气候适应型绿色公共建筑实践— 以太平鸟高新区男装办公楼项目为例

金艳萍（上海市建筑科学研究院有限公司， 上海 200032）

气候因素是绿色建筑设计的关键因素。气候适应型绿色公共建筑需要建筑能够适应气候在地域空间和时间进程中的动态变化，保持建筑场所空间与自然气候的适宜性联系或可调节能力，从而在保障实现建筑使用功能的同时，实现健康、节约和环境友好的建筑性能与品质。

1 项目背景

太平鸟高新区男装办公楼（图1）位于浙江省宁波市国家高新区，是宁波市重点工程项目。宁波地处我国海岸线中段，长江三角洲南翼，纬度适中，属亚热带季风气候，温和湿润，四季分明，属典型的夏热冬冷气候。夏热冬冷气候区具有夏季闷热高湿、冬季阴冷潮湿的气候特征，本项目就保温与隔热、日照与遮阳、通风与除湿的有效平衡等关键问题，开展气候适应型绿色设计，已成为城市新地标。

图 1 项目总体形象

项目北邻规划路，东邻规划路，西邻院士路，南邻光华路，区位条件较好。总建筑面积约 7.3 万 m2，地上约 3.3万 m2，地下约 4 万 m2，地下 3 层，地上 5 层，建筑高度24 m。 地上主要功能为办公、研发和展示。地下一层主要功能为餐厅、展示等，地下二、三层主要功能为报告厅和汽车库等。其建设目标是气候适应型绿色公共建筑，科技示范工程，三星级绿色建筑（已获得设计标识）。

2 绿色设计的总体策略

项目充分呼应地域气候特征，采用“Thermal 热气流”的设计理念，通过旋转式自遮阳形体营造绿色生态办公环境，因地制宜的大空间开放式设计表达时尚跨界碰撞的闪耀意境。每层旋转并平移，结合中庭、半地下空间等自然采光通风等设计，运用立体绿化、光伏发电、钢结构、雨水回收利用、BIM 设计等绿色设计技术，实现经济、高效、时尚的创意办公，地下空间和立体绿化的结合，增强通风和公众开放，优化区域微气候。通过设计的手法，有效结合气候自然条件，在建筑全寿命周期内实现建筑功能和需求的同时，在满足人体舒适度的情况下，利用有利气候资源，优化调整不利气候条件，打造适应地域气候具有可持续性的绿色建筑（图 2）。

图 2 项目设计策略

3 因地制宜的布局形态

项目尊重基地环境，把握城市肌理；与相邻地块统筹规划，错落有致；既能融入周边环境，又能成为城市形象节点。总体为一栋斜向圆柱形多层建筑，布置在梯形地块的中心，减少视觉体量，避免在十字路口形成视觉遮挡。场地南低北高，合理设置步道台阶连接城市街道和建筑主入口标高。考虑城市主、次干道影响，结合地形合理布置人行、车行出入口、下沉式广场、架空车道、坡地等。合理开发利用地下空间，下沉式广场便于人员聚集与疏散，亦为地下秀场空间营造良好通风采光。建筑主要入口的上层檐口挑空，形成人员缓冲停留灰空间；地下车库出入口与景观融合建筑、地下空间主入口均朝向主导风方向，利于自然通风，设置地下通道连接太平鸟 2 个相邻地块建筑。场地交通组织合理，按动静分离、洁污分流、人车分行的原则组织各自的交通系统，提高区域交通网络的辨识性。本项目场地东侧星辉路上有公交站点，距本项目场地出入口距离约为 395 m；场地南侧光华路上有公交站点，距场地出入口距离约为 480 m，均小于 500 m。因地制宜的开放式布局成为城市全新的时尚“会客厅”（图3）。

图 3 建筑布局设计分析

4 呼应气候的空间形体

设计将绿色理念与功能、文化需求有机结合。本项目形体设计以圆形为基，内庭为轴，斜柱为骨，简洁有序、统一高效，具有较强的标识性，实现和功能、空间的一体化，轻盈灵动，旋转而上，表现出建筑强大的活力与精神，并暗示出太平鸟建筑独特的身份特质。功能布局考虑企业使用需求并充分结合人体舒适度，主要功能区域空间开敞，采光舒适，辅助功能集约布置。空间设计以人为本，倡导绿色生态，并实现布局可变、高效使用。建筑内部空间简洁大方，采用大空间环形体系，主要空间采用大空间灵活隔断，满足办公、展示、会议交流等功能，交通空间同时满足交通和休闲交流功能。同时垂直空间通过旋转和平移形成的挑空中厅，实现空间的联动和互通（图4）。通过内外部空间营造的挑空廊道、入口大堂 1～4 层挑空建筑结构一体化设计、办公大空间、内外环廊联动、内庭立体绿化、外部自遮阳退台、地下拱形共享空间、下沉式广场、屋顶花园等，使空间开阔延展，室内外充分融合互动。竖向防火分区和空间、绿化景观结合，不仅体现空间的独特性和灵活性，同时提高室内空间采光与通风性能。

图 4 建筑空间设计分析

在设计中本项目虽然层高只有 4.3 m，但合理布局，结合 BIM 等辅助技术，采用办公空间无吊顶设计，管线穿梁，提高竖向空间利用率，通过土建装修一体化设计施工，实现空间高效经济、时尚绿色一体效果。同时建筑形体和功能需求充分融合，建筑简洁旋转的造型像鸟一样自由、乘风直上、翱翔天空。充分考虑竖向防火分区和立面相结合，保证立面的完整性。外立面 FIN、格栅和幕墙及开窗等一体化设计。屋顶、幕墙、光伏及绿化体系较好融合，形成绿色的第5 立面。内立面通过环廊等和景观庭院形成丰富绿色的空间造型。

