亞洲金融大廈暨亞洲基礎設施投資銀行總部永久辦公場所,北京,中國
Asia Financial Centre and AIIB Headquarters, Beijing, China, 2019
視頻來源:清華大學建築設計研究院有限公司
外景
總平面
亞洲金融大廈暨亞洲基礎設施投資銀行總部永久辦公場所是一個高標準的國際金融機構總部辦公場所,莊重、簡約、綠色、包容,是實現了國際一流生態、節能技術水準的綠色建築。建築整體格局嚴整有序、方正內斂,內部空間穿插交融、開放共享。建築以營造高品質辦公場所和室內外交流空間為目標,通過在室內空間引入系列化開放的共享交流空間,賦予建築全新的公共交流體驗,營造融合綠色、交往、共享的內外空間環境。建築在室內環境、空氣品質、生態智能及綠色節能等方面創新集成運用先進的設計、建造、運維技術,在高品質建築、先進建造、智能運維等多層面進行了創新探索性實踐。
內景
外景(左)牆身大樣(右)
項目位於北京市朝陽區奧林匹克公園區B27-2地塊。項目主體功能為金融辦公,配以會議、交流、圖書、健身、餐飲、服務等功能。建築設計全程採用建築信息模型BIM技術,從設計到施工,同步對接後期運維管理,建構建築全壽命周期的完整數位化三維信息系統,結合數字網絡平臺,嚴苛有序的技術標準保障本項目高效率、高集成、高速度地精細化建造,實現了數位化、裝配化建設全過程的高效管控。
遠景
內景
設計融合了前瞻性的生態建築理念。在人與環境和諧共生的可持續發展理念下,對於建築設計方法和技術工藝應用進行思考和提升,大量先進環境技術的運用對於建築降低建築能源消耗、提升環境品質等方面起到了積極的作用。該項目是第一座獲得中國綠建三星、美國LEED鉑金和德國DGNB鉑金(認證中)3項認證的大型公共建築項目,開創了我國綠色建築的新標杆。
內景
入口外景
項目功能複雜、體量巨大,融合了複雜的技術集成和先進的技術。建築採用全鋼結構體系,應用了基於數位化設計的鋼結構設計-加工一體化技術,個,高裝配化設計建造,對於目前解決建築行業高能耗、高汙染等環境問題,起到了引領性作用。建築集合了諸如鋼結構數位化加工技術、生態綠色節能技術、BIM設計及平臺技術、高品質室內環境控制技術等一系列先進設計、工程技術,將BIM技術作為建築設計、施工、運維的基礎性工具,實現了數位化手段對設計、建造全過程的高效管控。通過對BIM技術的創新應用,打通了數位化設計、數字建造和智能運維等環節,形成基於BIM的智慧建築系統化建造體系,實現現場智能建造與後期智能運維形成聯動的體系化建造系統。本項目在創新技術應用、創新設計機制等方面起到了積極的行業引領作用,具有前瞻性示範意義。
內景
內景
設計融合了中國的文化內涵和審美價值,表達中正謙和、內斂慧中的文化氣質。內外空間層次遞進,營造豐富的共享空間和細膩的空間細節,體現了文化內涵與當代技術高度融合的魅力。□
門廳外立面
門廳內部軸測
剖面
整體分解軸測
項目信息
項目業主:北京城市副中心投資建設集團有限公司
項目地點:北京市朝陽區奧林匹克公園
方案階段設計團隊:
設計方:gmp·馮·格康,瑪格及合伙人建築師事務所
諮詢顧問方:清華大學建築設計研究院有限公司
工程設計階段設計團隊:
設計方:清華大學建築設計研究院有限公司
諮詢顧問方:gmp·馮·格康,瑪格及合伙人建築師事務所
合作設計、諮詢顧問機構:
室內精裝設計:北京市建築裝飾設計院有限公司
景觀深化設計:北京北林地景園林規劃設計院有限責任公司
燈光顧問:Conceptlicht
結構顧問:schiaich bergermann partner
景觀顧問:WES GmbH Landschafts Architektur
幕牆顧問:同創金泰建築技術(北京)有限公司,迪索工程諮詢(上海)有限公司
