1、上海市建筑科學(xué)研究院“莘莊綜合樓”深圳市鹽田區(qū)萬(wàn)科中心總部綠色節(jié)能建筑案例分析上海市建筑科學(xué)研究院“莘莊綜合樓”概況基地位于建科集團(tuán)在上海近郊的一個(gè)不到20 000m 的分園區(qū)內(nèi)。園區(qū)呈西寬東窄的梯形，沿邊界一圈建筑大多已建成，僅留下東南角一塊L 形基地，共同圍合出中心綠地。西面的城市干道為正南北走向，南面的城市道路為東偏北向西偏南走向，與園區(qū)的矩形合院成8的夾角。項(xiàng)目初步計(jì)劃沿南面道路建主樓（辦公樓），為幾個(gè)獨(dú)立的部門(mén)或子公司分層使用的普通辦公樓；沿東面小河建副樓（研究樓）；兩樓可以聯(lián)系，但不宜太便捷直接。構(gòu)思1 對(duì)當(dāng)代文明特征的理解 設(shè)計(jì)方案試圖表達(dá)對(duì)當(dāng)前多元化和多極性時(shí)代的理解：新的、更

2、高層次的和諧與發(fā)展，不再依賴(lài)統(tǒng)一的價(jià)值體系，而正是基于不同個(gè)體或群體之間的差異性；平等共存、互補(bǔ)共贏，每個(gè)人的價(jià)值都值得肯定、每個(gè)方向都有它的意義。 于是，一些扁長(zhǎng)的“盒子”，分別體現(xiàn)石材、木材、涂料、玻璃、金屬等質(zhì)感和色彩，似乎來(lái)自不同的建筑（甚至象征不同時(shí)期的建筑特征），被“隨意”地疊放在一起，然而又形成一種發(fā)散、開(kāi)放和旋轉(zhuǎn)上升的整體動(dòng)勢(shì)。每一層“盒子”都不能代表這座建筑，但它們集成在一起的關(guān)系卻定義出一種獨(dú)特的建筑性格。2 表達(dá)企業(yè)文化特質(zhì)上海建科集團(tuán)是由多個(gè)相對(duì)獨(dú)立、各具特色的事業(yè)部和子公司構(gòu)成，都圍繞建筑這一領(lǐng)域，并統(tǒng)一于集團(tuán)整體戰(zhàn)略和文化。集團(tuán)上下都對(duì)這些自由疊合出一種整體感的“盒

3、子”感到驚喜；員工普遍對(duì)自己部門(mén) 所在樓層易于識(shí)別的個(gè)性感到滿(mǎn)意，認(rèn)為這正是他們想要的辦公樓。3 吻合園區(qū)格局、尊重城市肌理主副樓的底層融入園區(qū)的矩形格局，主樓層層偏轉(zhuǎn)后，最終頂層與南面城市道路平行。旋轉(zhuǎn)并非簡(jiǎn)單的向著一個(gè)方向，主樓二三層先順時(shí)針逐層向內(nèi)轉(zhuǎn)，以上再反時(shí)針轉(zhuǎn)出來(lái)，因此四層回到了底層的正向方位，再向上才逐漸旋轉(zhuǎn)到城市道路的走向。4 響應(yīng)氣候，改善環(huán)境 建筑如果不呼應(yīng)氣候，就談不上“綠色”。 上海屬于亞熱帶季風(fēng)性氣候，處于夏熱冬冷地區(qū)，但具有一定的海洋性 氣候特點(diǎn)，比如風(fēng)頻率與風(fēng)速高于內(nèi)地夏熱冬冷地區(qū)；風(fēng)溫較低；全年 平均空氣相對(duì)濕度亦低于中國(guó)內(nèi)地。北面逐層退臺(tái)，一方面減小了對(duì)園區(qū)內(nèi)

