黃浦江畔，秋風送爽。站在初展雄姿的上海大歌劇院“中國扇”穹頂上極目遠眺，綠意盎然的雙子山與波光粼粼的上海溫室花園交相輝映，共同勾勒出上海中心城區(qū)沿江最大公園綠地——上海世博文化公園的動人畫卷。然而，誰曾想到這里曾是鋼鐵廠的鋼渣堆積場？

中國科協(xié)之聲編輯部跟隨城市更新工作坊的步伐，走進上海世博文化公園，探尋這片曾機器轟鳴的工業(yè)遺址，如何以創(chuàng)新實踐打造城市更新的“綠色奇跡”，為全球城市的可持續(xù)發(fā)展提供可借鑒的中國方案。一起來看→

上海世博文化公園

上海大歌劇院：藝術與工程的極致融合

在世博文化公園片區(qū)，一座以“中國扇”為形態(tài)的世界級歌劇院即將驚艷亮相。從空中俯瞰，上海大歌劇院就像一把徐徐展開的白色中式折扇，延伸至天空，與黃浦江景及世博文化公園的自然景觀融為一體。

上海大歌劇院項目的工程師趙宇超，從2019年12月項目舉行開工儀式當天就開始扎根現(xiàn)場，當時他即將從同濟大學博士畢業(yè)。

工程師趙宇超介紹上海大歌劇院

回憶初次接觸上海大歌劇院的設計藍圖時，趙宇超仍難掩激動：“極度夸張的造型、流暢的曲面與線條，尤其是將中國扇這一元素巧妙融入建筑藝術，讓我深感震撼?！?/p>

然而，作為一名工程師，他首先想到的是工程實現(xiàn)的難度：“這樣的設計，真的能建出來嗎？”

面對挑戰(zhàn)，建設團隊沒有退縮。為了實現(xiàn)“中國扇”造型的極致輕盈與懸挑效果，項目團隊不斷挑戰(zhàn)建筑結(jié)構的極限。其中，中心扇軸處雙螺旋樓梯的輕薄無支撐結(jié)構，成為了工程技術的最大考驗。

“最外層的懸挑部分極薄，傳統(tǒng)的鋼結(jié)構和混凝土結(jié)構無法滿足需求，且此前并無類似設計?！壁w宇超介紹道。為了克服這一難題，團隊聯(lián)合華東建筑設計研究院的設計團隊攻克了超高性能混凝土的設計理論和施工工藝。超高性能混凝土這種新材料的強度是普通混凝土的3至5倍，極大地減小了結(jié)構構件的尺寸，降低了建筑自重，使得最大懸挑15米而截面厚度僅725毫米的“史無前例”結(jié)構成為可能。

更大的挑戰(zhàn)來自雙螺旋自由曲面混凝土厚殼的建造。“這個雙曲面結(jié)構不僅是美觀的造型，更是核心承重結(jié)構?！壁w宇超解釋道，“它自重極大，精度要求極高，施工難度非常大。我在讀博期間專門研究曲面結(jié)構，沒想到剛工作就碰到了?！?/p>

為了應對這一挑戰(zhàn)，團隊采用了數(shù)字建造技術，結(jié)合參數(shù)化方法，為項目量身定制了一套施工工藝。從曲面優(yōu)化到現(xiàn)場曲面參數(shù)化，再到施工圖紙的自動生成和數(shù)字精度控制，成功打造了這個雙曲面混凝土結(jié)構。這項技術不僅解決了復雜曲面結(jié)構的施工難題，還節(jié)約了大量時間和經(jīng)濟成本。

“我們針對性研發(fā)的施工技術幾乎顛覆傳統(tǒng)施工工藝。”趙宇超介紹，為了確保安全，團隊進行了大量實驗，不僅在施工前，建成后也進行了多次測試，確保結(jié)構安全和工作性能良好。

最終，那盤旋而上的雙螺旋樓梯成功建成，它不僅連接著歌劇院的不同空間，更被賦予了“連接天與地”的哲學意蘊，建筑與自然在此渾然一體。

除了建筑結(jié)構的創(chuàng)新，上海大歌劇院在舞臺技術方面也達到了世界級水準?！拔覀冋诖蛟靽鴥?nèi)唯一的六宮格舞臺，可以實現(xiàn)四部劇目場景的快速切換。”趙宇超介紹。

在技術攻關過程中，團隊形成了寶貴的工作理念?！拔覀円恢北执竽憚?chuàng)新、小心論證的原則?！壁w宇超說，“尤其是在涉及安全性問題時，我們寧愿過于謹慎。”