安防顧問:公安部第一研究所
弱電顧問:柏城工程技術(北京)有限公司
交通及電梯顧問:奧雅納工程諮詢(上海)有限公司
消防顧問:中國建築科學研究院建築防火研究所,北京火證消防安全技術研究有限公司
聲學顧問:北京市勞保所科技發展有限公司
餐飲顧問:康帕斯(中國)企業管理服務有限公司
結構形式:鋼結構
總用地面積:6.12hm
總建築面積 :389,972m (地上256,872m ,地下133,100m )
建築層數:地上16層、12層,地下3層
建築高度:82.98m
設計-施工時間:2016-2019
攝影:張廣源,夏至,戰長恆
圖片來源:清華大學建築設計研究院有限公司
東立面(左)南立面(右)
外景
訪談:亞洲金融大廈暨亞洲基礎設施投資銀行總部永久辦公場所設計歷程
Interviews: Designing the Asia Financial Centre and AIIB Headquarters
亞洲金融大廈暨亞洲基礎設施投資銀行總部永久辦公場所於2019年10月24日竣工,並已投入使用。為了深入了解項目從設計、施工到後期運維等方方面面的情況,《世界建築》特別對項目設計團隊的多位建築師進行了訪談。
施特凡·瑞沃勒/Stephan Rewolle
gmp·馮·格康,瑪格及合伙人建築師事務所項目合伙人、北京分公司負責人
WA:請闡述下該項目的方案設計理念?有何特殊的寓意?
施特凡·瑞沃勒:本項目的一個重要功能是為亞洲基礎設施投資銀行(AIIB)打造一個全新的總部——這是一家擁有100多個成員國的國際組織。作為奧運園區的一部分,亞投行總部北面奧林匹克公園,地處北京城市中軸線北端的顯要位置。作為建築師,我們認為亞投行項目不僅僅是國際化的,同時也應是植根於場所及中國文化的。在設計過程中我們做了大量研究,從建築設計的各個層面——包括建築結構、平面布局、外幕牆遮陽乃至鋪地圖案的微小細節,努力打造一棟有著傳統中國文化魅力的現代化辦公樓。
由於亞投行是政府間的多邊發展機構,其總部所在的亞洲金融大廈傳達了團結、相互聯繫、交流和多樣統一性平衡的精神。建築設計遵循的原則是塑造一個謙遜、充滿敬意而莊嚴的地標,同時簡單、優雅且永恆。建成後的辦公區域建築體量蜿蜒曲折並相互交錯,形成了別具一格的複雜開放式室內景觀,將自然光引入到樓層平面深處,並令人驚訝地在龐大的建築體積內實現了親密的功能及視覺關係。這些設計策略旨在構建一座現代化、創新的綠色辦公大樓,從而表達亞投行的使命——「開放性與透明性」。
1 遠景
WA:項目對於建築空間、體量、內外部空間尺度有哪些設計策略?
瑞沃勒:這座建築的設計理念完全是從內而外發展而來,目的是儘可能實現日照採光和景觀視野的平均分配及優化。我們將辦公室布置在9個採光庭院周圍的連續U形樓板上,以實現所有工作區的最均勻照明條件。為了進一步提升內部工作空間的開放性和透明度,辦公體量每隔4層移動一次,以類似於中國傳統木結構 「疊梁」 的構造方式進行疊加,在9個庭院之間營造了一種引人入勝的連續空間,提供了更多的自然採光,並構成了不同的建築部分之間朝向室外的多重景框。通過這種方式,在公共區域和空中花園中的活動極大地刺激和豐富了內部工作環境。獨有的空中花園為員工提供了放鬆、聊天、閒逛和欣賞奧林匹克公園壯麗景色的絕好機會。
9個庭院概念的靈感來自古代中國科學技術著作《周禮·考工記》中提到的經典布局,其對稱性和中心布局是功能靈活性及平等性的體現,同時也表達了作為一個涉及更廣泛的全球背景的國家項目的信心。辦公區的橋梁式建築體量的組合傳達了連結、基礎設施和社區的願景——個體元素聚集在一起終將形成一個更大的實體。
2 內景
(1.2攝影:CreatAR Images)
WA:對於功能和使用設計的考慮有哪些?在未來的使用中有何意義?
