环境模块2--细节设计
农业区
主体结构:整个建筑类似细胞形态,由多个相互连接的球形或类球形结构组成,这些球形结构通过透明且具有高强度的连接通道相连。从空中俯瞰,呈现出一种有机且富有科技感的形态。
一.大亚基(农业工厂与养殖牧场)
外形:外形设计为不规则的类球形结构,模拟核糖体大亚基的形态。
农业工厂
外形:位于大亚基中心的一个多层球形结构,从外观看类似洋葱的多层结构。
养殖牧场
布局:环绕在农业工厂周边的多个小型球形结构,通过透明管道与农业工厂相连。这些球形结构包括养鸡球、养猪球和养牛球等。
二.小亚基(食品加工储存区域)
内部结构:
一层:蔬菜加工区,设有清洗流水线、切割设备和预冷设施。蔬菜从大亚基通过管道运输到此处后,进行初步加工处理。
二层:肉类加工区,配备现代化的屠宰、分割和包装设备。设置有严格的卫生消毒通道,确保肉类加工环境安全。
三层:奶制品加工区,有牛奶收集、杀菌、发酵和灌装等生产线。安装有先进的质量检测设备,实时监测产品质量。
四层和五层:为设备和办公区,安装有加工设备的控制系统和办公设施,方便管理人员对整个加工过程进行监控和管理。
三.连接通道
主通道:连接大小亚基的一条宽敞透明管道,内部设置有自动运输带和人员通行步道,方便货物和人员在大小亚基之间快速移动。
辅助通道:在大亚基内部农业工厂与养殖牧场之间、小亚基内部食品加工车间与储存仓库之间,设置有直径约2 - 3米的透明管道,用于运输原材料和成品。
工业区:
整体建筑设计:”创⽣之柱“ (Pillar of Genesis)
这是⼀个垂直⼀体化的⼯业巨构,旨在最⼤化空间效率、能源利⽤率和安全性。
. 基本形态 :⼀个完美的圆柱体。 尺⼨计算 :
。 直径 (Diameter):约56米 (半径28米) 总⾼度 (Total Height):约48米
. 结构分层:建筑分为地上与地下两⼤部分,共计约12个标准层,根据功能需求调整层⾼。 。 地下部分 (B1-B4):约16米深,容纳重⼯业和⾼⻛险模块。
。 地上部分 (L1-L8):约32米⾼,容纳轻⼯业、实验室和控制中⼼。
各功能模块形态、 占比与关联
我们将⼯业设施垂直划分为四⼤功能区:①重⼯与能源核⼼ (地下)、②物料循环与加⼯ (底层)、③精细制造与⽣ 物科技 (中层)、④研发与控制中枢 (顶层)。
地下区 (B1-B4):重⼯与能源核⼼ (Heavy Industry & Energy Core)
此区域位于地下,利⽤⼤地作为天然的隔振、隔⾳和安全屏障。
1. 基础化学品与⽓体⽣产中⼼ (B4层)
. 形态: 位于最底层B4,层⾼加强⾄5米。包含多个⾼压反应釜、电解槽阵列、深冷空分塔和球形储罐。此 层设有独立的防爆墙和紧急排⽓系统,直接通向地⾯以上的⾼空排放⼝。
. 空间占比: 10,000 m³ / 120,000 m³ = 8.3% . 关联:
。 对上 (B3):通过专⽤管道向B3的⾦属冶炼中⼼提供氧⽓(助燃)、氮⽓/氩⽓(保护⽓)。
。 对上 (L3-L6):通过管道向化⼯、⽣物、电⼦模块提供氢⽓、氯⽓、氢氧化钠、⼄醇等基础化学 品。
。 对外部: 通过专⽤通道从海⽔淡化设施接收浓缩盐⽔。
2. 先进⾦属冶炼与铸造中⼼ (B3层)
. 形态: B3层,层⾼5米。中⼼区域是⼤型电弧炉/真空感应炉,带有坚固的耐火衬⾥和巨⼤的电极。周围是 连铸机轨道、粉末雾化塔和模具存放区。整个楼层地板为加强型承重结构。
. 空间占比: 8,000 m³ / 120,000 m³ = 6.7% . 关联:
。 对下 (B4):接收来⾃B4的⼯业⽓体。
。 对上 (B2):将熔炼好的⾦属锭、⽅坯通过重型垂直升降机送⾄B2的材料成型中⼼。 。 对侧 (B2):从B2的分拣中⼼接收处理好的废旧⾦属。
