文／肖魯江 南京城鎮(zhèn)建筑設(shè)計(jì)咨詢有限公司 董事長

張金水 南京城鎮(zhèn)建筑設(shè)計(jì)咨詢有限公司 副總建筑師

引言

2030 年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060 年實(shí)現(xiàn)碳中和是中國向世界作出的莊重承諾，“雙碳”目標(biāo)勢必對未來社會及城市的經(jīng)濟(jì)生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。通過相關(guān)碳放研究可以發(fā)現(xiàn)建筑行業(yè)碳排放量約占總碳排放量的三分之一。因此如何通過建筑設(shè)計(jì)，采用綠色建造技術(shù)減少建筑物運(yùn)行階段、建造及拆除階段、建材生產(chǎn)及運(yùn)輸階段三個(gè)重要環(huán)節(jié)的碳排放，對實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目位于江蘇省南京市江北新區(qū)泰山街道，北臨浦泗路，西臨星火路，南臨匯文路、研新路，東鄰麗景路。距離新南京北站交通樞紐3 公里，交通便利。

根據(jù)南京市江北新區(qū)管理委員會規(guī)劃和自然資源局工程建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃條件《寧江北規(guī)劃資源條件（2020）00093 號》 文件，項(xiàng)目用地性質(zhì)為B29a 科研設(shè)計(jì)用地，用地面積：46316.25m2，容積率5.0，建筑高度≤150m，建筑密度≤35%，綠地率≥30%。項(xiàng)目總建筑面積：351568.68m2，地上總建筑面積約230591.64m2，地下三層總建筑面積約120977.04m2，其中人防建筑面積29426m2，功能為核六、常六級二等人員掩蔽部及固定電站。

項(xiàng)目地上共有八個(gè)子項(xiàng)，一棟超高層辦公樓和七棟高層綜合樓；建筑規(guī)劃布局策略為北高南低，使中心花園擁有充足的南向陽光，而北側(cè)塔樓可以越過周邊底矮的建筑享有西南側(cè)的老山景觀。同時(shí)北側(cè)高層塔樓可以阻擋寒冷的東北季風(fēng)進(jìn)入地塊，南側(cè)小體量的總部辦公和整體的架空底層使涼爽的東南季風(fēng)更容易進(jìn)入中心花園，形成宜人的微氣候環(huán)境。

本項(xiàng)目在規(guī)劃布局上吸取傳統(tǒng)建筑的綠色空間營造智慧，充分考慮建筑與氣候、技術(shù)、文化三者之間的紐帶關(guān)系，打造一個(gè)適應(yīng)氣候、延續(xù)文化兼具生態(tài)性的綠色科技園區(qū)；在技術(shù)策略方面充分挖掘傳統(tǒng)建筑的生態(tài)價(jià)值，通過被動式節(jié)能設(shè)計(jì)，使城市的綠色建筑具有現(xiàn)代空間形態(tài)和場所精神，兼有傳統(tǒng)建筑的靈魂，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、打造綠色創(chuàng)意空間。

2 項(xiàng)目所在地域氣候特征

圖1 總體規(guī)劃鳥瞰圖（圖片來源：設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)繪制）

從氣候分區(qū)上看，南京屬北亞熱帶濕熱氣候，四季分明，雨水充沛。在中國氣候分區(qū)屬于夏熱冬冷地區(qū)A 區(qū)，一年當(dāng)中有相當(dāng)長一段時(shí)間處于濕熱的氣候狀態(tài)。從建筑熱工設(shè)計(jì)區(qū)劃一級指標(biāo)來看，最冷月平均氣溫在0℃～10℃，且日平均溫度≤5℃的天數(shù)在90 天以內(nèi)；最熱月平均溫度在25℃～30℃，且日平均溫度≥25℃的天數(shù)在40 ～90 天以內(nèi)，根據(jù)規(guī)范必須滿足夏季防熱要求，兼顧冬季保溫；從建筑熱工設(shè)計(jì)區(qū)劃二級指標(biāo)來看，以18℃為基準(zhǔn)的采暖度日數(shù)在1200 ～2000 小時(shí)之間，根據(jù)規(guī)范要求應(yīng)滿足保溫、隔熱設(shè)計(jì)要求，重視自然通風(fēng)、遮陽設(shè)計(jì)。綜合以上分析，夏熱冬冷地區(qū)的建筑為回應(yīng)地域氣候，需要重點(diǎn)處理隔熱、降溫、通風(fēng)、防潮、遮陽等問題。