瑞沃勒:總平面布局方面,這座建築幾乎被綠化包圍,沒有所謂的背面,我們因此採用了多出入口策略來應對建築多功能組團、多使用者的需求。
亞洲金融大廈通過每層都可享有的多功能平臺(包括開放式工作平臺、自發性交流或非正式講座的空間,以及茶室、健身房、圖書館、咖啡廳等休閒設施)建立了一種工作社區的理念。大跨度結構為自由的平面布局提供了可能性。空間的高度靈活性催生了多樣化的工作模式,在開放辦公、共享辦公及封閉辦公等不同形態中取得平衡。
考慮到北京的氣候條件, 7個庭院是室內空間,可讓所有公共區域和內部區域獨立運行。一些地下層的功能設施如食堂、咖啡廳和多功能廳也由於綠化光庭的引入而得到了升級優化。
3 總平面
整個項目開發建設的目標是實現可持續的建築設計,能夠體現環境、建築及其建築設備之間的相互作用。
辦公體塊的外幕牆設計為主動氣候雙層幕牆系統,帶有內置遮陽構件和用於自然通風的隱藏式開啟扇。外幕牆空腔中的可移動遮陽構件是帶有精美中國古典圖案的垂直百葉窗。雙層幕牆系統中大面積的玻璃帶來了充足的日光,以確保健康的工作環境,減少了人工照明的使用。此外,雙層幕牆有著較高的隔熱係數,有助於減少項目的整體能源需求。
本項目中使用的另一種降低能耗的方法是將自然採光最大化。同時,高效照明的理念,例如日光傳感器和自動光線調節使每個辦公室都能享受舒適的室內工作氛圍。在大尺度開放空間,空調設備只設置在有人活動的區域。雨水從屋頂收集並用於現場灌溉。綠色的屋頂花園和空中花園改善了室內的微氣候,並成為了空間中的亮點,來自不同國家和不同文化背景的人們可以相互見面,隨意交談並分享新的想法。□
4 縱剖面
(3.4圖片來源:gmp)
祁斌
清華大學建築設計研究院副總建築師
WA:項目的特點難點是什麼?在設計流程、設計方法以及體系上運用到了哪些創新的方式?
祁斌:這個項目的設計目標是將共享交流空間立體融合進辦公空間之中,改善辦公空間之間的割裂感,通過植入具有垂直、水平連續性的內部開放共享交流空間,賦予建築全新的公共界面體系,營造融合綠色、交往、共享的內外空間環境,提升辦公空間的環境品質和體驗感受,在空間、品質、建造、運維等多層面尋求創新突破,使這個建築成為這種類型辦公建築的高品質新典範。
建築內部空間構成複雜。整個建築以16個核心筒作為豎向支點,通過巨構方式將辦公空間每3層為一組形成線性的連續空間,在核心筒之間連通轉折,通過不同朝向的圍合,形成7個不同開口的中庭。包括正中16層與四角各一個12層中庭,中央南北方向圍合出兩個面向外部城市空間的中庭,還有一系列架空的空中花園分布在中庭之間連通的開口處。這些互相穿插的中庭空間和立體複合的空中共享空間成為本項目的特點,也是難點。
首先帶來對結構技術的挑戰。不同於常規寫字樓經濟化的開間、柱網尺寸和空間格局,為形成中庭空間之間巨大的連通空中共享空間,本項目整體採用了「巨構」的空間構成方式。全樓的豎向支撐核心為16個核心筒,每兩個核心筒之間僅設有4個柱子,最大柱跨達到27m×12m。每3層辦公空間作為一個立體單元,在核心筒之間穿插圍合。為此,整體結構採取了全鋼結構的體系,核心筒採用創新的鋼板剪力牆體系,結構剪力牆的厚度僅有3cm,大大提高了豎向空間的使用效率。這樣的結構體系保證了這個建築在空間的穿插變向和空間組合上最大的結構彈性。在頂層單元部分,為實現巨大的空中懸挑聯繫,結構採用了橋梁式上掛懸吊體系,利用最頂層的設備空間,設置巨大的鋼絎架,下面兩層的支撐結構採用懸吊方式,保證了下層空間的使用效率和視覺通透性。
辦公樓層層高4.5m,要實現辦公空間全體淨高3.0m的控制目標,也是巨大的挑戰。在大跨度空間的巨大鋼結構之間,需要進行高密度、高精度的設備系統的空間整合,加上核心筒面向各段落不同方向複雜的連接關係,使得整個設計需要協調的問題點被幾何次方放大,要求設計在結構、設備體系方面進行高度系統化的整合。