3. 材料成型与精密加⼯中⼼ (B1-B2层)
形态: 占据B1和B2两层。B2层主要是轧机、挤压机、锻压设备等⼤型成型设备。B1层是更精密的五轴
CNC、电火花/电化学加⼯机床阵列,环境洁净度更⾼。⾦属切屑通过地下管道⽹络⾃动回收⾄B3熔炼中 ⼼。
. 空间占比: (8,000 + 5,000) m³ / 120,000 m³ = 10.8%
. 关联:
。 对下 (B3):接收来⾃B3的⾦属坯料。
。 对上 (L1):将加⼯好的基础零件、结构件送⾄L1的中央仓储。
地⾯底层区 (L1-L2):物料循环与加⼯ (Material Circulation & Processing)
此区域是整个⼯业体系的“消化系统”和物流枢纽。
4. 废弃物分拣与预处理中⼼ (L1层,外环)
· 形态: 位于L1层的外环区域,形成⼀个环形的处理流⽔线。传送带、各类分选机(磁选、涡流、光谱)、 AI分拣臂依次排布。此区域与建筑外部有专⽤的物料入⼝。
. 空间占比: 7,000 m³ / 120,000 m³ = 5.8% . 关联:
。 对外部: 接收来⾃⽣活区和各⼯业模块的废弃物。
。 对内 (L1):分拣出的材料直接送入L1的中央仓储,或通过专⽤通道送往对应的加⼯中⼼(如⾦属 送往B2,塑料送往L2)。
5. 智能物流仓储系统 (L1层,贯穿,内环 & 中央核⼼)
· 形态: 占据L1层的核⼼区域,是⼀个贯穿建筑⼤部分⾼度的⾃动化立体仓库(AS/RS)。AGV⼩⻋在L1层 ⾃由穿梭,通过中央的垂直升降系统与各楼层进⾏物料交换。
. 空间占比: 10,000 m³ / 120,000 m³ = 8.3% . 关联:
。 连接所有: 这是整个⼯业体系的物流中枢,与所有⽣产模块都有物料接⼝,负责原料配送和成品入 库。
6. 复合材料与聚合物/⽆机材料中⼼ (L2层)
. 形态: L2层整合了所有非⾦属材料的⽣产。⼀边是塑料的破碎、挤出造粒机和注塑/3D打印设备阵列 ;另 ⼀边是地质聚合物的混合搅拌设备、模具和玻璃/陶瓷的⼩型电熔窑。
. 空间占比: (9,000 + 4,000) m³ / 120,000 m³ = 10.8% . 关联:
。 对下 (L1):从L1的分拣中⼼接收废旧塑料、玻璃和⽣物质灰渣。
。 对上 (各层):⽣产的塑料制品、复合材料板、玻璃器⽫等通过中央仓储送往各处。
中层区 (L3-L6):精细制造与⽣物科技 (Fine Manufacturing & Biotechnology)
此区域环境洁净,对环境控制要求⾼。
7. 纺织品循环再⽣中⼼ (L3层)
形态: 洁净、⼲燥的环境。包含纤维开松机、湿法纺丝设备线、⾃动化纺纱机和⽆梭织机。印花和裁剪缝 制在独立的隔间内完成。
. 空间占比: 8,000 m³ / 120,000 m³ = 6.7% 关联:
。 对下 (L1):从L1分拣中⼼接收废旧纺织品。 。 对下 (B4):接收湿法纺丝所需的化学溶剂。
8. ⽣物制造与制药中⼼ (L4-L5层)
. 形态: 占据两层,内部为模块化洁净室(Cleanroom)。L5是⾼等级的菌种培养和发酵区,布满不锈钢发 酵罐和管道。L4是产物纯化、制剂和包装区,配有层析柱、过滤系统和灌装线。两层之间通过专⽤的⽆ 菌物料电梯连接。
. 空间占比: 10,000 m³ / 120,000 m³ = 8.3% . 关联:
。 对下 (B4):接收发酵所需的⼄醇、酸、碱等。 。 对上 (L7):将样品送⾄L7的实验室进⾏质检。
。 对其他: ⽣产的⼯业酶、药品、PHA⽣物塑料等通过中央仓储配送。
