Issuu on Google+

wing yun’s publications forthcoming / may 2013

academic projects

“Going Horizontal” in D3 Dialogue:Blur,

D3, New York City

(an article summarizing and theorizing Wing Yun’s graduation project at TU Delft. Going Horizontal is a project combining urban theories with digital data mapping strategies. the project aims at looking for a compelling architectural expression of digital data. this graduation project was tutored by prof. nimish biloria, hyperbody, tu delft, and prof. machiel van dorst, environmental design, tu delft)


Going Horizontal From urban data to architecture form Wing Yun

This project was completed between 2009 and 2010 at Explore Lab, an experimental graduate  studio in TU Delft.   The  project  explores  the  tectonic,  spatial,  and  urban  meaning  of  computational  data  in  architecture  design.  The  project  begins  with  a  computational  volumetric  distribution  over  an  ultra‐high‐dense piece of land in Hong Kong and ends with an architecture proposal with spatial  features as a direct translation of computational data.  Explore Lab in TU Delft allows cross‐disciplinary explorations. Students can freely choose tutors  from  different  specializations  in  the  Departments  of  Building  Technology,  Architecture  and  Urbanism.  This  project  was  completed  under  the  guidance  of  Nimish  Biloria,  specializing  in  computation, and Machiel van Dorst, specializing in environmental and urban design.     A background research on density in Hong Kong resulted in recognizing that “density” does not  merely mean "total number of people divided by total area”. The cause of the unusual density  in  Hong  Kong  is  rooted  in  its  geographical,  historical,  political  and  economical  background.  Quantitatively, we can refer to Alain Bertaud’s studies done in 1997. Qualitatively, the colonial  government  bizarrely  limited  the  land  supply  of  Hong  Kong  by  controlling  land  auctions  and  made  Hong  Kong  a  breeding  bed  for  quick  money  from  the  property market. Consequently,  a  unique mode of “property‐driven” economy was born and ironically, the top‐of‐world ultra‐high  density became the survival backbone of the city’s economy.   

Dual meaning of the city center: center for the privileged and center for the poor    We  can observe that  while  the  population  growth  rate  of  the  central  areas  of  Hong  Kong  is  declining  steadily,  an  increasing  number  of  high‐FAR (floor  area  ratio)  renewal  projects  are  being  implemented  in  these  central  areas.  The  programmatic  compositions  of  these  renewal  projects  are  almost  standardized:  a  mixture  of  hotels,  shopping  malls,  office  towers.   These  programs  are  serving  the  visitors  going  to  the  district,  but  not  the  immediate  neighborhood.  They are “out of context”. From the perspective of the government, the “city center” is a place  for profit generation. The privileged class, or the class which bears the spending power, goes to  the  centers  and  spend  the  money  and  enjoy  the  high  accessibility.  Conceptually,  the  government regards the city center as the “center for the privileged”.     


As one of many examples of local social science research, a short text by Professor Ernest Chui  from the Department of Social Work of University of Hong Kong unveiled the fact that there is a  hidden  network  of  the  extreme  lower  class  living  under  the  shadow  of  prosperity  in  the  city  center. The livelihood of this lower class depends on the concentration of “dirty jobs” brought  about by  the  intensive  consumption  activities  of  the  privileged  class.  These  jobs  range  from  dish‐washing  to  security  guards,  from  fast‐food  delivery  to  free‐lance  mall  cleaners.  The  low‐ skilled  jobs  provide  a  quick  labor  rotation  and  demands  no  working  (and  living‐in‐Hong  Kong)  experience.  New  immigrants  (legal  and  illegal)  with  low  education  and  skill  levels  are  mostly dependent on  these  jobs  for  survival. As  their  low  income  can  hardly  pay  for  the extra commuting  costs, they  are  highly  immobile.  They  need  to  live  in  the  center  to  take  their dirty jobs. Conceptually, for the immobile lower class, they need this “center for the poor”  to sustain their livelihood, their children’s education and their hope for a future.    Therefore,  there exists a  dual  meaning  of  the  city  center  ‐  two  distinct  interpretations  of  the  center by two different social classes ‐ in one geographical context.   To  build  we  need  a  “plot”, which  means a  piece  of  land  at  level  +0m.  To  build from ground is  almost an unquestioned act. Therefore, within a context of limited land, demolishing the old to  give way to the new is absolutely justified, simply because it is the only available option.  

We  acknowledge the  fact  that  the  addition  of  new,  and more  urban volumes  for  economic  activities is inevitable in a city like Hong Kong. But if we are capable of suggesting an alternative  (and  interesting)  way  to  add  new  urban  volumes,  then  to  “build  from  the  ground” can  be  questioned and the justification of demolishing the old can also be debated.   

