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全国绿色建筑创新一等奖丨具有人文关怀的低碳型绿色健康建筑 ——yd12306ydcom云顶-【4008云顶】集团研发中心

延续创作
作者 2021.06.11

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  2021年4月,住建部公布2020年度全国绿色建筑创新奖获奖名单。yd12306ydcom云顶-【4008云顶】集团研发中心荣获全国绿色建筑创新奖一等奖。该奖由住房和城乡建设部设立,是yd12306ydcom云顶国绿色建筑领域的最高奖项。

  在此之前,中衡研发中心项目已于2014年6月获得绿色建筑三星级设计标识,2015年10月投入运行。2018年7月获得全国首个绿色建筑+健康建筑双三星运行标识认证,并在2017年获Construction21 AISBL颁发的Construction21 green solutions awards,2019年获ACTIVE HOUSE主动式建筑国际联盟颁发的Active House 舒适卓越奖,广受社会好评。

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作者:冯正功  陈婷  李铮  郭丹丹 

  研发中心位于苏州工业园区城市副中心月亮湾区域,东倚星湖街,西眺独墅湖,北临月亮湾门户干道崇文路,南接城市公园。塔楼以简洁的体量置于地块最北侧,呼应北侧城市主干道的门户需求。裙房南向展开,最大化满足苏州地区对日照与通风的要求。项目占地约1.4万㎡,总建筑面积约7.7万㎡,其中地上42380㎡,地下32518㎡。

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yd12306ydcom云顶-【4008云顶】集团研发中心实景图

  研发中心在2011年方案设计伊始便以2006版《绿色建筑评价标准》为依据,确定了三星级绿色建筑的建设目标,采用优先被动设计、结合主动技术的方式,建筑师的“空间调节”策略与工程师的“设备调节”策略高度融合。同时,前瞻性地将构筑物遮荫、共享空间、高效新风系统、屋顶农场、直饮水系统等2014版《绿色建筑评价标准》和《健康建筑评价标准》中提出的技术措施落实到大楼的建设中。

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yd12306ydcom云顶-【4008云顶】集团研发中心绿色健康建筑技术集合示意图

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△ yd12306ydcom云顶-【4008云顶】研发中心部分获奖及低碳技术数据

1 基于地域气候环境的总体布局

  适应气候的建筑布局是苏州地域建筑的传统。其中,院落是分散主体建筑、消解大体量的有效手段,以化解建筑规模与自然环境、城市环境的冲突,并为在高密度的城市环境中打造宜人的高品质环境奠定总体布局的基础。

  研发中心的总体布局上,“塔楼在北,裙房在南”,较高的塔楼位于场地北侧,裙房铺开于南侧,有效利用苏州地区的季风来调节场地微气候。

  研发中心裙房的布局亦借鉴了苏州传统民居宅与院的空间关系。

  (1)以宅院为基本单元拆分大体量办公建筑:将外部的自然风引入建筑内部,从而营造出舒适的室内风环境。夏季采用机械送风与自然通风相结合的运行模式,过渡季节则完全采用自然通风,有效降低了建筑的空调能耗。

  (2)为营造现代园林留出空间:东侧一落四进、西侧一落三进,五组不同主题的庭院中延续园林的环境营造方式,让使用者充分感知“四时之景”。

  (3)积极利用建筑与城市道路间的“隙地”:结合采光井,巧妙地将城市消极空间转换为地面广场上的“小花园”,同时为地下功能空间引入自然光照。

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△ 裙房的空间布局

2 基于微气候调节的空间形态和空间组织

  有效的空间组织是建筑微气候环境调节的基石。

  (1)以中庭为中心组织自然通风和自然采光。

  裙房4、5层为办公和共享中庭,作为普通大空间,优先利用自然气候环境。中庭底层设可完全打开的庭院门,顶部设置了可开启高侧窗,结合两侧交错的宅院布局,利用热压通风作用,促进室内空气快速流动;同时,办公区打破传统的“格子”布局,减少不必要的墙体,增强空气流动。

  院落、中庭不仅在自然通风中发挥重要的作用,同时还为建筑内部提供了舒适的自然采光。全玻璃幕墙与多种形式的天窗、侧窗、光导系统结合,最大限度地实现自然光环境。塔楼采用跨层全玻幕墙连接结构,结构柱与幕墙间距2~4米,实现了全部办公空间都有天然采光。经检测,室内主要空间采光系数标准值达到3%,室内天然采光照度超过450lx的空间面积达到75.56%。

