院校综合实验楼绿色建筑设计措施

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1协同共享的规划设计

三号楼项目位于大学城高密度的核心区，特殊的地理位置使得项目承载着联系周边北大、哈工大和信息图书中心的枢纽责任。上位规划和城市设计指引，要求项目在裙房和建筑塔楼尺度、首层架空连廊、地下空间、裙房等部分考虑与周边邻近项目连通。我们的设计进一步在不同高度、不同空间之间与周边项目建立更密切的立体生态连通。大学城的核心区不仅仅是把各个学校大楼简单地摆放在一起，而应提供一个跨学校与专业的更加便捷交流沟通的大平台。设计中，我们安排了穿越连接各个功能活动目标的通道，有结合地形穿行中庭的坡道，也有通过廊桥连接不同标高的空中平台。同时预留了对图书馆、北大、哈工大和南侧山体的连廊接口，从而使不同高度的公共空间实现立体穿行。我们希望在未来，当师生们偶然穿行于建筑中，一个海报、报告或是谋面都将在这些创新型人才群落中碰撞出难以估量的可能性。

2生态系统的构建和修复

设计希望将人工环境与基地周边的自然生态环境之间建立起更加和谐的共生关系。首先，从水系统设计入手，将建筑的给排水系统与周边环境进行协调。核心区建筑密度较高，设计提出邻近建筑共同建立统一的水处理和循环系统，并与大沙河、核心广场湿地等结合在一起。各栋大楼屋顶设置雨水收集系统，首先蓄存在建筑塔楼高区的雨水蓄水池中，通过自然重力浇灌高区的立体绿化，多余的雨水与建筑下层平台的雨水一起进入地下雨水蓄水池和临近广场的人工湿地。建筑内的卫生间污水也集中通过人工湿地处理达标后形成中水回用到各个楼层，成为滴灌、渗灌立体绿化的水源，同时用来冲洗卫生间洁具，实现雨水分级蓄存和中水循环利用。第二，建立立体的生态补偿体系。设计通过屋顶绿化、垂直绿化、空中绿化平台等措施，补偿建筑基地和道路所占用的原有场地绿化面积，从而实现高层办公建筑对生态环境的补偿，并为高层中的空间提供亲近自然的机会。建筑在塔楼顶层部分采用庭院式布局，结合逐层退台式绿化花园，营造类似地面院落式的研究办公环境，并为环境类研究项目提供室外实验场所。塔楼部分结合“Z”字形平面布局，错层设置悬挑的绿化露台，均匀地为各层实验教学空间提供开放的院落空间。这些院落空间在东、西区分层且错层布置，结合深圳地区对跨层露台的面积计算规则，使得这些露台不占用项目的总建筑面积指标，形成室内、半室外、室外的三级过渡空间。

3充分利用自然通风采光的形态设计

建筑形态对建筑有效利用自然通风和采光起着关键的作用，根据深圳建科大楼的实践经验，在深圳地区采用适宜的形体布局可以大大节约建筑的空调和照明能耗，并改善室内的空间环境品质。建筑分为塔楼、裙房和地下三个部分，设计针对各部分特色，分别采取了不同的措施来组织自然通风和采光。塔楼部分是建筑的主体，项目实验室和研究室为主要功能，分析出以两个8m跨度为标准进深更适宜于实验室空间需求。将建筑平面布局设计为“Z”字形布局，有利于项目所在地过渡季节主导东北风的均匀进入室内。同时“Z”字形的布局增加了建筑临窗的面积，有效改善了自然光环境。在通风采光较弱的区域布置核心筒和交通配套设施。裙房部分面积较大，进深也较大，且东西北三面都临近高层建筑，致使边界采光条件不利，设计采用在中部设置采光通风中庭为低区建筑提供良好的天光和适宜的进深布置。裙房部分的首层充分利用地形高差，形成错层的布局，将内部高差处理成中庭台阶庭院和报告厅，结合周边架空连廊和生态楼梯，将类似冷巷的、有遮蔽的低温空气通过中庭部分引入建筑，形成良好的内部空气流通。地下室部分因为场地局限几乎全部在裙房下面，设计利用首层空间设计下沉式地下庭院，将地面光线通过采光顶、导光管等引入地下空间，用绿色植物和自然采光通风，改善位于地下室的工作、实验环境。

4可持续发展变化的功能布局

现代大学实验建筑需要应对快速变化的各种新需求，建筑内部功能分为相对固定的特定实验室和通用可变实验室两大类。针对一部分有特定空间及环境需求的实验室，设计将其安排在地下室、首层、裙房及塔楼的不同部分。对通用型实验室，我们也充分考虑可预期的各种实验室变化带来的设计需求。地下室除了用于停车及设备用房以外，还考虑设置一些精密实验室，以隔绝外界不利环境对实验设备及实验过程的影响。裙房底层布置先进制造学科的整车实验示范平台和材料学科的重型实验室，在底层另一侧设置公共报告厅及各个学科的公共实验室，方便使用。在五层结合裙房的屋顶花园设置公共会议等功能，营造良好的交流空间。塔楼顶部布置有大量通风柜需求的实验室，满足环境学部及材料学科的需求。顶层有光电示范基地，将建筑本体作为可再生能源的实验展示平台。清洁能源采用单晶硅太阳能光伏遮阳棚和垂直轴微风发电机，为大楼提供清洁能源补充，也成为大学城迈向绿色生态的标志性新形象。建筑在荷载、用电负荷、空间高度、通风设备、外围护构造等方面都充分考虑功能变化发展的需求。总之，延续建筑适应未来发展的需要，是绿色建筑可持续发展的重要方面。

5综合绿色建筑外围护设计

绿色建筑的外表皮设计不仅仅是传统围护和造型的问题，还需要综合解决遮阳、通风、采光、降噪、降温等需要，本项目的外立面设计希望体现绿色生态立体绿化和单元式可灵活变化的遮阳构造。理工科的实验室使用中需要灵活配置通风柜和外挂排气管，往往都被迫在平整的外墙上伸出长长短短的管子。针对这一需求，建筑采用外挂混凝土预制遮阳格栅，与建筑主体之间形成通风管线夹层，方便进行管线的安装和维护。同时每个方格都预备可以灵活安装的半透明遮阳模块，可以根据室内实际的布置需要，遮挡或打开相应的方格单元，以改变室内的光照环境。建筑通过遍布建筑四周的多种立体绿化形式，希望构建网络化的大楼生态系统，为师生们提供健康、舒适的工作和学习环境，同时为植物和小动物提供继续在这颗“大树”上生存下去的机会。设计采用水平花池遮阳系统和模块式立体绿化，用充满生命力的植物作为建筑重要立面的组成肌理之一，让自然的变换形成建筑最具特色的标志。

6基于BIM的三维精细化设计

BIM为项目提供了更加直观和精细化的设计平台，使得项目较为复杂的功能布局，可以更加直观地在设计者和非专业的使用方之间进行展示、沟通。性能化的自然采光和通风设计，也可以基于三维信息模型进行更加准确的模拟和设计。绿色建筑需要更加精细化的三维工作平台来支持，跨专业的协同也可以在三维环境下更加顺畅和准确地进行。

7结语

清华大学深圳研究生院创新基地三号楼项目是继深圳建科大楼之后，采用被动技术优先的实践案例之一，项目目前在进行施工图设计和前期基础施工工作。通过项目的设计和实践，以共享设计为指导进行的绿色建筑项目也会有更进一步的发展和检验。

作者：张炜周筱然彭佳冰洪祥楷单位：深圳市建筑科学研究院有限公司