Going horizontal in the vertical city  A brief introduction to Hong Kong from Wikipedia:  "According to Emporis, there are 7,650 skyscrapers in Hong Kong, which puts the city at the top  of world rankings. It has more buildings higher than 35m (or 100m or 150m) than any other city.  The high density and tall skyline of Hong Kong’s urban area is due to lack of available sprawl  space, with the average distance from the harbor front to the steep hills of Hong Kong Island at  1.3km (0.81mi), much of it reclaimed land. This lack of space causes demand for dense, high‐rise  offices and housing. Thirty‐six of the world’s 100 tallest residential buildings are in Hong Kong.  More people in Hong Kong live or work above the 14th floor than anywhere else on Earth,  making it the world’s most vertical city."1    The  project,  on  the  contrary,  argues  for  a  horizontal  development  would  offer  an  alternative  strategy to achieving balance between the survival of the existing neighborhood and the urge  for aggressive economic growth of the vertical city.  An experimental urban growth model of co‐ existence is the aim of this horizontal development (image 01). 

2


Image 01: The prevailing vertical growth model and the experimental horizontal growth model 

  Image 02: Langham Place and its surroundings 

  Image 03: Melting the complex of Langham Place from 1:14 to 1:1   3


Melting architecture: a volumetric study  Langham  Place,  a  development  with  FAR  14  in  the  middle  of  Hong  Kong’s  downtown,  is  the  building  under  study.  Langham  Place  is  an  urban  renewal  project  undertaken  by  the  local  government.  Its  150,000  square  meter  floor  area  is  built  on  land  gained  by  demolishing  old  neighborhoods in the district. This project was realized in mid‐2000s (image 02).  Provided that we need that 150,000 square meters of floor area as the new urban substances to  be  injected  to  the  existing  city  for  economic  growth,  what  would  be  the  result  of  placing  the  same new volume into the existing neighborhood in a sprawling horizontal, rather than vertical,  manner?  A  computational  model  is  adopted  in  answering  this  question.  The  total  volume  of  Langham  Place is used to determine how many new volumes to add to the existing city. Furthermore, the  current programme mix of Langham Place is used to determine the programme mix of the new  volumes to be added.   A  series  of  images  captured  from  the  computational  volumetric  distribution  illustrate  the  complex  as  “melted”  from 1:14 gigantic  high‐rise  to  a  1:1  horizontal conglomeration  of  urban  volumes.  This  gives  an  impression  of  the  impact  “melting  the  skyscraper”  into  the  existing  infrastructure (image 03).  A specific computational definition was written with Grasshopper in Rhinoceros to control the  distribution  of  the  volumes  by  a  set  of  parameters.  Details  of  the  computation  will  not  be  discussed in this article.  

New volume allocation: the goal  How should we allocate the urban volume of this horizontal complex?   The  goal  of  this  horizontal  allocation  of  urban  volumes  is  to  keep  the  two  meanings  of  city  center  in  balance.  The  allocation  should,  on  the  one  hand,  satisfy  the  needs  for  economic  growth  and,  on  the other hand, create  possibilities  to  keep  the  existing  neighborhood  for  the  poor.  

New volume allocation: the hypothesis  The hypothesis for the new volume allocation is that the higher the diversity level of a particular  spot  in  the  city,  the  more  immune  this  spot  is  against demolition.  In  a  truly  diverse  situation,  different interest groups would be involved and a higher potential for generating high economic  benefits would be expected. 

 

4


Image 04: Diagram of Jane Jacob’s urban diversity theory   

  Image 05: Evaluation process  

5


Evaluation of diversity   Jane  Jacob’s  theory  of  diversity  of  a  city  is  used  as  a  basis  for  the  evaluation  of  diversity.  By  diagramming Jacob’s theory, tangible urban components which are related to an urban fabric’s  diversification can be sorted out. These urban components create the checklists for evaluating a  place’s diversity (image 04).  Eleven observable elements can be identified from the diagram above. Five of them are related  to  the  physical  environment.  They  are  the  existence  of  short  blocks,  urban  crossings,  high  residential  density,  aging  buildings  and  new  building.  Six  are  related  to  round‐the‐clock  and  round‐the‐week  usage  of  the  streets.  They  are  the  usage  of  rush  hours  and  lunch  times,  weekdays’  daytime,  weekdays’  night  time,  holidays’  daytime,  weekends’  night  time  and  late  nights.   The  immediate  surroundings  of  Langham  Place  is  evaluated  by  mapping  the  existence  of  the  above‐mentioned eleven elements. The more elements an area possess, the higher the chance  of urban diversity occurs. On the contrary, if an area is lacking most of the elements listed, this  area  is  very  likely  lacking  urban  diversity  and  therefore  very  prone  to  forced  urban  renewal  through demolition.   In order to understand the site beyond the information available on maps, a photographic study  is adopted. An area of 1km X 1.2km is divided into 60m X 60m grids for investigation (image 05).  The process of evaluating the site went through 6 steps (image 05):  1.