歷經(jīng)6年建設，上海大歌劇院即將于今年底完工。趙宇超也完成了從博士生到項目工程師的蛻變：“我們不僅要讓建筑‘好看’，更要讓建筑‘好用’。通過技術創(chuàng)新，我們實現(xiàn)了‘結(jié)構與美學’的統(tǒng)一，讓中國元素與綠色建筑完美融合?！?/p>

雙子山：從“工業(yè)銹帶”到“城市綠肺”

城市更新的核心，不僅是物理空間的再造，更是生態(tài)功能與城市記憶的修復與融合。世博文化公園內(nèi)的雙子山，正是這一理念的生動體現(xiàn)。

雙子山的前身是上海上鋼三廠的工業(yè)遺址，曾堆積起70米高的鋼渣山。如今這里，郁郁蔥蔥的“雙子山”巍然屹立，主峰與次峰相映成趣。

雙子山

站在雙子山前，該項目工程師郭曉君介紹：“最高的山峰有48米，次峰35米，項目總用地面積約30萬平方米?！?/p>

令人驚嘆的是，這座山體并非簡單的土石堆積，而是國內(nèi)首座高度超40米的空腔人工仿自然山體。通俗地說，雙子山內(nèi)部是建筑空間，表層則是通過自然山林種植方式形成的大型人工仿自然山體。

在軟土地基上堆山造景絕非易事。雙子山體緊鄰盧浦大橋，江邊松軟的地基難以承受巨大荷載；地下更密布著污水南干線、打浦路隧道等城市生命線。面對這些挑戰(zhàn)，工程師們創(chuàng)新采用了新型PEC組合結(jié)構作為山體主框架核心。

“PEC結(jié)構就像是為山體搭建的‘鋼鐵骨架’，它兼具混凝土和鋼的強度優(yōu)勢，能讓山體穩(wěn)穩(wěn)當當立上100年。”郭曉君解釋。

施工挑戰(zhàn)接踵而至。由于山體規(guī)模巨大，團隊將吊裝工作劃分為6個區(qū)域，采用流水線作業(yè)?！拔覀円贿呑龅鼗贿呥M行PEC結(jié)構的吊裝，這樣極大地提前了工期，也符合低碳綠色的環(huán)保理念?！惫鶗跃榻B。

在山體造型的關鍵階段，團隊運用無人機傾斜攝影與三維建模技術，實時監(jiān)控覆土過程的高程誤差，確保山體輪廓的完美呈現(xiàn)。

最精妙的生態(tài)設計藏在雙子山的兩處細節(jié)里。山體表面一塊塊擋土墻，把山體分割成密密麻麻的“田”字格。將樹種進格子里，能加固水土，防止滑坡；格子下鋪設防水層及濾水層，擋土墻上面設置了樹木加固設施。

郭曉君打了個比方：“山頂沿著山體做了表皮結(jié)構，就像一個個‘倉’，可以覆土，植物的根能長到里面。這種結(jié)構解決了人工山體植被種植與根系生長的難題，確保了這片人工山林能夠像自然山體一樣涵養(yǎng)水土。”

“建造雙子山是市民給市長、給政府提的建議，”郭曉君透露。這一細節(jié)折射出中國城市發(fā)展理念的躍升，從追求經(jīng)濟效益到關注民生需求與生態(tài)福祉。

如今的雙子山，成為多功能復合的城市空間。山體內(nèi)部設計別具匠心：第二層是停車場，第三至五層是展廳，平時用于會展，戰(zhàn)時可作為人防設施，實現(xiàn)了綠色生態(tài)、城市功能與安全防護的完美融合。

上海溫室花園：會呼吸的智慧綠洲

與依靠結(jié)構創(chuàng)新重塑地貌的雙子山不同，不遠處的上海溫室花園，則通過智能科技，為生命營造了一個精密的“伊甸園”。

上海溫室花園是目前亞洲最大的溫室花園，通過溫室幕墻和結(jié)構一體化設計的無柱大跨空間，屋面采用空間張弦異形平面網(wǎng)格鋁合金結(jié)構，實現(xiàn)建筑的輕盈飄逸。自去年9月底開園至今，這個匯聚了全球1500種、近19萬株植物的“生態(tài)綠洲”，已成為市民爭相參觀的熱門地標。

上海溫室花園俯瞰圖

確保這一龐大生態(tài)系統(tǒng)平穩(wěn)運行的，是一個高度智能的“智慧大腦”。上海溫室花園項目安裝工程師朱敏介紹：“通過搭建智能環(huán)控系統(tǒng)，我們的溫室環(huán)境實現(xiàn)了可見、可控、可優(yōu)化，這是溫室的一大特色?！?/p>

