庄惟敏：在多尺度与全周期视角下的建筑与城市共生

中国工程院院士、全国工程勘察设计大师 庄惟敏

2025年的中央城市工作会议提出我国城市建设从大规模增量扩张转向存量提质增效。由此，可以预见在城市更新时代，建筑与周边城市环境的关系将愈加紧密。您在很早就提倡建筑与周边场地的紧密一体化设计，并提出超大型公共建筑应当赋予城市更多的意义，请您谈一下建筑与城市之间的尺度互动关系对当下建筑设计的影响?

庄惟敏：中央城市工作会议明确提出，城市发展已从“增量扩张”转向“存量提质”，其核心是推动“内涵式发展”与“结构优化”。在这一背景下，建筑与城市的尺度互动需关注三重维度：  

1）功能耦合与空间渗透。建筑需超越封闭单体，成为城市功能的“活性节点”。例如：在柏林蒂尔加滕地区城市设计中，昂格尔斯以“辩证城市”理念将建筑群视为差异化的“岛屿”，通过公共空间串联形成动态网络，既保留个体的独特性，又强化整体的协同性。超大型公共建筑更应成为城市“触媒”，如香港通过高层建筑的多标高平台系统，将山地地形的劣势转化为立体公共空间的优势，实现建筑与城市基础设施的咬合。 

2）文脉延续与场所再造。存量更新过程中，建筑需回应城市历史层积性。重庆的“魔幻”城市形态表明：新旧建筑的交叠（如吊脚楼与摩天楼共生）非但不冲突，反而通过空间叙事强化了地域认同感。中央城市工作会议提出的“文脉赓续”目标，要求建筑设计以“如其所是”的态度挖掘场地隐性结构（如柏林界墙研究），而非强加抽象形式。  

3）密度管控与生态平衡。“集约高效”导向下，高密度需与宜居性协同。雷姆·库哈斯的《癫狂的纽约》曾是大都市“拥挤文化”的宣言，强调垂直向度的功能复合。[1]事实上，简·雅各布斯的《美国大城市的死与生》所见证的是“拥挤文化”在传统城市中的危机而非希望。[2]或许奥斯瓦德·马蒂亚斯·昂格尔（O. M. Ungers）及一些学者提出的绿色群岛（Green Archipelago）概念值得借鉴，即在高密度城市中植入“绿色岛屿”，通过立体绿化、通风廊道等实现生态韧性。  

因此，建筑师的角色应从“城市外科医生”转为“系统调节者”，通过“空间纠偏”（如缝合割裂街区）和“能级跃升”（如TOD综合开发）激活城市存量空间。设计，尤其是城市中的设计，不再是一块空地上的空间演绎，而是在众多既有建筑及建成环境的图底关系之上的精心推敲。

 

您在“前策划—后评估”理论中强调建筑全生命周期与城市发展的适配性，认为该理论是解决城市建设问题的重要手段。请您谈谈建筑策划理论是如何系统性协调建筑与城市的全周期动态共生的？

庄惟敏：“前策划—后评估”理论的核心在于将建筑生命周期与城市发展周期动态绑定，将建筑视为一个动态的生命体，其全生命周期（策划、设计、建造、运营、改造、拆除）必须与城市发展的动态进程深度耦合，实现“建筑—城市全周期动态共生”。[3-4]这种系统性协调并非线性叠加，而是通过理论框架、工具方法和流程机制的创新，构建一个反馈闭环、动态调适的协同系统。其系统性协调主要体现在以下三个方面：