A grid system with grid size of 60m X 60m was imposed onto the site (point 5 of image  05). 

2.

Site photos are arrayed on the 60m X 60m grid as the basis for evaluation (point 1 and  6 of image 05).  

3.

An evaluation system derived from the diagram of Jane Jacob’s urban theory is used to  evaluate the number of lacking components for diversity (point 2 and 7 of image 05).  

4.

Different  lackings  are  translated  into  color  codes  for  easy  identification.  In  this  example, the top‐left area shows no lack, suggesting that it is an already high diversity  area (point 3 of image 05). 

5.

Evaluation  was  done  pixel  by  pixel  for  the  whole  1km  X  1.2km  area  in  order  to  formulate the color‐coded map for the entire area (point 4 of image 05).  

6.

The formulation of the color‐coded map for the entire area (point 8 of image 05). 

  The color codes are translated into individual maps of “lackings”. These maps are ready to be  read by Grasshopper in Rhinoceros for the computation of volumetric allocation.  

6


Image 06: Maps of lacking  

 

Image 07: The push and pull parameters  

  Image 08:  1. Site area = 530000 sqm, site network area = 154000 sqm / 2. Tall building immune areas are taken out  from this urban skyline height map  7


In the maps of lackings, the darker color suggests a higher concentration of a particular lack. In  the combined map of lacking, the darker the color the more problematic an area is. These areas  demand a healthier social diversity.  The indication of the dark areas of the combined map of lacking following Jane Jacob’s theory  coincides  with  the  government’s  plan  to  redevelop  through  large‐scale  demolition.  On  the  combined map of lacking, dark area 1 refers to the forthcoming Fa Yuen Street re‐development;  dark area 2 is the forthcoming Shanghai Street re‐development; dark area 3 is the forthcoming  massing  re‐development  of  Tai  Kok  Tsui;  and  dark  area  4  is  a  big  piece  of  reclaimed  land  undergoing  massive  construction  of  residential  projects.  These  coincidences  demonstrate  a  correlation  between  the  lack  of  diversity  and  the  government’s  decision  on  large‐scale  demolition (image 06).  

Computation of volume allocation  The programmatic volumes obtained by the imaginary melting of Langham Place were dispersed  to compensate for the existing lacking of the site. For the urbanism of co‐existence, instead of  looking  for  where  the  best  location  is  for  our  architecture,  we  look  for  what  our  new  urban  volume can do to fit what the existing city lacks.  

   The idea formulates the basic structure of the computation process. The new urban volumes of  various  programs  would  be  added  to  the  existing  city  according  to  the  lacks  revealed  in  the  previous evaluation (image 07).  Physical  constrains  from  the  context  were  also  considered.  City  networks  (roads,  streets,  bridges and etc) are excluded from the volumetric allocation area. New volumes would also not  be  added  to  sites  with  buildings  taller  than  8  storeys  in  order  to  maintain  a  homogeneous  growth throughout the city (image 08).  A Grasshopper definition was written to distribute the new urban volumes (the melted volumes  of Langham Place) in to the existing city (image 09). The process was done in Rhinoceros. The  Grasshopper  definition  reads  the  maps  of  lacking  and  the  physical  constrains  in  the  city.  A  screen capture illustrates the process (image 10 and 11). 

8


Image 09: The input of information for the volumetric distribution 

                                                 

 

Image 10: 1. Values from the maps of lacking with weighed scales / 2. Maps of lacking in datascape format / 3. The  melted volume on the desirable area / 4. New urban volumes loaded with information, e.g. the needs of the site,  specific program heights and so on 

  Image 11: Screen captures illustrate some moments of the iterations of the computation. Various weights were  assigned to different lacks of the city in order to create variation of volumes for selection. 

  Image 12: Program ratio of the 1:1 imaginative complex is based on that of the existing Langham Place

9


The programmatic ratio of the newly added volumes follows for the most part that of the  existing gigantic Langham Place complex. This ratio was the result of the local government’s  urban planning intention. A new programmatic layer of cultural activities is added to benefit the  general public (image 12). 

