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大疆天空之城：高科技总部双塔

作者：格兰特·布鲁克（Grant Brooker），福斯特建筑设计事务所高级执行合伙人、设计组长；林海，奥雅纳（Arup）副董事

机器人公司大疆创新的新总部于2022年9月在深圳落成。在两座塔楼间，办公和研究空间以漂浮的形式呈现，通过巨型桁架和圆形异型钢吊杆（Circular profiledsteel suspension rods）从中央核心筒悬挑出来。项目在这种规模的高层塔楼中首次使用非对称悬吊钢结构，这种创新结构减少了对柱子的需求，从而创造出不被打断的完整的办公和研究空间，令人印象深刻，同时它还保证了大疆独有的四倍高无人机飞行测试实验室。这些实验室通过独特的V形桁架在外部得以表现，在城市天际线的映衬下，赋予塔楼独特的身份。

图1 深圳大疆天空城是南山区的一座双塔办公楼，设有机器人测试实验室，以及连接两栋建筑的标志性空中连廊

█ 引言

无人机、相机和其他机器人设备的制造商大疆创新（DJI）的新总部位于深圳西南侧的南山区（图1）。大疆天空之城由福斯特建筑设计事务所进行建筑设计，由奥雅纳提供工程设计，是公司创新的核心，它颠覆了传统的办公空间理念，在空中形成一个创意社区。建筑功能包括办公室、研发实验室，以及为员工提供的便利设施。

建筑和工程团队密切合作设计了这座建筑，其中有一座不对称的钢拉索桥，这在这种规模的高层塔楼中尚属首例。本案例研究概述了该项目的综合建筑和结构特征，重点介绍了创新的结构设计，以及项目如何结合预制工艺以加快施工速度和提高质量的策略。

█ 独特的建筑体量和功能空间

该场地是新城市综合体的一部分，为大疆员工提供了理想的工作环境。建筑被架空，腾出了地面，并与周围的绿地和场地内的口袋公园融为一体（图2）。在地面层，裙楼设有一系列花园，这些花园被设计为沉思区，大疆的创意人才可以在这里恢复精力、重新焕发活力。

图2 架空的办公单元为员工提供了休闲绿地

地面上方两座塔楼的办公区和研究区以悬挑漂浮的形式呈现。其内部无柱，从而创造出不被打断的完整的使用空间，令人印象深刻。这也保证了大疆独有的四倍高无人机飞行测试实验室。在城市天际线的映衬下，独特的空间布局赋予了塔楼独有的魅力。空中花园位于漂浮空间的顶部，为大疆员工提供私密的休闲空间（图3）。

空中连廊与空中花园一起成为展示最新无人机技术的另一个平台。空中连廊是一个轻巧的元素，巧妙而优雅地连接了两个空间，创造了一种微妙的联系，突出了两座塔楼的重要性（图4）。

图3 空中花园位于建筑特有的多层体量之上，为员工提供了额外的休闲空间，而无需返回地面

█ 创新的结构设计

不对称的体量：这两座塔楼的特点是通过巨型桁架和圆形异型钢吊架从中央核心筒悬挑出建筑体量。垂直荷载从吊架转移到巨型桁架，再通过核心筒向下转移到地基。每个巨型桁架定义了一个四层楼高的体量，用作无人机测试区。设计团队建立了一个带有悬挂楼板的支撑框架核心稳定系统。地震和风力通过悬挑楼板传递到加固的核心筒。楼板梁跨度为16.5~18.5m不等，高度为900mm，上方有120mm厚的混凝土板（图5）。

图4 一座拉索式空中连廊连接着两座塔楼的24层

图5 大疆塔楼的结构系统由带有悬挂楼板的核心支撑框架组成

抗震设计：该设计通过非线性时程法对2500年一遇的地震事件进行了测试。分析表明，东塔的最大层间位移为1/110，西塔为1/150，因此塔楼具有较好的抗震性能。研究发现，支撑将具有有限的屈曲，塔上部区域的柱将出现表面损伤，而巨型桁架和吊架没有损伤（图6）。

图6 当针对2500年一遇的地震事件进行测试时，大疆塔楼中结构构件的性能

巨型桁架箱体：巨型桁架箱体对于在悬挂楼板上传递重力荷载至关重要（图7）。该团队设计了具有适当承载力和刚度的主桁架以及次弯矩框架，以保持整体强度和延展性。空间由独特的 V形桁架支撑，明确表达了结构逻辑，加强了工业美学。

