谈绿色建筑设计方式

以北京当代MOMA为例，介绍了该项目的基本概况和设计理念，分析了项目的设计创意，提出了实际应用中绿色建筑的设计方式主要分为技术节能和行为节能两方面，并从这两方面论述了具体的绿色建筑设计手法，提供了一种新的设计思路。


1项目简介


北京当代MOMA不仅是一个小区，同时也是一个面向公众开放的项目，建筑面积220000m2。建筑师提出的概念为“开放的城中城”，希望打造一个通透的现代化的城市空间，带给人如电影胶片般的、多层次的空间感受。这种空间体验不仅存在于建筑内部，而且存在于包括外部环境的项目的各个方面。首层为公共通廊，这些通廊串联了模块状的功能单元，形成地面连接环。九栋高层的12层～18层被多个封闭的人行天桥连接起来，形成空中连接环。通过空中连接环和地面连接环的相互呼应(见图1)，为市民与游客围合出一个脱离于喧闹城市的体验空间，这也是整个设计的精髓所在。笔者认为当代MOMA的设计创意有如下几点:1)建筑场地入口自由开放，不同于一般小区用围墙限定空间。开放的多方向入口不仅给场地内外交通带来极大方便，也符合人选择就近路线的行为习惯。然而，开发商仍然决定建造围墙，将小区与外界隔离开。这样，不但违背了设计师想要建造一个“开放的城中城”的设计初衷，而且还破坏了整个城市的建筑风貌。2)集中式小区设计理念，以行人为导向的交通设计，建筑连桥贯穿九栋塔楼，鼓励步行，降低了地面交通使用，符合可持续发展的绿色设计思想。3)人行天桥不仅作为交通空间使用，还为住户提供了一个舒适的交往空间。在高密度的城市环境中，像连廊这种形式自然、尺度亲切的地方，非常有利于邻里间的交流与互动，从而创造一个和谐健康的人居环境。


2技术节能分析


技术节能，即通过现代的建筑技术手段达到建筑在其全生命周期中对能源利用的最大化，并且为人类提供更加舒适、健康的环境。技术节能方式也是绿色建筑设计中最常规最基本的设计方式。当代MOMA的工程设计中，综合使用了多种技术节能手段。其中，以“围护结构设计”“地源热泵系统”“中水雨水回用”等方面的节能技术最为关键。下面主要对当代MOMA应用的这几种关键绿色建筑技术进行分析。


2．1围护结构设计


1)外墙。当代MOMA的外墙采用外保温系统，外围墙体厚度达到600mm，传热系数小于0．4W/(m2•K)。其中，挤塑聚苯保温层与外铜板饰面之间隔着的97mm厚空气层起到主要保温作用，其结构如图2所示。同时，空气层能够吸收室外噪声，对于室内起到良好的隔声作用。2)外窗。采用断热铝合金窗框，其具有良好的气密性和水密性。采用Low-E中空玻璃，内部空气层充惰性气体，可使太阳辐射单向通过(太阳辐射只能进入室内，室内热量不会发散出去)。3)外遮阳。外窗采用综合式外遮阳，凸出的外框(如图3所示)避免了室外眩光，而凸出的窗台能向室内反射更多的漫射光，满足室内自然采光要求。


2．2地源热泵系统


通常，大地的温度在100m处是十几摄氏度。这个温度具有冬天比地面气温高，夏天比地面气温低的特征。一般情况下，地热不能直接利用，但是，如果借助热泵，就可以应用在建筑物供暖或制冷、道路融雪、温水游池等方面。应用在冷气方面时，对热岛现象也能有所缓解。该工程地源热泵方案采用复合式系统，即地源热泵、冷却塔、锅炉共同调节室内环境，其原因是考虑到了成本与收益的合理性和实际运营情况。首先，在初期投资上，地源热泵系统是一定高于普通的空气调节系统的，如果建筑供能总计算负荷全部由地源热泵系统提供，初期投资将是一个非常大的数字，且在后期运营中无法收回成本。其次，该项目在实际运行中时，不会长时间处于总计算负荷状态下，全部使用地源热泵系统反而会造成资源的浪费。因此，由地源热泵系统满足55%～60%的尖峰负荷，配合冷却塔、锅炉等传统供能设备，会更加合理高效。