4、部空間的壓迫感；另一方面，避免了以光滑樓體迎向北風(fēng)，產(chǎn)生渦流，影響園區(qū)內(nèi)的風(fēng)環(huán)境質(zhì)量，可以大大改善本建筑門(mén)廳入口處的小氣候。熱風(fēng)4 自然通風(fēng)小體量建筑的自然通風(fēng)較容易實(shí)現(xiàn)，每層均經(jīng)過(guò)計(jì)算設(shè)計(jì)足夠的可開(kāi)啟外窗。但是本項(xiàng)目還是有兩個(gè)問(wèn)題要解決：一是主樓的進(jìn)深較大，如果設(shè)中走廊的話(huà)，北部通風(fēng)會(huì)較差；二是副樓為東西向，夏季主導(dǎo)風(fēng)東南風(fēng)不易進(jìn)入。針對(duì)前者的策略是：南面每層均“掏空”一個(gè)開(kāi)間做空中花園，既給辦公室提供共享的半室外休息空間，又通過(guò)這個(gè)大“陽(yáng)臺(tái)”給中走廊增加風(fēng)壓，改善北部房間的自然通風(fēng)；針對(duì)后者的策略是：中走廊南端向外開(kāi)口放大，讓更多的東南風(fēng)進(jìn)入副樓。主樓南北朝向，總平面布置與上海當(dāng)?shù)卮合募局?/p>

5、導(dǎo)風(fēng)向一致。反L 型的建筑布局加大了迎風(fēng)面的面積，有利于過(guò)渡季節(jié)的自然通風(fēng)。立面和外窗設(shè)計(jì)上做了細(xì)致處理，例如南向的休憩露臺(tái)和北向錯(cuò)落退臺(tái)設(shè)計(jì)，可作為自然通風(fēng)的引風(fēng)口。經(jīng)分析，過(guò)渡季節(jié)建筑內(nèi)部通風(fēng)條件順暢，主要功能房間能形成良好的 “穿堂風(fēng)”效果熱風(fēng)5 響應(yīng)氣候，改善環(huán)境上海的氣候特點(diǎn)，使得建筑的夏季防曬和冬季陽(yáng)光利用對(duì)室內(nèi)環(huán)境舒適性和空調(diào)與采暖節(jié)能具非常重要的意義。 太陽(yáng)入射角夏季高、冬季低，全年輻射較充足。主樓逐層向外旋轉(zhuǎn)挑出的“盒子”，給南立面大部分外窗和外墻提供了夏季自遮陽(yáng)，在冬季則對(duì)陽(yáng)光進(jìn)入室內(nèi)影響甚小。熱光5 遮陽(yáng)與自然采光除此之外，東、西、北向外窗均采用Low-E 玻璃底層門(mén)廳朝

6、西北有較大面積的玻璃外墻，離外墻一定距離設(shè)有鋼結(jié)構(gòu)的爬藤植物架，將落葉藤本植物作為遮陽(yáng)構(gòu)件來(lái)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)樓為東西向，同樣采取了自遮陽(yáng)、構(gòu)件遮陽(yáng)、植物遮陽(yáng)等策略。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，這些策略都綜合了遮陽(yáng)與采光以及充分利用冬季陽(yáng)光。南向外墻開(kāi)窗最大，以獲取充足的自然光，但是這樣一來(lái)遮陽(yáng)的問(wèn)題就突出了。除了建筑層層外挑形成自遮陽(yáng)區(qū)域之外，還有一些南窗在夏季需要遮陽(yáng)。另外，辦公空間也需要窗簾調(diào)節(jié)室內(nèi)光環(huán)境。結(jié)合這兩方面，采取的策略是用雙層窗：外層為單玻普通鋁合金框，內(nèi)層為中空斷熱鋁合金框，兩層中間懸掛鋁合金百葉簾。唯有體現(xiàn)玻璃通透感的第5 層采用Low-E 玻璃單層中空窗，結(jié)合室內(nèi)窗簾（僅用于調(diào)節(jié)自然采光）

7、。75% 以上的主要功能區(qū)天然采光滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。熱光綠色設(shè)計(jì)6 節(jié)地低層高與地下空間利用采用鋼筋混凝土空心無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)，辦公空間不設(shè)吊頂，將建筑層高降至3.3m。這樣一來(lái)，在規(guī)劃控高24m 的情況下，建筑可以建7 層。與此配合的是側(cè)送風(fēng)的空調(diào)終端方案：辦公層內(nèi)走廊或開(kāi)敞辦公空間的走道部位吊頂上走新風(fēng)管和空調(diào)水管等。由于沒(méi)有梁，走道部位的完成凈高能夠做到2.35m，而無(wú)吊頂辦公區(qū)域的凈高可到2.85m。主樓采用空心無(wú)梁樓板，減少了結(jié)構(gòu)自重，豎向承重構(gòu)件和基礎(chǔ)的配筋量也相應(yīng)減少，相比于實(shí)心樓板，節(jié)約鋼材約15%。“節(jié)地”是可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容，可是在建筑單體設(shè)計(jì)上很難有什么策略。低層高也許是一種有