3 南方傳統(tǒng)建筑氣候適應(yīng)性特征

江南地區(qū)的建筑聚落通過歷史的演變逐漸反映出了一系列樸素的建筑思想，并形成了從建筑規(guī)劃到房屋建造的地域性生態(tài)策略。歸納起來影響傳統(tǒng)建筑熱舒適性的自然氣候因素主要有自然通風(fēng)、太陽輻射得熱、空氣溫度、空氣濕度等。

（1）熱舒適與自然通風(fēng)

南方傳統(tǒng)民居利用群體圍合，形成合院或者天井，從而可以有效地組織場地與建筑物室內(nèi)外的風(fēng)環(huán)境，通過風(fēng)環(huán)境模擬發(fā)現(xiàn)，對于1.0m/s 的風(fēng)速，相對濕度50%時(shí)，室內(nèi)氣溫達(dá)到29℃，人們?nèi)匀粫杏X舒適；對于2.0m/s 的風(fēng)速，相對濕度50%時(shí)，室內(nèi)氣溫達(dá)到30℃，人們?nèi)匀粫杏X舒適；當(dāng)空氣流動速度達(dá)到6.0m/s 的風(fēng)速，相對濕度50%時(shí)，人體舒適度可以提高到34℃。

（2）熱舒適與輻射得熱

太陽輻射是建筑物的主要熱源，自然地利用太陽能加熱建筑被稱為“被動式太陽能采暖”，是一種自然利用太陽能加熱建筑的過程。南方傳統(tǒng)建筑通過建筑組群、景觀水系、建筑材料很好地處理了室外微氣候和室內(nèi)微環(huán)境的太陽輻射得熱：如厚重的磚石材料有很好的隔熱作用；玻璃及膜結(jié)構(gòu)等材料視線通透，有較好的散熱作用。

（3）熱舒適與結(jié)構(gòu)蓄熱

維護(hù)結(jié)構(gòu)（材料）的蓄熱系數(shù)是指材料儲存熱量的能力，在夏熱冬冷地區(qū)可以選擇蓄熱系數(shù)大的建筑材料，減少室內(nèi)外溫差對建筑內(nèi)部空間的影響，實(shí)現(xiàn)被動式節(jié)能設(shè)計(jì)。夏季，白天溫度升高的時(shí)候，維護(hù)結(jié)構(gòu)可以存貯熱量，減少輻射到建筑室內(nèi)的熱量，減少空調(diào)負(fù)荷，提高建筑內(nèi)部熱舒適性能；冬季，白天太陽照射建筑，可以通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的材料吸熱，在夜間釋放到室內(nèi)，提高室內(nèi)空間的熱舒適性。

（4）熱舒適與維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱

維護(hù)結(jié)構(gòu)對室內(nèi)熱環(huán)境的影響主要是通過建筑內(nèi)表面溫度體現(xiàn)，內(nèi)表面溫度太低會影響人體的舒適度，也會造成室內(nèi)結(jié)露、影響結(jié)構(gòu)安全性等問題。根據(jù)氣候特點(diǎn)和建筑使用功能，選擇合適的輕質(zhì)材料和重質(zhì)材料，充分發(fā)揮材料的熱工性能，可以起到很好的保溫隔熱效果。

維護(hù)結(jié)構(gòu)采用新材料、新技術(shù)、新構(gòu)造，對降低建筑能耗來說有重大的意義，成為建筑節(jié)能的新思路，使維護(hù)結(jié)構(gòu)從單純的被動適應(yīng)氣候到主動利用氣候中的有利資源，既是維護(hù)結(jié)構(gòu)未來的發(fā)展方向，也是被動式節(jié)能技術(shù)的新動向。

（5）熱舒適與建筑遮陽

建筑得熱形式通常分為太陽直射得熱、熱傳導(dǎo)得熱等形式，透明維護(hù)結(jié)構(gòu)（幕墻）有很大一部分熱量是太陽的直射得熱，因此隨著每天的太陽高度角和方位角的變化，建筑室內(nèi)外溫差也隨著變化，夏熱冬冷地區(qū)的日照強(qiáng)度通常于午間至下午兩點(diǎn)最大，室內(nèi)外溫差也最大，為了減少直射進(jìn)入室內(nèi)的太陽得熱，建筑通常需要遮陽，通過建筑遮陽可以有效地阻止這部分熱量進(jìn)入室內(nèi)，從而減少太陽得熱量，同時(shí)避免室內(nèi)眩光。