1 建筑创作全过程及“前策划—后评估”闭环

第一，前策划：以城市需求为起点，锚定共生坐标（前瞻性耦合）。

1）城市视角植入。策划阶段不再局限于单体建筑的功能、经济、技术需求，而是将城市尺度纳入核心考量。2）上位规划解码。深入解读城市总体规划、专项规划（交通、产业、生态、文化）、区域控规等，确保建筑定位、功能配比、空间形态、交通组织与城市发展蓝图一致。3）区域活力诊断。分析基地所在区域的城市肌理、人口结构、产业趋势、公共服务缺口、历史文脉、环境承载力等，明确建筑在填补城市功能、激发区域活力中的角色。例如：建筑是作为城市触媒、产业引擎，还是社区服务核心？4）未来需求预判。结合城市发展模型、人口预测、技术趋势（如智慧城市、低碳转型），预判建筑全生命周期内可能面临的城市环境变迁（如功能迭代、容量需求变化、交通压力升级、气候韧性要求），并在空间、结构、系统设计中预留弹性。5）共生目标设定。基于城市分析，策划确立建筑项目的核心共生目标。例如：功能共生——建筑功能如何与城市功能网络互补（如商业综合体中嵌入公共文化设施、交通枢纽融合办公与商业）；空间共生——建筑界面、公共空间、流线融入城市公共空间体系，促进渗透与互动（如首层开放界面、立体化公共通廊、地下空间与城市地铁互联）；交通共生——优化建筑内部流线与城市交通网络（公交、轨交、慢行系统）无缝衔接，减少拥堵，提升城市运行效率；生态共生——建筑融入城市生态系统（如绿色基础设施、区域能源系统、微气候），贡献而非消耗城市环境资本；文化或社会共生——建筑尊重并延续城市文脉，创造有归属感的场所，促进社区融合与社会公平。

第二，后评估：以城市反馈为镜，驱动共生进化（闭环式验证与优化）。

1）超越单体性能评价。后评估的核心价值在于评估建筑实际运行效果对城市产生的真实影响，一般包括城市功能贡献度——是否有效填补了区域功能空白，是否带动了周边业态升级或活力提升（通过人流热力、业态变化、地价波动等数据体现）；空间效能与公共性——公共空间的实际使用率、人群混合度、与城市空间的连接度如何，是否成为有吸引力的城市节点；交通影响实测——对周边路网的实际压力，公共交通分担率，慢行友好度是否达标；城市尺度的环境绩效——建筑的实际能耗、碳排放、水资源利用、热岛效应缓解效果，在城市环境指标中的贡献；社会文化认同——使用者的满意度、社区参与度、场所认同感，对城市形象提升的作用；数据驱动的动态反馈——利用BIM、GIS、IoT传感器、大数据分析等技术，持续采集建筑运行和与城市互动的真实数据，进行量化评估。这些数据不仅是项目总结、项目优化的依据，可以为建筑的运营管理、微改造、功能调整提供精准指导（如空间使用率低的区域改造、能耗高的系统升级），还是新项目策划的基石，形成宝贵的“城市—建筑互动”知识库，为未来同类或邻近区域项目的“前策划”提供实证依据和经验教训，避免重复犯错，提升策划的前瞻性和准确性。2）城市规划反馈。向城市规划部门反馈微观层面的实施效果，揭示规划政策的有效性、基础设施的适配性，推动城市规划自身的优化与调整（如交通组织、公共设施布局、密度控制等）。

第三，构建全周期协同机制：打破壁垒，实现系统联动。

1）跨学科团队协作。策划与评估团队需整合城市规划师、建筑师、工程师、经济学家、社会学家、生态学家、运营管理者、数据科学家等，确保城市视角贯穿始终。2）利益相关方深度参与。政府管理者、周边社区、潜在用户、运营方等从策划阶段就参与目标设定和方案讨论，在后评估中提供反馈，保障共生目标的公共性和可实施性。3）信息平台共享。建立贯穿建筑全生命周期的信息管理平台（基于BIM、CIM），确保城市背景数据、策划目标、设计决策、建造信息、运营数据、评估结果在不同阶段和不同参与者间顺畅流转和共享。4）制度流程保障。推动“前策划—后评估”制度化，纳入项目审批、设计竞赛、竣工验收、运营评价等环节，使其成为项目全过程的强制性或引导性要求。

