1.1 概述
多伦多Quayside社区是“Sidewalk Toronto”第一阶段的优先开发区,占地面积约5公顷,位于多伦多市中心的东南的滨海区,是一个“等待振兴的后工业区”。
Quayside社区包括265万平方英尺的可开发空间,10座建筑物以及4公顷的公共场所。建成后,可容纳约4,500名居民,并提供约3,900个工作岗位。开发计划包括建设十栋建筑物,五块区域(包括公共区域),涉及到住宅、商业、基础设施、交通出行各个方面。每栋建筑对不同楼层按照不同功能分成不同区域。一般分为住房(高层)、阁楼、商业区、Stoa区(一般是地面到二层)。
Quayside的核心是搭建一个平台,打造一个以人为本的完整社区,让科技为人的生活服务,为多元化的居民、工作者与访客提供高质量的生活品质。
1.2
灵活的建筑和街区
1.2.1
采用高层木结构建筑
充分利用加拿大得天独厚的木材资源,采用新型木材技术建设30层以上的高层木结构建筑能够保证同样的结构强度、灵活性、性能和安全标准。与传统钢结构或混凝土结构相比,既节约造价,促进本地经济发展,并减少90%碳排放,对环境更加友好。
1.2.2
建筑材料模块化和预制化
实施全盘整合的预制策略,创建一整套具有通用接口的预制产品库,采用3D打印、自动化等技术完成制造和组装。标准化的材料将减少审核程序、加快施工进度、提高资金效益,通过回收再利用还能够降低运营和翻新费用。
模块化的装配式建筑和灵活分割的木材框架结构示意图
1.2.3
灵活的室内空间和建筑功能
借鉴纽约SOHO区“Loft建筑”在适应使用功能变化上的灵活性,基于5英尺的倍数进行标准化设计,将不同的形态、楼板和风格都可以融入Loft标准,根据每25-30年市场需求的快速变化迅速调整使用功能(比如居住、零售、办公、制造等用途),实现更加便利的空间变更和广泛的耐用功能。同时,使住房变得更可负担,大量减少因装修而被填埋的建筑垃圾。
灵活的建筑空间截面图
1.2.4
多样的街区形态
通过发展功能混合使用的模块化房屋,使得建筑功能转变能更加容易。相应的,建筑规范也将逐步减少固定建筑类型的种类,在不产生负面环境影响前提下,将80%的内部用途重新分类为新的“中性”混合用途。逐步改进静态的建筑分区规则,适应更加灵活的空间系统,进一步提高空间使用效率,激发建筑乃至整个城市形态的多样性。
1.2.5
多措并举降低建筑能耗
采用被动式节能建筑,合理利用热能的自然传递,降低采用直接燃烧方式获取的能量。尽管被动式节能屋技术增加了5%~10%的建筑成本,但与最先进的需求管理相结合,可以将建筑的能源消耗减少25%。利用价格逐渐降低的太阳能光伏板覆盖50%的屋顶面积,建立由就地发电和储能设施并组成微型电网,能够最大化地利用生产的电能,至少可以提供10%的年用电量。
1.3 低碳交通和慢行优先
1.3.1
慢行优先的交通策略
打造5分钟步行生活圈,满足购物餐饮、文体休闲、公交出行等日常需求。提供充足的共享单车及停靠点,鼓励便捷的短途骑行。用自行车高速路连接不同的社区,构建广泛连接市区的慢行网络,建设一条穿越高速的步行与自行车专用桥,提供舒适优美的快速通廊,并抵御雨雪天气。将市区有轨电车延伸至滨湖东区,打造步行与骑行友好型公共空间,兼容多种交通替代方式,将步行和骑行比例提升至35%。
1.3.2
采用自动驾驶小汽车和公交车
自动驾驶交通可以收集高效率高密度的感知数据,极大确保行人的安全。将其与共享出行相结合,建立新型的长途出行网络,可以使私人小汽车出行比例和尾气排放均显著降低,每人每年将节约1-1.5万美元的交通成本。通过集中维护保养、并提供配备充电桩的停车场,不仅养护成本更低,对环境也更友好。通过有限的停车位供给、改变停车收费等措施,抑制草率的开车出行,降低小汽车保有量。
交通换乘枢纽和地下停车场示意图
1.3.3
重新设计道路系统
自动驾驶技术将改变传统的道路设计规范,从把机动车放在首位改为把人放在首位,给骑行和步行提供更多的空间,创造更自由、更可达、更安全的出行环境。街道等级将调整为交通主干道、公交街道、交通支路和步行巷道4个层级。其中,交通主干道是混合公共交通、传统汽车以及自动驾驶多样化交通要道。公交街道排除了传统小汽车的路权,并特别注明上落客区域。交通支路只允许低速的自动驾驶汽车通行。在步行巷道上,骑行者进入后必须推车前进。
道路设计断面示意图和效果图
1.3.4
建立地面交通控制系统
通过一系列详尽的数据输入,采用先进的、数据驱动的交通模拟,适应自动驾驶汽车的普及,寻找到最佳的管理策略,进行全面、动态、实时的交通优化。例如,响应式的交通信号灯将根据最大通行人数而不是小汽车数量调整交通流的信号相位;在步行和骑行者感受到不便之前,自动察觉问题所在并通过路面预设的LED电子道路标线重新分配街道空间;对停车进行约束和精细化管理。
