當代超高層綠色建筑設計研究
——以上海中心大廈為例

黃子弦

（安徽建筑大學建筑與規劃學院，安徽 合肥 230022）

0 引言

當前，人類面臨著能源短缺和環境污染等問題，社會的方方面面都需要為人類今后的可持續發展作出貢獻。建筑作為人類生活重要的組成部分之一，在其建造和使用過程中消耗了大量的能源，所以，綠色可持續發展理念需要引起重視。綠色節能建筑的目的是實現節能、高效、經濟、環保，而超高層建筑較高的土地利用率和最新建筑技術的使用均為綠色建筑的發展和深入研究提供了新的方向。本文對上海中心大廈進行一系列的分析研究，希望能為我國超高層綠色建筑的發展提供思路與經驗。

1 超高層綠色建筑——上海中心大廈

上海中心大廈于2015年年中竣工，是一幢綜合性超高層建筑。總面積為50多萬m2，用地面積3萬多m2，并獲得了國家三星級綠色建筑設計標識證書。它是集商業、辦公、酒店、觀光于一體的超高層綠色建筑，采用雙層內外玻璃幕墻結構體系和智能模塊化整體鋼平臺模架技術體系等高新技術，設計標準高，施工難度大。外立面呈旋轉狀，角度為120°（見圖1）。基于垂直城市高層建筑設計，內設中庭，布置空中花園，實現立體綠化，既可以改善空氣質量，又美化了環境，實現了超高層建筑綠色理念。

圖1 上海中心大廈

上海中心大廈除了設計標準高、結構復雜、施工難度大以外，最大的挑戰在于提出三星級綠色建筑建設目標。項目組以“體現人文關懷、強化節資高效、保障智能便捷”為技術特色，通過場地規劃設計、節能和新能源利用、節水和雨污水回用、節材與材料利用和室內外環境控制等專項技術，提出“室內環境達標率100%、能源利用最優化、非傳統水源利用最大化、可再循環材料利用率超過10%、綠色施工和智能化物業管理”的綠色建筑系統解決方案及設計要點，并強調綠色施工全過程控制。

1.1 建筑風環境

上海中心大廈和周邊的金茂大廈、環球金融中心等形成了超高層建筑群，這對所處地區的風環境產生了很大的影響。建筑設計師在設計過程中綜合考慮周邊環境與建筑的因素，調整建筑整體形態，并利用軟件模擬各個季節的風速，最終將人行區的各個季節風速控制在5m/s以下。對于室內風的探索研究也同樣進行了軟件模擬，設立中庭與空中花園等建造手段，控制室內風的走向和速度，使室內空氣流通符合人體舒適范圍和綠色建筑標準。

1.2 幕墻被動式節能

眾所周知，玻璃幕墻在高層建筑上使用會導致大量熱量的消耗，這對于著眼于綠色建筑設計的上海中心大廈來說，是一個需要解決的關鍵性問題。綜合考慮安全、美觀與后期維護因素，最終確定整體采用玻璃自遮陽和水平固定外遮陽方式。上海中心大廈采用內外層幕墻設計，有效降低了建筑能耗。在設計過程中，選取夾膠玻璃作為外幕墻玻璃材料。低輻射中空玻璃作為內幕墻玻璃材料，這樣使兩層玻璃幕墻之間形成熱緩沖，降低了玻璃幕墻的傳熱系數。在此基礎上，固定水平遮陽板，降低幕墻綜合遮陽系數。幕墻采用退臺式方案，設計過程中在單元幕墻上外挑100mm水平遮陽板，進一步提高遮陽效果，也實現了美觀的建筑空間設計。

1.3 防治光污染

玻璃幕墻給城市帶來的光污染現象也應重視。上海中心大廈雖然采用了全玻璃幕墻的建筑形式，但是在其設計過程中利用計算機模擬等方法進行分析，考慮受眾人群被光污染影響的時間，并比較平滑式和退臺式幕墻構造將會產生的光污染效果，最終選擇退臺交錯的方案，而且采用反射比較低的玻璃進一步降低幕墻光污染。

