景泉 朱文睿 徐松月

中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

隨著全球環(huán)境問題日益突出，綠色建筑得到了前所未有的重視，針對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)方法的研究也得到了廣泛關(guān)注，尤其是不同地域條件下綠色建筑的特定應(yīng)對(duì)方法。通過對(duì)西南多民族地域氣候、地形、人文以及建造技術(shù)特征的疏理，提取了綠色建筑體系建構(gòu)因子，總結(jié)歸納了基于西南多民族地域特色的建筑設(shè)計(jì)方法，為該地區(qū)的綠色建筑設(shè)計(jì)方法建構(gòu)提供了參考。

1 地域特色的綠色建筑特征構(gòu)成

地域特色的綠色建筑特征包括氣候特征、地形特征、人文特征和建構(gòu)技術(shù)特征等。第十二屆中國(guó)國(guó)際園林博覽會(huì)位于廣西壯族自治區(qū)南寧市的八尺江畔，四周丘陵起伏，山水相映，景色宜人。

從氣候條件看，南寧地處夏熱冬暖地區(qū)，氣候特征突出。濕潤(rùn)的亞熱帶季風(fēng)氣候帶來充足的陽光、豐沛的雨水和濕熱的天氣。太陽高度角大，太陽輻射強(qiáng)；雨量豐沛，多熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)襲擊，易有大風(fēng)暴雨天氣；全年長(zhǎng)夏無冬，溫高濕重，氣溫年較差和日較差均較小。

從地形特征看，南寧位于云貴高原東南邊緣、兩廣丘陵西部，南邊朝向北部灣，整個(gè)地勢(shì)呈山地丘陵性盆地地貌，丘陵錯(cuò)綜分布，區(qū)域河流眾多，河網(wǎng)密布，地形特征明顯。

從人文特征看，南寧及周邊地區(qū)的風(fēng)雨橋造型獨(dú)特，極富民族氣質(zhì)，層疊的民居屋檐和起伏的山勢(shì)相互結(jié)合，形成了該地區(qū)獨(dú)特的建筑文化風(fēng)貌。

從建造技術(shù)層面看，木鑿榫銜接的建筑形式、干欄建筑中的穿斗式在廣西特別具有代表性，常用建筑材料為木、石、夯土、瓦等，非常適應(yīng)其氣候條件。

2 基于地域特色的綠色建筑體系建構(gòu)

基于對(duì)該地域自然環(huán)境、社會(huì)文化特點(diǎn)以及技術(shù)特征的分析，地域綠色建筑設(shè)計(jì)全鏈條系統(tǒng)平臺(tái)優(yōu)化整體思路架構(gòu)可以從以下三個(gè)方面逐一深入展開。

（1）趨利避害，適應(yīng)自然。遵循建筑環(huán)境控制技術(shù)的基本原理，合理組織和協(xié)調(diào)各建筑元素，使建筑具有較強(qiáng)的氣候適應(yīng)能力和自調(diào)節(jié)能力；根植大地、順應(yīng)地勢(shì)、尊重自然，對(duì)西部地區(qū)以山地、高原、盆地為主的地形予以積極回應(yīng)，最小化人工痕跡，從而延續(xù)地域特征，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

（2）可行高效，技術(shù)適宜。深入挖掘傳統(tǒng)建筑綠色原理，并與現(xiàn)代技術(shù)的工業(yè)化、高效性特征相結(jié)合，進(jìn)行傳統(tǒng)技術(shù)的提升，實(shí)現(xiàn)多樣化、多層次的技術(shù)格局；尊重西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)展適宜技術(shù)，而非單純追求高新技術(shù)；適當(dāng)引入相應(yīng)技術(shù)策略，注重對(duì)西部地區(qū)特有資源的高效利用。

（3）文化傳承，多元發(fā)展。不玩弄“形”與“飾”的游戲，而是根據(jù)地域的文化理念與精神實(shí)質(zhì)汲取精華，融于創(chuàng)作當(dāng)中；以發(fā)展的眼光進(jìn)行文化傳承，以“新陳代謝”的眼光吸納傳統(tǒng)文化，根植本土，感應(yīng)時(shí)代。

