安全·生态·健康:绿色城市设计的数字化转型

2019-01-04 15:43:39    作者:杨俊宴 章飙     来源:中国园林

  1 绿色城市设计的数字化新趋势

  随着以人工智能和大数据为引领的新技术越来越深地介入城市设计过程之中,绿色城市设计在保持传统设计手法的同时,呈现出全链条的数字化技术转型趋势,直面本土问题、探索方法创新的案例在各地设计实践中不断涌现。数字技术凭借其能满足大尺度化、高颗粒化、人本量化和经验量化等诸多需求的特性,不仅能够给予绿色城市设计以有效的技术支撑,同时也为其提供了全新的研究视角。

  2 多维需求的绿色城市设计数字化技术

  溯源现代绿色城市设计的根本出发点,其核心内容始终围绕着提升城市品质、强化城市特色和优化人居环境三大目标。数字化技术是在传统生态健康导向城市设计技术方法基础上的拓展与延伸,能够让设计师获得多样化的新数据与新方法,并以此为基础作出更加理性的分析与判断。数字化技术能更好地掌握人群需求并提供多样化的空间场所,提升城市公共空间品质;能更全面地挖掘城市资源,从整体与节点上强化城市空间特色;能对城市环境数据进行采集、分析和模拟,最大限度地优化人居环境质量。以上述三大核心目标为导向,建构多维需求的绿色城市设计数字化技术方法框架,并划分安全、生态、健康3种维度(图1)。

绿色城市设计的数字化转型

▲图1 多维需求的绿色城市设计数字化技术方法框架(作者绘)

  3 安全范式:保障城市环境安全发展基础

  安全范式可分为开发边界控制、生态容量控制和雨洪安全三方面,开发边界与生态容量控制是从整体视角出发,对城市或片区的开发建设进行全局把控;雨洪安全则是从防灾减灾的角度寻求对雨洪资源的管理与利用。

  在某滨水地段城市设计中,以街区作为研究单元,将影响因素分成三大类,即服务支撑、交通支撑和资源支撑要素,并将其细分为城市中心因子、用地布局因子、道路交通因子、区域交通因子、绿地景观因子和滨水景观因子6个支撑因子,在GIS数据分析平台中进行无权重叠加运算,从而得到片区空间容量的等级分区(图2)。

绿色城市设计的数字化转型

▲图2 多因子叠加模拟量化开发容量(杨俊宴工作室项目成果文本)

  4 生态范式:构建城市环境友好发展格局

  生态范式主要方法包括山水格局分析、生境网络分析和水生态优化等,通过对山水格局的数字化分析,有利于从整体把握城市的山水骨架,并结合都市骨架、人文骨架的分析研究,提炼城市空间特色,通过多要素管控进行空间落实。

  在中部某城市的总体城市设计实践中,通过对城市山水格局、湿地公园和生态廊道等的实地调研,并结合文献资料对现状生境网络问题进行归纳总结。以问题为导向,分别从生境网络格局指数、生态敏感区保护2个维度建构生境网络评价方法,进而对生境网络及其四要素——核心保护区、生境斑块、廊道结构和跳板结构的规划布局作出指引与优化(图3)。

绿色城市设计的数字化转型

▲图3 城市生境网络四要素规划对策(杨俊宴工作室项目成果文本)

  5 健康范式:提升城市环境美丽发展体系

  健康范式主要包括物理环境模拟与优化、植物群落优化、绿色景观视廊营造、山水感知度分析,以及绿地匹配度优化等数字化技术方法。

  物理环境模拟与优化主要采取模拟与实测相结合的方法,运用卫星遥感技术、Phoenics流体计算软件、SoundPlan软件等对城市或片区的热环境(图4)、风环境(图5)和声环境(图6)进行全范围模拟,分析现状存在的问题,进而提出物理环境提升策略和空间形态管制措施,同时在方案比选阶段对多个方案进行验证和反馈,积极应用于方案深度设计与优化阶段。

绿色城市设计的数字化转型

▲图4 基于Ecotect软件的热环境分析(杨俊宴工作室项目成果文本)

绿色城市设计的数字化转型

▲图5 基于Phoenics软件的风环境分析(杨俊宴工作室项目成果文本)

绿色城市设计的数字化转型

▲图6 基于Cadna/A软件的声环境分析(杨俊宴工作室项目成果文本)

  6 结语

  笔者通过对近年来开展的规划设计实践的分析总结,从中凝练出安全、生态、健康三大技术范式,并详细阐述了各范式所对应的数字化技术方法,旨在完善绿色城市设计的技术方法体系。通过对数字化技术方法的总结,试图从中发现未来数字化技术发展的趋势与方向,也为推动数字化方法的实践应用提供一定参考。

  杨俊宴,东南大学建筑学院教授

  章飙,东南大学建筑学院在读博士研究生

编辑:liqing

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