秦硯瑤， 王 振， 熊康波， 戴輝自， 王軍帥

(1.中煤科工集團重慶設(shè)計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.中煤科工集團重慶設(shè)計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)計方法，提出采用生態(tài)中庭、建筑自遮陽表皮及立體綠化等被動式建筑技術(shù)，結(jié)合“綠色建筑評價標準”中節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)能、室內(nèi)環(huán)境和運營管理等六個方面的綠建技術(shù)，打造生態(tài)節(jié)能建筑，具有較好的參考價值和現(xiàn)實意義。

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、食堂、辦公、會議構(gòu)成，預(yù)計將成為金鳳園區(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。地下負一層主要功能為車庫及設(shè)備用房，建筑面積3 004.31m2，設(shè)車位49個；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)置開敞空間，容納多種公共活動。

2 基于生態(tài)原則的空間設(shè)計

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，為營造更好的采光通風(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)及空間視覺核心。建筑功能布局圍繞中庭組織進行，同時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光直射，同時有利于冬季高度角較低陽光照射室內(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深較大導(dǎo)致的采光不足問題；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造生態(tài)節(jié)能地下空間(圖5、圖6)。

建筑空間視覺方面，在中庭周邊界面設(shè)計回廊連接，結(jié)合立體綠化、自然光線及景觀水體，營造出良好的空間環(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#樓被動式生態(tài)體系集成示意

3 基于生態(tài)原則的表皮設(shè)計

建筑表皮的生態(tài)設(shè)計策略，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、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，建筑表皮才會具有本體意義。

3.1 表皮遮陽設(shè)計

在冬季建筑希望獲得充足的陽光，而在夏季則需要阻擋直接的太陽輻射，因此表皮要起到節(jié)能和調(diào)節(jié)舒適的作用， 10#樓設(shè)計過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)凹的灰空間等來改變太陽輻射對建筑的影響。

由于太陽高度角全年都在變化，設(shè)計時特別注意了建筑的外挑構(gòu)件的數(shù)值，從而實現(xiàn)建筑在夏季能夠自遮陽，以及冬季太陽最佳的入射角度。10#樓設(shè)計中對重慶所在夏熱冬冷地區(qū)的立面構(gòu)件出挑深度進行了計算機模擬優(yōu)化分析，結(jié)合項目所在經(jīng)緯度與全年太陽高度角分析，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，冬季室內(nèi)能夠得到充足太陽輻射，以營造良好的工作活動環(huán)境(圖7)。

3.2 表皮綠化設(shè)計

建筑表皮設(shè)計，不應(yīng)僅局限于建筑的本體，綠化植被是天然的遮陽方式，應(yīng)當(dāng)在表皮設(shè)計中充分利用；與傳統(tǒng)構(gòu)件遮陽不同，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)計中應(yīng)充分考慮綠化植被的植入，發(fā)揮表皮對建筑室內(nèi)空間生態(tài)調(diào)節(jié)的優(yōu)勢。

10#樓設(shè)計中，重視植被在營造建筑微環(huán)境中的作用，除通過建筑自遮陽或反光遮光構(gòu)件來增減建筑周邊接受的太陽輻射量外，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，達到營造室內(nèi)宜居微氣候的目的(圖8)。

圖7 10#樓建筑自遮陽示意

圖8 10#樓立面綠化設(shè)計示意

4 技術(shù)應(yīng)用對應(yīng)空間策略

建筑是整體協(xié)作的系統(tǒng)，10#樓設(shè)計過程中，運用整體思維對項目統(tǒng)籌設(shè)計，在滿足人們對生產(chǎn)、生活的熱舒適性要求的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造出有助于促進人們身心健康的良好建筑室內(nèi)外環(huán)境。同時設(shè)計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)計策略適配恰當(dāng)?shù)木G建技術(shù)，達到綠建三星級設(shè)計標準。

4.1 空間設(shè)計策略與技術(shù)應(yīng)用

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

4.2 綠色建筑評價

10#樓設(shè)計過程中根據(jù)DBJ/T 50-066-2014《重慶市綠色建筑評價標準》，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)境和運營管理六方面內(nèi)容，設(shè)計達到綠建三星級設(shè)計標準，具體技術(shù)措施如表3所示。

表1 空間設(shè)計策略

表2 生態(tài)技術(shù)應(yīng)用策略

表3 綠色建筑評價標準技術(shù)措施

5 結(jié)束語

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)實意義，在金鳳電子信息產(chǎn)業(yè)園三期10#樓設(shè)計中，探索生態(tài)中庭、建筑表皮等被動式技術(shù)對建筑通風(fēng)采光環(huán)境的改善作用，同時運用多種綠建技術(shù)，一方面將10#樓打造成重慶首個工業(yè)園區(qū)中的單體三星級綠色建筑，成為園區(qū)的一張“名片”；另一方面切實提升了室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)，實現(xiàn)大幅度節(jié)水節(jié)能，據(jù)測算，項目建成后，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)探討與實踐——以利?！な兰o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)計研究[J]. 動感: 生態(tài)城市與綠色建筑, 2016(2): 72-77.

秦硯瑤(1982～)，女，碩士，高級工程師，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