作為一位在中國石油大學獲得暖通專業(yè)碩士學位的女性工程師，朱敏已參與了項目開發(fā)與運維近3年。她帶領我們走進溫室，溫爽宜人的空氣撲面而來?！按蠹椰F(xiàn)在感覺比較舒適，這就是我們環(huán)控系統(tǒng)這個‘大腦’調(diào)控發(fā)揮的作用?！?/p>

溫室內(nèi)部環(huán)境復雜，要保證所有植物都有舒適的環(huán)境，對環(huán)境調(diào)控的要求很高。團隊創(chuàng)新性地將每個館進行了3-4個分區(qū)的分區(qū)管理，在設備布置上選擇了多層傳感器布置，確保館內(nèi)所有區(qū)域都能處于合適的溫濕度范圍內(nèi)。

上海溫室花園部分內(nèi)部場景

這個溫室的“智慧大腦”，是國內(nèi)首個展覽溫室專用環(huán)境控制系統(tǒng)。朱敏形象地解釋：“它就像一位細心的‘AI園丁’，能通過遍布全館的傳感器，實時感知溫度、濕度，甚至能預測環(huán)境變化，自動調(diào)節(jié)數(shù)千套設備運行?！?/p>

在節(jié)能方面，環(huán)控系統(tǒng)會優(yōu)先采用自然方式進行調(diào)節(jié)。朱敏指著頂部的遮陽簾和通風設施說：“比如，優(yōu)先通過開啟頂窗、側(cè)窗以及遮陽簾，盡可能降低冷熱源這種高能耗設備的運行?！?/p>

“科技讓原本復雜的溫室環(huán)境變得可感知、會思考、能自主優(yōu)化，成為綠色的生命體?！敝烀羯钣懈杏|地說。

作為全程參與項目建設的工程師，朱敏感慨：“參與這個項目讓我在環(huán)境控制系統(tǒng)和數(shù)字化技術應用方面實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。我們不僅應用了物聯(lián)網(wǎng)技術，還引入了人工智能的深度學習算法，實現(xiàn)了對溫室環(huán)境的精準調(diào)控。這些技術的成功應用，既為當前項目提供了高效解決方案，也為未來推廣相關技術奠定了堅實基礎。我們希望能將這些創(chuàng)新成果推廣到全國乃至全球，推動溫室或者其他領域環(huán)境控制技術的發(fā)展?！?br/>

談及2025年世界工程組織聯(lián)合會全體大會，朱敏視為一個寶貴契機：“這是一個全球工程領域的頂級盛會。我們將通過最前沿的技術與國際同行深度交流，既汲取他們的先進經(jīng)驗，也展示中國工程的最新成果與創(chuàng)新突破?！?/p>

編者手記：

綠色未來的實現(xiàn)，離不開前沿工程科技的支持。在上海世博文化公園中，每一項工程都堪稱“創(chuàng)新實驗室”，數(shù)字化與智能化技術成為它們共同推動綠色發(fā)展的“翅膀”。

從鋼鐵轟鳴的工業(yè)基地到萬國薈萃的世博會場，再到如今生機盎然的“城市綠肺”，上海世博文化公園的蛻變，讓“城市，讓生活更美好”的世博精神得以延續(xù)，并注入了新的時代內(nèi)涵。

在這里，中國工程師以綠色為筆、以創(chuàng)新為墨，為2025年世界工程組織聯(lián)合會全體大會的主題“工程塑造綠色未來”，提供了最具說服力的中國樣本。

當2025年世界工程組織聯(lián)合會全體大會的嘉賓們漫步于上海世博文化公園，他們看到的將不僅是讓人驚艷的地標建筑，更是一部用工程智慧書寫的、關于城市綠色的“未來之書”。

它向世界證明，綠色轉(zhuǎn)型并非經(jīng)濟發(fā)展的代價，而是提升城市品質(zhì)、創(chuàng)造美好生活的契機。當工程的嚴謹與藝術的靈感相遇，當科技的鋒芒與自然的脈動同頻，我們便能真正書寫出城市更新的未來。

在中國城市化的進程中，無數(shù)工程師用“匠心”守護著“綠色未來”。在邁向更加包容、多元的工程未來的道路上，中國的工程師們正通過2025年世界工程組織聯(lián)合會全體大會等平臺，向世界展示工程技術與生態(tài)智慧融合的無限可能，并與全球同行分享經(jīng)驗、攜手共進，共同構建一個更綠色、更智慧、更美好的世界。

中國科協(xié)之聲編輯部陳盡美

責　　編：陳盡美

審　　核：張敬一

值班編委：宋玉榮