5 外景 (攝影:夏至)
正因如此,在設計過程中我們深刻地感受到,僅僅靠傳統的以專業對圖、節點協調方式控制項目專業協同配合的工作方式,無法實現對如此複雜系統的有效控制,需要藉助電腦、藉助BIM、藉助設計數字模型的信息梳理,通過信息化的方式對設計問題進行系統化的協調解決。因此,在設計方法上運用了以BIM為基礎的設計方式,採取了一系列將各專業問題集成化的方法,通過BIM平臺對設計問題進行系統化梳理,對所有設計界面進行系統化整合、集成化處理。例如,將空間建構的諸多問題集成到結構BIM包體系上,包含了建築、結構、空間物理協調等內容;將建築外立圍護體系整合到幕牆BIM體系中,通過8個不同系統的幕牆體系,將外表皮涉及的建築、結構、通風、遮陽、自控、照明等內容集成在幕牆系統中;將涉及機電、設備、樓控、智能化等問題集合到機電設備BIM系統中,包含了空調、機電、弱電、給排水等內容。除此之外,建造體系的很多專題分項,如綠建標準、消防要求、安防要求、室內環境品質要求、運維要求等都作為控制要求延伸到每個設計控制節點上。
因此,整個設計體系圍繞著三維建築模型展開,在BIM體系基礎上建構了一個各專業之間相互協調,相互支持,高密度、高效率、高協調性的設計體系。同時,設計的數位化體系對應了工廠化加工、裝配式施工、智能化運維等後續產業化、集成化的實施手段,為項目高效率實施、高品質完成打下了基礎。
6 天窗 (攝影:張廣源)
WA:項目涉及到了哪些重要的專項技術?
祁斌:首先在技術標準方面,我們進行了一些突破性的嘗試。這個項目的主體使用方是亞投行,是專注國家基礎設施領域的投資銀行。隨著中國對海外的基礎設施投資業務拓展,迫切地需要一個可以在世界上代表中國建設水準的標準體系。在亞投行設計初期,我們和業主、使用方進行了相當長關於任務書、標準體系的討論,希望通過這個項目,在亞投行基礎設施的建設水準、標準方面,樹立一個標杆。同時,我國正面臨建築行業高質量發展的課題,也在倡導一些新技術、新方法、新體系。我們希望通過這樣一個重大項目,在高品質設計、系統化建造、高品質完成、高效率運維使用等方面,嘗試一些突破性的方法,在建築高質發展方面進行一些技術和方法的探索。
消防設計是這個項目的難點。7個體量巨大的中庭之間相互串通,內部空間連通,空間互相開放,這和消防常規要求的分區、分隔,阻止火勢蔓延的邏輯是相悖的。我們協同相關的專業團隊進行了消防體系的深度研究,針對項目的空間特徵從基本消防策略開始進行研究,發現了一些突破性的要點,提出了對症的解決方案。比如,巨大空間的消防概念以火災情況下整個空間的實際狀態為依據,依據模型模擬、數學模型計算、實驗驗證等方法,通過科學分析研究,找到滿足現行消防要求的技術支撐,依據這個分析研究針對性地進行空間消防設計及消防設施的對症應用。
共享空間的消防做法,要實現近似於室外自然環境的貼近感,採取了一些適應性的策略。支撐這些策略的是一些新的技術研究分析方法。比如用三維建模分析的方法模擬所有空間裡各種情況下的火災場景,模擬計算各個空間人員安全、場地安全,分析溫度、危害氣體等空間分布數據和對整個人員疏散安全的影響,以及其他消防涉及的因素。在分析研究的基礎上,應對薄弱點,採取針對性的措施,滿足規範要求,而不是簡單地套用規範。應該說,從消防邏輯、消防策略,到消防做法,都不太能夠在現有的規範裡找到一個簡單適用的邏輯,針對這個場所的特定的消防分析後,應對不同點、不同位置、不同消防需求,針對性的研究和設計工作是解決問題的關鍵。因此,這個項目應用的消防體系及消防做法可以說是獨一無二的。
