院校綜合實驗樓綠色建筑設計措施

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1協同共享的規劃設計

三號樓項目位于大學城高密度的核心區，特殊的地理位置使得項目承載著聯系周邊北大、哈工大和信息圖書中心的樞紐責任。上位規劃和城市設計指引，要求項目在裙房和建筑塔樓尺度、首層架空連廊、地下空間、裙房等部分考慮與周邊鄰近項目連通。我們的設計進一步在不同高度、不同空間之間與周邊項目建立更密切的立體生態連通。大學城的核心區不僅僅是把各個學校大樓簡單地擺放在一起，而應提供一個跨學校與專業的更加便捷交流溝通的大平臺。設計中，我們安排了穿越連接各個功能活動目標的通道，有結合地形穿行中庭的坡道，也有通過廊橋連接不同標高的空中平臺。同時預留了對圖書館、北大、哈工大和南側山體的連廊接口，從而使不同高度的公共空間實現立體穿行。我們希望在未來，當師生們偶然穿行于建筑中，一個海報、報告或是謀面都將在這些創新型人才群落中碰撞出難以估量的可能性。

2生態系統的構建和修復

設計希望將人工環境與基地周邊的自然生態環境之間建立起更加和諧的共生關系。首先，從水系統設計入手，將建筑的給排水系統與周邊環境進行協調。核心區建筑密度較高，設計提出鄰近建筑共同建立統一的水處理和循環系統，并與大沙河、核心廣場濕地等結合在一起。各棟大樓屋頂設置雨水收集系統，首先蓄存在建筑塔樓高區的雨水蓄水池中，通過自然重力澆灌高區的立體綠化，多余的雨水與建筑下層平臺的雨水一起進入地下雨水蓄水池和臨近廣場的人工濕地。建筑內的衛生間污水也集中通過人工濕地處理達標后形成中水回用到各個樓層，成為滴灌、滲灌立體綠化的水源，同時用來沖洗衛生間潔具，實現雨水分級蓄存和中水循環利用。第二，建立立體的生態補償體系。設計通過屋頂綠化、垂直綠化、空中綠化平臺等措施，補償建筑基地和道路所占用的原有場地綠化面積，從而實現高層辦公建筑對生態環境的補償，并為高層中的空間提供親近自然的機會。建筑在塔樓頂層部分采用庭院式布局，結合逐層退臺式綠化花園，營造類似地面院落式的研究辦公環境，并為環境類研究項目提供室外實驗場所。塔樓部分結合“Z”字形平面布局，錯層設置懸挑的綠化露臺，均勻地為各層實驗教學空間提供開放的院落空間。這些院落空間在東、西區分層且錯層布置，結合深圳地區對跨層露臺的面積計算規則，使得這些露臺不占用項目的總建筑面積指標，形成室內、半室外、室外的三級過渡空間。

3充分利用自然通風采光的形態設計

建筑形態對建筑有效利用自然通風和采光起著關鍵的作用，根據深圳建科大樓的實踐經驗，在深圳地區采用適宜的形體布局可以大大節約建筑的空調和照明能耗，并改善室內的空間環境品質。建筑分為塔樓、裙房和地下三個部分，設計針對各部分特色，分別采取了不同的措施來組織自然通風和采光。塔樓部分是建筑的主體，項目實驗室和研究室為主要功能，分析出以兩個8m跨度為標準進深更適宜于實驗室空間需求。將建筑平面布局設計為“Z”字形布局，有利于項目所在地過渡季節主導東北風的均勻進入室內。同時“Z”字形的布局增加了建筑臨窗的面積，有效改善了自然光環境。在通風采光較弱的區域布置核心筒和交通配套設施。裙房部分面積較大，進深也較大，且東西北三面都臨近高層建筑，致使邊界采光條件不利，設計采用在中部設置采光通風中庭為低區建筑提供良好的天光和適宜的進深布置。裙房部分的首層充分利用地形高差，形成錯層的布局，將內部高差處理成中庭臺階庭院和報告廳，結合周邊架空連廊和生態樓梯，將類似冷巷的、有遮蔽的低溫空氣通過中庭部分引入建筑，形成良好的內部空氣流通。地下室部分因為場地局限幾乎全部在裙房下面，設計利用首層空間設計下沉式地下庭院，將地面光線通過采光頂、導光管等引入地下空間，用綠色植物和自然采光通風，改善位于地下室的工作、實驗環境。