8、益的探索。地下部分除了設(shè)有通風(fēng)采光天窗的車(chē)庫(kù)之外，還在主樓地下設(shè)計(jì)了具有自然采光和通風(fēng)的研究室，主樓也因此成為一幢擁有8 層辦公空間的多層辦公樓。綠色設(shè)計(jì)7 熱舒適與空調(diào)節(jié)能除了夏季遮陽(yáng)、冬季引入陽(yáng)光和加強(qiáng)自然通風(fēng)，還采用以下策略提高熱舒適性并減少空調(diào)能耗：（1） 利用重質(zhì)材料的熱惰性。由于不設(shè)吊頂，具有熱惰性的混凝土樓板直接暴露，有利于室內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定和人員舒適。（2）采用外墻內(nèi)保溫體系。墻體采用無(wú)機(jī)保溫砂漿和擠塑聚苯板內(nèi)保溫綜合保溫措施。由于辦公樓基本上只在白天使用，空調(diào)系統(tǒng)每天早上開(kāi)啟，傍晚關(guān)閉。內(nèi)保溫方式可以更快地使室內(nèi)熱環(huán)境達(dá)到舒適并節(jié)省空調(diào)能耗。（3）使用吊扇。過(guò)渡季節(jié)可以通過(guò)慢速運(yùn)

9、行的吊扇使辦公人員感到舒適，縮短空調(diào)使用時(shí)段。8 可再生能源利用8.1 地源熱泵地下車(chē)庫(kù)范圍底板下設(shè)置100 個(gè)小深井，獲取地能用于空調(diào)與采暖，以減少對(duì)外網(wǎng)電能的需求。8.2 太陽(yáng)能熱水屋頂安裝平板式太陽(yáng)能集熱裝置，集熱器面積16m2，日產(chǎn)45熱水1.2t，采用循環(huán)系統(tǒng)為大樓衛(wèi)生間提供盥洗用熱水。綠色總部：萬(wàn)科中心概況建設(shè)單位：萬(wàn)科企業(yè)股份有限公司設(shè)計(jì)單位：Steven Holl Architects(建筑/室內(nèi)/景觀設(shè)計(jì))建筑師：Steven Holl建設(shè)地點(diǎn)：深圳市鹽田區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)間：2006 年-2009 年用地面積：61700m2建筑面積：121300m2綠色標(biāo)準(zhǔn)： LEED認(rèn)證的鉑金級(jí)構(gòu)

10、思萬(wàn)科中心設(shè)計(jì)概念最初被其設(shè)計(jì)者斯蒂文霍爾(StevenHoll)解釋為“漂浮的地平線(xiàn)”(另一個(gè)名字是“水平的摩天樓”)將多個(gè)功能體以水平幾何形態(tài)連接在一起，并將整個(gè)建筑抬起有如海平面升起，將基地最大程度地還原給自然。這些概念似乎可以追溯于霍爾視差(Parallax，2000)書(shū)中的一段經(jīng)典：“我們的思想在地平線(xiàn)擴(kuò)展，面對(duì)思想的無(wú)限變化，我們?cè)诟鱾€(gè)層面的價(jià)值觀也需要重新定義。”盡管這段文字寫(xiě)于10 年前，但對(duì)于人口平均年齡只有27 歲的今日深圳，竟然甚為貼切。一個(gè)年輕的城市出現(xiàn)一座全新的集團(tuán)總部，本身就應(yīng)該暗示著價(jià)值觀上的內(nèi)省與開(kāi)拓。從建成效果看，設(shè)計(jì)概念首先體現(xiàn)為一種開(kāi)放式的場(chǎng)所關(guān)系：無(wú)形的