7 巨構形體空間關係
在建築室內物理環境營造方面,針對近年特別引起關注的密集辦公場所的環境品質、空氣品質等問題,設計初期,我們就梳理了高品質室內環境涉及的各種要素,在與業主充分交流的基礎上制定了一個高起點又具有整體協調性的標準體系。同時,也針對本項目的一些環境品質控制難點,如高中庭空間溫度均勻性、體驗舒適性等問題提出針對性的設計應對措施。在這個過程當中,我們參照了國內國際的一系列的綠色建築標準、健康標準,制定了有前瞻性並有多層面協調合理性的技術標準,包括室內空氣環境品質涉及的溫度、溼度、照度、汙染物,以及光、熱、風、聲等物理特性等。這些技術標準整合在整個設計的技術控制矩陣體系裡面,每個具體的工作配合點都有來自不同層面的技術標準控制要求,每個專業和每個設計細節都在一系列技術標準的控制下進行。該項目在綠色建築標準方面,同時對標綠建三星、LEED鉑金及DGNB鉑金級標準,並已取得前兩項的設計認證,下一階段還將繼續進行運維階段標識認證,這些認證是項目綠色建築策略和標準的一種外在體現。
8 F12層局部軸測
WA:在項目的建造中,裝配化的運用程度有多高?在國際上處於什麼水平?
祁斌: 這個項目設計之初,業主提出了非常苛刻的工期要求,近39萬m 的建築,建設周期從設計開始到投入使用只有3年時間。為此,我們從設計角度出發研究高效率項目實施的方法,產業化加工、裝配化施工就成為自然而然的選項。這也成為這個項目之初確定的4個基本項目實施策略——數位化設計、工廠化加工、裝配化施工、智能化運維之一。
建築主體結構採用全鋼結構體系,全裝配式的鋼結構帶來了加工建造效率的極大提升。我們設計團隊的結構BIM體系整合對接了建築空間建構層面的所有需求,設計BIM直接對應鋼結構加工廠家的BIM體系,兩邊的模型、軟體互通,設計圖紙直接傳遞到了加工廠家。加工過程全數位化控制,到現場後直接進行幹作業裝配式安裝。在設計過程中做足了協調和配合工作,到了加工、現場施工環節,全都是電腦對電腦、數據對數據這樣直接的信息傳達,所以實施過程幾乎是零誤差的,大大提高了建造效率,也保證了建築品質。
整個建築表皮系統從外立面到內層中庭立面到屋頂,由8個不同的幕牆系統建構而成,幕牆系統均為全裝配式做法。辦公部分的外立面幕牆是一個集成化的雙層呼吸式智能遮陽幕牆系統,集成了圍護安全、保溫隔熱、呼吸換氣、遮陽隱私等綜合功能,雙層幕牆中間設置的電動遮陽系統可以應對室外光熱環境的變化而自動回應,通過開啟、閉合起到遮陽效果。雙層呼吸式幕牆的內循環系統還要和建築內空氣循環及排風系統協調運作,所以整個的幕牆體系既是圍護結構,又是建築的呼吸表皮。這個系統集合了很多專業的要求,它的設計過程中用BIM體系將其相關的系統都整合到裝配式幕牆系統當中,廠家用成品化製造方式,在幕牆單元模塊裡集成了跟幕牆相關的功能組件,到現場將集成單元進行裝配,施工速度快,品質有保障。
9.10 幕牆單元窗扇軸測(開關示意圖)
我們對這個項目裝配化的應用其實是從項目功能需求、品質需求、速度需求而產生的,與國家正在推行的裝配式產業策略不謀而合。這個項目的裝配率按照住建部和北京市的不同計算方法,整體裝配率分別達到了91%和86%,這是一個非常高的標準,2019年成為住建部全國裝配式示範AAA級項目,2020年又成為北京市裝配式建築唯一的公共建築示範和推廣項目。
我們現在運用的這種體系和日本的鋼結構、產業化、工業化建造體系有很多相近之處,這種工業化、產品化的建造體系,跟發達國家的工業化體系是近似的,但是系統化程度、工業化精度、裝配化的配套體系還是有差距的。
WA:在項目中「建築師負責制」是如何體現的呢?在設計配合上、施工層面上是否有一些具體的工作內容得到了實施?
