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廣州校區的建築與可持續設計

國際 約 9,440 字 · 20 分鐘 更新

香港科技大學(廣州)於 2022 年 9 月在廣州南沙正式開校,是科大「一體兩翼」戰略的關鍵一步。本文聚焦其校園本身的建築與可持續設計——這座由國際知名建築事務所 KPF 操刀、三年建成、開校即大幅減碳的「智慧綠色校園」,本身就是一份值得記錄的工程與設計成就。本文與 廣州校區 互補:彼篇側重辦學定位與「樞紐—學域」學術架構,本篇側重物質校園的設計與建造。

一句話先行:這是一座三年建成、約 1.1 平方公里、開校當天碳排放就比基準低 54% 的校園,用三條運河管住雨水、用計算流體力學替亞熱帶的濕熱「造風」,目標 2060 年前碳中和。


一、設計團隊:KPF 領銜的國際工程班底

廣州南沙校園由國際建築事務所 Kohn Pedersen Fox(KPF) 設計。據 KPF 官方介紹,整個校園 在三年內完成規劃、設計與建造,KPF 團隊由 逾 70 名建築師與規劃師組成,分佈於紐約、上海、香港與新加坡辦公室。「三年建成一座大學校園」本身即是一項頗具難度的工程成就——這也延續了清水灣校園當年「提前竣工」的建造敍事(參見 校史年表)。

一座校園不是一家事務所能獨力交付的。據 BD+C 報道,項目按角色分工組織:KPF 任設計建築師(design architect),SCAD 任在地執行建築師(architect of record),Arup 負責機電與結構工程,景觀設計由 James Corner Field Operations 承擔。James Corner 事務所以紐約高線公園(High Line)聞名,把景觀當作組織城市空間的骨架,這一取向在南沙校園的運河與拱廊系統裏清晰可見。KPF 一側的項目由總裁 James von Klemperer 領銜,他為校園定下的目標是 「營造一處在環境可持續的框架內鼓勵創新與協作的場所」——這句話後來幾乎成了整個規劃的註腳:無論是中央樞紐、拱廊還是運河,都在回答「如何讓人願意相遇、又讓校園對環境無害」這一個問題。

工程一側由 Arup(奧雅納)統包。據 Arup 項目頁,其為校園提供 土木、岩土、結構、屋宇設備、幕牆、消防、智慧建築技術系統與可持續設計在內的整體工程設計服務。也就是説,從地基到幕牆、從消防到樓宇智能化,幾乎所有工程專業都收在同一家顧問之下——這對一座要在三年內建成、又要在開校當天就達成減碳指標的校園而言,是保證「設計意圖不在施工中走樣」的關鍵組織安排。據 KPF,KPF 外的合作方還包括 Ayers Saint Gross(ASG)、Jacobs 與 MVA

時間線本身就説明了「三年」的緊湊。據 KPF,設計團隊 2019 年 7 月獲選,總體規劃於 2019 年 7 月至 2020 年 1 月間完成,2019 年 9 月即破土動工——規劃尚未定稿,工地已經開挖,規劃與施工在時間上大幅疊合。據 KPF 項目頁,全建成的園區含 逾 50 棟建築,覆蓋學術研究樞紐、行政樓、體育村、能源站、圖書館、教職員住宿與「High Street」生活街等板塊。要在三年裏把 50 多棟樓從圖紙推到可用,設計、執行與工程三方的高度協同不是加分項,而是前提。

「規劃完成(2020 年 1 月)晚於動工(2019 年 9 月)」這一欄並非筆誤,而是這座校園壓縮工期的真實寫照:邊規劃、邊設計、邊施工,用管理與數字化手段吸收其中的返工風險。


二、與清水灣「同源」的智慧綠色校園

KPF,校園被設計為一座具有感召力的 「智慧綠色校園」(smart green campus),既呼應清水灣校園的風格,也契合自身環境的自然特徵。據 HKUST(GZ) 校園設計頁,設計意在把 院校形制、功能與抱負,同可持續與有機之美結合,為高等教育立下新標準

「與清水灣同源」是一個有意的設計選擇:它讓兩個校區在視覺與空間氣質上保持一脈相承,強化「一體兩翼、同屬一校」的認同(參見 廣州校區 中「HKUST 2.0」框架)。同源不等於同形——兩座校園的尺度、氣候與減碳路線各有側重:

維度 清水灣本部 廣州南沙校區
建成時間 1991 年開校 2022 年開校
用地量級 約 1.1 平方公里,約為本部兩倍
氣候語境 香港沿海丘陵 珠三角濕熱三角洲,須應對洪澇與高温
減碳目標 2045 年淨零 開校即減碳 54%、2060 年前碳中和
學術組織 學院—學系 樞紐—學域

一句話概括:清水灣是依山面海的「深耕型」老校,南沙是平地起造、以水治水的「實驗型」新校,兩者共享設計語言,卻各自回應不同的地理與使命。KPF 總裁 James von Klemperer 的一句話點明瞭這種氣質取向——「景觀與建築空間交匯,營造出一種能讓科學家被激勵、被啓發去創新的氛圍」。這與清水灣海濱校園「以景觀帶動學術社羣」的空間敍事(參見 地標建築與公共藝術)一脈相承。


三、規模與容量:一期與全建成

KPF 與媒體,南沙校園佔地約 1.1 平方公里,位於廣州南部的南沙;廣州市政府一側的口徑是 約 1.13 平方公里,相當於清水灣本部的約兩倍。兩個數字量級一致,差異源於是否計入未開發的預留地。

南沙的選址並非孤立一塊地。校園緊鄰廣深港高鐵慶盛站,據廣州市政府,乘高鐵從香港西九龍站出發約 30 分鐘可達——這條 30 分鐘的高鐵通道,是「一體兩翼」在地理上得以成立的物理前提,也讓兩校師生的跨校流動從口號變成日常可行的通勤(區域戰略層面另見 大灣區與國家角色)。

一期即為 機器人與自主系統、智能製造與交通、微電子、大氣與海洋系統等學科提供研究設施——這些方向與清水灣本部的強項(機器人、微電子、海洋科學)相互呼應,也對應廣州校區「樞紐—學域」架構下的研究重點(參見 四樞紐十六學域)。建成後的校園,據 KPF整合教學設施與住宿、社區與校園零售、學生生活、行政、酒店、辦公與孵化器空間及體育設施,是一座功能完整的「大學城」。據 Arup,園區還含 教學科研、體育、宿舍、24 小時圖書館以及能源與數據中心 等全套設施——一座 24 小時不打烊的圖書館,正是「研究型社區隨時在運轉」的空間註腳。


四、總體佈局:中央樞紐、遮蔽拱廊與十字軸

校園的空間骨架並不複雜,卻很有秩序。據 KPF,總體規劃以 一個居於核心的教學樞紐(central teaching and learning hub)為「校園之心」,八棟研究與實驗樓由帶遮蔽的線性拱廊相連東西向與南北向兩條主軸交匯,構成一處重要的宏偉城市空間。所有空間與設施都向這處中央空間匯聚,讓不同學域的人「不得不相遇」,從物理層面促成跨學科協作——這與廣州校區刻意打破學院—學系壁壘的學術設計同構。

「帶遮蔽的拱廊」不是裝飾。在珠三角濕熱多雨的氣候裏,一條能遮陽、能擋雨、還能引導穿堂風的連廊,直接決定了師生一年中有多少時間願意步行往返於各樓之間。

在分區上,兩個官方口徑略有出入卻互補:KPF 以七個片區(districts)組織校園,而 HKUST(GZ) 校園設計頁則把園區歸納為五大功能板塊——主入口連同大學活動中心與行政樓、含圖書館的學術與研究樞紐、帶連廊與庭院的「High Street」生活街、北區宿舍,以及含室內泳池的體育與康樂區。據 KPF 項目頁,具體建築單元則包括 學術研究樞紐、行政樓、體育村、能源站、圖書館、北區教職員住宿與 High Street 住宿等。差異只是切分粒度不同:七區是空間劃分,五板塊是功能歸類,指向的是同一座校園。中文媒體記錄了一個具象細節:圖書館橫跨中央運河,聯繫起校園的東翼與西翼——圖書館既是知識中樞,又是一座跨水連接兩岸的橋。


五、三條運河:把「零水浪費」寫進地形

如果説拱廊管的是人的動線,那麼運河管的是水的動線。據媒體與官方,總體規劃引入三條運河環抱這片三角洲,落實「零水浪費」(zero water waste)目標,收集並過濾雨水以供再利用,同時通過防澇與濕地保護提升基地的生態韌性。據 HKUST(GZ) 及規劃資料,雨水與輕度灰水的回用,既支撐校園的灰水回收研究項目,也把可飲用水的取用降到最低——換言之,節水本身被當成一個「活實驗室」課題,而不僅是一項工程指標。