圖2 場地風(fēng)向研究（圖片來源：項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)繪制）

南方傳統(tǒng)建筑為了實(shí)現(xiàn)遮陽，衍生出了多種形式，騎樓是南方傳統(tǒng)民居實(shí)現(xiàn)遮陽的一種常見模式。它臨河沿街，在河沿的廊柱間設(shè)有長條凳，形成一條給住戶及路人遮風(fēng)避雨、歇腳蔭涼、人際溝通的水式街廊。過街樓是另一種形式，實(shí)現(xiàn)了借空間不礙交通，既將街兩邊的樓房連成一體，又實(shí)現(xiàn)了遮陽效果。

（6）建筑形式與文化傳承

傳統(tǒng)江南建筑氣候適應(yīng)性生態(tài)文化歸結(jié)為“組群”“廊橋”“屋頂”“材料”四大要素。

圖3 屋頂花園、垂直綠化、建筑間連廊組合的空間效果圖（圖片來源：項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)繪制）

3.1 夏熱冬冷地區(qū)建筑自然環(huán)境因素設(shè)計(jì)策略

建筑布局上，江南地區(qū)傳統(tǒng)建筑以組群和院落的形式為主，建筑族群通常臨水而建，跨河建橋，濱水建榭，亭榭之間有廊相連，充滿著詩情畫意。現(xiàn)代園林和各類科技園區(qū)的建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)也多借助傳統(tǒng)建筑的布局手法，通過水系來營造微氣候環(huán)境，臨水建亭和休閑平臺等。

3.2 夏熱冬冷地區(qū)建筑人文環(huán)境因素設(shè)計(jì)策略

建筑形式上，江南地區(qū)傳統(tǒng)建筑有徽派四水歸堂式建筑、合院式建筑、干欄式建筑等。通過各地區(qū)的多元文化的交流、碰撞，產(chǎn)生了豐富的聚落組織模式和建筑形態(tài)，但隨著現(xiàn)代人們生活方式的轉(zhuǎn)變和生活質(zhì)量的提高，江南傳統(tǒng)建筑的型制和空間也逐漸有了較大的轉(zhuǎn)變，如利用現(xiàn)代鋼和玻璃材料打造傳統(tǒng)建筑禮制空間的南京大報(bào)恩寺以及利用傳統(tǒng)木材打造的類似園林亭榭空間的茅洲河碧道工程驛站。

3.3 夏熱冬冷地區(qū)建筑技術(shù)因素設(shè)計(jì)策略

建筑材料上，江南地區(qū)由于多雨潮濕，建筑設(shè)計(jì)注重保溫隔熱、遮陽、通風(fēng)、防潮與防水，這些性能決定了建筑內(nèi)部空間的舒適性和建筑的節(jié)能率。傳統(tǒng)建筑以磚石為主，屋頂通常采用鋼木結(jié)構(gòu)，輕盈又環(huán)保，通過騎樓、回廊和廊橋形成各式各樣的灰空間，創(chuàng)造宜人的微環(huán)境。

4 本項(xiàng)目綠色建筑設(shè)計(jì)

4.1 氣候適應(yīng)性規(guī)劃設(shè)計(jì)

南京屬于北亞熱帶濕熱氣候，夏熱冬冷。夏季主導(dǎo)風(fēng)向是東風(fēng)和東南風(fēng)，冬季主導(dǎo)風(fēng)向是西北風(fēng)，最大風(fēng)速不超過7m/s，平均風(fēng)速是4m/s。為了適應(yīng)氣候特征，本項(xiàng)目建筑布局充分考慮風(fēng)向和風(fēng)速的影響，力求各棟建筑夏季可以實(shí)現(xiàn)穿堂風(fēng)，冬季又可以抵御寒風(fēng)，并避免形成風(fēng)漩渦。因此通過將超高層和高層建筑布局在場地北側(cè)，將小高層建筑布局在場地南側(cè)，實(shí)現(xiàn)對冬季寒風(fēng)的阻擋，同時(shí)打開東南側(cè)建筑界面，形成開口，使夏季風(fēng)可以通過。

根據(jù)《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》對于夏季工況的要求，建筑周邊有人活動的區(qū)域不應(yīng)出現(xiàn)風(fēng)渦旋或無風(fēng)區(qū)。本項(xiàng)目通過合理的建筑布局，夏季可以形成有效的巷道風(fēng)，通過風(fēng)環(huán)境模擬，項(xiàng)目人行區(qū)域無風(fēng)漩渦且不會出現(xiàn)無風(fēng)區(qū)。

夏熱冬冷地區(qū)的建筑在夏季需要充分利用自然通風(fēng)獲得良好的室內(nèi)外風(fēng)環(huán)境，形成合理的窗內(nèi)外表面風(fēng)壓差，從而確保開窗時(shí)良好的通風(fēng)效果，形成較好的室內(nèi)風(fēng)環(huán)境。