图7 巨型桁架箱形结构系统（上）将主要传力桁架与次要钢构框架相结合，使整个系统保持强度和延展性。对箱体（下）失效机制的研究有助于优化设计

空中连廊工程：设计团队对空中连廊的多种方案进行了研究，并花了一年时间完成了轻型拉索设计（图8）。空中连廊安装了10个调谐质量阻尼器（Tuned Mass Dampers TMD），以减少人流量引起的振动，并为行人提供极高的舒适度。桥面沿纵向呈现浅拱形，跨中微微隆起。桥的创新结构允许一端水平移动，有效地让塔楼作为两个分离的建筑独立工作，而没有复杂的相互作用。

图8 使用计算流体动力学（CFD）技术（右）对空中连廊的数字模型（左）进行了大量的测试，从而实行了质量阻尼器和导流孔等干预措施，以防止过量风，保持桥梁始终稳定且使用舒适

█ 精准高效安装的预制构件

预制单元式幕墙系统由多个相同的单元组成。每个单元都在工厂预制并安装玻璃，之后在现场组装。预制是首选的，因为这些单元组件可以在工厂内进行双重密封，以达到高标准的水密性和气密性，同时将在玻璃内集成隔热层。

裙楼外立面花岗岩面板经过精准预制后，被分配一个独特的二维码标签，以跟踪每块面板并确保其安装正确。BIM云服务被用于引导立面系统的安装，提供实时反馈。连廊在两座塔楼之间的跨度有90m，预制时分为三个独立的部分，并在现场组装，高出地面105m。设计团队通过光滑的表面解决其复杂的几何形状，并将公差降低到几毫米。

预制减少了现场建筑工人的数量，从而实现了更好的地面管理。立面系统的安装也与钢结构的施工同时进行，将施工工期缩短了约7个月。团队一直在寻找创新方法，以在设计阶段和施工阶段实现更高的质量和效率。他们与大疆以及各顾问团队密切合作，合作内容从建筑和室内设计到照明和景观设计等，这种密切的合作也使得在保持施工速度的同时确保了高质量的工作。凭借其独特的设计特点，该建筑成为了未来机器人行业办公楼的代表。

█ 可持续特色

团队与大疆密切合作，开发了一个定制的设计解决方案，该解决方案针对他们的运营状况和地球环境进行了优化。

室外幕墙系统的热工性能比国家或行业节能标准高出20%。该开发项目创新的双层电梯系统（TWIN elevatorsystem）需要更少的井道，与传统的单轿厢系统相比，井道面积减少了40%，从而增加了可用的办公楼面积。天空之城的智能控制系统还降低了非高峰时段的能源消耗。建筑收集并储存雨水以供再利用，同时回收灰水用于灌溉。景观区收集雨水并在季风季节起到缓冲作用。

为了最大限度地减少能源使用，预制立面系统单元由擦窗机（BMU）吊装并由工人在建筑内安装，无需脚手架，且减少了钢材吨位。整个外墙系统和超过70%的内墙系统均不含砖石和灰泥，这二者都是建筑垃圾的主要来源，其对环境有负面影响。避免了现场采用密封剂，最大限度地减少了化学污染物的排放。这些好处是在没有显著增加建筑材料数量或总体成本的情况下实现的，这使得预制的方式成为大疆天空之城项目的首选。

设计提升了员工和访客的福祉。三翼的平面布局旨在最大限度地利用自然光和视野，同时优化舒适度。地面层设有社区诊所和多项公共服务设施。大堂空间如同画廊，设计有“禅宗花园”和夯土特色墙（图9）。地面层开放且吸引人的设计是大疆对城市环境的尊重，代表着它对当地社区的贡献。

图9 大疆天空之城西塔一楼入口大厅的庭院。大堂设计为一个透明的玻璃盒子，包裹在不锈钢框架中，采用了 8 m高的大尺寸超白夹层钢化玻璃幕墙系统

█ 项目信息

竣工时间：2022年

建筑高度：1号塔楼（东）212 m；2号塔楼（西）194 m

建筑层数：1号塔楼（东）34层；2号塔楼（西）31层

建筑面积：242000㎡

主要功能：办公室/实验室

业主/开发商：大疆创新（DJI）

建筑设计：福斯特建筑设计事务所；深圳市华阳国际工程设计股份有限公司

结构工程师：奥雅纳

机电工程师：奥雅纳

总承包商：中国建筑工程总公司

其他CTBUH会员顾问方：奥雅纳（幕墙工程；垂直交通）；深圳市骏业建筑科技有限公司（绿色建筑咨询）；福斯特建筑设计事务所，深圳洪涛集团股份有限公司（室内设计）；福斯特建筑设计事务所，上海五贝景观设计有限公司，植弥加藤造园株式会社（景观建筑师）；深圳市汉都设计顾问有限公司（照明）；西南交通大学（风洞试验）

材料供应商：中建科工集团有限公司（钢材）

全文节选自CTBUH Journal 2022年第 4期。除特别注明外，文中所有图片版权归Cro & Co建筑设计事务所所有。