這套水系統是南沙氣候的直接產物。據 Arup,校園以「碳中和、零水浪費」為目標,憑藉智慧、綠色與韌性的設計策略,為中國乃至更廣地區的高等教育校園樹立世界級標準。把雨水在地收集、過濾、回用,再讓運河兼作行洪與濕地緩衝,正是「海綿城市」思路在一所大學尺度上的落地:暴雨來時能蓄能排,平時又是景觀與研究對象。

具體到雨洪,指標同樣是量化的。據 KPF 項目頁,校園 逾 50% 的種植面被用於雨洪管理,配以雨水花園(rain gardens)與生物窪地(bioswales),讓全部雨水在地滯留、不外排;對關鍵建築,防洪標準按 200 年一遇的洪水事件設計。三角洲選址意味着洪澇與內澇是常態風險,把「行洪—滯蓄—回用」壓進景觀本身,而不是外掛一套排水管網,正是「零影響」「韌性」兩條原則在地形上的合流。


六、風與熱:用 CFD 和 AI 為亞熱帶校園「造風」

南沙地處 炎熱潮濕的珠三角,一年中相當長時間裏户外都不好待——這是設計團隊必須正面處理的氣候現實。據 KPF,團隊對熱微氣候(thermal microclimate)做了大量研究,運用計算流體力學(CFD)建模與人工智能模擬風流,並與 Simscale 合作共同開發專用軟件來分析建築對風與熱環境的影響

做法很務實:逐個片區、逐個風向地跑模擬,看哪些風廊有效、哪些不通,再據此 調整建築的曲率、位置與高度,或在樓體上開口,以引導主導風、避免有害的「風洞效應」。成果是量化的——據 KPF,設計讓 核心校區逾 40% 的區域獲得每小時 5 至 7 英里的最佳平均風速;配合遮陽與景觀,據 KPF 項目頁,户外舒適時段一年可延長約 30 小時。據 KPF 可持續設計負責人的描述,這套方法是 「逐個片區、跑遍每個風向,弄清哪些風廊有效、哪些不通,再決定在建築上開什麼口、把樓調多高」。一座校園「主動為自己造風」,把濕熱地區的户外舒適度從被動承受變成可設計、可驗證的指標,這正是「智慧」二字落到物理層面的樣子。


七、開校即減碳 54%:可持續設計的硬指標

廣州校區最值得記錄的,是其可持續設計的量化成就。據 KPF,校園 從開校第一天起便實現了 54% 的碳排放削減,目標在 2060 年前實現碳中和

54% 不是孤零零一個數字,它背後是一組可核驗的分項指標。據 KPF 項目頁

指標 數值
開校即碳排放削減 54%
熱水由熱回收供給的比例 90%
太陽能佔校園能源需求 約 7%
户外舒適時段延長 約 30 小時
用於雨洪管理的種植面 逾 50%
關鍵建築防洪標準 200 年一遇
碳中和目標年 2060 年前

「熱水九成來自熱回收」「太陽能供給約 7%」這類分項,説明減碳並非一句願景,而是逐個系統摳出來的餘量之和。這些數字有其物理載體:據 KPF 項目頁,園區專設能源站(Energy Plant)作為一棟獨立建築,據 Arup 則含 集中的能源與數據中心。把製冷、供熱、熱回收與數據機房集中在專門的能源基礎設施裏統一調度,正是「九成熱水來自熱回收」得以成立的工程前提——餘熱不被浪費,而是回收去燒熱水。「開校即減碳 54%」之所以激進,正在於它意味着可持續設計被嵌入校園建造的全過程,而非事後改造。據媒體,這套減碳把 高性能建築系統與可再生能源自供給結合,配以負責全部物料與人員運輸的智能電動交通網絡,指向一個「零排放」的校園。這一目標與清水灣本部的「2045 年淨零」目標(參見 綠色校園)一道,構成了科大「兩個校區、各有減碳路線圖」的可持續佈局。