祁斌:我們開始介入這個項目的方式並不是基於建築師負責制,在實施過程中,由於項目的合作方頭緒很多,有外方gmp事務所還有國內一系列的設計合作方、諮詢顧問方,如機電深化、內裝深化、景觀深化、幕牆深化等等,涉及很多的設計接口。尤其在快速推進的工程實施中,需要對整個項目起到整體技術負責、協調的技術總負責、總協調人,對項目的協調性、有效性、相互之間的技術接口做一個統盤的協調和把控。在項目實施過程中業主發現需要這樣的技術負責環節,希望由我們承擔項目的整體協調和控制職責。
清華大學建築設計研究院承擔了本項目總體設計和協作總控制,組成了以院長、總建築師、各專業總工為技術負責人的強大設計團隊,從設計開始對各專業問題進行了系統化的梳理,形成整體設計框架和技術路線,在完成主體設計的基礎上對各合作團隊進行了全程設計協調和品質控制。建築師負責制的「建築師」,應該是整個主體設計團隊的共同工作。嚴格意義上講本項目的工作模式可以叫做「建築師技術負責制」,對造價、合同等方面的管控並不在本項目建築師的責任範圍。
11 技術專項圖解
WA:我們知道亞投行總部大樓已經投入運行一段時間了,是否得到了一些來自業主和使用者的反饋?
祁斌:項目投入使用以後,從使用方那裡得到了一些非常積極的反饋,使用者的主觀感受評價良好。但我們還是希望從專業的角度,得到一套更加客觀的、全面的、體系性的評估報告。所以準備為這個項目展開一個全面的 「使用後評估」。用專業的方法,從多層面、多角度來評估項目投入使用的情況。對於建築在使用狀態中的物理環境、溫度、溼度這些客觀指標環節,還有行為舒適度、行為便利度、心理感受等主觀環節進行全面評估。從硬性參數指標到軟性的評價,要對前期設定的所有的設計目標進行全面的後評估。此外,我們的綠建團隊也在持續關注本項目,還準備展開綠色建築的專項使用報告,包含之前設定的環境物理品質標準,還有節能、節水、節電等各個方面的綠色建築目標。
清華設計院參與到這個項目當中,一直是沿著研究性設計的思路全程介入。完成一個設計、建成一個大樓、讓業主入駐,我們覺得這還遠遠不夠。從設計目標和方法角度,無論是從前期的目標設定,到實施過程的應用,還是建成後的使用情況反饋,需要跟蹤,去了解和研究設計的目標落實情況,目標合理性,使用者感受等等。這些是設計完成之外,還要繼續延伸的設計工作,是我們整體的設計形成一個完整閉環的體系要求。
12 夜景 (攝影:戰長恆)
WA:請您介紹一下建築後期使用狀況和發展展望。
祁斌:目前,整個項目已經投入使用,進入到建築全壽命周期的第三個階段——運維階段,我們也在跟蹤項目運維情況。設計、加工、施工過程以BIM為技術龍頭,建構了一套建築數字信息系統。設計的過程中我們就關注到了「數字孿生」的概念,設計階段運用BIM技術建構了設計體系,在實施建造階段,工廠的加工深化、產品信息,以及施工過程的建造信息,都不斷豐富完善著這個系統,逐步建構了一套建築實際存在之外的一個基於BIM體系的數位化建築信息系統,是這個建築寶貴的「數字孿生」。在現在投入使用運維的時候,面對著個複雜建築的管理,這個數字孿生就顯得尤為重要。運維團隊也在用基於BIM信息的管理運維系統,在設備調控、空間界面管控、運行體系協調等方面,基於這個數位化的平臺同步推演,與大樓運營形成對接、映射關係,對於實現整個建築高效率管理運轉起到了至關重要的作用。
從未來講,回到我們最初的目標上,我們認為亞投行項目的意義不僅在於項目落成本身,它是亞投行投資基礎設施領域樹立的自我標杆,代表了亞投行對於基礎設施的態度和標準。我們也希望藉由這個項目為這樣大型複雜項目的設計、建造、運維樹立全新的標準。這個標準體系集合了從空間建構、室內環境品質、圍護體系品質、綠色節能、設計交付及施工、運維對接等標準。之後結合使用後評估還會形成一系列報告,回望探診整個項目,對前期提出的目標、標準以及實施效果進行客觀評價。希望本項目能成為這些技術集成高效應用的範例,也希望它成為引領高品質設計、建造、運維高效一體化的一個範例。□
13 外景(攝影:戰長恆)
林波榮
清華大學建築學院教授、副院長
清華大學生態規劃與綠色建築教育部重點實驗室主任
WA:請問項目在物理環境控制方面有哪些創新特色?