9. 电⼦维修与组装中⼼ (L6层)
. 形态: ⾼等级⽆尘⻋间。包含SMT贴片机⽣产线、柔性电⼦打印设备、焊接⼯作站和精密的元件测试台。 设有专⻔的“元件银⾏ ”,⽤于存放从废旧设备中回收并检测合格的芯片和元件。
. 空间占比: 5,000 m³ / 120,000 m³ = 4.2% 关联:
。 对下 (L1/L2):接收来⾃仓储的PCB基板、塑料外壳等。
。 对所有: 为所有⼯业和⽣活模块提供电⼦设备的维修、更换和有限的新制服务。
顶层区 (L7-L8):研发与控制中枢 (R&D & Control Hub)
此区域是整个⼯业体系的“⼤脑 ”,视野开阔,环境最优。
10. 质检、研发与计量实验室 (L7层)
. 形态: 由多个独立的实验室组成,如材料分析室、化学分析室、⽣物实验室、计量校准室。配备精密仪 器,并设有通⻛橱和安全柜。
. 空间占比: 6,500 m³ / 120,000 m³ = 5.4% . 关联:
。 接收所有: 接收来⾃所有⽣产模块的样品进⾏质量检测。 。 对上 (L8):将所有数据上传⾄L8的中央控制室。
11. 中央控制室 & 数字孪⽣中⼼ (L8层)
. 形态: 位于建筑顶层,拥有360度环形玻璃幕墙(可调节为显⽰屏)。中央是⼀个巨⼤的全息交互平台, 实时显⽰整个“创⽣之柱” 的数字孪⽣模型——从能源流、物质流到设备状态、⼈员位置。这⾥是SCADA、 IIoT和AI决策系统的物理载体。
. 空间占比: (120,000 - 90,500) m³ = 29,500 m³ (包含所有楼层的公共空间、管道、结构、冗余空间等,控
制室本⾝约2,000 m³)。总占比 24.6%。 . 关联:
。 控制所有: 通过光纤⽹络和⽆线信号,监控和控制下⽅所有楼层的每⼀个设备和流程。AI在此进⾏ 全局优化调度。
居住区:
公寓大厦:推窗见绿,诗意生活
公寓大厦的设计图纸上,那几笔勾勒“高大空间”的线条,藏着设计师对地球逼仄居所的深切共情——曾几何时,窗外的美景被楼宇的墙壁取而代之,连阳光都要在房檐的缝隙里辗转许久才能挤进屋角。如今,这六栋笔直矗立的立柱式公寓,决意将这份遗憾彻底弥补,让“高大”不再只是冰冷的尺寸,而是能书写生活诗意的篇章。
作为居住区的核心模块,我们参考了豪华酒店与西湖大学的学生宿舍,设计了六座公寓大厦,每座计划容纳400人,包含标准间(参照酒店单人房)、宽敞间(参照酒店双人房/大床房)、豪华间(参照酒店豪华/总统套房)等多种户型。
单幢400人 | 标准间 | 宽敞间 | 豪华间 |
每间面积 | 18 | 30 | 60 |
间数 | 50 | 150 | 12 |
期望容纳总人数 | 50 | 300 | 50 |
公寓总面积6120平方米,按层高3米算总占用空间110160立方米(6座),占比58.4%,每间提供至少5平的卫浴区,豪华间额外提供至少10平的厨房区。单人/双人间的居民若想亲自下厨,可前往自助餐厅周围的4个比至居进行烹饪。在清洁方面,居民也可自由预约公寓主理人上门清理。此外,公寓大厦中划分了许许多多的区域,包括活动厅(代替客厅的功能)、健身房等等,可供居民使用。
区域 | 建筑面积() | 占比 |
公寓区 | 6120 | 48.19% |
公共区域(大堂、活动厅等) | 1500 | 11.81% |
休闲区域(温泉、泳池、健身房) | 2000 | 15.75% |
后勤设备区域(清理房、空调设备) | 1000 | 7.87% |
各种商店 | 2080 | 16.38% |
总计 | 12700 | 100% |
自助餐厅:智慧赋能,悦享食光