上海中心大廈作為超高層建筑綠色設計的典型建筑，提供了很好的超高層綠色建筑實例，打造了國內綠色垂直城市的典范，在城市研究方面也具有典型性。其采用的高新技術不僅對于綠色建筑環境塑造有著極大的作用，而且對于城市環境也有著深遠的考量，在發展立體城市網絡和垂直空間等理念上進行新的探索研究。

2 技術創新與地域性體現

在當今社會高速發展、城市化快速推進的過程中，超高層建筑這個名詞在不斷地被人們提起。超高層建筑不僅具有良好的實用價值，可以解決高密度的人口問題，在有限的地基內得到更多的使用空間，而且可以作為城市地標性建筑，代表著整個城市對外的精神面貌，其所帶來的城市意義不容小覷。而與超高層建筑伴隨的必然是不斷進步的科學技術，在技術材料、結構等方面的創新可以使超高層建筑達到一個新的高度或新的建筑形式。

2.1 技術創新

上海中心大廈在設計之初就提出了很多可持續發展的技術方案，在建造過程中運用了當時最新的科學技術，使建筑在最大程度上達到了節能的效果。比如，在樓的頂層布置了72臺風力發電設備，供給大廈內用電；對其冷卻塔采取圍護措施，使噪聲得以降低；將綠化做到31%之多，達到了綠色環保的要求和節能減排的目標。另外，建筑師通過設計和模擬分析，采用旋轉不對稱的外立面以降低風荷載，節省了工程造價，使建筑高度達到了632m。

在建造過程中，由于其采用智能模塊化和數字化建造技術，既節省了工程造價，又提高了工作效率。在空間上各項功能相互聯系又互不干擾，功能分區呈豎向分布，主要功能空間占據主導地位，次要空間從屬主要空間，構建了盈利性的使用功能區，滿足了使用者的需求。

2.2 城市與建筑的聯系

建筑既然身處城市之中，必然與周圍的環境有著聯系，建筑的城市性便可由此展開論述。建筑的功能可能較為單一固定，但城市的功能較為復雜多樣，建筑和城市之間如何聯系是我們思考的切入點。

上海中心大廈處于的城市環境是核心的金融貿易區，它是我國發展最迅猛的區域之一。而上海中心大廈的功能和區域功能之間也相互影響。在這種核心金融貿易區，注重的是金融交易、資本流通等方面，而上海中心大廈的辦公、商業等功能，恰恰可與之匹配，在某一方面可以被看成是其所處城市空間的一個小小的映射。

另外，作為超高層建筑，上海中心大廈的旋轉不對稱但連貫的外立面成為一張上海金融貿易區對外展示的最佳名片，體現此金融貿易區崢崢向榮的精神面貌，是當今最新技術的集成和建筑師思想的迸發。

3 結語

通過對上海中心大廈的簡要分析和超高層建筑在綠色建筑方面的探究，我們看到許多高新技術在這棟建筑建造過程中不斷地被運用，建筑師致力于打造真正的現代優秀建筑。當然，我們也要明白，這些技術在當時可能是非常前沿的技術，但隨著時間的推移，還會不斷有新的技術被應用在建筑上，我們還應該探索更多的建筑材料，了解更多的建筑技術，在設計時才能通過比較分析得出一個最好的建筑方案。對于建筑的功能，我們也要探尋更好的使用空間，真正做到以人為本。

超高層建筑在不斷建設，城市天際線也在不斷加高，在這樣的城市間穿梭，我們抬頭望見的不止是蔚藍的天空，還有代表我國建筑技術水平的超高層建筑，這樣的城市發展有利有弊。在城市化不斷推進中，超高層建筑會不斷被提及，但我們也要回顧過去，從傳統建筑中尋求更具有文化特色的表達手法。事實上，從某個角度分析，上海中心大廈也考慮到了很多地域性的因素，比如環境、區域產業定位和作為一個超高層建筑所代表的城市名片效果等。其與城市之間的聯系十分密切，可以說是一個融于環境的優秀綠色地域性建筑。

如今，全國各地都在推行綠色建筑理念，某些地區已經采取了一些獎勵措施鼓勵建設綠色建筑或者對原有建筑進行綠色節能改造。綠色建筑的發展前景十分光明，所以如何使用前沿技術達到建筑的綠色可持續發展，是需要重點關注的問題。世界上很多資源是不可再生的，只有循環利用資源供應我們的生活，世界才會穩定地發展下去。