減碳的「最後一環」落在交通上。據 KPF 項目頁,校園鋪設智慧電動交通網絡,在運河界定的範圍內實現零排放通行——運河既是水系邊界,也順勢成了「零排放核心區」的邊界。據媒體,這套電動網絡承擔 園區全部物料與人員的運輸,把機動車尾氣擋在核心步行區之外。運河、拱廊、電動接駁三者疊合,讓「步行為主、零排放兜底」的日常出行成為默認選項,而非需要額外自律的選擇。

KPF,校園規劃的環境與韌性措施,專為廣州 炎熱潮濕的氣候,以及這一快速城市化地區的洪澇、地震與氣候變化風險 而設計。減碳不是孤立指標,而是「零影響、韌性、再生」等原則協同的結果。


八、六大設計原則與五大焦點領域

KPF,廣州校園規劃遵循六大驅動原則:

  1. 零影響(Zero Impact)——最小化對環境的負面影響;
  2. 韌性(Resilience)——抵禦洪澇、地震與氣候風險;
  3. 面向未來(Futureproofing)——為未來變化預留彈性;
  4. 社會福祉(Social Wellbeing)——以人的健康與社區為本;
  5. 再生系統(Regenerative Systems)——資源的循環再生;
  6. 活實驗室(Living Lab)——把校園當作可持續創新的試驗場。

原則要落地,靠的是五個可操作的抓手。據 KPF,總體規劃圍繞 能源、水、資源、交通、舒適(Energy、Water、Resources、Mobility、Comfort)五大焦點領域 展開策略——前文的運河(水)、CFD 造風(舒適)、可再生能源與電動交通(能源、交通)、灰水回用與雨水收集(資源),恰好可以逐一對號入座。六大原則是「為什麼」,五大焦點是「怎麼做」,兩者一縱一橫,構成這座校園可持續敍事的經緯。

其中「活實驗室」原則,與清水灣本部「可持續智慧校園」(Sustainable Smart Campus as a Living Lab)的理念如出一轍——兩個校區在可持續設計哲學上高度一致,進一步印證了「一體兩翼、同屬一校」的設計自覺。


九、建造挑戰:三年建成的曲面校園

把上述所有理念在三年內變成鋼筋混凝土,是這座校園隱而不顯的另一重成就。核心區建築大量採用曲面造型,據中文建築媒體記錄,核心區建築構造多為曲面,有些樓每層構造各異,甚至要在建築內部做拱橋——這類幾何對模板、放線與結構施工都是不小的考驗。為把複雜設計壓進緊湊工期,項目在二期繼續沿用並強化了裝配式技術與「BIM+智慧工地」管理平台等數字化手段(見下節),這也解釋了「三年建成」背後並非蠻力趕工,而是設計—工程—施工高度協同的結果。

曲面之所以棘手,在於它同時增加了三重難度:模板要按空間曲線定製、鋼筋要順曲面彎折排布、每層平面不重複意味着不能簡單複製標準層,工期與成本都隨之上升。三角洲的軟土地基又對基礎與沉降控制提出額外要求——二期「30 天完成全部樁基」的記錄,某種程度上正是對這一地質條件的正面回應。校園大量曲面結構最終能在緊湊工期內落地,也解釋了 Arup 參與的結構設計為何能在 2024 年拿下香港工程師學會結構卓越大獎(詳見下節)。

這一建造敍事與前述工程組織(Arup 統包全專業、SCAD 在地執行)互為表裏:設計意圖越複雜,越需要在地執行與工程顧問把關,才能保證開校當天的減碳、造風、水系統等指標不因施工妥協而失真。


十、二期工程:向完整「大學城」擴張(截至 2026 年)

一期只是開始。據南沙區政府信息,二期工程於 2024 年下半年密集推進審批:9 月 9 日獲可研批覆,10 月 12 日通過初步設計技術審查,隨後進入概算評審——一連串行政節點在數月內走完,為隨後的實質開工掃清了程序障礙。據 China Daily 報道二期總建築面積約 73 萬平方米,位於南沙慶盛樞紐片區——體量超過一期,園區據此從「開校即用」的一期邁向功能更完整的大學城。

