秦硯瑤， 王 振， 熊康波， 戴輝自， 王軍帥

(1.中煤科工集團(tuán)重慶設(shè)計(jì)研究院有限公司綠色建筑技術(shù)中心, 重慶 400016；2.金鳳電子信息產(chǎn)業(yè)有限公司, 重慶 404100)

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工業(yè)配套建筑的生態(tài)技術(shù)探討與實(shí)踐
——以金鳳電子信息產(chǎn)業(yè)園區(qū)三期10#樓為例

秦硯瑤1， 王 振1， 熊康波2， 戴輝自1， 王軍帥1

(1.中煤科工集團(tuán)重慶設(shè)計(jì)研究院有限公司綠色建筑技術(shù)中心, 重慶 400016；2.金鳳電子信息產(chǎn)業(yè)有限公司, 重慶 404100)

文章以實(shí)際工程為例，探討在夏熱冬冷地區(qū)工業(yè)配套建筑的生態(tài)設(shè)計(jì)方法，提出采用生態(tài)中庭、建筑自遮陽(yáng)表皮及立體綠化等被動(dòng)式建筑技術(shù)，結(jié)合“綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”中節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)能、室內(nèi)環(huán)境和運(yùn)營(yíng)管理等六個(gè)方面的綠建技術(shù)，打造生態(tài)節(jié)能建筑，具有較好的參考價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

夏熱冬冷地區(qū)； 綠色建筑； 工業(yè)配套建筑； 中庭

1 概況

1.1 項(xiàng)目概況

金鳳電子信息產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)地址位于重慶市九龍坡區(qū)金鳳鎮(zhèn)。是重慶打造筆記本電腦產(chǎn)業(yè)“一區(qū)十園七基地”中唯一與西永微電子工業(yè)園零距離接壤的配套園區(qū)(圖1)。

圖1 金鳳電子信息產(chǎn)業(yè)園三期總平面

10#樓是金鳳電子信息產(chǎn)業(yè)園三期園區(qū)綜合配套服務(wù)建筑，占地面積2 684.23 m2，總建筑面積13 967.78 m2。主要功能由地下車庫(kù)、食堂、辦公、會(huì)議構(gòu)成，預(yù)計(jì)將成為金鳳園區(qū)中最重要的綜合服務(wù)配套建筑(圖2)。

圖2 10#樓西向透視

1.2 建筑平面功能組織

10#樓建筑主體共有地上四層及地下負(fù)一層，靠建筑西側(cè)設(shè)置通高中庭縱向貫通五層空間。地下負(fù)一層主要功能為車庫(kù)及設(shè)備用房，建筑面積3 004.31m2，設(shè)車位49個(gè)；地上一層二層為食堂，服務(wù)1 080人用餐；三、四層功能為園區(qū)辦公及公共培訓(xùn)教室，靠中庭部分設(shè)置開(kāi)敞空間，容納多種公共活動(dòng)。

2 基于生態(tài)原則的空間設(shè)計(jì)

2.1 空間關(guān)系及體量生成

10#樓建設(shè)用地面積 0.82 ha，用地受園區(qū)周邊道路關(guān)系限制，主立面西向造成通風(fēng)與采光環(huán)境存在先天劣勢(shì)，為營(yíng)造更好的采光通風(fēng)環(huán)境，在建筑體量西側(cè)植入貫穿地下地上的中庭作為建筑整體的生態(tài)及空間視覺(jué)核心。建筑功能布局圍繞中庭組織進(jìn)行，同時(shí)兼顧建筑西向主立面的整體形象展示需求(圖3、圖4)。

圖3 10#樓空間體量生成示意

2.2 空間系統(tǒng)

