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广州校区的建筑与可持续设计

国际 约 9,440 字 · 20 分钟 更新

香港科技大学(广州)于 2022 年 9 月在广州南沙正式开校,是科大「一体两翼」战略的关键一步。本文聚焦其校园本身的建筑与可持续设计——这座由国际知名建筑事务所 KPF 操刀、三年建成、开校即大幅减碳的「智慧绿色校园」,本身就是一份值得记录的工程与设计成就。本文与 广州校区 互补:彼篇侧重办学定位与「枢纽—学域」学术架构,本篇侧重物质校园的设计与建造。

一句话先行:这是一座三年建成、约 1.1 平方公里、开校当天碳排放就比基准低 54% 的校园,用三条运河管住雨水、用计算流体力学替亚热带的湿热「造风」,目标 2060 年前碳中和。


一、设计团队:KPF 领衔的国际工程班底

广州南沙校园由国际建筑事务所 Kohn Pedersen Fox(KPF) 设计。据 KPF 官方介绍,整个校园 在三年内完成规划、设计与建造,KPF 团队由 逾 70 名建筑师与规划师组成,分布于纽约、上海、香港与新加坡办公室。「三年建成一座大学校园」本身即是一项颇具难度的工程成就——这也延续了清水湾校园当年「提前竣工」的建造叙事(参见 校史年表)。

一座校园不是一家事务所能独力交付的。据 BD+C 报道,项目按角色分工组织:KPF 任设计建筑师(design architect),SCAD 任在地执行建筑师(architect of record),Arup 负责机电与结构工程,景观设计由 James Corner Field Operations 承担。James Corner 事务所以纽约高线公园(High Line)闻名,把景观当作组织城市空间的骨架,这一取向在南沙校园的运河与拱廊系统里清晰可见。KPF 一侧的项目由总裁 James von Klemperer 领衔,他为校园定下的目标是 「营造一处在环境可持续的框架内鼓励创新与协作的场所」——这句话后来几乎成了整个规划的注脚:无论是中央枢纽、拱廊还是运河,都在回答「如何让人愿意相遇、又让校园对环境无害」这一个问题。

工程一侧由 Arup(奥雅纳)统包。据 Arup 项目页,其为校园提供 土木、岩土、结构、屋宇设备、幕墙、消防、智慧建筑技术系统与可持续设计在内的整体工程设计服务。也就是说,从地基到幕墙、从消防到楼宇智能化,几乎所有工程专业都收在同一家顾问之下——这对一座要在三年内建成、又要在开校当天就达成减碳指标的校园而言,是保证「设计意图不在施工中走样」的关键组织安排。据 KPF,KPF 外的合作方还包括 Ayers Saint Gross(ASG)、Jacobs 与 MVA

时间线本身就说明了「三年」的紧凑。据 KPF,设计团队 2019 年 7 月获选,总体规划于 2019 年 7 月至 2020 年 1 月间完成,2019 年 9 月即破土动工——规划尚未定稿,工地已经开挖,规划与施工在时间上大幅叠合。据 KPF 项目页,全建成的园区含 逾 50 栋建筑,覆盖学术研究枢纽、行政楼、体育村、能源站、图书馆、教职员住宿与「High Street」生活街等板块。要在三年里把 50 多栋楼从图纸推到可用,设计、执行与工程三方的高度协同不是加分项,而是前提。

「规划完成(2020 年 1 月)晚于动工(2019 年 9 月)」这一栏并非笔误,而是这座校园压缩工期的真实写照:边规划、边设计、边施工,用管理与数字化手段吸收其中的返工风险。


二、与清水湾「同源」的智慧绿色校园

KPF,校园被设计为一座具有感召力的 「智慧绿色校园」(smart green campus),既呼应清水湾校园的风格,也契合自身环境的自然特征。据 HKUST(GZ) 校园设计页,设计意在把 院校形制、功能与抱负,同可持续与有机之美结合,为高等教育立下新标准

「与清水湾同源」是一个有意的设计选择:它让两个校区在视觉与空间气质上保持一脉相承,强化「一体两翼、同属一校」的认同(参见 广州校区 中「HKUST 2.0」框架)。同源不等于同形——两座校园的尺度、气候与减碳路线各有侧重:

维度 清水湾本部 广州南沙校区
建成时间 1991 年开校 2022 年开校
用地量级 约 1.1 平方公里,约为本部两倍
气候语境 香港沿海丘陵 珠三角湿热三角洲,须应对洪涝与高温
减碳目标 2045 年净零 开校即减碳 54%、2060 年前碳中和
学术组织 学院—学系 枢纽—学域

一句话概括:清水湾是依山面海的「深耕型」老校,南沙是平地起造、以水治水的「实验型」新校,两者共享设计语言,却各自回应不同的地理与使命。KPF 总裁 James von Klemperer 的一句话点明了这种气质取向——「景观与建筑空间交汇,营造出一种能让科学家被激励、被启发去创新的氛围」。这与清水湾海滨校园「以景观带动学术社群」的空间叙事(参见 地标建筑与公共艺术)一脉相承。


三、规模与容量:一期与全建成

KPF 与媒体,南沙校园占地约 1.1 平方公里,位于广州南部的南沙;广州市政府一侧的口径是 约 1.13 平方公里,相当于清水湾本部的约两倍。两个数字量级一致,差异源于是否计入未开发的预留地。

南沙的选址并非孤立一块地。校园紧邻广深港高铁庆盛站,据广州市政府,乘高铁从香港西九龙站出发约 30 分钟可达——这条 30 分钟的高铁通道,是「一体两翼」在地理上得以成立的物理前提,也让两校师生的跨校流动从口号变成日常可行的通勤(区域战略层面另见 大湾区与国家角色)。

一期即为 机器人与自主系统、智能制造与交通、微电子、大气与海洋系统等学科提供研究设施——这些方向与清水湾本部的强项(机器人、微电子、海洋科学)相互呼应,也对应广州校区「枢纽—学域」架构下的研究重点(参见 四枢纽十六学域)。建成后的校园,据 KPF整合教学设施与住宿、社区与校园零售、学生生活、行政、酒店、办公与孵化器空间及体育设施,是一座功能完整的「大学城」。据 Arup,园区还含 教学科研、体育、宿舍、24 小时图书馆以及能源与数据中心 等全套设施——一座 24 小时不打烊的图书馆,正是「研究型社区随时在运转」的空间注脚。


四、总体布局:中央枢纽、遮蔽拱廊与十字轴

校园的空间骨架并不复杂,却很有秩序。据 KPF,总体规划以 一个居于核心的教学枢纽(central teaching and learning hub)为「校园之心」,八栋研究与实验楼由带遮蔽的线性拱廊相连东西向与南北向两条主轴交汇,构成一处重要的宏伟城市空间。所有空间与设施都向这处中央空间汇聚,让不同学域的人「不得不相遇」,从物理层面促成跨学科协作——这与广州校区刻意打破学院—学系壁垒的学术设计同构。

「带遮蔽的拱廊」不是装饰。在珠三角湿热多雨的气候里,一条能遮阳、能挡雨、还能引导穿堂风的连廊,直接决定了师生一年中有多少时间愿意步行往返于各楼之间。

在分区上,两个官方口径略有出入却互补:KPF 以七个片区(districts)组织校园,而 HKUST(GZ) 校园设计页则把园区归纳为五大功能板块——主入口连同大学活动中心与行政楼、含图书馆的学术与研究枢纽、带连廊与庭院的「High Street」生活街、北区宿舍,以及含室内泳池的体育与康乐区。据 KPF 项目页,具体建筑单元则包括 学术研究枢纽、行政楼、体育村、能源站、图书馆、北区教职员住宿与 High Street 住宿等。差异只是切分粒度不同:七区是空间划分,五板块是功能归类,指向的是同一座校园。中文媒体记录了一个具象细节:图书馆横跨中央运河,联系起校园的东翼与西翼——图书馆既是知识中枢,又是一座跨水连接两岸的桥。


五、三条运河:把「零水浪费」写进地形

如果说拱廊管的是人的动线,那么运河管的是水的动线。据媒体与官方,总体规划引入三条运河环抱这片三角洲,落实「零水浪费」(zero water waste)目标,收集并过滤雨水以供再利用,同时通过防涝与湿地保护提升基地的生态韧性。据 HKUST(GZ) 及规划资料,雨水与轻度灰水的回用,既支撑校园的灰水回收研究项目,也把可饮用水的取用降到最低——换言之,节水本身被当成一个「活实验室」课题,而不仅是一项工程指标。