The result: a 3‐dimensional volumetric urban planning  The 4 different programmes (offices, hotels, shopping and cultural) are allocated according to  the  “needs”  of  the  existing  city.  The  total  volume  is  equal  to  Langham  Place,  the  gigantic  commercial complex in the site. They are located on top of short buildings in the city. A render  illustrates such an imaginative urban situation (image 13 and 14).  

From urbanism to architecture  A  200  meter  portion  (image  15)  of  the  3‐dimensional  urban  plan  is  chosen  to  test  what  a  horizontal  building  in  a  high‐dense  vertical  city  might  achieve.  The  pixels  resulted  from  the  computation are the spatial modules of the architecture‐to‐be. Bottom planes of the pixels are  connected  to  form  the  floors  of  the  architecture  while  the  top  planes  of  the  pixels  are  connected to form the ceilings (image 16).   The  result  of  the  connection  is  a  series  of  artificial  landscapes.  These  landscapes  are  programmed according to the inclinations of the slopes. Five different pieces of landscapes are  therefore generated to host the functions of culture, office, hotel, shopping and green (image  17).   Each of the programmatic landscapes is connected with the others at multiple points. A  continuous public path can be drawn throughout the entire complex. The green landscape can  be accessed from different levels of the existing city (image 18).    An isometric drawing showing the office landscape for 400 workers illustrates the spatial logic  following the connection rules. Gathering spaces are put in the junction points to promote inter‐ departmental interactions (image 19).   

Building without a flat foundation  Hundreds  of  planes  generated  from  the  parametric  volumetric  allocation  were  connected  to  form  an  entity  of  fluid  space:  a  walkable  mixed‐use  horizontal  structure.  To  avoid  creating  an  over‐powering  mega‐structure  over  the  existing  delicate  urban  fabric,  the  footprints  of  the  existing blocks were extruded and materialized as building facades to synchronize the horizontal  building with the delicate rhythm of the city (image 20 and 21).         

10


Image 13: Ariel view of the 3‐D urban plan with programmatic ratio following the Langham Place 

  Image 14: plan view of 3‐D urban plan with programmatic ratio following the Langham Place   

11


Image 15: A 200‐meter portion of the 3‐D urban plan is chosen for architectural development 

  Image 16: The rules for architectural development 

12


Image 17: 1/ shopping area, yellow indicates shops while the grey are the sales counters 2/ cultural gallery on top of  existing wet market 3/ communal cultural center 4/ cultural workshop with direct access to the existing neighborhood  5/ cultural theater leading to the artists’ residence 6/ artists’ residents and galleries 7/ hotel rooms with volumes  sculpted by the green landscape on top, different color represents different room sizes 8/ hotel’s function rooms 9/  caves in the green landscape bring people, light and wind into and out from other programmatic landscapes

13


Image 18: The undulating programmatic landscapes fit into the voids of the existing city 

 

Image 19: 1/ rest rooms 2/ open working space 3/ management rooms 4/ causal meeting areas 5/ foyer to meeting  rooms 6/ meeting rooms 7/ semi open presentation theater 8/ reception areas 9/ back of house and server facilities 10/  company library 11/ management rooms 12/ document archives 13/ open working space 14/ canteens     

14


Image 20: 1/ Parallel opening vent system was applied so as to maintain the box‐like visual effect of the volumes. This  gave rhythm to the 200 meter horizontal structure. The in‐and‐out shifting of the vents also granted a human scale to  the gigantic building. 2/ The computer‐generated heights gave the building dynamic volumetric shifts. The “roof” simply  “melted” to different levels and became accessible by sloping walkways.  3/ At certain points the dramatic height  difference of the existing neighborhood induced steep connections between two blocks. These connections suggested  different spatial usages. Here we could find a theater situated at this steep connection. 4/ The direct walkable access  from the ground plane to the green top is folded into a continuous spiral path. It is a good challenge for urban “hikers’.   5/ A number of cave‐like folds could be found on the roof top. They brought in light and air to the interiors, and allowed  people to access the open air. 6/ Air gardens as packets of green could be found as results of the push‐and‐pulls of  heights by the computation. There were private, public and semi‐public gardens.   

 

  Image 21: The bare model: a 200 meter long structure was materialized from the earlier urban volumetric studies. The  four indoor programs (hotel, office, culture and shopping) were connected through the undulations of the structure. At  the same time, the outdoor green areas were running side‐by‐side with the indoor programs as the constant shifting of  heights created unique accesses to the “green roof”.   

