“低碳”和“可持續發展”目標的設計探索
——以珠海橫琴保利中心為例

林建康

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

0 引言

氣候變化、能源節約和環境保護是全球熱點問題，可持續發展是人類持續生存的戰略選擇[1]。基于此，國家大力推動綠色建筑的發展，以滿足低碳和可持續發展。然而過去一段時間，大部分綠色建筑僅滿足規范的數據要求，既不“低碳”，也非“可持續”。本文介紹的珠海橫琴保利中心（圖1），地處嶺南地區，在設計過程中，將橫琴的氣候特征、地域性和文脈秉承與綠色建筑有機結合[2]，從場地規劃、綠色建筑和構造材料3 個方面出發，采取“被動為主、主動為輔”的設計策略，通過傳承和創新的工作方法，設計并修建真正“低碳”和“可持續發展”的建筑。

1 場地規劃與生態設計

1.1 “山脈田園，水脈都市”的場地規劃

根據“山脈田園，水脈都市”規劃理念，以“主脈”和“次脈”建構場地骨骼，將山體、水體引入場地空間，構筑東西向穿插的場地道路體系。場地北高南低，城市規劃充分利用小橫琴山的景觀優勢，北側建筑高度控制在100 m 以內，南側建筑高度控制在60 m 以內。從南往北，依次是天沐河、樹陣廣場、微地形南廣場、景觀天橋、小橫琴山，通過連續的景觀設施，強調水、綠地、山的一體化設計，以及高層辦公建筑與城市空間的一體化設計。

1.2 場地綠化和生態園林

場地用地面積為77 260.09 m2，綠地面積為31 832.26 m2，公共水系面積為6983.64 m2，有調蓄雨水功能的綠地和水體的面積之和占綠地面積的40.15%。景觀采用喬木、灌木、草復層綠化，遮陰覆蓋率達到10%以上，四周水系環繞有效減弱室外熱島效應。植物選用本土地域植被或已經長期適應當地氣候的常見苗木，地下室頂板覆土厚度為1.5 m，同時設疏水板和疏水管。設計高低起伏的微地形辦公前廣場、花草相間的北面景觀天橋和綠植草坡下的架空空間，水景、植栽、小品、游具隨處可見，自由形態與理性建筑衍生差異化，從而建構向街區完全開放的園林廣場。

1.3 場地交通

場地交通組織合理，便于出行。在500 m 范圍內設有多條公交路線，北側規劃有港灣式公交站；建設跨越港澳大道至小橫琴山的景觀天橋，與城市道路的步行系統相連；前往商業區的人員可由南側廣場直入；前往辦公區的人員可通過綠丘及東西向穿插的二層慢行系統，再經由二層平臺進入南北側大堂門口；場地東西側設有與城市干道接駁的兩個落客區，以及3 個地下車庫出入口，有效實現人、車平面分流及立體分流。

2 被動式建筑節能技術

2.1 百葉外遮陽建筑表皮

建筑以白色為基礎色調，創造橫向遮陽百葉外表皮，與內表皮玻璃幕墻共同建構適應嶺南氣候特征的雙層表皮系統，具有滿足嶺南地域采光、遮陽、自然通風等功能。

（1）外表皮“梭型”百葉形成的遮陽系統（圖2），可遮擋陽光的照射，有效防止熱侵入，使平均全年太陽輻射量降低21.36%，具有高節能效果。

圖2 百葉遮陽系統墻身

（2）豎向錯位的露臺空間，結合外表皮百葉的變化，隨著觀察視點的移動，在城市空間各個角度分別呈現出不斷變化的建筑造型，展示豐富的空間層次。隨著時間的變化，變幻無窮的光影可創造出獨一無二、別致新穎的建筑風景。

（3）外表皮遮陽百葉增加的遮陽措施盡可能地降低了建筑立面玻璃幕墻的比例，從而縮短其影響周圍敏感建筑的持續時間。

2.2 中庭天然采光性能

建筑面寬100 m，進深100 m，通過建造傳統嶺南民居回字內廊和建筑內部40 m×40 m 的內中庭，很好地解決了內外辦公區的天然采光問題。室內自然采光系數滿足現行國家標準要求的面積比例（RA=100%）。辦公室室內窗戶的不舒適眩光值滿足標準要求的DC 限值[3]。

2.3 中庭熱壓自然通風

建筑體型方正，正南北朝向。100 m×100 m 的超大尺度建筑體量的中心設有40 m×40 m×100 m 的中庭天井，構筑了傳統嶺南建筑的中庭豎井。底層架空層與中庭豎井相結合，自然風沿場地綠丘而上，通過二層平臺進入中庭豎井，內呼外應實現了內外氣流的有組織流通，促進建筑的自然換氣。

2.4 圍護結構熱工設計

圍護結構熱工性能良好，外墻體選用200 mm 加氣混凝土砌塊，屋面保溫材料選用40 mm 擠塑聚苯板，外墻幕墻采用10 mm+12A+8 mm 的Low-e 中空鋼化玻璃、19 mm 單片鋼化超白玻璃和8 mm+1.52 pvb+8 mm 鋼化夾膠玻璃。

3 立體綠化與綠色辦公空間

3.1 立體及屋面綠化

首層商業用房置于高低起伏的大面積綠化草坡之下，立面和屋面設置立體綠化，綠化區域配置多種嶺南地區的植物，不僅豐富了建筑的綠化形式，同時還借用植物自身的蒸騰、蒸散和光調節作用，消耗太陽輻射，降低建筑能耗。

