氣候適應型綠色公共建筑實踐— 以太平鳥高新區男裝辦公樓項目為例

金艷萍（上海市建筑科學研究院有限公司， 上海 200032）

氣候因素是綠色建筑設計的關鍵因素。氣候適應型綠色公共建筑需要建筑能夠適應氣候在地域空間和時間進程中的動態變化，保持建筑場所空間與自然氣候的適宜性聯系或可調節能力，從而在保障實現建筑使用功能的同時，實現健康、節約和環境友好的建筑性能與品質。

1 項目背景

太平鳥高新區男裝辦公樓（圖1）位于浙江省寧波市國家高新區，是寧波市重點工程項目。寧波地處我國海岸線中段，長江三角洲南翼，緯度適中，屬亞熱帶季風氣候，溫和濕潤，四季分明，屬典型的夏熱冬冷氣候。夏熱冬冷氣候區具有夏季悶熱高濕、冬季陰冷潮濕的氣候特征，本項目就保溫與隔熱、日照與遮陽、通風與除濕的有效平衡等關鍵問題，開展氣候適應型綠色設計，已成為城市新地標。

圖 1 項目總體形象

項目北鄰規劃路，東鄰規劃路，西鄰院士路，南鄰光華路，區位條件較好。總建筑面積約 7.3 萬 m2，地上約 3.3萬 m2，地下約 4 萬 m2，地下 3 層，地上 5 層，建筑高度24 m。 地上主要功能為辦公、研發和展示。地下一層主要功能為餐廳、展示等，地下二、三層主要功能為報告廳和汽車庫等。其建設目標是氣候適應型綠色公共建筑，科技示范工程，三星級綠色建筑（已獲得設計標識）。

2 綠色設計的總體策略

項目充分呼應地域氣候特征，采用“Thermal 熱氣流”的設計理念，通過旋轉式自遮陽形體營造綠色生態辦公環境，因地制宜的大空間開放式設計表達時尚跨界碰撞的閃耀意境。每層旋轉并平移，結合中庭、半地下空間等自然采光通風等設計，運用立體綠化、光伏發電、鋼結構、雨水回收利用、BIM 設計等綠色設計技術，實現經濟、高效、時尚的創意辦公，地下空間和立體綠化的結合，增強通風和公眾開放，優化區域微氣候。通過設計的手法，有效結合氣候自然條件，在建筑全壽命周期內實現建筑功能和需求的同時，在滿足人體舒適度的情況下，利用有利氣候資源，優化調整不利氣候條件，打造適應地域氣候具有可持續性的綠色建筑（圖 2）。

圖 2 項目設計策略

3 因地制宜的布局形態

項目尊重基地環境，把握城市肌理；與相鄰地塊統籌規劃，錯落有致；既能融入周邊環境，又能成為城市形象節點。總體為一棟斜向圓柱形多層建筑，布置在梯形地塊的中心，減少視覺體量，避免在十字路口形成視覺遮擋。場地南低北高，合理設置步道臺階連接城市街道和建筑主入口標高。考慮城市主、次干道影響，結合地形合理布置人行、車行出入口、下沉式廣場、架空車道、坡地等。合理開發利用地下空間，下沉式廣場便于人員聚集與疏散，亦為地下秀場空間營造良好通風采光。建筑主要入口的上層檐口挑空，形成人員緩沖停留灰空間；地下車庫出入口與景觀融合建筑、地下空間主入口均朝向主導風方向，利于自然通風，設置地下通道連接太平鳥 2 個相鄰地塊建筑。場地交通組織合理，按動靜分離、潔污分流、人車分行的原則組織各自的交通系統，提高區域交通網絡的辨識性。本項目場地東側星輝路上有公交站點，距本項目場地出入口距離約為 395 m；場地南側光華路上有公交站點，距場地出入口距離約為 480 m，均小于 500 m。因地制宜的開放式布局成為城市全新的時尚“會客廳”（圖3）。