11、“海水”悄然褪去，留下建筑架空在開(kāi)闊的場(chǎng)地之上，架空的建筑底部形成對(duì)流通風(fēng)良好的微氣候，吸引著人們?cè)谘籽紫娜赵诖笋v足休憩，成為獨(dú)特的場(chǎng)所體驗(yàn)；混凝土核心筒外附的一層可透燈光的磨砂玻璃，與上部結(jié)構(gòu)在材質(zhì)上的對(duì)比，無(wú)疑使“漂浮”效應(yīng)更為強(qiáng)化。建筑形態(tài)的彎轉(zhuǎn)起落與零亂多變的周邊環(huán)境形成戲劇性的互動(dòng)，混合的功能設(shè)置也提供了使用之中進(jìn)一步延伸場(chǎng)所體驗(yàn)上的多種可能性。結(jié)構(gòu)創(chuàng)新作為建筑形態(tài)上的最大特征，萬(wàn)科中心將主體使用空間抬升至距離地面15m 的空中(上部結(jié)構(gòu)跨度最大達(dá)50m，最大懸挑20m)，在底部形成了連續(xù)的大空間。由此帶來(lái)的難題是：如何以最佳的結(jié)構(gòu)形式實(shí)現(xiàn)這樣的“飄浮”概念？中國(guó)建筑科學(xué)研究院、中建

12、國(guó)際設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司的結(jié)構(gòu)工程師對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的研究，在結(jié)構(gòu)體系上一改類(lèi)似結(jié)構(gòu)常用的“鋼桁架”，轉(zhuǎn)而采用國(guó)內(nèi)較少采用的“混合框架拉索結(jié)構(gòu)體系”，一種采用了“斜拉橋上蓋房”的理念，利用主動(dòng)預(yù)應(yīng)力拉索和首層鋼結(jié)構(gòu)樓蓋承擔(dān)上部45 層混凝土框架結(jié)構(gòu)，傳遞至落地筒體、墻、柱。從力學(xué)特征上看，相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼桁架，索結(jié)構(gòu)的“受拉”傳力更為清晰直接，拉索可通過(guò)初始張拉力大小調(diào)節(jié)，主動(dòng)控制相鄰柱的位移高低交錯(cuò)，減小柱端彎矩，改善結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)。在確定基本結(jié)構(gòu)體系之后，由于建筑平面布置呈狹長(zhǎng)且多分支，為加強(qiáng)各筒體之間的結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，保證重力作用下斜索拉力的有效傳遞，結(jié)構(gòu)工程師還在底層和頂層樓屋面平面內(nèi)設(shè)置了水

13、平交叉斜撐，以此加強(qiáng)樓屋蓋面內(nèi)剛度，并兼作承重梁。在后期深化設(shè)計(jì)中，鋼梁首層支承的混凝土柱改為鋼管混凝土柱，拉索與筒體、墻、柱連接處，均埋入型鋼梁、型鋼柱，以適應(yīng)施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)變形和索節(jié)點(diǎn)錨固要求?！跋裨鞓蛄阂粯拥脑旆孔印保f(wàn)科中心以獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式詮釋了建筑概念，不僅為使用空間提供了開(kāi)闊的視野，也在最大程度上實(shí)現(xiàn)“還綠于民”：如果算上屋頂?shù)木G化，整個(gè)場(chǎng)地的綠化率大于100%，并完全向城市界面開(kāi)放。可持續(xù)設(shè)計(jì)1) 建筑遮陽(yáng)系統(tǒng)首先要提及的是建筑主體立面上的遮陽(yáng)系統(tǒng)，按照太陽(yáng)的不同照射角度整個(gè)建筑的外立面遮陽(yáng)體系分為全玻璃幕墻、水平固定遮陽(yáng)和電動(dòng)遮陽(yáng)等。遮陽(yáng)百葉按照竹葉的形象設(shè)計(jì)為曲面穿孔鋁板，在