“前策划—后评估”理论的实践意义体现在以下三个方面：

1）前端决策的数据化锚定。传统基建要进行数字化转型，利用“BIM+GIS”平台整合城市人口、产业、环境数据，建立“空间—时间—需求”预测模型。例如：交通运输部要求2035年全面实现公路数字化转型，构建“实体+数字孪生”双体系。2023年公路数字化改造市场潜力超千亿元，交通设计企业数字化业务收入占比估算从不足5%提升至15%。 

2）过程反馈的闭环调控。要使建筑能耗监测平台实实在在地成为城市建筑“全生命期管理”的底座，从设计、建造到运营实时采集碳排放数据，反向优化后续项目标准。这印证了“后评估”不仅是效能检验，还为新项目策划提供了决策基线。  

3）产权与功能的弹性适配。存量建筑需应对城市功能迭代。中央城市工作会议提出“加快城中村改造”，需通过“空间原型工具箱”（如模块化隔墙、管线井预留）实现空间快速重组，避免因功能固化导致二次拆除。该理论将建筑从“终极产品”转化为“城市进程的参与者”，契合中央城市工作会议“治理增效”的路径。 

 

近年来您也非常关注建筑学科的碳中和路径。您曾提到，在建筑全生命周期的各个环节中，通过绿色低碳前置化等措施，建筑师在设计环节的潜在降碳方面贡献率可以达到80%。请问在城市建筑尺度下，全生命周期减碳的核心矛盾与协同路径是什么?

庄惟敏：在城市建筑尺度下，全生命周期减碳的核心矛盾体现为前期投入与长期效益的时空错配、多主体利益诉求的冲突，以及系统层级间的耦合障碍。其协同路径需通过技术整合、制度重构和模式创新实现系统优化。

第一，核心矛盾的解析。

1）时间维度矛盾：隐含碳与运营碳的博弈。在设计—建造阶段（隐含碳占比40%～50%），建筑师主导的低碳材料选择、结构优化、预制装配等技术可降低隐含碳，但可能增加短期成本（如低碳混凝土溢价30%）；在运营—拆除阶段（运营碳占比50%～60%），节能系统、可再生能源依赖设备选型，但受限于开发商初始投资意愿与用户行为不确定性。这一矛盾的本质是源于开发商追求短期成本最小化与全生命周期碳排最小化目标的冲突。 

2）主体维度矛盾：权责利碎片化。①决策链割裂，建筑师控制设计参数（窗墙比、朝向），但设备选型权在机电工程师，运维由物业公司执行，用户行为不可控；②成本承担错位，政府承担碳排外部性成本，开发商承担建造成本，用户支付能源费用，缺乏统一碳成本核算机制。

3）系统层级矛盾：单体建筑与城市系统。①单体优化局限，超低能耗建筑可能因过度保温增加隐含碳，且孤立的分布式能源（如屋顶光伏）效率低于区域级能源网络，这就是所谓的“群体的节能效果不等于单个建筑节能数据的叠加”；②城市系统协同缺失，建筑群未与区域供冷或供热、微电网、交通枢纽耦合，导致能源梯级利用效率损失（区域协同可提效15%～30%）。

第二，协同路径框架。

1）技术协同：数字驱动的一体化设计。①BIM—LCA（全生命周期评价）集成平台，嵌入材料数据库（如EPD声明）、能耗模拟引擎（EnergyPlus）、碳核算模型（ISO 14040），实现设计实时碳反馈，如伦敦Bloomberg总部通过BIM优化钢结构节点，减少26%的隐含碳；②城市级数字孪生，耦合建筑群—能源网—交通系统模型，优化区域能源站布局，如丹麦哥本哈根区域供热网络覆盖98%的建筑。

2）机制协同：全生命周期碳成本内部化。①碳账户穿透式管理，建立建筑“碳护照”，绑定土地出让—设计审查—竣工验收—碳交易环节（可以参考欧盟《建筑能效指令》）；②金融工具创新，如绿色信贷挂钩运营阶段碳效（如法国BPI银行按实测能耗浮动利率）、碳保险对冲技术风险（如光伏系统能效担保）等。