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△ 室内主要空间自然通风和自然采光模拟

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△ 空间中的自然采光

  (2)由垂直庭院、室内绿化、屋顶花园组成的多层次园林系统。

  在苏州园林的微气候环境营造中,花木、山水等造园要素是建筑微气候营造不可分割的组成部分;而在高密度的城市环境中进行设计构思时,通过保护并合理运用水体、绿植等自然环境资源打造绿色庭园,亦能够有效改善室内环境质量,使建筑的使用者身心愉悦。

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△ 多层次园林系统

  传统厚重、空间限定严格的院墙被轻盈的玻璃和廊桥取代,立体化的空中“庭院”不再封闭,而是与城市环境相融合,研发中心“外化”的处理方式让“宅院”同时也成为了城市中的花园。随着时间的推移,绿色植物愈加生机勃勃,建筑、自然和城市和谐共生的状态将会愈加饱满。多层次园林系统不仅为建筑内部营造了健康的微气候环境,而且让城市街区中的人们也能观赏到“园林”般的自然景象。

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△外化的园林

3 基于性能优化的围护结构

  结合对传统营造智慧内涵的重新审视,现代“气密性建筑”现象的背后,虽然有功能需求和使用习惯的问题,但对于公共建筑而言,更应根据功能空间的性能要求进行围护结构的差异化设计。对于舒适性要求高的空间,如以人工气候为主的会议厅、展厅等,围护结构设计应以对内部环境的精确控制为目标;对于性能要求普通或较低的空间,如以自然气候为主充分结合苏州的季风气候特征,研发中心对幕墙侧窗的开启方式进行了差异化设计——塔楼巧妙地采用了自主研发的侧向通风玻璃幕墙系统,裙房则采用了“下悬窗+玻璃挡板”的形式,形成侧向送风、避免冷风直吹——既保证了办公区域的通风效果,又提高了室内环境的舒适性。

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△基于性能优化的围护结构

4 基于品质提升的适宜性技术

  在借鉴苏州地域建筑的被动式设计经验的基础之上,综合使用新兴技术进行环境调控,能够进一步提升建筑环境的舒适性。在方案阶段,借助对气流、光照等的模拟分析优化建筑设计,使布局和形体设计更趋合理;针对布局中的局部不足,选择适宜的技术加强自然通风和采光效果;在使用阶段,综合运用主动式节能技术,能够提高运营效率,降低建筑全生命周期中的使用成本。

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△主被动技术的综合应用

  (1)屋顶农场和主动式技术的设备基地

  在结合绿植布置为花园之外,研发中心裙房屋顶更作为探索屋顶农场和主动式技术的设备基地。据物业数据统计,研发中心能耗相较同类建筑节省25%,每年可减少碳排放696吨。

  首先,使用易于移动的方型模块栽培种植各类浅根蔬果作物,结合水培技术,建立现代桑基鱼塘的自主循环生态系统;其次,在屋顶农场种植箱之间穿插设置导光筒,设备间屋面布置太阳能板,实现了风光互补发电,年发电量约4307度,可减少6.16吨碳排放;中庭屋面还设有264m2的太阳能集热板,生产的热水供员工食堂及健身房使用;此外,设置有雨水收集池收集屋面雨水,经处理后回用于景观水池补水、场地冲洗和绿化浇灌,每年可节约用水量13%;新风机组配有中效过滤器,污染物浓度均低于国家标准限值的70%。

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△屋顶农场

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△适宜性主被动技术的综合应用

  (2)高效的绿色设备

  为有效保障楼内的空气品质,楼内各层设有集中新风系统,过滤器组合段为初效过滤G4+平板式静电过滤器F7,在送入足够量的新风的同时有效降低室内污染物浓度。经连续监测,裙楼PM2.5年平均浓度为16.85ug/m³,PM10年平均浓度为29.95ug/m³,塔楼PM2.5年平均浓度为17.23ug/m³,PM10年平均浓度32.86ug/m³。经现场检测,室内空气中的氨、甲醛、苯、总挥发性有机物、氡等污染物浓度均低于现行《室内空气质量标准》GB/T18883规定限值的70%。

