文／景 碩 山東大學(xué)土建與水利學(xué)院 碩 士

寧 荍 山東大學(xué)土建與水利學(xué)院 副教授（通訊作者）

劉煥杰 天津大學(xué)建筑學(xué)院 碩 士

引言

隨著智慧城市的發(fā)展越來越快，人們對自然的依賴性也越來越強(qiáng)，智慧城市中的智能灰空間的存在與發(fā)展就顯得尤為重要了。

1 相關(guān)概念

1.1 智慧城市

隨著智慧城市的發(fā)展越來越快，人們對自然的依賴性也越來越強(qiáng)，智慧城市中的智能灰空間的存在與發(fā)展就顯得尤為重要了。

由于“智慧城市”內(nèi)涵的復(fù)雜性，在不同的語境下，其概念不同。首先“智慧城市”一詞源自于業(yè)內(nèi)對IBM 公司“smart city”的翻譯，引申義指具有智慧的城市。然而，隨著對智慧城市這一概念的深入研究和行業(yè)分化，產(chǎn)生了許多不同的引申義，比如，在實(shí)際建造語境中“智慧城市”意指整個建成的城市系統(tǒng)；在物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)語境中則意指具有某種特定功能的管理系統(tǒng)；在宏觀的“智慧城市”頂層設(shè)計(jì)中則指代虛擬的概念設(shè)計(jì)等。參考2016 年聯(lián)合國對智慧城市的定義：“利用大數(shù)據(jù)技術(shù)、清潔能源技術(shù)以及創(chuàng)新交通技術(shù)帶來的機(jī)會，為居民提供更環(huán)保的服務(wù)和出行選擇，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)增長并提高城市中的各類服務(wù)水平?！盵1]本文中出現(xiàn)的“智慧城市”指的是可以滿足上述要求的整體城市系統(tǒng)。

1.2 智能灰空間

根據(jù)日本現(xiàn)代建筑大師黑川紀(jì)章的“灰空間”建筑理論[2]，灰空間在建筑設(shè)計(jì)語境中是指邊界模糊不清的空間，描述了一種具有不確定性的空間屬性，在灰空間中的使用者具有發(fā)生更多行動路線的可能性，故灰空間因?yàn)檫吔绲娜狈υ跍p少對原有場地破壞的同時提供了更多的使用空間。智能灰空間亦是一個抽象概念，描述的是在建造完成后智慧城市中的邊界空間。與“灰空間”不同的是，“智能灰空間”的范圍更廣，因選取的智能設(shè)備規(guī)模和數(shù)量的不同而呈現(xiàn)的智能灰空間的研究量級也相差極大，不只局限于依托某一建筑構(gòu)件的相鄰空間。智能灰空間的使用者與受眾也從人類主體轉(zhuǎn)變?yōu)榕c智能灰空間相鄰的周邊環(huán)境——人類、自然構(gòu)成物。從智能灰空間的具體形態(tài)上探討時，因城市邊界本身具有彈性變化，當(dāng)城市的智能化程度提高，城市邊界的可控性變強(qiáng)，這些波動變化的城市空間即“智能灰空間”。

2 智慧城市中的智能灰空間構(gòu)想

2.1 智慧城市的理想模型

城市是人類文明的重要載體，其最少的空間承載著更多的可能性[3]。城市和自然環(huán)境相互依存，同時共生，但城市的出現(xiàn)是基于人類文明對自然環(huán)境的改變而形成的。因此，從城市整體視角來看，承載著人類社會的城市是作為自然環(huán)境的“外來物”存在于自然環(huán)境之中；從城市的局部——建筑單元來看，城市中又糅合了自然景觀的元素，作為城市單元的“建筑”則是一個個單一的“外來物”在自然環(huán)境中存在著。不管從城市的宏觀還是建筑單體的微觀視角，智慧城市的建設(shè)無疑給人類文明、城市、自然環(huán)境三者的關(guān)系提供了彼此互動關(guān)系的松動，或者說提供了新的可能性。

存在于智慧城市中的設(shè)備在收集數(shù)據(jù)處理命令的同時，影響著城市的邊界，即城市的邊界因智能設(shè)備的數(shù)據(jù)處理能力產(chǎn)生波動，這種波動以“聲光熱”和物理空間的智能化變化來體現(xiàn)，深刻地影響著人類、自然環(huán)境和其他生態(tài)物種的存在形態(tài)（圖1）。