建筑圍繞中庭形成第二層表皮，西側(cè)界面自下而上挑出，有效遮擋夏季高度角較高陽(yáng)光直射，同時(shí)有利于冬季高度角較低陽(yáng)光照射室內(nèi)；建筑頂部及地下空間布置導(dǎo)光筒，解決部分建筑空間進(jìn)深較大導(dǎo)致的采光不足問(wèn)題；靠近中庭空間部分，局部界面采用通風(fēng)幕墻技術(shù)，結(jié)合設(shè)置在建筑東側(cè)的通高拔風(fēng)井，營(yíng)造可調(diào)節(jié)的通風(fēng)空間系統(tǒng)；東側(cè)設(shè)置地下室采光邊庭，結(jié)合深入地下中庭部分營(yíng)造生態(tài)節(jié)能地下空間(圖5、圖6)。

建筑空間視覺(jué)方面，在中庭周邊界面設(shè)計(jì)回廊連接，結(jié)合立體綠化、自然光線及景觀水體，營(yíng)造出良好的空間環(huán)境。

(a)中庭空間透視圖 (b)東南透視圖 (c)東北透視圖 圖4 10#樓透視圖

圖5 10#樓通風(fēng)采光分析示意

圖6 10#樓被動(dòng)式生態(tài)體系集成示意

3 基于生態(tài)原則的表皮設(shè)計(jì)

建筑表皮的生態(tài)設(shè)計(jì)策略，體現(xiàn)了建筑生態(tài)系統(tǒng)的整合程度，建筑保溫、隔熱、遮陽(yáng)、自然通風(fēng)、自然采光、低能耗等均與表皮系統(tǒng)密切相關(guān)。只有從功能出發(fā)，表現(xiàn)出表皮形式隨從生態(tài)功能，建筑表皮才會(huì)具有本體意義。

3.1 表皮遮陽(yáng)設(shè)計(jì)

在冬季建筑希望獲得充足的陽(yáng)光，而在夏季則需要阻擋直接的太陽(yáng)輻射，因此表皮要起到節(jié)能和調(diào)節(jié)舒適的作用， 10#樓設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮建筑表皮作為室內(nèi)外交流界面的重要意義，通過(guò)調(diào)節(jié)外表面的形體變化，如局部外挑、天井、內(nèi)凹的灰空間等來(lái)改變太陽(yáng)輻射對(duì)建筑的影響。

由于太陽(yáng)高度角全年都在變化，設(shè)計(jì)時(shí)特別注意了建筑的外挑構(gòu)件的數(shù)值，從而實(shí)現(xiàn)建筑在夏季能夠自遮陽(yáng)，以及冬季太陽(yáng)最佳的入射角度。10#樓設(shè)計(jì)中對(duì)重慶所在夏熱冬冷地區(qū)的立面構(gòu)件出挑深度進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬優(yōu)化分析，結(jié)合項(xiàng)目所在經(jīng)緯度與全年太陽(yáng)高度角分析，最終出挑寬度為800 mm，保證建筑夏季能夠得到充分的自遮陽(yáng)，冬季室內(nèi)能夠得到充足太陽(yáng)輻射，以營(yíng)造良好的工作活動(dòng)環(huán)境(圖7)。

3.2 表皮綠化設(shè)計(jì)

建筑表皮設(shè)計(jì)，不應(yīng)僅局限于建筑的本體，綠化植被是天然的遮陽(yáng)方式，應(yīng)當(dāng)在表皮設(shè)計(jì)中充分利用；與傳統(tǒng)構(gòu)件遮陽(yáng)不同，建筑中的立體綠化能夠有效改善內(nèi)部環(huán)境與外界氣候的能量和物質(zhì)交換方式，建筑表皮設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮綠化植被的植入，發(fā)揮表皮對(duì)建筑室內(nèi)空間生態(tài)調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)。

10#樓設(shè)計(jì)中，重視植被在營(yíng)造建筑微環(huán)境中的作用，除通過(guò)建筑自遮陽(yáng)或反光遮光構(gòu)件來(lái)增減建筑周邊接受的太陽(yáng)輻射量外，還在建筑表皮中增加立體綠化，利用植物的呼吸蒸騰作用，來(lái)調(diào)節(jié)局部環(huán)境的溫濕度，從而緩和室內(nèi)外需求的差異，達(dá)到營(yíng)造室內(nèi)宜居微氣候的目的(圖8)。

