導(dǎo)語：剖析武漢新能源研究院的設(shè)計(jì)一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1項(xiàng)目背景

武漢新能源研究院由武漢市政府和華中科技大學(xué)共同組建,要求打造成為新能源應(yīng)用理念突出、技術(shù)先進(jìn)、節(jié)能低碳、環(huán)境舒適、智能高效、藝術(shù)形象獨(dú)特、充分標(biāo)志武漢地區(qū)“兩型社會(huì)”建設(shè)、華中地區(qū)最具影響力的綠色建筑和新能源應(yīng)用示范建筑。

2區(qū)位及項(xiàng)目定位

項(xiàng)目位于武漢市東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi),用地規(guī)模約100畝,其中一期用地50畝。場地交通條件優(yōu)越,基地附近的高新六路站點(diǎn)有405路公交,地鐵站點(diǎn),高速路出入口,周邊武漢三環(huán)線及武廣高鐵在西面附近通過,使之成為城市外部形象展示窗口。場地?fù)碛械锰飒?dú)厚的生態(tài)環(huán)境,擁有豐富的自然水體及動(dòng)植物資源。場地內(nèi)起伏較大,中部隆起,北高南低,最大高差達(dá)到10m。為了體現(xiàn)新能源的形象,設(shè)計(jì)在建筑形式上充分突顯太陽能和風(fēng)能的利用。為了體現(xiàn)第二個(gè)國家自主創(chuàng)新示范區(qū)的東湖開發(fā)區(qū)形象:設(shè)計(jì)在技術(shù)理念上突出其新穎、獨(dú)創(chuàng)及國際領(lǐng)先技術(shù)的整合與示范,同時(shí)展示全球最新的新能源技術(shù)、新材料和新產(chǎn)品,彰顯大樓新能源文化的示范性與教育價(jià)值。為了體現(xiàn)武漢人才資源優(yōu)勢,發(fā)揮新能源研究院的技術(shù)優(yōu)勢,設(shè)計(jì)提出自主創(chuàng)新的解決方案。只有自主創(chuàng)新,才能實(shí)現(xiàn)技術(shù)研發(fā)的可持續(xù)性,才能長久推動(dòng)新能源谷的發(fā)展。為了回應(yīng)武漢地域氣候特征,設(shè)計(jì)充分結(jié)合了夏熱冬冷地區(qū)節(jié)能技術(shù)的研究成果,并強(qiáng)調(diào)風(fēng)能加速、太陽能集成技術(shù),以提高對(duì)能源的利用率。

3方案概念分析

3.1建筑形體生成

設(shè)計(jì)中建筑體量均為南北向布置,對(duì)通風(fēng)采光最為有利。將實(shí)驗(yàn)室裙樓用“光環(huán)”串聯(lián),圓心在辦公塔樓位置,保證塔樓到裙樓各部分的聯(lián)系距離最短。在“光環(huán)”與塔樓之間置入太陽能集熱棚,并形成入口的城市公共空間,為市民提供了開放的參觀休閑科技文化的活動(dòng)廣場。在塔樓上加入可調(diào)節(jié)帆,收集風(fēng)能轉(zhuǎn)化電力,成為塔樓的標(biāo)志。為獲得最大的迎風(fēng)面,保證帆的最大風(fēng)速,塔樓朝向按照武漢市常年最大風(fēng)速和最高風(fēng)頻率的北偏東23°偏轉(zhuǎn)。裙樓“光環(huán)”猶如迎風(fēng)吹動(dòng)的飄帶,使建筑充滿靈動(dòng)感。塔樓表面處理成連續(xù)變化的曲面,與飄帶相得益彰。