4.2 建筑空間被動式節(jié)能策略

4.2.1 建筑空間調(diào)節(jié)策略

夏熱冬冷建筑應(yīng)優(yōu)先綜合采用遮陽、采光、隔熱、通風(fēng)等被動式節(jié)能設(shè)計(jì)措施。

本項(xiàng)目通過底層架空、有蓋開敞連廊、屋頂花園、建筑連廊、遮陽花架、空中花園等設(shè)計(jì)，創(chuàng)造多重層次的建筑過渡空間，起到很好的遮陽作用；設(shè)計(jì)中也充分利用了植被遮陽：在建筑地面、建筑立面、建筑屋面分別形成了綠園、綠瀑和屋頂綠色農(nóng)場。

同時(shí)將建筑朝向偏東方向，避免南向陽光直射。中心花園的水景可以改善地面的微氣候，室內(nèi)中庭的設(shè)計(jì)又可以增強(qiáng)室內(nèi)的通風(fēng)效果。

圖4 項(xiàng)目建筑BIM 圖（圖片來源：項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)繪制）

圖5 裙樓設(shè)計(jì)理念（圖片來源：項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)繪制）

4.2.2 高熱工性能的建筑材料

通過采用新技術(shù)和新材料，降低熱工性能薄弱的透光幕墻的太陽得熱系數(shù)和傳熱系數(shù)等，減少炎熱夏季建筑室內(nèi)的直接太陽得熱和輻射得熱，營造舒適的熱環(huán)境。

本項(xiàng)目采用的高性能三銀系列玻璃幕墻系統(tǒng)比傳統(tǒng)玻璃幕墻系統(tǒng)的熱工性能可以提高30%以上，在實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外建筑空間觀感的基礎(chǔ)上，充分利用天然光源，改善大進(jìn)深、大空間辦公建筑的室內(nèi)光環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠色辦公的良好光照。

4.3 高效的機(jī)電系統(tǒng)

4.3.1 空調(diào)系統(tǒng)

項(xiàng)目公共部分大空間區(qū)域采用地埋管加冷卻塔的地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)。

超高層T1 號樓在第二個(gè)避難層以下4 ～23層、高層T2 號樓在4 ～12 層采用地埋管加冷卻塔復(fù)合水冷多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，總部辦公采用風(fēng)冷多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，由總部辦公業(yè)主根據(jù)工作需要自行控制運(yùn)行模式。建筑公共部分空調(diào)形式為水冷媒空調(diào)系統(tǒng)，分各個(gè)不同的版塊區(qū)域采用能量表單獨(dú)計(jì)量。辦公室內(nèi)設(shè)置單獨(dú)新風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)置獨(dú)立的新風(fēng)室外機(jī)，配合單獨(dú)區(qū)域的高靜壓新風(fēng)內(nèi)機(jī)來滿足室內(nèi)新風(fēng)的需要。在人群密集場所設(shè)置CO2濃度實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制。

采用水冷媒帶熱回收功能的高溫地源熱泵機(jī)組（制冷、制熱、蓄冰）和一臺磁懸浮冷水機(jī)組（調(diào)峰）組成。冬季運(yùn)行開啟1 臺熱泵機(jī)組制熱模式滿足采暖要求，夏季運(yùn)行開啟2 臺熱泵機(jī)組、2 臺磁懸浮冷水機(jī)組（調(diào)峰）模式來滿足空調(diào)制冷的要求，同時(shí)預(yù)留生活熱水接口。地源熱泵主機(jī)及水冷多聯(lián)機(jī)采用閉式冷卻塔輔助散熱，磁懸浮冷水機(jī)組采用開式冷卻塔輔助散熱空調(diào)主機(jī)系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)工況下的供回水溫度：生活熱水在冬、夏季空調(diào)季節(jié)由機(jī)組部分熱回收制取，非空調(diào)季節(jié)直接開啟一臺熱泵機(jī)組制取生活熱水。

4.3.2 給排水系統(tǒng)

項(xiàng)目采用轉(zhuǎn)輸水箱+變頻加壓供水系統(tǒng)，變頻加壓供水設(shè)備中，變頻器配置與加壓供水泵一一對應(yīng)；地下一層熱水機(jī)房地源熱泵夏天熱回收1533kW。