圖1 “人類社會-智慧城市-自然環(huán)境”示意圖（圖片來源：作者自繪）

2.2 智能灰空間與城市空間生態(tài)學(xué)的種間關(guān)系分析

智能化的建筑生長方向賦予了建筑和城市智能化的特征，從建筑構(gòu)件的分類來看，智能灰空間依托的各類智能設(shè)備都是基礎(chǔ)建筑構(gòu)建的智能化升級和改造的結(jié)果，故筆者將基礎(chǔ)的建筑構(gòu)件和智能化設(shè)備參照生態(tài)學(xué)種間關(guān)系分為：共生型、寄生型和獨(dú)立型三種基本類型（圖2）。

圖2 智能灰空間與城市空間的生態(tài)學(xué)種間關(guān)系示意圖（圖片來源：作者自繪）

2.3 智能灰空間類型分析

按照智能灰空間的產(chǎn)生邏輯：因人類主觀使用需要所創(chuàng)造的智能灰空間被定義為“正式營建的智能灰空間”；因營建活動的偶然性產(chǎn)生的智能空間定義為“非正式營建的智能灰空間”。在正式營建的智能灰空間中，按照智能灰空間邊界形式的有無又分為無界智能灰空間、有界智能灰空間。

2.3.1 正式營建的智能灰空間之無界智能灰空間

非自然因素的聲、光、熱因素形成的輻射空間，可隨著調(diào)節(jié)指令的變化形成一定的輻射波動范圍，體現(xiàn)出一定的智慧性——比如將城市看作整體時，城市夜晚的燈光、可發(fā)出聲音并對環(huán)境或自然生物造成影響的機(jī)械設(shè)備等。隨著智慧城市系統(tǒng)平臺的完善，組成城市系統(tǒng)的各個部分可控度越來越高，每一項(xiàng)城市組成元素對周邊環(huán)境都產(chǎn)生著微妙的影響。無界智能灰空間的本質(zhì)是智能設(shè)備的物理輻射，因而其空間特質(zhì)呈現(xiàn)“聲控”“光控”“熱控”以及“復(fù)合型”特質(zhì)。

智能設(shè)備的“發(fā)聲”原理與智能設(shè)備的功能和設(shè)備特點(diǎn)直接相關(guān)，但所有智能設(shè)備的“聲音”都符合聲傳播的物理特性，所以由智能設(shè)備聲音輻射產(chǎn)生的輻射空間或者由其組成的輻射空間的變化規(guī)律與聲音的傳播特點(diǎn)直接相關(guān)；在智能灰空間的構(gòu)想中，光是影響其范圍和空間品質(zhì)的決定性因素，且判定城市規(guī)模的重要手段是夜間的城市亮度指數(shù)；智能設(shè)備的散熱特性促成了城市智能灰空間的“熱力學(xué)”特征，即智能灰空間的品質(zhì)受熱輻射的影響。在具體的無界智能灰空間中，三種甚至更多種的因素在影響其空間的形態(tài)和品質(zhì)，因而無界智能灰空間同時又呈現(xiàn)出多種因素共同影響下的“復(fù)合型”空間特性。

2.3.2 正式營建的智能灰空間之有界智能灰空間

相比無界智能灰空間，有界智能灰空間的定義強(qiáng)調(diào)建造物本體對空間的影響作用，城市功能的智能化發(fā)展趨勢必然會引起城市構(gòu)成元素的解構(gòu)和多功能性，在人口高度密集的城市地區(qū)這一現(xiàn)象發(fā)生的頻率越高，城市元素非智能范式向智能范式的轉(zhuǎn)變也越快。但有界智能灰空間因其創(chuàng)造智能灰空間的方式需要建造物的參與，所以其智能灰空間的波動范圍局限性更大，其智能灰空間本身的局限性更強(qiáng)，體現(xiàn)出一定的“空間限制性”“地域限制性”和“功能限制性”。

有界智能灰空間探討的智能灰空間邊界在量級上要明顯小于無界智能灰空間。而且由于智能設(shè)備的假設(shè)是基于城市建筑主體和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，有界智能灰空間的空間主要限制在城市所在的地域范圍中，橫向和縱向的空間限制都呈現(xiàn)相同的分布規(guī)律。依托于單一智能設(shè)備的有界智能灰空間功能性呈現(xiàn)出相對單一性。