進度上有一個可核驗的節點:據 China Daily,二期首棟教學樓 C11 於 2025 年 12 月 22 日封頂,建築面積約 1.49 萬平方米,地上五層框架結構,高 28.5 米。二期建設內容包括 教學樓、科研樓、微納製造實驗室、全海洋動力實驗室與產學研大樓等,其中「微納製造」與「全海洋動力」兩座實驗室,正對應廣州校區微電子、海洋與大氣等學域的研究重點。施工側則 應用裝配式技術與「BIM+智慧工地」管理平台,並配套節能照明、雨水回收、自動化噴淋降塵等綠色措施。據 China Daily,藉助動態進度管理,項目 僅用 30 天完成全部水泥攪拌樁與工程樁施工,單層平均施工週期壓縮約 20%——一期「三年建成」所依賴的數字化與工業化建造手段,在二期的工地上得到延續和強化,綠色、智慧的基調一以貫之。


十一、獲獎:把設計寫進獎項

一座「三年建成的減碳校園」是否只是漂亮的自我敍事?行業獎項提供了一個外部參照。據 KPF 項目頁,廣州校園在 2023 至 2024 年間密集獲獎,涵蓋結構工程、建築與可持續三個維度。工程一側,Arup 參與的結構設計 摘得 2024 年香港工程師學會(HKIE)結構卓越大獎(Grand Award)——在一座大量採用曲面、每層構造各異、內部還要架拱橋的校園裏,結構獎項分量尤重。設計一側,項目 入選 2024 年 International Architecture Awards,並攬下 MIPIM Asia 2023 金獎、CREDAward 2023 金獎、A&D Awards 2023 金獎、AIA 香港 2023 榮譽獎,以及 Green Good Design Awards 2023 等

獎項本身不能證明校園「好用」,但一組橫跨結構、建築與綠色設計的獎,至少印證了這座校園在專業社羣裏被當作值得對標的樣本——這與 Arup「為中國乃至更廣地區的高等教育校園樹立世界級標準」的自我定位大致對得上號。


十二、快速問答

廣州校區有多大?由誰設計?KPF 與廣州市政府,校園佔地約 1.1 至 1.13 平方公里,約為清水灣本部兩倍。設計建築師為 KPF,SCAD 任在地執行建築師,Arup 統包整體工程,James Corner Field Operations 負責景觀。總體規劃於 2019 至 2020 年完成,一期在 2022 年 9 月竣工開校。

為什麼説它「開校即減碳」?KPF,校園從開校第一天起碳排放即比基準低 54%,目標 2060 年前碳中和。這來自把可持續設計嵌入建造全過程:九成熱水由熱回收供給、約 7% 能源來自太陽能、逾 40% 核心區經 CFD 優化獲得宜人風速。

三條運河是做什麼的? 據媒體與官方,三條運河環抱這片三角洲,落實「零水浪費」目標:收集並過濾雨水回用、支撐灰水回收研究,同時兼作行洪與濕地緩衝;逾 50% 的種植面用於雨洪管理,關鍵建築按 200 年一遇防洪標準設計。

二期進展到哪一步了(截至 2026 年)?China Daily,二期總建築面積約 73 萬平方米,位於南沙慶盛樞紐,首棟教學樓 C11 已於 2025 年 12 月 22 日封頂,建設內容含微納製造實驗室、全海洋動力實驗室與產學研大樓等。


十三、小結:一座校園作為「樣本」

把廣州校區的建築與可持續設計放進科大敍事看,它不只是一座新校園,更是一個「樣本」:

  1. 工程樣本——三年建成約 1.1 平方公里的智慧綠色校園,KPF 設計、SCAD 執行、Arup 統包全專業、James Corner 做景觀,展示了高效而協同的工程組織能力;
  2. 可持續樣本——開校即減碳 54%、目標 2060 年前碳中和,配以三條運河的「零水浪費」與 CFD 造風,是大灣區高校可持續校園建設的領先案例;
  3. 理念樣本——六大原則與五大焦點、「活實驗室」與清水灣一脈相承,把科大的可持續哲學從一個校區複製到另一個校區,並在二期繼續放大。

它與清水灣海濱校園(參見 地標建築與公共藝術)一道,構成了科大「一體兩翼」在物質空間層面的雙重呈現;而校園所處的南沙區位與其承載的國家戰略角色,則可進一步參見 大灣區與國家角色

注:本文所述面積、容量、減碳比例、碳中和年限、二期規模與進度均以 KPF、Arup 及媒體、政府來源所載為準,具時效性;分期建設進度與最終規模會隨工程推進調整,引用前請以校方官方最新公佈為準。

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來源 · 自行復核