5 可持续性的技术创新

5.1 自然采光

通过形体每层的平移、旋转和内庭院，帮助办公空间遮蔽和阻挡了夏季高角度直射的阳光，形成内部舒适的光环境；地下空间采用局部开敞及采光天窗的方式改善自然采光效果。同时通透的玻璃幕墙提供给办公空间内部人员广阔的外部视觉景观。采用漫反射表皮构件、天窗、下沉庭院来保证室内自然采光摄入量。

5.2 遮阳通风

采用 15° 自倾斜形体增强建筑自遮阳，通过可调节外遮阳、竖向外遮阳构件降低夏季空调冷负荷；结合内遮阳，创造更为舒适的可调节环境。借鉴传统地域建筑设计理念，中庭通风、采光、蓄水调节微气候，通过平面立体旋转，气流上升，配合中庭绿化增强建筑被动通风；建筑四周的平推窗配合大空间中庭的开窗，加强了过渡季节的自然通风效果。东西侧设下沉式广场，增加地下空间的自然通风。在满足功能使用的基础上，采取相应技术控制措施，改善空间的空气质量及热湿环境，实现了良好的自然通风和空气流动，并和空间融合而生，赋予建筑灵动的生（图5）。

图 4 建筑通风示意表达

6 技术协同

（1）结构协同。综合建筑外观、使用功能、结构跨度、自然条件等，选用适宜结构体系。地下钢混结构，地上钢结构体系，有效提升材料利用效率及可循环利用比例。结构是建筑空间、建筑艺术的一部分。

（2）材料协同。本项目的建筑材料选择充分考虑了建筑材料回收利用的可能性，结构形式为钢结构，建筑表皮采用了玻璃幕墙及金属遮阳构件，这些材料在建筑寿命期结束的拆除阶段，可以进行回收，实现材料的循环再利用。通过统计本项目建筑材料清单中可再循环材料用量和项目建筑材料总重量，计算出可再循环材料用量比例为 15.57%。

（3）BIM协同。项目设计、施工全过程使用 BIM 协同平台。在设计阶段，实现抽象二维图纸三维直观化，增强各团队之间沟通协作的效率，使得专业设计师和业主等非专业人员对项目需求是否得到满足的判断更为明确、高效，决策更为准确。通过直观可视化，对三维模型进行检查、测算与风险点评估，提高设计施工质量和效率，实现 BIM 设计施工一体化。

（4）设备协同。机电绿色设计技术要点包括雨水收集回用，空调冷凝水回收，空气源热泵热水机组，管线穿梁敷设。采用磁悬浮变频冷水机组，冷水机组的 COP 高于公共建筑节能标准中限值的 12% 以上。采暖热源采用工业废热产生的市政蒸汽，提高废热利用率。新风机组采用全热回收型新风机组，热回收效率不低于 60%，同时新风风机可根据 CO2浓度进行变频调节，提供新风。水泵及通风风机均设置智能变频装置，可根据实际运行状况进行最佳工况的调节。空调箱设置变频风机，过渡季节可实现全新风送风。项目采用了幕墙可开启扇，可由 BA 系统自动控制开启。过渡季节可根据室外天气条件，由 BA 系统关闭空调，开启幕墙可开启扇，充分利用自然通风达到舒适度需求，大幅缩短空调开启时长，有效降低建筑使用能耗。建筑与机电协同设计，并借助建筑信息化模型，实现设备管线空间的协同优化。

（5）景观协同。项目尽量采用本地植物、复层绿化。在建筑屋顶采用植被屋面的方式，形成屋顶休憩花园，有效地改善建筑内部环境。立体绿化既能切实增加绿化面积，又能改善建筑维护结构的保温隔热效果，达到节能的目的。在室外设置雨水收集池，减少地面雨水径流。屋面设置太阳能光伏板，通过太阳能光伏板与景观廊架结合，达到建筑景观一体化设计。

7 人本诗意的环境营造

项目本着“以人为本”的原则，从城市的大局着手，充分尊重基地的环境特征，把握建筑空间格局与城市空间格局的关系，使建筑与城市和谐共生。充分利用场地原有自然环境资源，保留场地内大型乔木。360 度全开放式办公、内外双景观、建筑内上下连贯的集中空间、建筑景观一体化，创造出一种类似“大家庭”的友善舒适的办公环境。项目用建筑设计语言演绎企业开放包容、创新活力的文化。内庭院作为建筑的“绿肺”，赋予了建筑灵动的生命感。为办公空间提供了景观的同时也为员工提供可一个短暂休息放松和为创造力充电的场所，并融合了极具中国古典建筑空间围合的特征，提出了对中国式隐园的视觉与空间变化的现代诠释，让你在观赏美景的同时，也能走进去体验，零距离接触自然。一个自然惬意的办公环境，也能让大家享受归家般的舒适（图 5）。

图 5 建筑绿色空间

8 结 语

本项目有别于普通的绿色建筑设计，作为企业研发办公建筑，以课题示范项目为载体，根据宁波地区的气候特征，应用了适应夏热冬冷地区的绿色设计模式，在环境布局、空间组织、建筑自遮阳、通风采光、立体绿化、海绵景观、可再生能源利用、BIM 等技术体系应用方面有明显的示范价值。同时也展现了一种人文印记与自然环境交织生长、代谢后形成的具有当代美学、经济学及社会学多重价值的城市地标。建筑旋转动感积极向上的形态营造出友好绿色生态办公环境，实现了面向未来持续发展并且可感知可享用的零距离绿色体验，对众多有待发掘的绿色公共建筑项目设计具有借鉴和示范作用。