2.3.3 非正式智能灰空間

非正式智能灰空間是非人為主觀設(shè)定的輻射空間或物理空間，但以無界智能灰空間或者有界智能灰空間形態(tài)存在并呈現(xiàn)出一定智慧性的特殊空間形態(tài)。非正式智能灰空間具有一定的偶發(fā)性和必然性，智能灰空間的塑造和形成除滿足特定功能的人為要求而形成以外，也以城市中非正式營建的偶發(fā)性特征出現(xiàn)在城市中。同時，非正式智能灰空間的產(chǎn)生和存在的非正式性導(dǎo)致其空間特質(zhì)在存續(xù)的延續(xù)性上具備更多的不穩(wěn)定性，主要體現(xiàn)在空間領(lǐng)域范圍的不穩(wěn)定、空間特質(zhì)的不穩(wěn)定、存續(xù)狀態(tài)的不穩(wěn)定等。

3 智能灰空間的意義

智能灰空間是智慧城市、智慧設(shè)備的衍生品和附屬品，為人類社會和自然環(huán)境之間營造了良好的彈性空間。一方面，智能灰空間的智能特性可以針對性地為自然界的生產(chǎn)活動提供特定的空間調(diào)節(jié)，以滿足自然界的生產(chǎn)需求；另一方面，智能灰空間的存在及設(shè)置源自于對自然環(huán)境生產(chǎn)需求進(jìn)行充分研究的基礎(chǔ)上，對自然環(huán)境已然存在一定的適應(yīng)性。因此，智能灰空間的應(yīng)用對于人類社會和自然環(huán)境的存續(xù)發(fā)展起到一種良好的彈性調(diào)節(jié)作用。

智能灰空間對未來城市的空間設(shè)計(jì)意義重大，傳統(tǒng)的空間設(shè)計(jì)在技術(shù)層面對相關(guān)要素進(jìn)行分析，但從來沒有把建成后的智能化設(shè)備所影響的智能灰空間放在影響設(shè)計(jì)的位置上進(jìn)行考慮，一方面是因?yàn)闀r代背景的發(fā)展推動，在智慧城市的技術(shù)成熟以前不具備做相關(guān)考慮的條件；另一方面，自然環(huán)境在逐步惡化，這一嚴(yán)峻的生存現(xiàn)實(shí)倒推城市設(shè)計(jì)對一切因素的環(huán)保性能進(jìn)行充分考慮。

智能灰空間對居民生活影響深遠(yuǎn)?；铱臻g的研究為建筑設(shè)計(jì)尤其是亞洲地區(qū)的建筑設(shè)計(jì)提供了深遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義，這是因?yàn)榫用袷褂谜邔@一人類友好空間的深度認(rèn)可?；铱臻g的確活躍了建筑形式和使用者的體驗(yàn)，給空間的使用賦予了靈性和活力。智能灰空間以同樣的方式影響著自然，直接或間接地影響著居民的日常生活體驗(yàn)。

智能灰空間對實(shí)現(xiàn)自然環(huán)境保護(hù)十分有利。智能灰空間的種類和特征豐富多樣，研究不同的環(huán)境保護(hù)問題可通過研究其相關(guān)種類和維度進(jìn)行。城市視域下的智能灰空間整體研究可直接應(yīng)用于城市生態(tài)環(huán)境檢測和治理中，這一趨勢將隨著智能化水平的持續(xù)提高逐漸實(shí)現(xiàn)。

4 智能灰空間與智慧城市建設(shè)展望

智能灰空間的構(gòu)想是為了更好地管控人類城市的邊界，從而更有效地保護(hù)環(huán)境，在讓城市變得智慧的同時應(yīng)該增加人類文明對環(huán)境的友好程度，表現(xiàn)在具體數(shù)據(jù)和真實(shí)的空間退讓上。因而，明確了智能灰空間這一介于智慧城市和自然環(huán)境之間的彈性介質(zhì)，智慧城市的建設(shè)應(yīng)該注重以下幾點(diǎn)：

（1）充分借鑒全球智慧城市發(fā)展理論和實(shí)際建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，通過“智能灰空間”的設(shè)計(jì)視角保留城市特色。

（2）智慧城市的全周期設(shè)計(jì)要結(jié)合宏觀角度的“智能灰空間”把握，實(shí)現(xiàn)智能且綠色的全生命周期智能化。

（3）警惕智能化設(shè)計(jì)的智慧特質(zhì)。智慧城市中的“智慧”本身就包含著“可調(diào)節(jié)”的特性，但在智慧城市設(shè)計(jì)和實(shí)際建造中更要謹(jǐn)慎其“智慧”的欺騙性，因智能化本身還具有一定的不可逆轉(zhuǎn)性，故需警惕片面的智慧性。