贵安新区清控人居科技示范楼可持续整体设计思考

宋晔皓 金龙林 孙菁芬 陈晓娟 林正豪/ SONG Yehao, JIN Longlin, SUN Jingfen, CHEN Xiaojuan, LIN Zhenghao

贵安新区清控人居科技示范楼可持续整体设计思考

宋晔皓 金龙林 孙菁芬 陈晓娟 林正豪/ SONG Yehao, JIN Longlin, SUN Jingfen, CHEN Xiaojuan, LIN Zhenghao

1 项目概述

图2 科技示范楼总平面

图3 建筑平面

清控人居科技示范楼（Tsinghua Eco-Studio, THE-Studio，以下简称“科技示范楼”）项目位于贵州省贵安新区生态文明创新园园区西南角，紧邻百马路西入口广场，是生态园区的首栋示范建筑。建筑整体坐西向东，东西向贯通，建筑的东侧平台悬挑于景观大地形上，可东北向远眺园区内的海绵城市生态景观（图1～5）。科技示范楼建筑集展陈和园区游客接待中心为一体，故在建筑功能定位上分为3大部分：大空间展陈区，对外接待会议区，以及内部工作人员日常办公区。为满足以上3部分功能需求，建筑南北两侧分别设置了6组并排的轻钢箱体单元（单体尺寸为3.0m×6.0m×3.3m，单元之间留20.0mm构造缝，轻钢箱房整体长度为18.1m），南北各两层。北侧为内部工作人员日常办公管理用房，外加茶歇间及公共卫生间；南侧为对外接待及会议区。为改善南北两侧轻钢箱房空间的灵活性，局部去掉了箱体墙板，仅保留部分框架。南北两侧的轻钢箱体之间，拉开7m间距，作为两层通高的中部展示大厅（建

筑实体南北长度约为19.0m），大厅顶部有采光通风侧高窗。建筑周圈设有20.0m×20.0m的简易外表皮，外表皮由2.4m高的玻璃幕墙和幕墙以上的通风遮阳表皮共同组成。20.0m×20.0m的外表皮与18.1m×19.0m的建筑主体之间形成一圈空腔：其中南北两侧空腔约0.48m，东西两侧空腔约0.95m。故将南北空腔用来布置服务于南北功能房间的地道风立管及雨落管等垂直管线；将东西空腔用作安置电气、给排水、环能等专业的设备间，同时便于对外展示设备的运营和维护。主体建筑在体型上呈南北坡屋面的形态，南北檐口高7.05m，东西山墙面屋脊最高点12.75m。坡屋顶的形态在满足建筑室内大厅高度的同时，减小了近人处的建筑体量。屋脊位于展厅中部，建筑形

态为中部展厅提供了较高的大空间，为大厅热压通风提供了前提。沿屋脊方向设置侧高窗，为大厅带来了天光，高窗南侧40%透光率的彩色光电薄膜玻璃，则为室内带来了色彩变幻的光影。科技示范楼主体建筑屋脊上方设有挡雨导风风帽。既能为开启高窗的迎水面挡雨，又在风帽下方形成负压区，加强屋脊顶部通风。风帽顶部设有太阳能光电和光热设备。

图4 建筑立面

图5 建筑剖面

图6 太阳能十项全能竞赛（2013年）清华团队项目建成实景

科技示范楼总用地面积1 826m2，建筑面积701m2。建筑包括地上两层和地下一层，其中地上两层承担了建筑的主要功能，地下一层为设备机房和库房。

项目时间非常紧迫，设计于2015年1月中旬正式启动，要求在2015年6月26日“生态文明贵阳国际论坛”开幕前竣工并投入使用。

2 目标与定位

该项目是在贵安新区政府的支持下，清控人居建设（集团）有限公司（以下简称“清控人居集团”）与英国建筑研究院（Building Research Establishment，以下简称BRE）合作的示范项目，目标为建成符合英国建筑研究院环境评估法（Building Research Establishment Environmental Assessment Methodology，以下简称BREEAM）五星级标准的可持续示范建筑。

建筑自身的定位同样具有可持续发展内涵：实验性建筑——建立试验测试、追踪调研和研究的平台。

建筑建成以后，将在发挥实际功能的前提下，作为清华大学生态规划与绿色建筑教育部重点实验室以及清控人居集团的实验平台，通过长时间不间断的建筑性能测试，以及与同区域同功能的对比建筑的比较研究，证实或者证伪各项设计策略以及具体技术措施与地域、气候、经济等条件的合宜性。如果比较符合地域、气候、经济的要求，则可以作为下一步贵安新区生态文明创新园新建建筑的策略和技术基础，并在此基础上加以更新。如果不符合，例如采用策略和技术措施之后的建筑室内环境舒适度，没有在该气候的舒适范围之内，也可以为下一步的建设提供第一手资料支撑的经验教训，避免在同类地区犯类似错误。