將適應(yīng)氣候、協(xié)調(diào)地形、利用能源、選用鄉(xiāng)土材料、采用傳統(tǒng)和現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合，再賦予其建筑、民族和地區(qū)文化特色，指導(dǎo)示范工程的設(shè)計(jì)實(shí)踐。依據(jù)示范工程的評(píng)估結(jié)果對(duì)上述理論進(jìn)行驗(yàn)證，最終實(shí)現(xiàn)基于西部地域綠色建筑設(shè)計(jì)的全鏈條系統(tǒng)平臺(tái)優(yōu)化。

2.1 綠色建筑學(xué)方法平臺(tái)優(yōu)化

基于文化傳承的西部綠色建筑學(xué)方法平臺(tái)優(yōu)化，是在多元文化背景下采用典型實(shí)例分析方法與計(jì)算機(jī)生態(tài)模擬技術(shù)相結(jié)合的手段，分析西部建筑與環(huán)境、文化之間的關(guān)系，獲得實(shí)現(xiàn)西部地域性建筑與環(huán)境協(xié)調(diào)演進(jìn)的理念和方法，構(gòu)建設(shè)計(jì)策略理論體系，完成西部地域綠色建筑設(shè)計(jì)全鏈條系統(tǒng)平臺(tái)優(yōu)化研究。

2.2 氣候因子主導(dǎo)下的聚落生態(tài)文化

通過對(duì)廣西西江流域鄉(xiāng)土聚落歷史和社會(huì)環(huán)境總況的調(diào)查分析，試圖探究代表性鄉(xiāng)土聚落與自然環(huán)境因子的關(guān)系和各氣候因子主導(dǎo)下的聚落生態(tài)營(yíng)造體系與文化回應(yīng)。

疊加代表性聚落與各環(huán)境因子可知，代表性聚落在宏觀上較少分布于極端地理、氣候區(qū)域，在自然環(huán)境適應(yīng)性視角下代表聚落具有常規(guī)的普遍性；疊加代表性聚落與各氣候因子可知，代表性聚落在宏觀上與日照、降水、風(fēng)力因子的分布具有相關(guān)性，各氣候因子主導(dǎo)影響區(qū)中都有一個(gè)高值區(qū)。對(duì)各高值區(qū)中典型鄉(xiāng)土聚落進(jìn)行研究可了解鄉(xiāng)土聚落針對(duì)各氣候因子在生態(tài)營(yíng)造體系與聚落文化方面是如何做出回應(yīng)的。

1 園林藝術(shù)館鳥瞰

2 西部地域綠色建筑設(shè)計(jì)全鏈條系統(tǒng)平臺(tái)優(yōu)化

3 基于文化傳承的西部綠色建筑學(xué)方法平臺(tái)優(yōu)化

（1）對(duì)日照的回應(yīng)。山地型聚落選址于石山山麓，為組團(tuán)式布局，民居為縱長(zhǎng)方形干欄式建筑，聚落總體上具有遮陽、隔熱、散熱的特點(diǎn)，同時(shí)也有對(duì)光照的利用；平地型聚落選址于干流沿岸，為組團(tuán)式布局，民居為縱長(zhǎng)方形地居，聚落總體上與山地型相同。

（2）對(duì)風(fēng)力的回應(yīng)。山地型聚落選址于山谷坡地，為梳式布局，民居為三間一幢單體，聚落總體上在強(qiáng)風(fēng)方向具有擋風(fēng)特征，在弱風(fēng)方向具有通風(fēng)特征；平地型聚落選址于盆地中心，為梳式布局，民居為天井式，聚落總體上與山地型相同。

（3）對(duì)降水的回應(yīng)。山地型聚落選址于山腰，為散點(diǎn)式布局，民居為三間一幢單體，聚落總體上具有防洪、排水、防水、防潮的特征；平地型聚落選址于巖溶盆地，為樹枝型布局，民居為天井式，聚落總體上與山地型相同。

生態(tài)文化不僅是對(duì)氣候因子的進(jìn)一步回應(yīng)，也是對(duì)生態(tài)營(yíng)造體系的完善與支持。例如，住民世代通過設(shè)立制度或行為習(xí)慣的方式維持聚落整體的空間格局；在強(qiáng)風(fēng)與強(qiáng)降水地區(qū)的住民需要定期整飭屋面、更換屋瓦來保證屋面防水和防風(fēng)性能。

