有力的形式去重新诠释“岭南”地区的开放与包容。她能被不同层面解读，而不是简单的“一对一关系”，因为她是处于一种混沌的状态：因动态而连续、因多样而片断。  

▲一种模糊的状态：在传统与当代之间，在日常与学科之间

我们对光明科学家谷的设计是一种多面性的解读。这种解读与过往岭南放松、混杂的状态相类似，她在传统与当代的历史片断中自由游走，借此打破时间上的线形、固定的范式或风格；在日常与学科不同的知识型里相互交错，外部民间里的多种可能性得以至下而上、源源不断地供给建筑内部；在自然与几何之间的多种形式中交织碰撞，从而产生一种模糊而精确、松散而有力的空间类型。  

4.1 榕树头   

 ▲科旅之家与多功能馆绿环中心的“榕树头”

在岭南村落的不同空间节点往往有一些大榕树，它们是村落的第一门户和第一印象，作为村民休憩和聚集的阴影空间，当地人们称这些大榕树为“榕树头”。科旅之家与多功能馆的环廊东侧，我们种植了一颗大叶榕黄葛树，底下设置了公共的休憩空间。希望人们到达科学家谷第一眼看到的门户不是标新立异的造型，相反是广东常见的、一种公共开放的、乘凉与交流场所“榕树头”。  

4.2 岭南水 

▲位于绿谷之间的“岭南水”

科旅之家的公寓和酒店依山而建，错落有致，延续了山水走势。架空层之间流淌的“岭南水”与楼村水塘之间形成了层层叠叠的蓄水水塘，雨水季节时收集或排走山林和建筑的雨水，作为回馈和融入生态系统一部分的水系。  

4.3“楼村水台”  

▲会议中心的”楼村水台“

东侧的会议中心背靠山体和科旅之家，正面迎向楼村水塘和对岸城市轴线，在南北轴线上形成灵活变化的亲水活动场地，并引入错落有致的天然石块，营造出一种介于人工与自然的独特景观。会议中心南面为开敞通透玻璃幕墙，与可伸缩折叠的遮阳顶棚，形成舒适轻盈的遮荫空间，并延伸了南北轴线的叠水关系。会议中心南面的亭子在楼村水的北岸形成了如同传统岭南水上戏台的公共艺空间，把会议中心通透的内部展示给对岸，与楼村水南岸平台遥相呼应。  

4.4“阴影”计划   

热带主义运动中由巴西诗人安德拉德提出的食人主义文化，意指同类相食，土著通过食人来继承被食者的优秀特征的仪式。这种文化转变为巴西文艺界吞噬和吸收每一种外部文化的过程。建筑界的学者引用此概念来描述巴西的建筑运动和现象：巴西独特的建筑文化，正是“吞食”了欧洲现代主义建筑和巴西本土自然与传统的元素的结果。  

结合深圳本土的历史发展和地域特征、“亚热带主义”和“新岭南建筑”的融合是对本地传统、早期现代主义、对当今城市化热潮的吞食、吸收、转化的过程。在深圳，我们将进行一场名叫“阴影计划”的亚热带主义运动。我们的“阴翳计划”是指人工建筑的灰空间能够如同树荫一般的公共、自然、开放，希望能在深圳光明科学家谷打造一种亚热带的公共空间而提出来的设想。  

我们为每一个单体建筑外部都提供了架空或遮顶的灰空间，例如公寓、酒店、交流中心的架空首层、会议中心的伸缩遮荫顶棚、科旅之家半户外的环廊。大面积灰空间的设置在公共性和气候性的城市空间方面，作出了不可忽略的努力和贡献。  

▲不同建筑提供的底层阴影面积

▲科旅之家阴影空间效果图

05.  

结语  

▲项目整体鸟瞰效果图 

由原始森林到半自然半人工的生态湿地，再到向公众开敞的水边草坪，以及充满科技感的移动天幕。科学家之谷的标志性来自于对岭南自然不同层级的深入理解以及个体切身体验的逐级变化，是全球生态人居的典范。