这套水系统是南沙气候的直接产物。据 Arup,校园以「碳中和、零水浪费」为目标,凭借智慧、绿色与韧性的设计策略,为中国乃至更广地区的高等教育校园树立世界级标准。把雨水在地收集、过滤、回用,再让运河兼作行洪与湿地缓冲,正是「海绵城市」思路在一所大学尺度上的落地:暴雨来时能蓄能排,平时又是景观与研究对象。

具体到雨洪,指标同样是量化的。据 KPF 项目页,校园 逾 50% 的种植面被用于雨洪管理,配以雨水花园(rain gardens)与生物洼地(bioswales),让全部雨水在地滞留、不外排;对关键建筑,防洪标准按 200 年一遇的洪水事件设计。三角洲选址意味着洪涝与内涝是常态风险,把「行洪—滞蓄—回用」压进景观本身,而不是外挂一套排水管网,正是「零影响」「韧性」两条原则在地形上的合流。


六、风与热:用 CFD 和 AI 为亚热带校园「造风」

南沙地处 炎热潮湿的珠三角,一年中相当长时间里户外都不好待——这是设计团队必须正面处理的气候现实。据 KPF,团队对热微气候(thermal microclimate)做了大量研究,运用计算流体力学(CFD)建模与人工智能模拟风流,并与 Simscale 合作共同开发专用软件来分析建筑对风与热环境的影响

做法很务实:逐个片区、逐个风向地跑模拟,看哪些风廊有效、哪些不通,再据此 调整建筑的曲率、位置与高度,或在楼体上开口,以引导主导风、避免有害的「风洞效应」。成果是量化的——据 KPF,设计让 核心校区逾 40% 的区域获得每小时 5 至 7 英里的最佳平均风速;配合遮阳与景观,据 KPF 项目页,户外舒适时段一年可延长约 30 小时。据 KPF 可持续设计负责人的描述,这套方法是 「逐个片区、跑遍每个风向,弄清哪些风廊有效、哪些不通,再决定在建筑上开什么口、把楼调多高」。一座校园「主动为自己造风」,把湿热地区的户外舒适度从被动承受变成可设计、可验证的指标,这正是「智慧」二字落到物理层面的样子。


七、开校即减碳 54%:可持续设计的硬指标

广州校区最值得记录的,是其可持续设计的量化成就。据 KPF,校园 从开校第一天起便实现了 54% 的碳排放削减,目标在 2060 年前实现碳中和

54% 不是孤零零一个数字,它背后是一组可核验的分项指标。据 KPF 项目页

指标 数值
开校即碳排放削减 54%
热水由热回收供给的比例 90%
太阳能占校园能源需求 约 7%
户外舒适时段延长 约 30 小时
用于雨洪管理的种植面 逾 50%
关键建筑防洪标准 200 年一遇
碳中和目标年 2060 年前

「热水九成来自热回收」「太阳能供给约 7%」这类分项,说明减碳并非一句愿景,而是逐个系统抠出来的余量之和。这些数字有其物理载体:据 KPF 项目页,园区专设能源站(Energy Plant)作为一栋独立建筑,据 Arup 则含 集中的能源与数据中心。把制冷、供热、热回收与数据机房集中在专门的能源基础设施里统一调度,正是「九成热水来自热回收」得以成立的工程前提——余热不被浪费,而是回收去烧热水。「开校即减碳 54%」之所以激进,正在于它意味着可持续设计被嵌入校园建造的全过程,而非事后改造。据媒体,这套减碳把 高性能建筑系统与可再生能源自供给结合,配以负责全部物料与人员运输的智能电动交通网络,指向一个「零排放」的校园。这一目标与清水湾本部的「2045 年净零」目标(参见 绿色校园)一道,构成了科大「两个校区、各有减碳路线图」的可持续布局。