15


The horizontal architecture bears the characteristics listed below.   1. Variation of ceiling heights. The initial computational input of setting different heights for  different programs can still be seen. In general the shopping areas are with higher ceilings, while  offices have the lowest.    2. Confrontation of different programs. The initial conceptual input of layering the 4 different  programs as cultural / shopping at the bottom and hotel on top is slightly shifted by the  computation because of the variations of needs. This creates an interesting confrontation of  different programs on a certain height level. This feature becomes the key in the architectural  development.     3. Building shape follows the existing skyline. The heights of the entire site’s buildings are  initially abstracted by patching a surface in Grasshopper. It remains an affective factor in the  architectural form, creating a possibility of parasitic intervention with existing buildings.    4. Proximity with the existing. The initial parametric constraints of walking time within 2  minutes between the newly added volumes and the existing volumes (e.g. new office to existing  office, new cultural to old neighborhood, new hotel to old shopping, new shopping to old  shopping) dictates where to locate these parasitic interventions. 

  Resultant Interiors  The interior spaces resulting from this process is a direct translation of the urban data. The  height is a reflection of the particular need of the city underneath the building (image 22, 23  and 24).   

From point to field  The form of the newly‐added urban volume demonstrates the way in which data extracted from  the existing city can be translated into tectonic attributes. There is no overall “top‐down” formal  intention in the design process.  

 

16


Image 22: Interior of the horizontal building as direct translation of urban data 

 

Image 23: Interior of office landscape 

Image 24: Interior of cultural landscape  17


The unique condition of the urban planning leads to a unique architectural potential. A  horizontal building having its 6 sides in contact with the existing city creates a new architectural  typology. It goes from a point, which refers to a tower to a field, which refers to a condition.  Instead of being a tower having a point touching the existing city, the horizontal building can  perform as a field of interactions:  interactions between the new and the old, the users and the  visitors, and the poor and the privileged (image 25).   The project maximizes the potential given by this unique “site”, an open architecture with  multiple access to the existing city (both on the ground plane and on tower levels) is created.  The development of this architecture is an experimentation of how far a building can open itself  to the city. It is a democratic horizon to avoid social exclusion. Architecturally, the project blurs  the boundary between the content and context (image 26 and 27).     Academically, the unique arrangement of Explore Lab at TU Delft allows students to have a  cross‐disciplinary exploration in their graduation project. No agenda is set by the school or the  tutors. Methodologies are developed through the research and design process. This project  exemplifies a possible direct spatial generation from urban. The “truth” in the data is translated  into usable spaces with specific functions. Conceptually, since the data from the research would  directly impact the spatial quality, the project blurs the boundary between data and space, and  research and design.    

18


Image 25: Potential benefits for a horizontal building 

19


Image 26: a section through the horizontal building reveals its multi‐directional connections with the existing urban  fabric. 

  Image 27: sectional model of the horizontal building 

20


Image 28: The horizontal building can grow into an urban hill which gives hong kong a rare large piece of public green.  The aerial view illustrates how the new urban volumes take up the 3‐dimensional voids of the existing city.

 

 

21


REFERENCES  1

 Jacobs, Jane: The Death and Life of Great American Cities, 1961.   Wu, Rufina and Canham, Stefan: Portraits from Above – Hong Kong’s Informal Rooftop Communities,  2009   

2

IMAGE CREDITS   All images (except image 27) are created by Wing Yun. Image 24 was taken by Jiayu Tjong.   

ACKNOWLEDGMENTS  This project was done under the guidance of Prof. Nimish Biloria and Prof. Machiel van Dorst in  TU Delft.    Jiayu Tjong, Tinyiu Fung, Harikrishnan Sasidharan, Junjie Yan, Alfred Ho and Fun Luk had helped  in the production work of the project.   Jiayu Tjong had given valuable advices on language and helped in proof‐reading the article.    Wing  Yun  is  a  native  of  Hong  Kong  and  is  currently  working  at  the  Rotterdam‐based  architectural office of MVRDV. He received his bachelor degrees of sociology and architectural  studies (first class honors) from The Chinese University of Hong Kong and his master degree of  architecture from Technical University of Delft, the Netherlands. He is the recipient of numerous  academic  awards  in  Hong  Kong  including  the  Scholastic  Award  from  American  Institute  of  Architects  (Hong  Kong  Chapter)  and  the  Sir  Edward  Youde  Memorial  Fellowship  for  Overseas  Studies.  At  the  office  of  MVRDV,  Yun  is  involved  in  various  large‐scale  projects  including  the  China Comic and Animation Museum in Hangzhou, China.  

22


wing_yun_publication_1