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基于綠創(chuàng)環(huán)保節(jié)能大廈的設(shè)計研究論文
如今,“低碳”、“節(jié)能”的設(shè)計理念已經(jīng)從“裝飾品”變成了“必需品”,對于綠創(chuàng)大廈這個項目,我們不希望單純地依靠高科技手段和高投入成本,而是從建筑單體本身的設(shè)計開始,以建筑的物理構(gòu)造和設(shè)計手法為主,強調(diào)建筑與環(huán)境、風向、日照、水土及氣候的關(guān)系,然后輔以合理的、高效的技術(shù)手段,創(chuàng)造因地制宜的、符合實際的、高效的節(jié)能建筑。
因此綠創(chuàng)大廈的設(shè)計是由內(nèi)部空間構(gòu)造到外部節(jié)能構(gòu)建,最后輔以相應(yīng)的節(jié)能技術(shù),同時我們的技術(shù)團隊與香港城市大學一起,從方案階段便開始對整個項目進行節(jié)能計算與分析。綠創(chuàng)大廈在內(nèi)部空間構(gòu)造的設(shè)計上有兩個特點。
一、公共大廳
由于項目用地緊張,南側(cè)與現(xiàn)有廠房相鄰,從功能需求、交通、消防等多方面綜合考慮,反復(fù)推敲,最后決定將大廈與現(xiàn)有廠房貼建。
大廈平面是規(guī)整的矩形,將兩組交通核設(shè)置在中部的兩端。南側(cè)利用與廠房貼建的部分,設(shè)計成1~4層通高的開放空間,在首層與東入口相聯(lián)通。在這個4層通高的空間里,設(shè)計了一組玻璃盒子懸掛在不同的高度,有的深入到廠房內(nèi)部,有的懸浮在廠房的屋頂。這組玻璃盒子可以作為辦公、會議、
展示等功能。中間一部開放大樓梯從首層一直通向四層,串聯(lián)起玻璃盒子與北側(cè)的各層空間。同時結(jié)合廠房的改造,將廠房屋頂改為花園,并結(jié)合景觀設(shè)計設(shè)置雨水收集、太陽能光電系統(tǒng)等。陽光越過廠房屋頂,透過四層的玻璃直接撒入這個公共大廳內(nèi),縱向的樓梯與水平向的連橋交錯穿插在綠植與陽光之間,開放大樓梯減少了員工使用電梯的機率,伴隨著員工在這個公共空間的移動,增加了彼此見面和交流的機會,營造出一個更有趣味性的內(nèi)部空間和交流環(huán)境。
懸掛在空中的玻璃盒子也打破了傳統(tǒng)辦公空間的模式,給大廈帶來了環(huán)境的改善和新的場所特征。同時,這個開放空間也將成為綠創(chuàng)集團的對外展示空間。
二、通風設(shè)計
通風系統(tǒng)的設(shè)計,對于節(jié)能建筑來說具有重要的意義與作用,成功的通風系統(tǒng)設(shè)計可以使建筑的能耗大大降低。從環(huán)境角度講,成功的通風系統(tǒng)可以給人們帶來新鮮的、溫度適合的空氣。從熱工角度講,它可以抵御自然條件的不利影響,防止過冷或過熱,自主地適應(yīng)氣候變化。
節(jié)能建筑的通風系統(tǒng),可以分成大循環(huán)、小循環(huán)、微循環(huán)三類。它們在不同層次上為實現(xiàn)綠色節(jié)能發(fā)揮自己的作用。綠創(chuàng)大廈的通風系統(tǒng)采用的是大循環(huán),就是從建筑物構(gòu)造上考慮的通風設(shè)計,主要表現(xiàn)為建筑內(nèi)部空間上對通風的設(shè)計。
在建筑中部設(shè)置了四個通風豎井貫穿各層,結(jié)合北側(cè)的開窗,南側(cè)的4層開放空間的氣流組織,利用建筑內(nèi)部產(chǎn)生的熱壓作用實現(xiàn)自然通風,同時在條件允許的情況下可以通過智能控制開窗的角度,從而調(diào)節(jié)通風量。
