打开封闭的盒子-未来写字楼的绿色概念

(发表在《新地产》第38期文章)绿色建筑博客.C+uBgO)m w
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当人们从最初入主大开间的激动中醒来，以人均一个小隔断的方式来挽救在大空间中迷失的茫然，突然发现其实以前的办公模式很好，面对面的交流，不仅亲切而且方便。现代的技术文明也遭遇了全球温度升高的挑战，建立绿色文明、节约能源成为社会主导。写字楼节不节能、舒不舒服不仅关系国家大计，也涉及到人们的快乐健康。以下结合国际的一些实际案例来探讨写字楼设计中的一些新概念。绿色建筑博客T&l-k!p/y(Jf

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（一）重视写字周边环境，从与环境的对话中寻找灵感绿色建筑博客/I$u+z3s_f g

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现代写字楼由于用地和经济等原因，高层建筑比较多。在建筑设计的阶段，无论是开发商还是建筑师更多关注的建筑的内部环境，如功能安排、面积指标等，往往忽略了建筑所处环境对建筑本身的影响-如果周边高层很少，独立的高层建筑会因为过于孤立而承受更多的风压，那么迎风面的建筑维护结构是否应该单独考虑其结构和开窗？新建的建筑当然也会对周边环境产生正面或负面的影响。不适当的建设会恶化建筑周边的风环境，使建筑底部成为‘风口’；或者会对相邻建筑产生遮挡，导致索赔等经济负担。建筑不能脱离周围环境，与环境对话，从对环境的尊重中寻找灵感是目前倍受推崇的设计方法。运用计算机模拟等手段，对最初的设计方案进行环境影响预测，从而改进和丰富建筑设计。英国的利物浦Gateway大厦就是一个很好的例子。如图一所示，在利物浦Lime街车站的入口处原有一个高层建筑，建筑平面为矩形，结合下面的商业店铺，与车站的入口相连。新的发展希望创造更有甚者活力的公共空间，建筑的形态也变为椭圆形，高度比原建筑要高（图2）。由于建筑与车站相邻，又处在街角，所以建筑对街道及前广场的行人舒适度有巨大的影响，一项基于行人舒适度的建筑影响研究展开了。建筑模拟所用软件为CFD气流模拟软件。研究结果表明，对于新的塔楼，在西向盛行风的影响下，新的设计在车站入口处的风环境比老建筑要好（图3），但在椭圆形建筑靠近街角处建筑底部的风速偏大，需要调整（图4）。降低风速的建筑手段有若干种，采纳与否需要与建筑功能、造型等因素相结合，图5示意了可能的降低风速的建筑手法，如增加上部保护地面区域的雨蓬，增加墙面凸凹度的柱状造型和台阶上起分割作用的遮风档板。这些元素的应用既是建筑语汇，与建筑很好地结合，又起到了很好的降低风速的效果（图6）。绿色建筑博客"_"R|[+{(C9[K"\

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（二）注重建筑维护结构的多重角色作用，引导气流在空间中舞蹈

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在高层写字楼当中,自然通风一直是一个很大的问题。通常人们会依赖空调系统中的新风补入。可是即使满足了国家的相应标准，在新风量上与国外的人均新风量通常有一些差距，这种新风无疑有了成本的限制，在量就无法随心所欲。随着技术的进步和材料的更新，双层呼吸幕墙系统走如了人们的视线。想法是好的，两层皮各司其职，内部与其他建筑维护结构类似，外皮阻挡风压，这样无论建筑有多高，借助两层之间的空间空气可以“婉转”地流动。在德国这种建筑实践已持续多年，但是如果问及对此有研究的人，他会告诉你大约80%的呼吸幕墙是不能自主“呼吸”的；原因在于空气是靠自然定律进行运动而不是以人的意志为转移的。位于英国伦敦的瑞士再保险银行大厦的设计过程一个细节的确定会给我们一些提示。

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双层呼吸幕墙的基本原理是利用两层维护结构中的空气间层进行气流的交换,通常是自然通风与机械通风相结合。从节能和经济回报的角度讲，自然通风的比例是越高越好。结果的好坏取决于我们能否营造好一个适合的空间，让空气可以在其中优美的舞蹈。除了确定开口的位置，最重要的是一个尺度的确定。图7示意了在设计前期对双层幕墙的宽度进行的模拟计算。相对优秀的方案是可以均衡空气温度，在相同的室外条件下，通过双层呼吸幕墙的调节作用最大限度地减低室外对内部的影响。图8示意了建成后的效果。绿色建筑博客2g(_3x{4_.c
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（三）建立整体性的环境控制策略绿色建筑博客D;k
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建筑是一个有机体,各个不同的元素与内部应用的技术必须彼此契合才能完成复杂的任务,单纯的叠加不仅增加了造价，效果也不理想。天光的利用和向阳面的遮阳措施看似矛盾，但往往可以相互结合，减少建筑元素的过分重叠，减少不必要的投资。空气可以带来热量，也可以带走热量，如何应用应该根据季节、建筑位置和功能等诸多因素。建筑的运行是建筑即技术的整体性配合。

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在英国诺丁汉，一栋名为Langford的大厦在2002年进行了改建和扩建工程（图9）。当时的主旨是增加环保的命题，改变传统的运行方式，纳入自然通风的理念，先对原由建筑进行改造，并把新的想法应用于扩建的部分。

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自然通风的运用需要借助于一定的载体，原有建筑的楼梯间被赋予了新的功能。基本设想是空气通过外墙开窗位置进入室内，再通过每个房间接近天花的百页风口进入楼梯间，然后气流在热压原理的作用下，自动排出室外。如此循环运动，从而达到制冷和唤气的作用。运行原理如图10所示。建筑的另外一个问题是建筑是老建筑，进深很大，光线分布很不均匀。靠近窗口的位置又急需遮阳设施以避免悬光造成的对眼睛的伤害。所以如何整合相关技术以达到一个双赢的效果成为关键。通过对当地太阳轨迹的分析，一个新的方案产生了。外窗被分为上下两段，中部是一个综合了遮阳和利用阳光双重功能的装置。通过室内天花和装置上部的材料反射特性，把阳光传播到很深的办公区域。在夏天，太阳的高度民主角很高，阳光无法直接到达玻璃；冬天较低的太阳可以进入室内，室内的垂直百页避免了太阳的直射光线对办公人员的影响（图11）。

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写字楼占有建筑总量的很大比例，与人的生活密切相关。人们在办公空间中滞留的时间基本相当于清醒时间的一半。它的舒适与否直接关系着人们生存的质量，同时在全球一致节约能源的大环境下也担负着重要的使命。如何打开这个密封、自我的盒子，让新鲜的空气能够进来，开口的部分可以看见蓝天将成为一个需要全社会共同探询的话题。

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图1：建筑现状布局绿色建筑博客T(mVr-U,H;cv

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图2：拟建建筑方案

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图3：在西风情况下,拟建建筑距地面1.5米高处风速分布图

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图4:在西风情况下,拟建建筑周围风环境立体示意图绿色建筑博客X]9G(e)P(?uO

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图5:缓解过高风速的措施绿色建筑博客1R3H'g d;j

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图6:缓解措施实施前后的风速对比

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图7:双层呼吸幕墙的空气间层宽度与温度分布的对比分析

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图8:双层呼吸幕墙的实际效果绿色建筑博客H XH] ^V

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图9:建筑现状照片

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图10:自然通风策略示意

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图11:光线控制:外部导光板与遮阳设施绿色建筑博客+bV,cs%R6fJpJh2|8o:v