3 園林藝術(shù)館綠色建筑技術(shù)實(shí)踐

4 園區(qū)總平面圖

5 基于蟻群算法的路網(wǎng)模擬

6 園林藝術(shù)館總平面圖

第十二屆中國(guó)國(guó)際園林博覽會(huì)位于廣西壯族自治區(qū)南寧市中心東南方向12km的邕寧區(qū)西北側(cè)。研究采用基于蟻群算法的性能模擬實(shí)驗(yàn)，保證園區(qū)路網(wǎng)規(guī)劃與南寧地區(qū)傳統(tǒng)村落道路肌理在形成機(jī)制上保持一致。園林館位于園區(qū)的主入口景區(qū)，處在核心景觀軸線端部；占地面積1.8ha，建筑面積為255 700m2，主體地上2層（局部3層），由展廳、多功能廳、商業(yè)辦公用房、貴賓接待、服務(wù)區(qū)、后勤配套、設(shè)備機(jī)房、室外展園、半地下汽車庫(kù)等功能構(gòu)成；展廳以展示園林藝術(shù)、園林文化、特色園林以及園林技藝為主，輔助空間包括走道、交通核、衛(wèi)生間等。

3.1 園林藝術(shù)館建筑特色

園林藝術(shù)館的選址遵循自然優(yōu)先、建筑隱于環(huán)境的原則。園林館底層開槽隱入山體，嵌入的首層主要以與自然相對(duì)隔絕的主題展廳為主。二層聚落式布局位于平臺(tái)之上，形成豐富的錯(cuò)動(dòng)肌理；屋蓋塑造了棚下觀景空間，延續(xù)了山形走勢(shì)，勾勒出了天際線，將建筑融入了園區(qū)環(huán)境。二層為山坡頂，主要布置與園林藝術(shù)主題相關(guān)的展廳，以便形成自然過渡，實(shí)現(xiàn)館園結(jié)合。此外，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)利用大臺(tái)階、內(nèi)街以及各個(gè)展廳之間的空隙，塑造了多個(gè)豐富、友好的室外開放空間，促進(jìn)了自然環(huán)境、社交活動(dòng)、靜態(tài)休憩和參觀活動(dòng)之間的互動(dòng)。

3.2 園林藝術(shù)館綠色建筑體系的建構(gòu)

根據(jù)我國(guó)西南多民族地區(qū)的人文環(huán)境特點(diǎn)和氣候特征，結(jié)合當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)綠色建筑智慧和適宜的現(xiàn)代技術(shù)措施，采用“嵌入山體、織補(bǔ)大地、館園結(jié)合、融入自然”的設(shè)計(jì)策略，將適應(yīng)西南夏熱冬暖地區(qū)氣候特征的西南本土綠色建筑體系應(yīng)用于該項(xiàng)目，在該地區(qū)內(nèi)形成示范引領(lǐng)效應(yīng)。通過自然環(huán)境因子、人文環(huán)境因子和技術(shù)因子三方面建構(gòu)園林藝術(shù)館綠色技術(shù)體系。

（1）自然環(huán)境因子。

園林藝術(shù)館位于夏熱冬暖地區(qū)，日照充足，應(yīng)首先充分考慮遮陽設(shè)計(jì)。園林藝術(shù)館采用立體屋蓋以延續(xù)山形走勢(shì)，將主體建筑包裹其中，為建筑主要交通空間——內(nèi)街提供了避免陽光直射的舒適空間。建筑的體塊部分出挑，創(chuàng)造了更多灰空間，進(jìn)一步起到遮陽的作用。此外，大量樣本的生成及性能模擬的結(jié)果表明，當(dāng)南立面水平遮陽出挑長(zhǎng)度與其距離窗臺(tái)的尺寸基本相當(dāng)時(shí)，遮陽效果最佳。

南寧地區(qū)長(zhǎng)夏無冬，建筑對(duì)隔熱的要求較高。園林藝術(shù)館半覆土的建筑形式利用了土壤的熱惰性，使建筑具有良好的隔熱性能，從而提高建筑舒適度，降低空調(diào)能耗；采用當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)材料（如毛石、夯土、石塊等）加厚墻體，進(jìn)一步提高建筑的隔熱能力；在石籠墻中放置草帶，并利用周邊環(huán)境綠化以及從屋蓋層垂下的綠植營(yíng)造區(qū)域微氣候，提高自然條件下的空間熱舒適性，同時(shí)草帶和屋蓋下垂的綠植呼應(yīng)了園林藝術(shù)館的展示主題。