减碳的「最后一环」落在交通上。据 KPF 项目页,校园铺设智慧电动交通网络,在运河界定的范围内实现零排放通行——运河既是水系边界,也顺势成了「零排放核心区」的边界。据媒体,这套电动网络承担 园区全部物料与人员的运输,把机动车尾气挡在核心步行区之外。运河、拱廊、电动接驳三者叠合,让「步行为主、零排放兜底」的日常出行成为默认选项,而非需要额外自律的选择。

KPF,校园规划的环境与韧性措施,专为广州 炎热潮湿的气候,以及这一快速城市化地区的洪涝、地震与气候变化风险 而设计。减碳不是孤立指标,而是「零影响、韧性、再生」等原则协同的结果。


八、六大设计原则与五大焦点领域

KPF,广州校园规划遵循六大驱动原则:

  1. 零影响(Zero Impact)——最小化对环境的负面影响;
  2. 韧性(Resilience)——抵御洪涝、地震与气候风险;
  3. 面向未来(Futureproofing)——为未来变化预留弹性;
  4. 社会福祉(Social Wellbeing)——以人的健康与社区为本;
  5. 再生系统(Regenerative Systems)——资源的循环再生;
  6. 活实验室(Living Lab)——把校园当作可持续创新的试验场。

原则要落地,靠的是五个可操作的抓手。据 KPF,总体规划围绕 能源、水、资源、交通、舒适(Energy、Water、Resources、Mobility、Comfort)五大焦点领域 展开策略——前文的运河(水)、CFD 造风(舒适)、可再生能源与电动交通(能源、交通)、灰水回用与雨水收集(资源),恰好可以逐一对号入座。六大原则是「为什么」,五大焦点是「怎么做」,两者一纵一横,构成这座校园可持续叙事的经纬。

其中「活实验室」原则,与清水湾本部「可持续智慧校园」(Sustainable Smart Campus as a Living Lab)的理念如出一辙——两个校区在可持续设计哲学上高度一致,进一步印证了「一体两翼、同属一校」的设计自觉。


九、建造挑战:三年建成的曲面校园

把上述所有理念在三年内变成钢筋混凝土,是这座校园隐而不显的另一重成就。核心区建筑大量采用曲面造型,据中文建筑媒体记录,核心区建筑构造多为曲面,有些楼每层构造各异,甚至要在建筑内部做拱桥——这类几何对模板、放线与结构施工都是不小的考验。为把复杂设计压进紧凑工期,项目在二期继续沿用并强化了装配式技术与「BIM+智慧工地」管理平台等数字化手段(见下节),这也解释了「三年建成」背后并非蛮力赶工,而是设计—工程—施工高度协同的结果。

曲面之所以棘手,在于它同时增加了三重难度:模板要按空间曲线定制、钢筋要顺曲面弯折排布、每层平面不重复意味着不能简单复制标准层,工期与成本都随之上升。三角洲的软土地基又对基础与沉降控制提出额外要求——二期「30 天完成全部桩基」的记录,某种程度上正是对这一地质条件的正面回应。校园大量曲面结构最终能在紧凑工期内落地,也解释了 Arup 参与的结构设计为何能在 2024 年拿下香港工程师学会结构卓越大奖(详见下节)。

这一建造叙事与前述工程组织(Arup 统包全专业、SCAD 在地执行)互为表里:设计意图越复杂,越需要在地执行与工程顾问把关,才能保证开校当天的减碳、造风、水系统等指标不因施工妥协而失真。


十、二期工程:向完整「大学城」扩张(截至 2026 年)

一期只是开始。据南沙区政府信息,二期工程于 2024 年下半年密集推进审批:9 月 9 日获可研批复,10 月 12 日通过初步设计技术审查,随后进入概算评审——一连串行政节点在数月内走完,为随后的实质开工扫清了程序障碍。据 China Daily 报道二期总建筑面积约 73 万平方米,位于南沙庆盛枢纽片区——体量超过一期,园区据此从「开校即用」的一期迈向功能更完整的大学城。

