环境模块2--细节设计
1、区块形态(环境场景):
1)、综合区域:
B2-B1:洗浴中心、中央厨房(可在外围及楼上拓展为用餐)污废处理

1:大厅(介绍导览),会场附行政工作场地;中心医院(设施相对完备)都有多出入口
2:娱乐
3:教育、图书馆、档案馆、收藏室、音乐教室

4:工作、实验室、住院区域
5:根据具体需要补充
注:以模块化思想,即有可拼接的立面设计容纳商业服务业随着时空流动的需求
2)、居住区:

·结构
构件 | 功能 |
C形核心筒+12m×14m贯通大件井 | 唯一永久构件;全塔抗侧力核心;大件井=垂直净空腔 |
自承重结构盒,底部结构底盘主梁 | 悬挑荷载走底盘主梁节点→接口→筒牛腿(Habitat 67 式) |
主承重销+次限位螺栓+承托臂滑轨 | 三级接力:居住态销受力 → 承托臂接管 → 销空载可拔(中银4螺栓的升级,可分步) |
模块间结合部:密封条+连接销+跨接管线插接 | 只传水平协调力,可断;断后各模块竖向荷载独立传筒、邻居自立;跨接管线带独立检修口 |
对接舱:水电新风排污数据一体盲插 | 分离自闭合封堵,五路管线不拔管、不派人 |
·接口


·移动
状态 | 荷载路径 | 说明 |
① 居住态 | 主承重销→塔 | 与普通高层住宅无异 |
② 断连态 | 仍在各自销上 | 先断模块间结合部、再断对接舱;邻居失去密封与联动,受力不变 |
③ 托架态 | 承托臂+锁死滑块 | 机械承压、断电不失效;对角拆次限位螺栓释放残余应力;主销空载 |
④ 自由态 | 托架上 | 拔销,模块与塔/邻居/管线全部解耦,获得滑动自由度 |
层级 | 方式 | 要点 |
跨区/跨建筑(>100m) | 重型索道+空中搭积木 | 新址只建核心筒即可挂上任何存量模块;缆索吊300t级已有工程实例 |
垂直 | 大件井内重型货梯 | 配重平衡,单次提升能耗约7 kWh;同一大件井同一时刻只运一个模块(井道互锁) |
区内短距(<100m) | SPMT/自走底盘(扩展探索边界外部大型结构) | 现实基线;自走底盘=重载AGV,需硬化地坪 |
通勤 | 悬挂式单轨 6~15m 高架 | 右图小公交形式;与重载轨共用走廊、不共轨;共享供电/信号/控制,不共享承载机构 |
①常态结合 → ②断结合部+断供(第一步操作)→ ③承托就位+松次限位螺栓 → ④空载拔主承重销 → ⑤水平缩回、对正大件井(悬挑量归零,净空腔内全高无邻居模块)→ ⑥大件井内垂直下降,SPMT接应。
例外条款:凡模块间结合部参与局部承重的部位,断开前必须先装临时扁担梁转移荷载;二级大户型(外圈挂内圈)依托的必须是骨架户型(低频搬迁),且外圈预设备份吊杆,承托模块抽离瞬间荷载自动切换,全程无悬空。
(动画仅供示意)https://coral1102.ok.kimi.link/#move
·内部形态







3)、农业区:以植物工厂为中轴建筑,自外向内分为渔业养殖与海草养殖、海水淡化、植物工厂,淡水储藏与净化、渔业养殖,呈鱼类流线型分布;在植物工厂尾部为养殖场与沼气发电区。
(分层设计与运输:
竖向分层:顶层光伏/BIPV与雨水收集;中层植物工厂多层栽培架;底层渔业养殖池与海水淡化设备;地下蓄水与净化池、沼气发酵罐。
运输:植物工厂产品经清洁物资线(西陆门—农业/养殖—主体公共供应节点)运出;海水淡化淡水经管道接入蓄水与净化系统;沼气经管道接沼气发电区;养殖饲料与畜产品走农业区内部支路,不与污废专线交叉)
4)、工业区