步入餐厅,最先迎接你的,便是身形灵巧的智能机器人。它们带着柔和的电子音主动引路,若是你还没想好要吃什么,只需在手机上轻轻一点菜品图标,或是通过智能眼镜说出你想吃的美食,机器人便会精准记下需求,转身穿梭在餐台间,稳稳地将你点的餐食送到餐桌前。无需在各个餐区间奔波,也不必担心错过喜欢的菜品,指尖轻触间,美味便会如约而至。
自助餐厅主要包括以下几个部分:
空间类型 | 功能分区 | 测算逻辑 | 面积(㎡/座) | 布局说明 |
建筑本体 功能区 | 用餐区 | 400个餐位×1.4㎡/座(含机器人通道) | 560 | 4人方桌(1.2m×1.2m)+1.2m宽机器人通道,避免客流交叉 |
厨房区 | 用餐区面积×45%(设备规模匹配1200人次) | 252 | 烹饪区(120㎡)+预处理区(80㎡)+出餐区(52㎡),U型布局 | |
辅助区 | 机器人充电间(40㎡)+员工休息区(30㎡)+独立冷链机房(8㎡)+独立运维间(7㎡)+员工通道(6㎡) | 91 | 8台机器人需40㎡充电位(1.2m×3.5m/台),冷链机房设独立通风 | |
外部配套空间 | 入口门厅 | 按峰值客流400人×0.125㎡/人(商业餐饮常规标准) | 50 | 含取号区、等候区,宽4m×深12.5m,适配高峰客流 |
室外疏散通道 | 建筑本体周长×1.5m(消防规范要求) | 100 | 环绕建筑本体,宽1.5m,满足消防疏散需求 | |
地面停车场 | 1200人次×1.2车位/100人次×27.6㎡/车位(含通道) | 398 | 需14.4个车位(取整15个),每车位含通道27.6㎡,靠近入口 | |
单座完整占地 | - | 建筑本体功能区+外部配套空间 | 1451 | 取整为1471㎡/座(预留1.4%弹性空间,应对设备升级) |
总占用空间在2.65万立方米左右。
3D打印店:随心所欲,个性表达
3D打印店承载着对地球 “千篇一律” 时代的告别:步入店内,柔和的暖光洒在整齐排列的 3D 打印机上,没有传统工厂的嘈杂,只有机械臂运转的轻微声响,像在为创意伴奏。这里就像一个神奇的魔法空间,将居民的奇思妙想转化为真实的物件,让新家园的生活因这份独特而更加精彩。
我们的3D打印店涵盖了多种技术类型,包括FDM、SLA、SLS等等。每间店铺面积在160平左右,具体安排如下:
功能区域 | 面积(平方米) | 占比 | 设计说明 |
打印区 | 60 | 40% | 包含14台打印机及操作空间 |
材料储存区 | 25 | 16.7% | 包括常温、恒温、防潮、防爆储存区 |
后处理区 | 20 | 13.3% | 清洗、固化、打磨等设备 |
展示区 | 15 | 10% | 产品展示、样品陈列 |
接待区 | 10 | 6.7% | 接待台、咨询区 |
休息区 | 10 | 6.7% | 顾客等候、休闲区域 |
办公区 | 10 | 6.7% | 员工办公、资料存放 |
过道及公共空间 | 10 | 6.7% | 通道、安全出口等 |
总计 | 160 | 100% | - |
总占用空间为0.29万立方米。数据处理方面,依赖中控室的数据库,因此不计入本模块。
云顶森林:疗愈栖居,联结共生
云顶森林环放弃了传统居民楼孤立的楼顶设计,用轻量化的生态廊道将所有楼宇的顶端串联,织成一个环绕整个百万立方社区的环形空间,让每一位居民推开楼顶门,都能踩在真实的泥土上,触摸到活着的草木。具体设计细节见游憩区。
科技区:
所占空间:
中控室,科研场所与核能发电站共占10500立方米
科技区整体形态与理念
形态: 流线型水滴状。寓意生命之源、知识汇聚和能量流动。流线型设计可最大化空间利用率和内部能量/信息传输效率。