3.2 空中露臺共享空間

塔樓上豎向錯位展開的開放式空中露臺隨處可見，露臺設有綠化花池，提供辦公空間以外舒適自然的休息、共享、交流空間；露臺與非均質的遮陽外百葉一同形成了豐富多變的建筑立面，其本身也兼具遮陽功能，既可作為本層的休憩場所，也能成為下層的遮陽設施。

3.3 室內高反射可調內遮陽

辦公區采用反射率為0.71 的高反射可調節遮陽簾，面積為23 809 m2，可控遮陽調節措施面積比例為57.89%，實現建筑良好采光、遮陽及私隱保護的多重效果。

4 主動式機電節能技術

4.1 變頻氣壓供水

生活給水系統豎向分3 個區，其中低區B1 層至二層由市政生活給水管網直供，中高區3 層及以上由B1 層的生活水泵房變頻泵組加壓供水。變頻恒壓供水系統對水泵電機實行無級調速，依據用水量及水壓變化通過微機檢測、運算，自動改變水泵轉速保持水壓恒定，以滿足供水要求。

4.2 可再生能源（太陽能）光熱利用

屋面設置了300 m2的太陽能集熱板，通過太陽能集熱板加熱和空氣源熱泵輔助加熱組成的集中熱水供應系統，可滿足12～19 層公共衛生間的淋浴要求。最高日熱水用水量為8.40 m3/d，最大時用水量為1.58 m3/h，供水溫度為60 ℃，集中熱水供應系統設計小時耗熱量為91.59 kW=329 724 kJ/h，所需生活熱水的熱量為329 724 kJ/h，而空氣源熱泵作為可再生能源，能夠提供生活熱水熱量為329 724 kJ/h，即使用可再生能源提供生活熱水的比例達到100%。

4.3 一次泵變頻、直流無級調速空調末端設備

冷卻水系統為一次泵變流量（主要機變流量）系統，在供回水總管上設置壓差旁通閥，可實現冷凍水變頻控制。

風機盤管為直流無刷風機盤管，實現風機的無級調速，直流無刷風機盤管的電機效率高達90%，平均節電率達到47%以上。

4.4 區域集中供冷與高效空調輸配

空調能源為區域集中供冷，位于第三方建設和管理的集中能源站內。空調系統分區設計考慮房間屬性、使用時間、房間朝向、溫濕度等因素，設置匹配的空調系統，并對各系統分區進行控制。大堂區域采用全空氣空調系統，在機房內設置空調風柜，且采用變新風比焓值控制方式，通過調節新風、回風度來改變新回風比例，實現過渡季節甚至全新風運行。辦公區、商業區采用分機盤管+新風系統，各地下機房采用預留分體空調機位或多聯機空調系統，均實現獨立控制。

5 建筑信息模型化與精細化設計

5.1 建筑信息模型技術的應用

運用建筑正向建筑信息模型（building information modeling,BIM）技術與結構機電專業BIM 技術協同設計，提高各參與方的協作效率，減少返工，降低能耗。

（1）BIM 的設計控制：建立全專業模型，通過直觀的三維設計方式，協調復雜的建筑形體、構件、空間及設備管線間的關系。

（2）BIM 的設計深化：建筑模型構件信息化使項目設計成果參數化，能迅速分析設計和施工可能需要應對的問題，實現三維校審。

（3）BIM 的專業協同：在Revit 系列軟件中搭建了全專業的整體模型，配合進行各專業的設計深化。BIM 模型的多種可視化表達使得項目各參與方能快速有效地溝通，對施工的組織與實施也有顯著的輔助作用。

（4）BIM 的管線綜合：在設計過程中，利用碰撞檢查功能有助于及時發現建筑設計中的錯、漏、碰、缺。通過碰撞檢查和模型校驗，可以有效減少專業之間的錯、漏、碰，再通過協同設計，能有效減少和縮短各專業間配合和重復溝通的環節[4]。

5.2 可變功能室內空間

辦公區標準層建筑面積約8000 m2，最大特點是具有可變功能室內空間，可重復使用隔斷墻圍合的建筑面積占建筑中可變換功能的室內空間面積比例為89.15%。大辦公區、小單元辦公區、空中露臺、公共開放區（含通高空間）等功能要素的組合具有靈活性，形成了一個多樣化的、可變的空間模式，滿足多元化市場的需求。辦公區柱網為8.4 m×8.4 m 標準模塊，建筑的模塊化結構有利于開放空間與辦公區自然采光，實現辦公空間可持續發展。

5.3 可循環材料和綠色建材的使用

使用可循環材料的總量為38 141.89 t，建筑材料總重量為342 806.60 t，可再利用和可再循環材料使用質量占所有建筑材料總質量的11.13%。最大化統籌本地資源，珠三角內使用材料利用率可高達70%。

5.4 機電管線優化

地下室核心筒區域機電進出管井管線較多，管線優化后，除部分管道架空走管外，消防、給水等管線先由外圍管井布管至地面找平層，再由找平層敷設至核心筒管井內。塔樓管井管道進出時考慮到其對層高的影響，因此部分管線由核心筒側壁出管，土建施工階段需做好套管的預留預埋[5]。

6 結語

新時代下，“低碳”和“可持續發展”建筑需要回歸建筑的地域性，傳承地域設計傳統，在可持續發展的理念下推動技術創新[6]。本文介紹了嶺南地區在自然條件中需要解決的主要矛盾是通風和防熱，可通過開敞通透的平面布局，百葉、豎井、中庭、露臺、架空空間等建筑構造，以及布置庭院綠化、水景等室外環境，達到通風、降溫、隔熱的目的。同時，根據傳統嶺南建筑的被動式綠色建筑特質，融入新時代主動式機電技術和設計輔助工具，實現珠海橫琴保利中心建筑全生命周期的低碳建造和低碳運營，推動可持續發展。