林波榮:亞投行總部是一個為達到高度智能化、生態化以及超常規要求的空氣品質標準,而採用新理念、新材料、新工藝設計建造完成的特殊建築,也是一個安防級別很高、有特殊功能要求的國際組織辦公樓。整個建築設計通過將空間節能優先理念和高效空調系統的創新結合(圖14),實現了健康舒適的室內物理環境與高效節能環保目標。
14 綠色生態圖解
首先,整個建築空間造型設計強調空間節能優先的設計理念:
(1)建築體量沿南北、東西走向展開,更好地引入新鮮空氣改善建築室內空氣品質;將辦公空間設置在9個採光庭院周邊蜿蜒而連續的 U 形樓板上,旨在營造一個造型豐富、能有效隔絕外部汙染、強化辦公空間高效互動的大型中庭空間,同時漂浮的條狀辦公體量之間的間隙樓層成為了多功能的平臺,營造了包括開放式工作平臺和會議室、健身、休閒、圖書館、空中花園等豐富多彩的公共空間,並且可以通過每個樓層的內部樓梯快捷抵達;
(2)為提升室內工作空間的開放性和透明度,條狀辦公空間每隔4層就錯開一次,層疊形成類似中國傳統木構造的效果。這一設計手法在7個採光庭院之間形成了效果極佳的連續空間,提供了更多的天然採光。絕大部分辦公空間的進深不大,使得所有工作區能享受最為充分均衡的天然採光(圖15-18),以及近乎穿堂風的自然通風效果(圖19),在拉近了使用者與自然的距離的同時顯著降低照明空調能耗;
15 F6 層 9:00 時採光分布狀態圖
16 F10層 9:00 時採光分布狀態圖
17 F6 層 12:00 時採光分布狀態圖
18 F10 層 12:00 時採光分布狀態圖
(3)考慮到北京的氣候條件,整合太陽能板的採光天窗覆蓋了其中7個庭院成為室內空間,使所有室內公共空間可獨立運營;而封閉中庭頂部設置了可開啟的外窗,結合共享空間、報告廳、多功能廳,大會議室等大空間設置的CO2濃度探測器,實現了不同活動場景下自然通風的有效組合(模擬結果如圖19所示)。整個建築可實現2次以上的自然通風氣,大大降低了建築空調能耗。
19 典型樓層自然通風模擬結果
其次,辦公空間面向室外立面的幕牆採用了豎明橫隱單元式幕牆系統;玻璃面板通過結構膠固定在鋁合金框架上;單元面板採用中空夾膠 Low-E 玻璃;層間非採光區域玻璃面板後設置鋁合金背襯板形成陰影盒,鋁合金背襯板後設置保溫巖棉;視窗區域內層設有可開啟單片鋼化玻璃門,兩層玻璃面板間設有豎向電動可轉動帶鏤空圖案的鋁單板+手動遮陽捲簾,從而形成內循環雙層內呼吸式玻璃幕牆。
第三,項目通過設計三級空調過濾通風等措施,實現了高效的防霧霾目標,辦公區域的 PM2.5 控制在 35mg/m ,共享空間、餐廳、多功能廳、報告廳、配套服務用房等功能空間的 PM2.5 控制在 70mg/m 。在天然採光和人工照明相控制方面,個人辦公室,如行長辦公室、副行長辦公室等採用人體感應或動靜感應等方式自動開關燈;大辦公區的外區,採用自動日光補償控制,設置照度傳感器,其工作照明預留獨立控制。大廈的門廳、電梯大堂和走廊等場所,採用夜間定時降低照度的自動調光裝置;會議室採用場景控制系統,設置展示、視頻會議和其他會議等場景控制模式。