外壳: 采用自修复、可变色、超绝缘的“智能超材料”,可根据环境条件(温度、辐射、安全等级)动态调整透明度和硬度,形成天然的辐射屏蔽和视觉伪装。
核心功能: 强调高密度集成、非接触协作和本征安全。
功能区具体细节设计
1. 核能发电站(尖端/尾部)
功能: 提供核心科研设备和中控室的稳定、不间断基荷电力,兼具能源技术研究功能。
形态与布局: 位于水滴的尖端或尾部(最厚实、远离生活区的一端),设计为高密度集成、多重屏蔽的“能量核心舱”。
反应堆类型: 选用微型模块化反应堆(Micro-SMR)或微型熔盐堆。它们的特点是体积小、本征安全高、可远程操控、燃料循环周期长(几年至几十年)。
空间占比: 约为科技区的 10%-15%。虽然发电量小,但安全和维护区不可或缺。
关联: 与中控室通过独立、冗余的光量子信息链路直连,实现远程全自动监控和故障诊断(参照 eVinci 等设计,无需现场操作人员)。物理上与科研场所保持最远距离和最高级别隔离。
2. 中控室(核心/中央)
功能: 世界的“大脑”,负责所有基础设施(生命支持、环境控制、能源分配、安全防卫、数据处理)的实时监控、调度与决策。
形态与布局: 位于水滴的几何中心。设计为“悬浮式”或“环绕式”。
悬浮式设计: 核心控制舱悬浮在中央空腔内,通过磁悬浮或反重力技术保持稳定,避免地面震动和辐射干扰。
环绕式显示: 采用360度全息沉浸式显示屏和量子级数据可视化界面,操作人员(可能极少)通过脑机接口或高级手势识别进行交互。
空间占比: 约为科技区的 15%-20%。
关联:与科研场所:紧密连接数据光纤骨干网,共享计算资源(量子计算机)和仿真平台。与核能站:有最优先级的电源和冷却连接(冗余供电和独立冷却回路)。作为整个科技区的信息枢纽。
3. 科研场所(环绕/边缘)
功能: 集中进行量子计算、新材料研发、生物工程、环境生态模拟等前沿科学研究。
形态与布局: 环绕在中央中控室外围,形成功能性“生物圈/科学圈”。可细分为多个模块化、可变形成的小型实验室。
柔性实验室: 采用可移动、可重组的超材料隔板和集成设备。实验室可根据项目需求,在数小时内从“生物洁净室”转换为“量子实验平台”(空间功能动态重构)。
核心区: 量子计算中心(需要极低温和超稳定环境,位于核心区深处,接近中控室)。
外围区: 新材料合成区和生物工程区(需要更灵活的通风和光照)。
空间占比: 约为科技区的 65%-75%。
关联:
共享基础设施: 拥有统一的纳米流体输送网络(运输化学品/生物制剂)和废弃物循环处理系统(零排放/完全回收)。
垂直连接: 利用水滴状的高度,通过高速垂直磁悬浮通道连接上下楼层,最大化动线效率。
具体设计细节:
物理隔离:核能站位于末端,多重屏蔽。,最高安全级别,将能源风险控制在最小范围。
信息集成:中控室位于核心,量子骨干网连接所有区域。,超高速数据处理和即时决策,实现整个世界的数字孪生管理。
空间柔性:科研场所采用可重构模块化设计。,极高适应性,能够快速转向任何前沿科研项目,避免空间闲置。
能源效率:中控室和科研场所采用智能能量回收集成墙板。最大化利用核能站提供的基荷电量,大幅降低人均能耗。
人因工程:实验室和中控室大量引入自然光模拟和环境气味调控系统。,提升科研人员的工作效率和身心健康,符合“以人为本”的未来设计理念。
图片依次为:
1.农业区外观概念图
2.农业区内部场景
3.工业区与居住区概念图
4.居住区内部
5.居住区餐厅
6.3D打印区
7&8.云顶森林环部分场景
9.科技区外观
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