項(xiàng)目采用一套雨水收集處理回用設(shè)備，雨水處理后統(tǒng)一供給回用。雨水收集、處理后用于綠化澆灌及道路澆灑。雨水處理工藝：初期雨水棄流-回收池沉淀-過濾-消毒-清水池。雨水回收池660m3，雨水清水池10m3，雨水處理量為15m3/h，雨水回用量為1809m3/a，年徑流總量控制率80%。雨水收集面積約為22369m2，約占整個(gè)地塊面積的54%。雨水回收處理后排入清水箱，用于綠化澆灌、道路澆灑以及地庫地面沖洗。

利用地塊內(nèi)部土壤滲透性能較好，地下水埋深也適合雨水下滲的特點(diǎn)。充分利用場地內(nèi)綠地、土壤的凈化能力，使園區(qū)雨水徑流經(jīng)土壤滲透后進(jìn)入地層，涵養(yǎng)地下水，達(dá)到有效削減城市地表徑流污染負(fù)荷。采用的低影響開發(fā)技術(shù)有：（1）植生滯留槽。（2）下凹式綠地。（3）植草溝。（4）透水路面。（5）雨水調(diào)蓄池660m3。通過以上措施可以使本工程實(shí)際年徑流控制率達(dá)75%，面源污染削減率達(dá)78.2%。

4.3.3 電氣系統(tǒng)

項(xiàng)目設(shè)置有綜合能源管理系統(tǒng)，解決基礎(chǔ)能耗數(shù)據(jù)的智能化、自動化、可視化、可量化的采集與存儲，并提出能耗管理獎懲方案，從而降低能源使用費(fèi)用，為建立節(jié)約型社會發(fā)揮作用。項(xiàng)目設(shè)計(jì)的能源管理云平臺系統(tǒng)，監(jiān)測現(xiàn)場各設(shè)備數(shù)據(jù)；可以實(shí)時(shí)反饋能耗折標(biāo)及碳排放等數(shù)據(jù)。

4.4 全生命周期BIM 技術(shù)

本項(xiàng)目由業(yè)主推動實(shí)施項(xiàng)目建設(shè)全周期全專業(yè)的BIM 技術(shù)應(yīng)用，在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維各個(gè)階段通過三維BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的多方案比選和優(yōu)化，指導(dǎo)施工和運(yùn)維。

4.5 建筑文脈傳承

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)希望實(shí)現(xiàn)將辦公空間與共享平臺空間、服務(wù)配套空間緊密融合串聯(lián)，提供便利高效的工作生活體驗(yàn)，促進(jìn)交流與互動，激發(fā)靈感與創(chuàng)意，打造品牌文化形象，吸引高端企業(yè)和人才，提升區(qū)域競爭力。

在當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)信息是最重要的資源，流動網(wǎng)絡(luò)給予數(shù)據(jù)信息支持的同時(shí)，促成了數(shù)據(jù)信息的交換流通、迭代升級，以產(chǎn)生價(jià)值。設(shè)計(jì)從數(shù)據(jù)信息和流動網(wǎng)絡(luò)的這種關(guān)系中獲得靈感。辦公塔樓和企業(yè)總部就如獨(dú)立的數(shù)據(jù)信息處理中心，共享平臺和服務(wù)配套設(shè)施（有如流動網(wǎng)絡(luò)）必須給予他們充分的支持，串聯(lián)各建筑并與其緊密融合，才能促進(jìn)互動與交流，充分激發(fā)效率和創(chuàng)意，將競爭力最大化。

共享配套服務(wù)設(shè)施對于辦公空間的支持，如同傳遞與承載數(shù)據(jù)信息的流動網(wǎng)絡(luò)。本案以此為靈感，以曲線和退臺的裙樓建筑形態(tài)，表達(dá)流動網(wǎng)絡(luò)載體，以其串聯(lián)各個(gè)辦公塔樓及總部，打造共享空間，促進(jìn)互動和交流，激發(fā)效率與創(chuàng)意。

結(jié)語

傳統(tǒng)建筑的設(shè)計(jì)策略及營建智慧建構(gòu)了一套完整的綠色建筑體系，為現(xiàn)代綠色建筑設(shè)計(jì)提供了方法支撐。本項(xiàng)目以氣候適應(yīng)性建筑特點(diǎn)為源頭，通過對自然條件、傳統(tǒng)文化等分析，從設(shè)計(jì)階段就采用被動式建筑設(shè)計(jì)策略，選用地域性材料及傳統(tǒng)建造手法，關(guān)注后期運(yùn)營維護(hù)，注重資源節(jié)約，實(shí)現(xiàn)低能耗、低碳排，并同時(shí)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的綠色建筑三星標(biāo)準(zhǔn)，為“雙碳”目標(biāo)下的江南地區(qū)高密度產(chǎn)業(yè)園區(qū)的綠色建筑設(shè)計(jì)提供良好的示范。