圖 3 建筑布局設計分析

4 呼應氣候的空間形體

設計將綠色理念與功能、文化需求有機結合。本項目形體設計以圓形為基，內庭為軸，斜柱為骨，簡潔有序、統一高效，具有較強的標識性，實現和功能、空間的一體化，輕盈靈動，旋轉而上，表現出建筑強大的活力與精神，并暗示出太平鳥建筑獨特的身份特質。功能布局考慮企業使用需求并充分結合人體舒適度，主要功能區域空間開敞，采光舒適，輔助功能集約布置。空間設計以人為本，倡導綠色生態，并實現布局可變、高效使用。建筑內部空間簡潔大方，采用大空間環形體系，主要空間采用大空間靈活隔斷，滿足辦公、展示、會議交流等功能，交通空間同時滿足交通和休閑交流功能。同時垂直空間通過旋轉和平移形成的挑空中廳，實現空間的聯動和互通（圖4）。通過內外部空間營造的挑空廊道、入口大堂 1～4 層挑空建筑結構一體化設計、辦公大空間、內外環廊聯動、內庭立體綠化、外部自遮陽退臺、地下拱形共享空間、下沉式廣場、屋頂花園等，使空間開闊延展，室內外充分融合互動。豎向防火分區和空間、綠化景觀結合，不僅體現空間的獨特性和靈活性，同時提高室內空間采光與通風性能。

圖 4 建筑空間設計分析

在設計中本項目雖然層高只有 4.3 m，但合理布局，結合 BIM 等輔助技術，采用辦公空間無吊頂設計，管線穿梁，提高豎向空間利用率，通過土建裝修一體化設計施工，實現空間高效經濟、時尚綠色一體效果。同時建筑形體和功能需求充分融合，建筑簡潔旋轉的造型像鳥一樣自由、乘風直上、翱翔天空。充分考慮豎向防火分區和立面相結合，保證立面的完整性。外立面 FIN、格柵和幕墻及開窗等一體化設計。屋頂、幕墻、光伏及綠化體系較好融合，形成綠色的第5 立面。內立面通過環廊等和景觀庭院形成豐富綠色的空間造型。

5 可持續性的技術創新

5.1 自然采光

通過形體每層的平移、旋轉和內庭院，幫助辦公空間遮蔽和阻擋了夏季高角度直射的陽光，形成內部舒適的光環境；地下空間采用局部開敞及采光天窗的方式改善自然采光效果。同時通透的玻璃幕墻提供給辦公空間內部人員廣闊的外部視覺景觀。采用漫反射表皮構件、天窗、下沉庭院來保證室內自然采光攝入量。

5.2 遮陽通風

采用 15° 自傾斜形體增強建筑自遮陽，通過可調節外遮陽、豎向外遮陽構件降低夏季空調冷負荷；結合內遮陽，創造更為舒適的可調節環境。借鑒傳統地域建筑設計理念，中庭通風、采光、蓄水調節微氣候，通過平面立體旋轉，氣流上升，配合中庭綠化增強建筑被動通風；建筑四周的平推窗配合大空間中庭的開窗，加強了過渡季節的自然通風效果。東西側設下沉式廣場，增加地下空間的自然通風。在滿足功能使用的基礎上，采取相應技術控制措施，改善空間的空氣質量及熱濕環境，實現了良好的自然通風和空氣流動，并和空間融合而生，賦予建筑靈動的生（圖5）。

圖 4 建筑通風示意表達

6 技術協同

（1）結構協同。綜合建筑外觀、使用功能、結構跨度、自然條件等，選用適宜結構體系。地下鋼混結構，地上鋼結構體系，有效提升材料利用效率及可循環利用比例。結構是建筑空間、建筑藝術的一部分。

（2）材料協同。本項目的建筑材料選擇充分考慮了建筑材料回收利用的可能性，結構形式為鋼結構，建筑表皮采用了玻璃幕墻及金屬遮陽構件，這些材料在建筑壽命期結束的拆除階段，可以進行回收，實現材料的循環再利用。通過統計本項目建筑材料清單中可再循環材料用量和項目建筑材料總重量，計算出可再循環材料用量比例為 15.57%。