以港口为核心,一侧建设集装箱仓储地区,一侧建设工厂区域(具体工业类型:具体工业类型以低污染、低噪声、高附加值为主,包括:海洋装备与模块化建筑构件维修制造、海水淡化膜与环保设备、冷链与食品加工(靠近农业区一侧)、数据算力配套硬件、科研中试与轻工业;高污染重工业不设于本岛,仅保留维修与装配)
关于仓储式超市的设想:
前店后仓与夜间补货:配置约620㎡的后场物流与冷链区,设2个常温月台、1个冷藏车位。实行夜间整托补货机制,营业时段卖场严禁叉车作业,确保卖场动线纯粹与安全。
三线分离的动线规划:物流流线(北侧后勤院单向进出)、顾客流线(南侧社区前场进入)、线上履约与员工流线(东侧独立自提门厅及车位)完全隔离,消除客货交叉与骑手穿行干扰。
仓储陈列与市集体验融合:利用7.5m净高与12×10.5m钢框架,实现托盘、整箱的大宗陈列;中央嵌入“市场街”,引入3-5个本地水产/熟食档口,由超市统一收银与食安管理。
在地气候适应性设计:针对沿海环境,建筑采用抗风揭金属屋面与C5-M/CX级防腐涂层,室内地坪标高设定于100年潮位+0.5m,配置防洪插板;结合光伏屋面与250kWh储能,保障极端天气下的冷链运转。









5)、污废处理区:
陆地:
垂直立管:利用多孔建筑的孔隙边缘布置垂直排污管(材质采用耐盐雾的HDPE或改性PVC)。管道外壁可集成微型传感器,实时监测渗漏。
楼层汇集:每3层设置一个“缓冲/粉碎节点”(内置粉碎泵),将固体废物粉碎后汇入主立管,防止堵塞。
地下主干管:通过重力自流汇入地下管廊,直接输送至滩涂枢纽的“污废处理中心”。
海洋:
利用负压将污物吸入管道,水平输送至平台底部的集中收集舱。收集舱满后,由专用的密闭运输驳船通过“运维航道”运回陆地处理。
接收来自海上平台的浓缩污物和陆上管网的污水。采用膜生物反应器(MBR)+ 厌氧消化技术。
与沼气、家庭自用污废处理箱、局部绿化形成集中与散点相互补充的多维污废处理结构
6)、纪念碑:
· 地上/海面层:露天纪念广场与博物馆入口,双螺旋交错的节点处设置观景台。
· 水下部分:螺旋延伸入海,底层为海底墓场(生态葬,与珊瑚礁共生,骨 灰盒由可降解材料制成并嵌入人工珊瑚基座)。
· 博物馆:螺旋中空内部为垂直展廊,展示人类文明遗物与海洋生态数据, 旧文明与古籍馆与资料库
7)、海上平台:
(海上平台的主要功能是进行产能,同时配备有相应的产能、应急储能、应急避险设备,同时兼有相应的服 务器数据中心,科研观测基地(对海洋的数据采集与研发),居住与基础设施(卫生站、小规模太阳能版),小型渔业打捞/养殖(良好利用散热),小型植物种植,与船舶的接驳口。同时考虑到海上平台的规模与利用率与避险备用方案与数据的偶然性,建议围绕主要平台建设小型平台(可以兼做鸟类栖息地,在夜晚兼有平台的不干扰生物正常作息的微弱指示灯起到海面渔灯的效果)
真空排污系统:负压管道收集各平台污物至底部集中收集舱,收集舱满后由密闭运输驳船经运维航道运回陆地污废处理中心;管道设独立检修口与渗漏传感器,与陆上重力流系统在滩涂枢纽汇合,形成‘陆上重力流+海上负压收集’的双模污废体系。
8)、应急避险区:分布在地下(配备设施与交通方式)
每塔 = 1部防烟楼梯(双向主力)+2条螺旋逃生滑道(下行快道,40人/min/条,收纳于核心筒壁龛、变色盖板与立面融合+1部消防电梯。
单楼梯6分钟,楼梯+双滑道并联3分钟。滑道出口3~4m缓冲段,经地面接入地下避险区;入口正压防烟前室;只在潮汐窗口演练。
2、空间占比:


区域 | 体积(万m³) | 说明 |
陆地居住区 | 18.39 | 250模块+6核心筒+井壁+附属 |
陆地综合区 | 16.13 | 1.2万m²×4层×4.2m×0.80 |
陆地农业区 | 15.93 | 建筑+池体/沼气 |
陆地工业区 | 9.91 | 建筑+集装箱堆场 |
陆地污废处理区 | 3.65 | 处理中心+管廊池体,覆土另列 |
陆地纪念碑 | 0.83 | 含水下墓场 |
陆地道路 | 3.99 | 五级道路 |
陆地地基 | 11.84 | 建筑区+道路区 |
陆地地下避险区 | 1.56 | 2000人 |
陆地小计 | 82.23 | 不含海滩、不含廊桥 |
海上居住与配套 | 6.62 | 63模块+配套 |
海上产能设施 | 3.78 | 产能+养殖 |
海上平台浮体/地基 | 7.20 | 4万m²×1.8m |
海上接驳构筑物 | 0.45 |
|
海上小计 | 18.06 |
|
总计 | 100.29万m³ |
|
3、彼此关联(联动):
1)、交通运输(内部&外部):
·海上交通:
水面层(0 ~ -5米):运维航道。供人员通勤船、物资补给船、应急救援船航行。
隔离缓冲层(-5 ~ -10米):生态防撞缓冲带。通过浮标、人工海草床,防止船只误入核心海缆区,同时为海洋生物提供栖息地。
海底浅层(-10 ~ -20米):海缆廊道。敷设能源电缆(海上风电/核能向陆地输电)、通信光缆与淡水/氢气管道。
海底深层(-20米以下):人工珊瑚礁基座。海缆廊道的物理固定层与生态修复层。
·陆上交通:

·水平交通:
陆门联络路14~18米:双向低速机动车、接驳车、自行车与步行,两条陆门各自成线;不扩建为穿越聚落的交通干道
弧脊服务路11~13米:生产车辆、维修车、急救车优先,限速运行;一侧设独立步行空间,另一侧结合排水浅沟与绿化缓冲
放射支路7~10米:日常慢行;生产车辆预约、错峰进入;沿产业段间绿带布置,不形成宽阔放射轴线
礁环慢行环8~12米:常规机动车不进入;保留连续、清晰的无障碍及救援通道与遮阴连廊、庭院、公共腔体相连,局部放宽为停留空间
高地疏散路有效通行宽度4~6米:以步行为主,兼顾小型救援车与物资运输不依赖电梯、自动闸机或数字导航才能使用
潮缘慢行带4~6米,局部调整:步行、自行车与小型巡检设备;采用架空栈道、透水铺装或自然路径;在敏感滩涂处断开、绕行
廊桥系统:轻质复合材料+变色玻璃,顶部BIPV光伏。分空中廊桥(连高层医疗与教育)、地面连廊(串中心区,底层架空保生态)、海上栈桥(浮动适应潮汐)。节点设“空中口袋公园”(绿植、书吧、座椅)、气动物流管道、应急避险通道。采用可伸缩的错层连廊。当某个模块需要移动(如更替需求、重新组合)时,连廊可以收回。
清洁物资线:西陆门—农业/养殖—主体公共供应节点,运输食品、苗木和清洁生产资料。
一般工业线:东陆门—科研/轻工业—维修仓储,避免穿越农业食品 装卸区。
污废专线:回收站通过独立支路连接封闭装卸点,再接入最近的对外 出口;不经过中央庭院、餐饮供应点和滨水公共活动区。
港口运维线:运维码头—弧脊服务路—轻工业/科研维修点,与游客及居民登船路线分开。大宗运输预约错峰,小型化、低噪声、低排放;恶劣天气下可暂停非必要配送。
注:居住、餐饮、教育、议事、医疗与公共活动优先通过礁环和放射支路连接。自行车与步行路线连续遮阴,避免为了景观绕行而拉长基本生活路径。设置少量低速电动接驳车,服务老人、儿童、伤病者及重物运输;车辆失效时可由人工调度,不影响基本步行网络。
污废区附近不宜简单采用高透水路面的“生态处理”,应先设置防渗、收集和事故隔离措施
医疗与应急交通,急救可从任一陆门经弧脊服务路和放射支路到达各产业段,也可直接进入礁环。中心医院、组团卫生站、应急避险点之间至少保留两条可替代路径。
应急优先通过路权、标线、可手动开启的隔离设施实现,不依赖联网信号灯。道路节点设置实体编号和方向牌,使救援人员在断电、断网时仍能定位。特殊情况应急:灾害工况下的道路转换
道路系统按“就近避险优先,高地转移有序进行”运行,而不是在台风或风暴潮来临时让全部居民同时涌向应急区域
·垂直交通
在建筑植入胶囊式透明升降机(采用磁悬浮/齿条驱动)。(绿色加成:升降机的透明外壳同时作为植物工厂的运输管道,居民在升降时,能看到周围垂直绿墙的生长状态。鸟类避让:透明材质可发光变色(警示鸟类),或在夜间降低亮度,不干扰海鸟。)
应用外部螺旋坡道。建筑外部设置缓坡螺旋步道,坡度控制在5%以内,满足无障碍通行。
应急入口设计为倾斜的防爆坡道或重力滑梯,确保在停电状态下,人群仅靠重力也能迅速疏散至地下安全区。
2)、形态样貌:
以珊瑚礁为灵感,配以鱼形公交、鲸类流线型建筑、贝类建筑,围绕模块化建筑设计与生态设计,形成完备统一的整体生境,象征对于海洋的热爱;以DNA为纪念,象征生而为人的使命感与责任感,表现着对于海洋的尊重。整体人与自然和谐相处,既有以模块化建筑与船舶拓展探索世界的可能性,又以海洋特色作为鲜明的图腾标识。
REFERENCES
1. Safdie, Moshe. For Everyone a Garden. Cambridge, MA: MIT Press, 1974. (Habitat 67 理论基石)
2. Safdie Architects. "Habitat 67, Montreal." Project archive, 1967. safdiearchitects.com/projects/habitat-67
3. Habraken, N. John. Supports: An Alternative to Mass Housing. London: Architectural Press, 1972. (开放建筑与支撑体理论)
4. Kendall, Stephen & Teicher, Jonathan. Residential Open Building. London: E&FN Spon, 2000. (住宅开放建筑与生命周期接口)
5. Smith, Ryan E. Prefab Architecture: A Guide to Modular Design and Construction. Hoboken: Wiley, 2010.
6. Staib, Gerald; Dörrhöfer, Andreas; Rosenthal, Markus. Components and Systems: Modular Construction. Basel: Birkhäuser, 2008.
7. Arief, Allison & Burkhart, Bryan. Prefab. Salt Lake City: Gibbs Smith, 2002.
8. 黑川纪章. 《中银胶囊塔:新陈代谢派》. 1972. (模块可插拔与核心筒结构参考)
9. 联合国环境规划署 (UNEP). 海岸带综合管理与生态修复指南. (参考珊瑚礁生态系统与防撞缓冲带设计)
10. CIBSE. Guide D: Transportation Systems in Buildings. London: CIBSE, 2020. (垂直交通与疏散运力校核)
11. 相关研究文献. 《基于膜生物反应器(MBR)与厌氧消化的海岛污废处理系统研究》. (针对环境模块中污废处理区的技术参考)
12. 相关研究文献. 《海上漂浮城市与深远海平台结构设计导则》. (针对海上平台浮体、负压排污与网箱养殖模块)
13. 《住宅项目规范》GB 55038-2025(以实施日期及地方配套规定为准)。
14. 《建筑防火通用规范》GB 55037-2022;《建筑设计防火规范》GB 50016-2014(2018年版)。
15. 《建筑模数协调标准》GB/T 50002-2013。
16. 《装配式钢结构住宅建筑技术标准》JGJ/T 469-2019。
17. 《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-2015。
18. 《无障碍设计规范》GB 50763-2012及项目所在地无障碍设计规定。
19. 《钢结构设计标准》GB 50017-2017。(针对模块间的牛腿、高强螺栓连接、承托臂等结构节点的计算依据)
20. 《建筑给水排水设计标准》GB 50015-2019。(针对湿区集中、排水断桥与污废管网设计)
21. 《近零能耗建筑技术标准》GB/T 51350-2019。(针对张拉膜遮阳、BIPV光伏与自然通风设计)
免责声明:
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