因南寧地區(qū)雨量豐沛且易有暴雨，建筑需充分考慮防雨的需求。園林藝術(shù)館為保證觀展不受降雨天氣影響，屋蓋設(shè)計(jì)為起伏的連續(xù)型鋼結(jié)構(gòu)屋蓋體系，覆蓋了絕大部分無頂蓋的內(nèi)街區(qū)域。且將屋頂劃分成豎向單元，每個(gè)單元分別設(shè)置找坡，使雨水可以均勻排放，以便迅速排走積水。

由于南寧地區(qū)氣候炎熱潮濕，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮通風(fēng)防潮的要求。園林藝術(shù)館聚落式的布局使各展廳之間相互錯(cuò)落，形成寬窄不一的內(nèi)街，便于自然風(fēng)貫穿建筑內(nèi)部，促進(jìn)了建筑整體的自然通風(fēng)。針對(duì)夏季室外風(fēng)環(huán)境的軟件模擬結(jié)果顯示，當(dāng)夏季主導(dǎo)風(fēng)向和過道之間的夾角為22.5°時(shí)剛好可以形成穿堂風(fēng)；在剖面設(shè)計(jì)中有意形成吹拔空間，利用建筑內(nèi)部空氣的熱壓差，形成煙囪效應(yīng)，同時(shí)利用熱空氣上升的原理，將污濁的熱空氣從室內(nèi)排出，使室外新鮮的冷空氣從建筑下層通過或由各個(gè)房間吸入，增強(qiáng)了室內(nèi)通風(fēng)。

7 園林藝術(shù)館綠色建筑體系

8 “天幕”遮陽示意圖

9 體塊遮陽示意圖

業(yè)主：南寧市園博園管理中心

建設(shè)地點(diǎn)：廣西壯族自治區(qū)南寧市

建筑設(shè)計(jì)：中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：崔愷、景泉、李靜威、黎靚

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)：崔愷、景泉、李靜威、黎靚、吳南偉、徐松月、關(guān)琿（建筑）；史杰、王樹樂、鄭紅衛(wèi)（結(jié)構(gòu)）；李萬華、高振淵、唐致文（給排水）；韓武松、宋占?jí)郏ㄅ照{(diào)）；李磊、姜海鵬（電氣）；高治、路建旗、高偉（總圖）；唐藝、劉煒（智能化）

總建筑面積：25 570m2

設(shè)計(jì)時(shí)間：2016～2018

建成時(shí)間：2018.12

攝影：張廣源、李季、高凡、徐松月

10 “天幕”遮陽

11 體塊遮陽

12 景觀“圓筒”

13 防雨示意圖

14 通風(fēng)防潮平面示意圖

15 通風(fēng)防潮剖面示意圖

16 內(nèi)部開放空間示意圖

17 內(nèi)部開放空間示意圖

18 材料應(yīng)用示意圖

園林藝術(shù)館采用了多種設(shè)計(jì)手法與山形相結(jié)合，力圖做到因地制宜。例如，參照南寧地區(qū)民居的建造手法，利用山地地形，將建筑首層嵌入山體，形成半覆土建筑，不僅達(dá)到了節(jié)地的目的，還盡可能地保護(hù)了場(chǎng)地的完整性和原生生態(tài)系統(tǒng)（包括土壤和植被），維護(hù)了整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的健康。

（2）人文環(huán)境因子。

在廣西地區(qū)特殊的地理地貌、氣候環(huán)境與民族文化影響下，建筑呈現(xiàn)出獨(dú)特的空間組織形式。園林藝術(shù)館提取了具有當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)特色的元素“聚落”，將建筑設(shè)計(jì)為分離的單體群組，并利用各單體群組之間的空隙形成室外開放空間。

（3）技術(shù)因子。

當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建筑多采用毛石和夯土等材料，當(dāng)?shù)赝寥罏榧t色，色澤艷麗，具有一定的裝飾效果。園林藝術(shù)館的建筑材料遵循就地取材原則，利用毛石、夯土、石籠、金屬格柵四種材料的相互穿插形成空間，表現(xiàn)了具有當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)意蘊(yùn)的、豐富的建筑表情。毛石、夯土、石籠中的碎石均從園區(qū)建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)取材，金屬格柵則是良好的可循環(huán)材料。