进度上有一个可核验的节点:据 China Daily,二期首栋教学楼 C11 于 2025 年 12 月 22 日封顶,建筑面积约 1.49 万平方米,地上五层框架结构,高 28.5 米。二期建设内容包括 教学楼、科研楼、微纳制造实验室、全海洋动力实验室与产学研大楼等,其中「微纳制造」与「全海洋动力」两座实验室,正对应广州校区微电子、海洋与大气等学域的研究重点。施工侧则 应用装配式技术与「BIM+智慧工地」管理平台,并配套节能照明、雨水回收、自动化喷淋降尘等绿色措施。据 China Daily,借助动态进度管理,项目 仅用 30 天完成全部水泥搅拌桩与工程桩施工,单层平均施工周期压缩约 20%——一期「三年建成」所依赖的数字化与工业化建造手段,在二期的工地上得到延续和强化,绿色、智慧的基调一以贯之。


十一、获奖:把设计写进奖项

一座「三年建成的减碳校园」是否只是漂亮的自我叙事?行业奖项提供了一个外部参照。据 KPF 项目页,广州校园在 2023 至 2024 年间密集获奖,涵盖结构工程、建筑与可持续三个维度。工程一侧,Arup 参与的结构设计 摘得 2024 年香港工程师学会(HKIE)结构卓越大奖(Grand Award)——在一座大量采用曲面、每层构造各异、内部还要架拱桥的校园里,结构奖项分量尤重。设计一侧,项目 入选 2024 年 International Architecture Awards,并揽下 MIPIM Asia 2023 金奖、CREDAward 2023 金奖、A&D Awards 2023 金奖、AIA 香港 2023 荣誉奖,以及 Green Good Design Awards 2023 等

奖项本身不能证明校园「好用」,但一组横跨结构、建筑与绿色设计的奖,至少印证了这座校园在专业社群里被当作值得对标的样本——这与 Arup「为中国乃至更广地区的高等教育校园树立世界级标准」的自我定位大致对得上号。


十二、快速问答

广州校区有多大?由谁设计?KPF 与广州市政府,校园占地约 1.1 至 1.13 平方公里,约为清水湾本部两倍。设计建筑师为 KPF,SCAD 任在地执行建筑师,Arup 统包整体工程,James Corner Field Operations 负责景观。总体规划于 2019 至 2020 年完成,一期在 2022 年 9 月竣工开校。

为什么说它「开校即减碳」?KPF,校园从开校第一天起碳排放即比基准低 54%,目标 2060 年前碳中和。这来自把可持续设计嵌入建造全过程:九成热水由热回收供给、约 7% 能源来自太阳能、逾 40% 核心区经 CFD 优化获得宜人风速。

三条运河是做什么的? 据媒体与官方,三条运河环抱这片三角洲,落实「零水浪费」目标:收集并过滤雨水回用、支撑灰水回收研究,同时兼作行洪与湿地缓冲;逾 50% 的种植面用于雨洪管理,关键建筑按 200 年一遇防洪标准设计。

二期进展到哪一步了(截至 2026 年)?China Daily,二期总建筑面积约 73 万平方米,位于南沙庆盛枢纽,首栋教学楼 C11 已于 2025 年 12 月 22 日封顶,建设内容含微纳制造实验室、全海洋动力实验室与产学研大楼等。


十三、小结:一座校园作为「样本」

把广州校区的建筑与可持续设计放进科大叙事看,它不只是一座新校园,更是一个「样本」:

  1. 工程样本——三年建成约 1.1 平方公里的智慧绿色校园,KPF 设计、SCAD 执行、Arup 统包全专业、James Corner 做景观,展示了高效而协同的工程组织能力;
  2. 可持续样本——开校即减碳 54%、目标 2060 年前碳中和,配以三条运河的「零水浪费」与 CFD 造风,是大湾区高校可持续校园建设的领先案例;
  3. 理念样本——六大原则与五大焦点、「活实验室」与清水湾一脉相承,把科大的可持续哲学从一个校区复制到另一个校区,并在二期继续放大。

它与清水湾海滨校园(参见 地标建筑与公共艺术)一道,构成了科大「一体两翼」在物质空间层面的双重呈现;而校园所处的南沙区位与其承载的国家战略角色,则可进一步参见 大湾区与国家角色

注:本文所述面积、容量、减碳比例、碳中和年限、二期规模与进度均以 KPF、Arup 及媒体、政府来源所载为准,具时效性;分期建设进度与最终规模会随工程推进调整,引用前请以校方官方最新公布为准。

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来源 · 自行复核