1.4 智慧共享的城市公共空间
1.4.1
采用“建筑雨衣”开辟舒适的室外空间
为应对多伦多的极端天气,在步行巷道上设计安装一种大型薄膜式的室外装置,可以做到冬季挡风防雪、夏季透风遮雨,同时搭配实时的环境调节设备(如温度、湿度),创造智慧舒适的室外公共空间。通过实施完整的干预措施,将人们在户外活动的时间延长一倍以上,为营造舒适的慢行环境创造条件。
建筑沿街空间的柱廊和建筑雨衣装置效果图
1.4.2
利用柱廊扩大建筑底层公共空间
采用间距12m×12m、高6m的模块化柱廊,在步行巷道沿街的建筑底层构建功能混合的公共空间,随使用需求变化进行标准化改造,支持零售、制造和社区活动等多样化用途。
1.4.3
将街道变为多用途的动态空间
打破将街道分为机动车道、非机动车道和人行道的固定模式,采用嵌入路面的六边形LED模块化铺装,将交通支路和步行巷道改造为动态街道。六边形的铺装装置能够对交通和户外天气情况进行感知和反馈,通过交通控制系统利用LED灯的变化重新分配路权,将街道与其他公共空间彻底融为一体。未来可以设想,一条道路在工作日的白天是通勤性道路,在晚上就变为人们休憩娱乐空间,周末全天都为公共活动和街道集市等提供空间。
六边形道路铺装及共享自动驾驶汽车效果图
1.5 智能环保的基础设施
1.5.1
先进的微电网系统
利用微电网和智能测量技术,通过ISO(本地独立电网系统)进行高效管理,收集并调节本地太阳能发电和外部电网供电,实现建筑间电能的供需平衡。在夏季,ISO系统会从电网里购买相对便宜和清洁的电能,贮存在蓄电池里,满足用电高峰期的需求,而避免使用高峰时段高价高污染的电能。当夜晚来临,用电量极少时,ISO会断开与市政电网的连接,将本地生产的电能调配到最需要的地方。
城市电力系统和热力系统运行示意图
1.5.2
灵活利用多种绿色热能
从波特兰发电厂、废水处理厂和安大略湖水源泵3处主要来源,灵活高效地捕捉废热与冷能,通过社区排水系统、地源热泵收集分散的热能,在能源中心进行协调并分配给各栋建筑。能源中心的主要设施只是冷、热水罐,因此比多数发电场站更容易选址。上述3种热能来源中任何一种的产量都远超湖滨东区的自身需求,投资者期待的是利用能源系统的潜力来满足多伦多市区的大部分热能需求,从而扩大用户基数,降低运行成本。
1.5.3
市政综合管廊和垃圾自动收集系统
将电力、供水、供热(冷)、通信管线纳入共享的设施通廊网络,布设在公共区域之下,并为维修工人提供便捷通道。制定垃圾收集处理策略,减少超过90%的填埋垃圾:在每个厨房配备有机垃圾碎渣机,鼓励使用自动分类垃圾箱,提高垃圾分流率,采用地下专用管道和自动化运输系统收集80%的垃圾,减少运输车辆排放的气体,就地进行有机垃圾厌氧处理,利用产生的甲烷为热网供能。
城市垃圾自动收集系统示意图
1.6 无处不在的大数据运营管理
1.6.1
布置全方位的感知网络
随着物联网技术的发展,传感器已经变得越来越廉价、小巧、节能,无所不在的感知有助于更深入的理解城市环境。Sidewalk预计部署的传感器遍布城市公共空间及建筑内部,包括空气质量、天气、噪声、雷达激光测距、计算机视觉(人流、车流)等。传感器可以记录缓慢或高速的变化,可以识别道路上匆匆而过的人流和车流,也可以通知你公园草地上何时有空座椅。值得关注的是摄像机引起了隐私问题,Sidewalk表示并不保存或发送全带宽视频,以街道行为追踪为例,摄像机将图片直接转换为一组人流的线条图,仅传输运动状态指标。
1.6.2
建立数字化运营管理平台
通常来讲,多数居民会喜欢生活在一个环境持续改善的地方。通过提供一套稳定的运营平台、电力和网络连接,可以将大量传感器采集的物质空间环境的实时数据进行串联,构建反映城市运营状况的分析模型,以便于进一步理解和改善社区的物质空间和功能。同时,基于持续不断的数据流实现自我学习和不断优化,促进社区更好的适应居民和企业的需求,提高运作效率。
城市数字化运营架构示意图
1.6.3
开放的应用更新接口
随着时间推移,技术也在变革,采用标准化的数据格式和开放的可编程接口,可以激发应用程序设计的潜能,使系统平台始终能够适配创新应用的开发。城市运营将从最广泛的供应商和服务提供商的选择中获益,减少受过时技术的束缚。随着的社区互联网络的不断拓展,将催生新兴的市场机会,吸引更多科技企业的入驻,共同形成创新生态系统,引领整个城市的创新。
1.7 参考文献
谷歌多伦多智慧城市案例述评
https://mp.weixin.qq.com/s/ELZvl_bdl5i-IvDINGESKw