这一定位是通过和BRE中国负责人贾亚·斯甘达穆斯（Jaya Skandamoorthy）先生在贵安工地现场交流后逐渐确定的，并得到了清控人居集团的认可。因为只有规则的制定者和引领者才有这种学术创造的自由：任何一个案例，都应该是经验的累积和对已有规则体系的深入反思，而不是简单地盲从，为了达标或者星级认证，这可能会浪费最宝贵的创造力。

3 设计对策

3.1 团队经验的凝练和积累

设计团队之前宝贵的可持续建筑设计与实践经验，为在极短时间内完成设计和建造并达成目标，提供了有力的支撑。这些经验来自于清华大学团队完成的2013年太阳能十项全能项目（图6）和生态规划与绿色建筑教育部重点实验室的北京动物园水禽馆项目（图7）。

简而言之，首先，可持续设计的复杂性要求综合科研和设计团队齐头并进，整体设计。这些团队除了常规规划及建筑工程必需的规划、建筑、结构、给排水、设备机电、景观等工程团队之外，还有照

明、声学、环资、环能、智能、BIM等专门咨询团队，以及来自英国的BRE咨询团队；其次，对于被动式设计策略的利用，太阳能利用，智能控制，装配化设计和建造，等等，不仅积累了很多针对性强的策略应用的经验，而且对于各个方向的部品供货商的熟悉程度，也极大地缩减了设计深化配合和产品供应时间；第三，针对贵安新区示范项目的特殊性，从设计一开始，就考虑针对其特殊性的策略，例如多系统并行快速建造策略。

图7 北京动物园水禽馆东北角实景

3.2 应对快速建造的策略——多系统并行建造

为了确保快速建造，简单的单一体系的装配化很难满足项目要求，因此拆分了4个并行的系统：木建筑系统，主要是主体结构、围护结构（包括屋面）；轻钢箱体系统，主要是内填充隔墙体系；设备系统，主要是用于设备独立安装，并方便展示；外表皮及幕墙系统，主要是满足对气候的应对以及地域、文化特点的传承。

3.3 应对可持续设计的关注——人文与技术的整合

可持续设计绝对不仅仅体现在技术和硬指标上，如果技术复杂、硬指标优秀就足以实现可持续的目标，那未免将生活、社会、文明，甚至科学、工程都想得太简单了。为了更好地体现“生态－经济－社会”综合作用的可持续发展目标，在生态方面，以因地制宜为基础，积极运用本土材料和技术；在经济方面，以被动式设计策略为主导，关注全生命周期的经济效果，以及对当地产业拉动的可能性；在社会方面，凸显地区文化多样性，把具有地方文化特色的内容反映在表皮系统中。

3.4 应对全生命周期的BIM——建造与运维的平衡

BIM作为一种工具，其重点不在设计，更大的服务领域是建造、运营和维护，因此科技示范楼全程利用BIM系统，如前文所言，测试BIM在可持续示范建筑中的利用。

4 结语

贵安新区清控人居科技示范楼是建成BREEAM五星标准的示范建筑，同时也是生态规划与绿色建筑教育部重点实验室和清控人居建设集团的实验平台，设计团队充分利用之前可持续建筑设计和建造经验，提出了并行系统快速建造，人文与技术结合，建造与运维平衡等可持续设计策略。

宋晔皓，清华大学建筑学院教授，清华大学生态规划与绿色建筑教育部重点实验室

金龙林，清控人居建设（集团）有限公司

孙菁芬，清控人居建设（集团）有限公司

陈晓娟，清控人居建设（集团）有限公司

林正豪，清华大学建筑学院博士生，清华大学生态规划与绿色建筑教育部重点实验室

2015-06-04

REFLECTIONS ON THE INTEGRATED SUSTAINABLE DESIGN OF THE-STUDIO IN GUI'AN NEW AREA

图1 清控人居科技示范楼透视

本文概述了贵安新区清控人居科技示范楼可持续设计策略，基于整体设计，提出了应对快速建造的并行系统的设计策略，以及人文与技术结合的原则，并通过BIM系统综合平衡建造与运维的关系。

This article reviews the integrated sustainable design strategies for the THE-STUDIO (Tsinghua Eco-Studio) in Gui'an New Area. Based on an overall design, this paper proposes a design strategy for paralleled systems to shorten the construction cycle. In addition, it puts forward a principle of combining humanism and technology and an idea of balancing the relationship between construction and operation/maintenance by means of the BIM system.

可持续 整体设计 并行系统 BIM

Sustainable, Integrated Design, Paralleled Systems, BIM

本文由国家自然基金面上项目（51278262）支持。