第四,在創新空調系統應用方面,項目採用了大溫差低溫送風變風量空調系統+冰蓄冷系統。外區窗際區域設置四管制地板對流器,承擔外區圍護結構負荷;地板對流器敷設於板墊層(地槽、懸吊溝)內,按窗際負荷情況,全年自主供冷或供熱。釆用單風道節流型末端裝置,每一個辦公單元設置一套處理機組,每臺變風量末端設有溫控面板,可以獨立控制其所服務區域的室溫。大堂採用了大堂輻射供暖供冷系統,夏季由高溫冷水機組換熱為 18℃/23℃高溫冷水供輻射供冷使用。在屋頂設置全玻璃真空管太陽能集熱器約 198 組,單組集熱面積 5.4m ,共計1069.2m 約35%的生活熱水由太陽能光熱系統提供。項目在屋頂設置 300kW光伏,年發電量比例不低於1%。屋頂太陽能分布圖如圖20所示。
20 屋頂太陽能系統分布圖 (7-11,14-20圖片來源:清華大學建築設計研究院有限公司)
WA:項目獲得了哪些國內和國際的綠色建築/健康標準認證標識?意味著什麼?
林波榮:項目獲得了國內三星級(最高等級)綠色建築認證,以及美國LEED鉑金級認證。事實上,該項目本身也是按照德國DGNB、英國BREEAM和WELL健康建築高星級標準來設計建造的。我個人認為,該項目在具體的性能指標方面,特別是建築物理環境的健康舒適、節能、水環境、建材等方面的性能均可達到上述國際標準的高級別要求。
WA:項目是如何平衡節能設計和舒適度體驗的?
林波榮:由於該項目是一個服務於國際人士為主的高端寫字樓,並且安防級別很高,對室內空氣品質的要求也很高。因此設計中一方面採用國際高端寫字樓和銀行業較為普遍的大溫差低溫送風變風量空調系統+外區窗際區域設置四管制地板對流器,迎合業主的要求、實現關鍵區域溫溼度環境的獨立可控可調,同時也通過強化建築空間平面造型設計、營造相對較小進深的辦公空間,獲得充足的天然採光和自然通風效果,引導使用者儘可能少用空調和人工照明。
此外,整個建築室內豐富多彩的中庭空間(圖21、22),即那些漂浮的條狀辦公體量之間的間隙樓層所構成的多功能平臺,營造了包括開放式工作平臺和健身、休閒、圖書館、空中花園等豐富多彩的公共空間,可以通過每個樓層的內部樓梯引導使用者從相對封閉的辦公空間走出來進行交流,這都是有利於節省空調能耗、照明能耗和電梯能耗的有力措施。
21.22 中庭實景 (攝影:張廣源)
這裡面物理環境營造的關鍵是體現室內環境控制系統的靈活可變,可以在被動式和主動式之間靈活切換,包括天然採光和人工照明的聯動控制(可節約30%以上的照明能耗),包括自然通風和空調供暖系統的智能運維,以及對室內關鍵環境參數的監測監控,以實現在改善室內環境健康舒適度的同時,儘可能節能。
WA:請介紹下項目在後期運維方面的情況。
林波榮:整個項目於2019年10月24日竣工,迄今正好一年。由於受新冠肺炎疫情等影響,很多區域的環境調試和空調供暖照明系統還在不斷調試完善過程中,事實上還處於調試運行優化階段。可能還需要一個完整冬夏季節的運維調適優化,才能獲得比較完整的室內環境、運行能耗和用戶滿意度等數據。□
全文刊載於《世界建築》202012期。轉載請註明出處。