  双水箱直饮水系统并配有活性炭过滤器将茶水间可供直接饮用的冷水和开水彻底分开,既过滤水质,又方便箱体彻底清洁。此外,大楼还采用了地源热泵、雨水回用、太阳能热水、光伏风力发电、可调节外遮阳、智能照明系统等多项绿色节能技术,在提高舒适性的同时也充分利用了可再生资源,实现节能环保的目标。

  (3)有效的污染物及噪声控制

  大楼外窗气密性6级,幕墙气密性3级,可有效阻隔室外污染物穿透进入室内。同时为避免空气中的污染物串通到其他室内空间或室外活动场所,大楼在卫生间、清扫间等设置局部机械排风系统,在地下B1层厨房灶台正上方设置抽油烟机及通过维持厨房负压保证厨房油烟不扩散至其他室内空间。

  在污染物控制上,家具办公用品等严格把控,地板、地毯及地坪材料、墙纸、百叶窗、遮阳板等家具及装饰物、铅管和水份格栅等产品中DEHP,DBP,BBP,DINP,DIDP或DNOP的含量不超过0.01%。家具和室内陈设品来源可溯,产品的VOCs散发量低于《室内装饰装修材料 木家具中有害物质限量》GB 18584规定限值的60%、全氟化合物(PFCs)、溴代阻燃剂(PBDEs)、邻苯二甲酸酯类(PAEs)、异氰酸酯聚氨酯、脲醛树脂的含量不超过0.01%(质量比)。

  楼内所有门窗皆采用双层中空玻璃,可隔声30 dB(A)左右,裙房屋顶冷却塔采用益美高冷却塔,风机为超低噪声风机,比普通标准风机降噪9~15d dB(A)B,同时冷却塔作为地源热泵系统辅助冷源平时很少启用,据物业统计,冷却塔2017年仅开启10天左右,可保证5层裙楼冷却塔区产生的噪声不会对本项目写字楼产生明显影响。对建筑室内办公室和会议室进行检测,办公空间噪声值为37.5dB,会议室噪声值为39 dB,均满足标准要求。

  (4)智慧环境质量监测平台

  研发中心室内环境监测平台可实时监测楼内的水质(浊度、pH、余氯和电导率)和空气品质(温湿度、CO2、CO、PM2.5、PM10和TVOC),并自动生成日报、月报。同时,可根据被测区域的室内空气品质数据,自动计算空气品质表观指数(AQI),并通过内部网络向员工展示。监测系统与新风系统联动,当办公区域室内CO2浓度超标时,室内新风机将联动开启。室内空气质量调研结果表明,室内空气质量的满意率达到88.6%。

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公共空间环境监测

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办公空间环境监测

5 总结

  诚然,“评价标准”对实现绿色健康建筑的高质量发展具有积极的引导作用,但不能“照本宣科”地将设计变为“标准”对应技术的堆砌、指标的叠加。

  地域建筑文化的现代转译。地域文化的延续不是简单地用现代的空间、材料与技术来重现传统建筑,而应与时俱进地对地域文化进行现代化的创新。传统内向性院落的立体化、外向化转译,即是基于园林与现代城市关系的反思:一方面,城市昂贵的地价阻碍了园林空间的横向展开,另一方面,从私人住宅到公共建筑,建筑类型的转变需要不同的空间性质。

  被动优先,主动优化,品质为要。作为建筑师,应将绿色建筑性能与地域历史文脉相结合,以延续地域性的人文设计理念引导绿色健康建筑回归设计本身。首先,优先采用适宜气候适应性的被动设计策略,因地制宜地利用环境资源,从源头出发降低环境负荷;其次,根据优化需要选择适宜的主动式节能技术;总之,延续地域传统并非简单地照抄传统的设计手法,而是要着重考虑建筑、人与自然的共生关系,从而超越建筑的功能性,提升建筑空间品质和环境价值。

  在yd12306ydcom云顶-【4008云顶】的实践中,苏州地域建筑文化的特征为绿色健康建筑的设计提供了具有中国特色的理念参考和路径示范,同时,适宜的绿色健康设计策略也为传统地域建筑注入了新的活力。

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多样化设施及员工活动

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