2．3社区中水/雨水回用系统


将厨房和卫生间产生的废水作为中水水源，利用管道收集起来后，通过小区中的中水站，经过膜生物技术处理后用于全部公共建筑及部分住宅的冲厕，其余则用于绿地浇灌、路面浇洒、景观补水等。遵循海绵城市的理念，小区内道路采用渗水材质，以利于雨水入渗。在小区的集中绿地下修建有一个雨水蓄水池，约2000m2。处理站将大量雨水过滤、净化后用于景观水池补水、草坪绿植浇灌等。


3行为节能分析


当代MOMA的行为节能设计主要表现在将8个住宅塔楼和酒店链接起来的一系列多功能人行天桥。


3．1当代MOMA的人行天桥与香港中环的“空中连廊”的比较


香港的“空中连廊”是步行系统的典型代表。建筑物之间由架空的连廊联系，连廊、人行天桥和地下通道相结合，组成了一个完善的“步行系统”，人们可以轻而易举地抵达各地。体现了一种“路权分配”理念，同时连廊的设计也为行人提供了更多的步行机会，减少了电梯和汽车的使用时间，出行更加绿色环保。当代MOMA的人行天桥与香港中环的“空中连廊”的不同有以下两点:1)香港中环的“空中连廊”是为了解决已有老商圈的交通问题而后期修建的;而当代MOMA的人行天桥在整体规划设计中就存在。因此，香港中环的“空中连廊”是在充分了解交通需求的基础上设计的。当代MOMA小区地面本身做了良好的景观规划。那么，当代MOMA的人行天桥是否真的能达到设计目的，有待商榷。2)香港的天桥步行系统连续穿越商业裙房、各中转大厅(堂)，并与城市主要交通站点相连接;当代MOMA的人行天桥处于小区内部，穿过各种休闲娱乐区，不与外部交通枢纽(如地铁站)相连接。当代MOMA住宅楼中的居民在选择出行方式是使用公共交通还是私家车时，该天桥的存在并不会为出行选择带来影响。如果建筑下层商业部分与地铁站连接，更多居民就会愿意通过天桥，不出室外就能到达目的地。


3．2当代MOMA的人行天桥的步行路线分析


如上3．1中1)所述，香港中环的“空中连廊”的设计为交通提供了方便，主要目的较单一。然而，当代MOMA的人行天桥穿过区域不仅有各住宅塔楼，还有各种商业空间。对于住在小区的居民，去商场、去餐厅、去健身房，都是有目的性的，商业空间对于他们是服务场所，需要的是更方便快捷地到达。而对于小区外的人，这里的商业空间是娱乐场所，需要一些明确的道路指示标志，还需要提供座位、洗手间、饮水机等设施。人行交通设计需要引导顾客进入各商业区，设计更加的美观舒适，快捷性要求较低。笔者认为，在考虑被动式行为节能设计时，如果想利用平台连廊设计引导步行交通，首先，要认清建筑的功能特性和该平台连廊的作用，从而选择适当的设计形式，在交通性和空间性两者当中有所侧重或取得平衡。


4结语


当代MOMA作为一个代表性的绿色建筑，其中最具特点的是地源热泵系统和人行天桥的设计。地热是普遍存在的，适用范围也较广泛，并且对于减少碳排放方面有很大的贡献。从目前的状况来看，建筑长期利用地热可以说是经济的。随着对地球环境问题和能源问题的认识越来越深刻，估计地热将成为未来主要自然能源之一。当代MOMA的地源热泵系统为地热资源利用做了一个很好的示范。相信在未来，随着科学技术的发展，我们可以更好更高效地利用地热资源。过去几十年，政府加大交通建设投入，完善了市内、市间甚至跨境的交通体系，建立了城市的整体交通结构。然而，这些建设都是宏观性的公共交通，对于微观的、局部的交通设施建设，政府在资源及规划上的投入却明显不足，尤其是社区局部的配套设施仍然存在不少问题，例如，小区内的人行道常常被机动车占用，人行道分散、连接性差，无障碍设施不完善等。这些问题，对市民生活的积极性和城市品质的提升都造成了影响。人行天桥在社区中的应用，为解决社区人行问题提供了一种方案。虽然在当代MOMA的应用中不是很完善，但却为我们提供了一种新的具有发展前景的设计思路。


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