圖7 10#樓建筑自遮陽(yáng)示意

圖8 10#樓立面綠化設(shè)計(jì)示意

4 技術(shù)應(yīng)用對(duì)應(yīng)空間策略

建筑是整體協(xié)作的系統(tǒng)，10#樓設(shè)計(jì)過(guò)程中，運(yùn)用整體思維對(duì)項(xiàng)目統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，在滿足人們對(duì)生產(chǎn)、生活的熱舒適性要求的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造出有助于促進(jìn)人們身心健康的良好建筑室內(nèi)外環(huán)境。同時(shí)設(shè)計(jì)中秉持綠色建筑技術(shù)“適度應(yīng)用”的原則，根據(jù)具體的空間設(shè)計(jì)策略適配恰當(dāng)?shù)木G建技術(shù)，達(dá)到綠建三星級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4.1 空間設(shè)計(jì)策略與技術(shù)應(yīng)用

10#樓設(shè)計(jì)中從功能布局、造型與外立面、空間組織、活動(dòng)場(chǎng)地等五個(gè)方面入手，采用多種空間設(shè)計(jì)策略(表1)，生態(tài)建筑技術(shù)應(yīng)用與上述空間設(shè)計(jì)策略對(duì)應(yīng)，具體技術(shù)應(yīng)用策略如表2所示。

4.2 綠色建筑評(píng)價(jià)

10#樓設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)DBJ/T 50-066-2014《重慶市綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，秉持適度技術(shù)理念，兼顧了節(jié)地與室外環(huán)境，節(jié)能與能源利用，節(jié)水與水資源利用，節(jié)材與材料資源利用，室內(nèi)環(huán)境和運(yùn)營(yíng)管理六方面內(nèi)容，設(shè)計(jì)達(dá)到綠建三星級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，具體技術(shù)措施如表3所示。

表1 空間設(shè)計(jì)策略

表2 生態(tài)技術(shù)應(yīng)用策略

表3 綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)措施

5 結(jié)束語(yǔ)

地處夏熱冬冷地區(qū)的重慶，生態(tài)建筑節(jié)能技術(shù)具有較大的現(xiàn)實(shí)意義，在金鳳電子信息產(chǎn)業(yè)園三期10#樓設(shè)計(jì)中，探索生態(tài)中庭、建筑表皮等被動(dòng)式技術(shù)對(duì)建筑通風(fēng)采光環(huán)境的改善作用，同時(shí)運(yùn)用多種綠建技術(shù)，一方面將10#樓打造成重慶首個(gè)工業(yè)園區(qū)中的單體三星級(jí)綠色建筑，成為園區(qū)的一張“名片”；另一方面切實(shí)提升了室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)水節(jié)能，據(jù)測(cè)算，項(xiàng)目建成后，10#樓每年節(jié)約電能約35×104kWh，節(jié)約用水約12 000 m3，每年減少CO2排放約336 t，為其他項(xiàng)目建設(shè)提供了極富意義的參考。

[1] 茅艷. 人體熱舒適氣候適應(yīng)性研究[D]. 西安：西安建筑科技大學(xué)，2006.

[2] 張嘯. 建筑表皮生態(tài)設(shè)計(jì)策略研究[J]. 中外建筑, 2009(5): 101-103.

[3] 劉宏成, 向俊米, 徐峰. 綠色居住建筑的生態(tài)技術(shù)探討與實(shí)踐——以利?！な兰o(jì)綠洲花園三期B區(qū)為例[J]. 華中建筑, 2016(9): 41-44.

[4] 趙延剛, 朱麗, 何成. 基于轉(zhuǎn)型的綠色老年公寓改造設(shè)計(jì)研究[J]. 動(dòng)感: 生態(tài)城市與綠色建筑, 2016(2): 72-77.

秦硯瑤(1982～)，女，碩士，高級(jí)工程師，主要從事綠色建筑技術(shù)研究。

TU201.5

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[定稿日期]2017-02-20