在就地取材的同時(shí)，還考慮了如何合理、節(jié)約地使用材料。園林藝術(shù)館室內(nèi)建筑功能區(qū)考慮采用常規(guī)結(jié)構(gòu)單體尺寸及標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)，選用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，簡(jiǎn)化了施工，節(jié)約了材料；考慮到屋蓋部分體型復(fù)雜、平面尺寸巨大、豎向構(gòu)件間距較大等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)最終選擇鋼結(jié)構(gòu)體系，以提升材料的可循環(huán)利用比例，同時(shí)合理控制其鋼結(jié)構(gòu)體型，以降低結(jié)構(gòu)內(nèi)力，控制材料用量。此外，根據(jù)當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建筑構(gòu)造形式，設(shè)計(jì)樹杈形鋼結(jié)構(gòu)支撐體系有利于降低結(jié)構(gòu)跨度，節(jié)約鋼材。

為充分利用當(dāng)?shù)刎S富的日照資源，園林藝術(shù)館設(shè)置了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。布置于屋面的陽光板既能有效利用太陽能，又可起到遮陽的作用。根據(jù)建筑屋面面積計(jì)算，用來布置光伏板的屋面面積約為4 000m2，可安裝光伏系統(tǒng)的容量約為573.4kW。

4 示范工程評(píng)價(jià)

園林藝術(shù)館實(shí)際建筑能耗比目標(biāo)值低約10%，涉及的策略包括：利用山地地形，形成半覆土建筑，提高建筑熱工性能，降低能耗；小而分散的展廳在降低耗能的同時(shí)，維持了室內(nèi)舒適度；串聯(lián)有頂蓋的室外公共空間得到了良好的自然通風(fēng)，并為室外空間提供遮陽；通過利用自然條件，控制區(qū)域微氣候，提高頂棚下灰空間的舒適性，進(jìn)一步減少了能耗；利用方案造型特點(diǎn)，在頂棚上設(shè)置太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，利用當(dāng)?shù)爻渥愕墓夥Y源，生產(chǎn)清潔能源。

可循環(huán)材料使用率超過10%，涉及的策略包括：建筑下部嵌入山體，鑒于防水、防潮等相關(guān)要求和鋼材良好的再循環(huán)性，下部設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，相對(duì)獨(dú)立的上部屋蓋為鋼結(jié)構(gòu)，由鋼骨柱伸出的鋼斜撐支撐；在大頂蓋下，聚落化布局的小展廳有著豐富的材料表情，主要使用當(dāng)?shù)氐拿?、夯土、石籠作為墻體材料，使建設(shè)過程中產(chǎn)生的碎石、土方得到更好的利用。

20 屋架陽光板

21 屋架陽光板

22 太陽能系統(tǒng)示意圖1 TP6+1.52PVB+3.2（電池芯片，浮法玻璃）+1.52PVB+TP6mm夾膠玻璃2 太陽能板鋁合金龍骨3 鋁合金工字形支座4 鋁合金壓蓋，通長(zhǎng)設(shè)置5 16mm厚陽光板（表面涂抗UV涂層）6 鋁合金龍骨7 鋼支座8 600×300×16鋼矩通9 C200×70×20×2.5冷彎C型鋼@≤120010 寬格柵吊頂11 C200×100鋁合金裝飾線條（氟碳噴涂）12 光伏組件層

表1 園林館綠建預(yù)評(píng)結(jié)果

園林藝術(shù)館是基于西南多民族地域氣候、文化和技術(shù)的綠色建筑。根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)階段文件要求，項(xiàng)目按后續(xù)審查建議實(shí)施后，滿足國(guó)家綠色建筑設(shè)計(jì)二星級(jí)的分值要求，預(yù)評(píng)結(jié)果如表1。

5 結(jié)語

2018年第十二屆中國(guó)（南寧）國(guó)際園林博覽會(huì)園林藝術(shù)館是基于西南多民族地域特色與綠色建筑的融合設(shè)計(jì)，通過研究從西南多民族地域文化中提取的生態(tài)元素，獲得與地域特征、傳統(tǒng)文化、生態(tài)理念相適應(yīng)、融合與衍生的方法，從而建構(gòu)自然環(huán)境因子、人文環(huán)境因子和技術(shù)因子三者有機(jī)結(jié)合的綠色技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然環(huán)境的呼應(yīng)、人文環(huán)境的傳承以及技術(shù)評(píng)測(cè)的提升，最終建立西南多民族地域特色的綠色建筑設(shè)計(jì)模式。

課題組成員：景泉、陸詩亮、林源、崔海東、王力軍、賈濛、黎靚、呂文杰、李翔宇、張鵬、張路、關(guān)琿、徐松月、岳巖敏、喻夢(mèng)哲、李寧、文亮、解然、周曄、朱文睿、杜達(dá)豐、李騰