通風設(shè)計不是一個靜止狀態(tài)下可以模擬出通風效果的,一定要在動態(tài)的狀態(tài)下。我們聯(lián)合香港城市大學,在方案設(shè)計的初期階段就一起探討通風設(shè)計的合理性,首先在計算機內(nèi)建立擬建建筑的模型,并設(shè)定一系列邊界條件,利用CFD數(shù)值模擬方法分析擬建建筑內(nèi)部的自然通風效果。
針對項目所在地區(qū)內(nèi)主導風向與平均風速的情況,計算建筑物內(nèi)的空氣流動模式與室內(nèi)溫度分布狀態(tài)。最后可以將這些數(shù)值與標準的室內(nèi)熱舒適度數(shù)值比較,計算出減少的能耗。為了更好地達到通風效果,在豎井突出屋面的端頭部分設(shè)計了可調(diào)節(jié)的導風構(gòu)件,根據(jù)外部環(huán)境氣流的變化,調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的流速和溫度。
三、建筑外形設(shè)計
綠創(chuàng)環(huán)保節(jié)能大廈整體分為基座和主體兩個部分。主體以玻璃和實體的虛實交錯對比來突出建筑的體量感,建筑整體南高北低,避免了對廠區(qū)北側(cè)住宅的日照遮擋;【的大屋頂呼應(yīng)園區(qū)內(nèi)現(xiàn)有建筑,符合產(chǎn)業(yè)園的形象特征。屋頂?shù)膸吞齑埃瑸轫攲訋碜匀徊晒,減少電能消耗。四個貫穿各層的豎井組織起建筑內(nèi)部的使用空間,是建筑自然通風系統(tǒng)的核心。豎井突出屋面的端頭部分設(shè)計可調(diào)節(jié)的導風構(gòu)件,體現(xiàn)了生態(tài)節(jié)能建筑的技術(shù)特征。
四、建筑外部環(huán)境設(shè)計
建筑外部環(huán)境的設(shè)計不僅起到美化基地環(huán)境的作用,更重要的是它承擔起協(xié)調(diào)建筑內(nèi)外及場地內(nèi)外關(guān)系的作用,這也是生態(tài)建筑要考慮和關(guān)注的部分。基座是四段帶有收分的墻面,分別在建筑的四個角部,在有限的用地范圍內(nèi)圍合出精致的小景觀環(huán)境,同時使建筑整體看起來更穩(wěn)重,尤其是在東西兩個入口處,基座的處理使入口空間的層次更加豐富。建筑底層的北側(cè)是沿街商鋪,我們采用柱廊的形式提供步行空間,烘托商業(yè)氛圍;谏虡I(yè)部分中斷,留出步行廣場,同時基座與建筑外墻面圍合出的景觀院落,巧妙地將商鋪入口空間與辦公入口空間分割開來,避免了人流間的相互交叉。
近年來,關(guān)注生態(tài)環(huán)境、維護生態(tài)平衡已成為全人類的責任,綠創(chuàng)環(huán)保節(jié)能大廈的設(shè)計體現(xiàn)出了一體化的設(shè)計構(gòu)思,由內(nèi)而外,從構(gòu)造到技術(shù),強調(diào)整體性和系統(tǒng)性,實現(xiàn)人與建筑、建筑與環(huán)境、人與環(huán)境相互協(xié)調(diào),努力實現(xiàn)能源消耗的降低和污染的減少。正如北京綠創(chuàng)環(huán)保集團董事局主席姜鵬明所說,在綠創(chuàng)環(huán)保大廈的設(shè)計上,我們要傳達的理念是,自環(huán)保也為環(huán)保,自節(jié)能也為節(jié)能。這正是一種“己欲立而立人”的境界。
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