3）空间协同：城市形态—基础设施耦合。研究的一般认知如表1所示。 

4）政策协同：靶向激励与标准重构。①前端约束，强制新建项目碳预算（如荷兰设定建筑全生命周期碳上限，单位为kgCO2 e/m²）；②过程调控，指标奖励低碳技术应用（上海市对超低能耗建筑奖励3%容积率）；③后端闭环，拆除阶段再生骨料强制利用率（新加坡要求≥90%）。

第三，关键突破点。

1）建筑师角色升维：从空间设计者转向“碳流管理者”，主导跨专业协同（结构、机电、能源），掌控材料—空间—设备系统碳关联。  

2）城市治理范式革新：建立“碳效能比”（单位经济产出碳排）替代单一强度指标，驱动高密度城区功能混合开发（职住平衡减少交通碳15%～25%）。

3）负碳技术场景嵌入：在更新地块集成生物质建材（如竹结构碳封存0.6 tCO2/m³）、建筑光伏一体化（BIPV产能覆盖幕墙耗电120%）。

破解城市建筑减碳矛盾，关键技术突破点可以聚焦在设计端，通过建筑设计全链中的建筑策划环节，将生态设计前置化，同时以数字化工具打通全链数据壁垒，以政策金融工具重塑成本共担机制，最终通过城市系统集成实现跨尺度碳汇优化。建筑师通过前端建筑策划的系统思维（如结构—围护—设备一体化设计）力争撬动80%以上减碳潜力，但这也需要制度保障。 

 

对于城市建筑的多尺度实践，往往涉及建筑学、城市规划、城市设计、环境保护、城市经济学等多学科交叉研究，是复杂的综合集成工作。请结合您在重大综合工程设计项目中的经验，对城市建筑的学科交叉路径提出一些建议?

庄惟敏：城市建筑的多尺度实践（从单体建筑到街区、片区，乃至城市区域）本质上是一个复杂适应系统的营造过程，其成功高度依赖多学科的深度交叉融合。结合重大综合工程设计项目的实践经验，我们可以看到实现有效的学科交叉并非简单“拼盘”，而需构建体系化的协同路径（图2）。

第一，建立“共同问题”导向的融合起点（打破学科壁垒的核心）。

1）超越专业分工，聚焦核心矛盾。在项目启动阶段，强制设立跨学科工作坊，围绕项目的核心挑战展开讨论。例如：老城更新中如何平衡历史保护与社区活力提升？交通枢纽综合体如何避免成为城市“黑洞”？让不同学科专家用各自语言阐述同一问题的不同维度，绘制“问题全景图”。2）共构“目标树”。在共同理解问题后，由规划、建筑、经济、生态、社会等领域的专家共同制定项目的多层次、多维度综合目标体系（经济可行性、空间效率、社会包容性、低碳韧性、文化延续性等），并明确各目标间的优先级和潜在冲突，确保后续工作有共同的评价基准。

第二，构建“数据—模型—平台”驱动的协同基座（技术支撑）。

1）统一空间数据底板。强制要求所有学科数据（规划用地、建筑BIM、交通流量、环境监测、人口热力、经济指标、地下管网等）统一集成到城市信息模型（CIM）平台，确保所有分析在同一时空基准上进行。2）开发多学科耦合模型。实施性能模拟耦合，将建筑能耗模拟（如EnergyPlus）、微气候模拟（如ENVI-met）、交通仿真（如Vissim）、声环境模拟、经济预测模型等相互链接。例如：建筑形态变化会影响风环境，进而影响室外舒适度与能耗；交通组织直接影响地块出入口设计和商业价值。3）建立方案评估模型。建立量化评估模型，将各学科核心指标（如碳排放强度、步行可达性、开发强度、公共空间占比、投资回报率、生物多样性指数等）纳入统一评价体系，支持多方案比选。4）建立可视化协同平台。利用CIM（或BIM）+GIS平台，实现方案的可视化协同设计与即时反馈。规划师调整路网，建筑师可即刻看到地块形状变化；经济学家调整业态配比，建筑师可实时评估其对空间布局的影响。