（3）BIM協同。項目設計、施工全過程使用 BIM 協同平臺。在設計階段，實現抽象二維圖紙三維直觀化，增強各團隊之間溝通協作的效率，使得專業設計師和業主等非專業人員對項目需求是否得到滿足的判斷更為明確、高效，決策更為準確。通過直觀可視化，對三維模型進行檢查、測算與風險點評估，提高設計施工質量和效率，實現 BIM 設計施工一體化。

（4）設備協同。機電綠色設計技術要點包括雨水收集回用，空調冷凝水回收，空氣源熱泵熱水機組，管線穿梁敷設。采用磁懸浮變頻冷水機組，冷水機組的 COP 高于公共建筑節能標準中限值的 12% 以上。采暖熱源采用工業廢熱產生的市政蒸汽，提高廢熱利用率。新風機組采用全熱回收型新風機組，熱回收效率不低于 60%，同時新風風機可根據 CO2濃度進行變頻調節，提供新風。水泵及通風風機均設置智能變頻裝置，可根據實際運行狀況進行最佳工況的調節。空調箱設置變頻風機，過渡季節可實現全新風送風。項目采用了幕墻可開啟扇，可由 BA 系統自動控制開啟。過渡季節可根據室外天氣條件，由 BA 系統關閉空調，開啟幕墻可開啟扇，充分利用自然通風達到舒適度需求，大幅縮短空調開啟時長，有效降低建筑使用能耗。建筑與機電協同設計，并借助建筑信息化模型，實現設備管線空間的協同優化。

（5）景觀協同。項目盡量采用本地植物、復層綠化。在建筑屋頂采用植被屋面的方式，形成屋頂休憩花園，有效地改善建筑內部環境。立體綠化既能切實增加綠化面積，又能改善建筑維護結構的保溫隔熱效果，達到節能的目的。在室外設置雨水收集池，減少地面雨水徑流。屋面設置太陽能光伏板，通過太陽能光伏板與景觀廊架結合，達到建筑景觀一體化設計。

7 人本詩意的環境營造

項目本著“以人為本”的原則，從城市的大局著手，充分尊重基地的環境特征，把握建筑空間格局與城市空間格局的關系，使建筑與城市和諧共生。充分利用場地原有自然環境資源，保留場地內大型喬木。360 度全開放式辦公、內外雙景觀、建筑內上下連貫的集中空間、建筑景觀一體化，創造出一種類似“大家庭”的友善舒適的辦公環境。項目用建筑設計語言演繹企業開放包容、創新活力的文化。內庭院作為建筑的“綠肺”，賦予了建筑靈動的生命感。為辦公空間提供了景觀的同時也為員工提供可一個短暫休息放松和為創造力充電的場所，并融合了極具中國古典建筑空間圍合的特征，提出了對中國式隱園的視覺與空間變化的現代詮釋，讓你在觀賞美景的同時，也能走進去體驗，零距離接觸自然。一個自然愜意的辦公環境，也能讓大家享受歸家般的舒適（圖 5）。

圖 5 建筑綠色空間

8 結 語

本項目有別于普通的綠色建筑設計，作為企業研發辦公建筑，以課題示范項目為載體，根據寧波地區的氣候特征，應用了適應夏熱冬冷地區的綠色設計模式，在環境布局、空間組織、建筑自遮陽、通風采光、立體綠化、海綿景觀、可再生能源利用、BIM 等技術體系應用方面有明顯的示范價值。同時也展現了一種人文印記與自然環境交織生長、代謝后形成的具有當代美學、經濟學及社會學多重價值的城市地標。建筑旋轉動感積極向上的形態營造出友好綠色生態辦公環境，實現了面向未來持續發展并且可感知可享用的零距離綠色體驗，對眾多有待發掘的綠色公共建筑項目設計具有借鑒和示范作用。