14、保證室內(nèi)光線(xiàn)和溫度的前提條件下，結(jié)合不同幕墻系統(tǒng)豐富著建筑的立面肌理，同時(shí)也給室內(nèi)帶來(lái)不同的陰影效果。其中電動(dòng)遮陽(yáng)百葉作為“表皮裝置”，可根據(jù)太陽(yáng)高度自動(dòng)調(diào)節(jié)百葉角度，以保證室內(nèi)光線(xiàn)和溫度保持在最佳狀態(tài)。可持續(xù)設(shè)計(jì)可持續(xù)設(shè)計(jì)2) 再生能源利用在太陽(yáng)能利用方面，采用當(dāng)前最高效的異質(zhì)結(jié)電池組成光伏太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)。屋頂安裝了約4000m2 的單晶硅太陽(yáng)能光伏發(fā)電板。深圳市太陽(yáng)輻射量豐富，全年約80% 的白天具有采集太陽(yáng)熱能的條件，年太陽(yáng)輻射量為5225MJ/m2，年日照百分率達(dá)47%。根據(jù)建筑運(yùn)轉(zhuǎn)的能耗分析，萬(wàn)科總部電能消耗總量的12.5%(約28 萬(wàn)kWh)由太陽(yáng)能光伏板產(chǎn)生。另，酒店部分

15、所需熱水的50% 可由太陽(yáng)能熱水器提供。3) 照明系統(tǒng)在電氣系統(tǒng)上，萬(wàn)科中心盡可能利用自然采光，節(jié)約能源。安裝照度探測(cè)器，檢測(cè)光照度情況，根據(jù)室外采光情況對(duì)室內(nèi)的燈光的開(kāi)閉及開(kāi)啟度進(jìn)行控制；安裝人體感應(yīng)探測(cè)器，檢測(cè)獨(dú)立小空間人員情況，采用人來(lái)燈亮、人走燈滅的方式進(jìn)行控制。并采用了獨(dú)立可尋址的數(shù)字式可調(diào)光技術(shù)，可對(duì)單個(gè)燈具獨(dú)立尋址并進(jìn)行精確的從0100% 變化的調(diào)光控制，給智能照明系統(tǒng)帶來(lái)了最大的靈活性和節(jié)能空間。配合節(jié)能型光源及燈具的使用，萬(wàn)科總部照明能耗也比同等規(guī)模同類(lèi)建筑減少30%左右。可持續(xù)設(shè)計(jì)4) 暖通設(shè)計(jì)在冷源方面，目前已比較成熟的冰蓄冷系統(tǒng)成為萬(wàn)科中心的空調(diào)節(jié)能主要措施。目前國(guó)內(nèi)已

16、有400 多項(xiàng)工程成功采用了冰蓄冷技術(shù)，其原理是在電力負(fù)荷很低的夜間用電低谷期，采用電制冷機(jī)制冰，將冷量以冰的方式儲(chǔ)存起來(lái)，再在電價(jià)較高的白天(用電高峰期)把儲(chǔ)存的冷量釋放出來(lái)，以滿(mǎn)足建筑物空調(diào)負(fù)荷的需要。充分利用峰谷電價(jià)差節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。此外，所采用的地板送風(fēng)系統(tǒng)也是節(jié)能的措施，減低運(yùn)行費(fèi)用，更提高環(huán)境舒適度及室內(nèi)辦公布置的靈活性。可持續(xù)設(shè)計(jì)5) 水環(huán)境設(shè)計(jì)采用與景觀設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，雨水為主的景觀水體補(bǔ)水方式，利用水質(zhì)較好的雨水資源，以中水資源為補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)雨水、中水、景觀水的優(yōu)化設(shè)計(jì)。保證綠化及景觀水補(bǔ)水不用自來(lái)水作水源。采用最先進(jìn)節(jié)水型器具，減少自來(lái)水用水量及管材用量。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目標(biāo)是改善景觀與生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)投資與運(yùn)行的合理化和效果的優(yōu)化；做到屋面雨水全部收集，地面雨水全部處理滲透；通過(guò)滲蓄等措施控制雨水徑流的排放，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)后雨水的徑流系數(shù)不超過(guò)開(kāi)發(fā)前；控制雨水徑流污染，減少污染物的排放；節(jié)約50% 的自來(lái)水，并實(shí)現(xiàn)100% 的污水處理等?？沙掷m(xù)設(shè)計(jì)水系統(tǒng)構(gòu)成：景觀水池內(nèi)水位位于常水位時(shí)(且地下雨水池?zé)o水)，中水經(jīng)兩級(jí)濕地處理后補(bǔ)充到水景池，用于補(bǔ)充滲漏及蒸發(fā)損失，中水作為道路澆灑及綠化用水。降雨時(shí)，600m2 景觀