4可持續發展變化的功能布局

現代大學實驗建筑需要應對快速變化的各種新需求，建筑內部功能分為相對固定的特定實驗室和通用可變實驗室兩大類。針對一部分有特定空間及環境需求的實驗室，設計將其安排在地下室、首層、裙房及塔樓的不同部分。對通用型實驗室，我們也充分考慮可預期的各種實驗室變化帶來的設計需求。地下室除了用于停車及設備用房以外，還考慮設置一些精密實驗室，以隔絕外界不利環境對實驗設備及實驗過程的影響。裙房底層布置先進制造學科的整車實驗示范平臺和材料學科的重型實驗室，在底層另一側設置公共報告廳及各個學科的公共實驗室，方便使用。在五層結合裙房的屋頂花園設置公共會議等功能，營造良好的交流空間。塔樓頂部布置有大量通風柜需求的實驗室，滿足環境學部及材料學科的需求。頂層有光電示范基地，將建筑本體作為可再生能源的實驗展示平臺。清潔能源采用單晶硅太陽能光伏遮陽棚和垂直軸微風發電機，為大樓提供清潔能源補充，也成為大學城邁向綠色生態的標志性新形象。建筑在荷載、用電負荷、空間高度、通風設備、外圍護構造等方面都充分考慮功能變化發展的需求。總之，延續建筑適應未來發展的需要，是綠色建筑可持續發展的重要方面。

5綜合綠色建筑外圍護設計

綠色建筑的外表皮設計不僅僅是傳統圍護和造型的問題，還需要綜合解決遮陽、通風、采光、降噪、降溫等需要，本項目的外立面設計希望體現綠色生態立體綠化和單元式可靈活變化的遮陽構造。理工科的實驗室使用中需要靈活配置通風柜和外掛排氣管，往往都被迫在平整的外墻上伸出長長短短的管子。針對這一需求，建筑采用外掛混凝土預制遮陽格柵，與建筑主體之間形成通風管線夾層，方便進行管線的安裝和維護。同時每個方格都預備可以靈活安裝的半透明遮陽模塊，可以根據室內實際的布置需要，遮擋或打開相應的方格單元，以改變室內的光照環境。建筑通過遍布建筑四周的多種立體綠化形式，希望構建網絡化的大樓生態系統，為師生們提供健康、舒適的工作和學習環境，同時為植物和小動物提供繼續在這顆“大樹”上生存下去的機會。設計采用水平花池遮陽系統和模塊式立體綠化，用充滿生命力的植物作為建筑重要立面的組成肌理之一，讓自然的變換形成建筑最具特色的標志。

6基于BIM的三維精細化設計

BIM為項目提供了更加直觀和精細化的設計平臺，使得項目較為復雜的功能布局，可以更加直觀地在設計者和非專業的使用方之間進行展示、溝通。性能化的自然采光和通風設計，也可以基于三維信息模型進行更加準確的模擬和設計。綠色建筑需要更加精細化的三維工作平臺來支持，跨專業的協同也可以在三維環境下更加順暢和準確地進行。

7結語

清華大學深圳研究生院創新基地三號樓項目是繼深圳建科大樓之后，采用被動技術優先的實踐案例之一，項目目前在進行施工圖設計和前期基礎施工工作。通過項目的設計和實踐，以共享設計為指導進行的綠色建筑項目也會有更進一步的發展和檢驗。

作者：張煒周筱然彭佳冰洪祥楷單位：深圳市建筑科學研究院有限公司