第三，创新“全周期—多角色”参与的协作流程（机制保障）。 

1）“并行—迭代”而非“串联—线性”。摒弃传统“规划—城市设计—建筑—景观—市政……”的线性流程，采用多专业并行介入、多轮快速迭代的模式。2）在前期策划阶段，经济、社会、生态专家深度参与，与规划、建筑专家共同定义项目定位、业态、规模、关键约束。3）在概念设计阶段，各专业人员同步提出本专业的关键策略与空间诉求（如生态专家提出蓝绿网络框架，交通专家提出核心流线组织），建筑师或城市设计师进行空间整合。4）在方案深化阶段，建立跨学科技术协调会制度，定期解决专业冲突。例如：结构跨度与空间体验的矛盾、设备管廊与地下商业的冲突、立面造型与节能要求的平衡。5）在“决策节点”的跨学科评审。在方案报批、初步设计、施工图等关键决策节点，设立跨学科联合评审会，确保未偏离各维度目标。6）引入“协同学科整合者”。设立专门角色（如“城市总师、城市系统工程师”或“可持续性顾问”），负责协调不同学科接口，追踪多目标实现程度，确保交叉融合贯穿始终。

第四，发展“共享语言—工具—价值观”（文化培育）。

1）定义“交叉术语库”。编制项目专用术语手册，解释各学科关键概念（如建筑师说的“空间流动性”与交通工程师说的“通行效率”；生态学家说的“廊道连通性”与规划师说的“绿地率”），减少沟通误解。2）推广可视化沟通工具。鼓励使用图表、信息图、3D模型、场景故事板等直观方式表达专业意图，避免冗长技术报告。3）培育“系统思维”共识。通过培训和项目实践，引导各专业人员理解单体建筑是城市系统的有机组件，城市效能是各要素互动的涌现结果，而非简单的叠加。例如：建筑立面材料的选择影响局地热环境，进而影响城市能耗总和。

第五，强化“后评估—知识沉淀”的闭环学习（持续进化）。

1）跨学科联合后评估。项目建成后，组织原班多学科团队进行联合使用后评估（POE），量化检验各学科目标的实际达成度（如预测人流与实际人流、模拟能耗与实际能耗、预期社会活力与实际场所使用强度）。2）构建“交叉知识库”。将项目中已验证有效的交叉策略、耦合模型参数、冲突解决方案、失败教训等，整理成结构化案例库，供未来项目参考。3）推动标准与政策更新。将成功经验反馈至行业规范和地方政策。例如：修订绿色建筑评价标准，以纳入城市微气候贡献指标；在土地出让条件中，要求提交多学科协同分析报告。

3 建成环境后评估在行业各界的行动纲领

第六，关注关键难点与突破点。 

1）难点：学科话语权不对等（如规划或建筑常主导）、专业价值取向差异（效率、公平、生态）、数据标准不统一、协作成本高。2）突破点：业主或政府主导项目，在项目任务书中明确要求深度交叉协作的流程、成果交付标准和团队构成。3）合同与付费机制创新：设立奖励条款鼓励跨学科创新解决方案，为协同平台建设和模型开发支付合理费用。4）教育体系改革：在建筑、规划教育中，强化系统科学、生态学、经济学基础课程；开设跨学科联合设计工作坊。

结语

城市建筑的多尺度实践，如同指挥一场交响乐。学科交叉的路径不在于让每个乐手独自精彩，而在于统一乐谱（共同目标）、精准和声（模型耦合）、默契配合（流程机制）、持续排练（迭代学习）。其核心是认识到城市与建筑的本质是“人—自然—技术—经济—文化”复杂关系的空间投影。唯有打破学科藩篱，构建“系统认知—技术耦合—制度保障”三位一体的协同生态，才能真正实现可持续、有韧性、充满活力的城市未来。重大工程项目的价值，不仅在于建成实体，更在于其推动这种深层次学科群的重构与发展，为我们的“人民城市”建设提供理论准备与实践参考。