3.2“太陽塔”與建筑設(shè)計(jì)整合

集熱棚利用溫室效應(yīng)加熱空氣,并匯集于熱壓煙囪內(nèi);通過煙囪內(nèi)部氣流快速提升,在夏季實(shí)現(xiàn)熱壓發(fā)電,在冬季為辦公塔樓提供局部采暖。結(jié)合城市景觀,將集熱棚置于西南角,既不影響塔樓采光,又滿足最佳集熱角度,造型流暢;集熱塔身結(jié)合塔樓形體及電梯間設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì),功能、形式、技術(shù)和諧統(tǒng)一。集熱棚底集生態(tài)景觀、市民科技文化展示廣場、建筑整體出入口為一體,空間開闊、大氣,造型新穎獨(dú)特。

3.3“風(fēng)帆”、風(fēng)洞與建筑設(shè)計(jì)整合

辦公塔樓中部風(fēng)洞為參觀人員提供了示范性風(fēng)機(jī)發(fā)電的空中花園,并且在塔樓頂部也為參觀人員提供了參觀頂部風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的選擇。塔樓形體采用折形平面,東部體量與常年主導(dǎo)的東北風(fēng)向垂直,風(fēng)能利用達(dá)到最大化;西部規(guī)避東北風(fēng),以求減小冬季熱損耗。經(jīng)對(duì)不同截面模擬對(duì)比,塔樓風(fēng)洞設(shè)計(jì)成雙弧形截面對(duì)風(fēng)的加速最為有效,塔樓頂部與帆互成反弧形,可將風(fēng)速提高到環(huán)境風(fēng)速的4倍,使塔頂風(fēng)機(jī)效率達(dá)到最大。

4建筑設(shè)計(jì)解讀

4.1塔樓

主樓部分在空間布局上采用獨(dú)立單元的方式,以1個(gè)~2個(gè)研究中心為一個(gè)單元進(jìn)行分割。在每個(gè)單元內(nèi)部有獨(dú)立的交通系統(tǒng)及交流空間。采用這種立體分區(qū)的方法,將不同的研究中心立體疊加起來,根據(jù)各中心辦公的不同的使用性質(zhì),空間需求和相互之間的流線關(guān)系,分別將其安排在不同的豎向空間體塊中。每個(gè)單元內(nèi)插入垂直綠化景觀,創(chuàng)造宜人辦公、研究環(huán)境,空中庭院空間改變了原有辦公標(biāo)準(zhǔn)層的私密與封閉的空間格局,使得進(jìn)深較大的高層辦公空間獲得較好的視線和光線條件,滿足了人們開放與交流的心理與工作需要。首層為迎賓大廳。主樓內(nèi)布置了水景,室外有人工濕地,既大限度地保留了基地現(xiàn)有的水面,又可以幫助調(diào)節(jié)建筑的小氣候。高層采光通風(fēng)良好,景觀視野開闊的部分安排人員眾多的辦公和研究功能。頂部布置交流和文娛活動(dòng)等功能。屋頂為花園和安置風(fēng)機(jī)的場所。塔樓一、二層的模塊展示空間,則可靈活用于各種新技術(shù)的展示。與此同時(shí),建筑及場地設(shè)計(jì)也充分考慮科普的社會(huì)功能,在采用新技術(shù)的各部分,設(shè)置了展覽與觀看空間,使參觀者可以從不同層面了解新型節(jié)能低碳技術(shù),發(fā)揮該建筑的教育展示與示范作用。將風(fēng)力和太陽能發(fā)電的原理結(jié)合到辦公樓造型設(shè)計(jì)上,使之成為有機(jī)整體。根據(jù)武漢夏熱冬冷的氣候特點(diǎn),建筑表皮采用可變式雙層皮,橫向帶型線條順應(yīng)建筑形態(tài)的走勢,內(nèi)設(shè)橫向可調(diào)節(jié)百葉減少太陽光的直射,降低室內(nèi)空調(diào)能耗。西向核心筒部分采用多孔金屬板包裹,既造型新穎又有效防止西曬。經(jīng)過分析平衡,主樓設(shè)于基地內(nèi)高起的位置,依據(jù)地形設(shè)有半地下層和地下兩層安排車庫和人防地下室。

4.2裙房

根據(jù)前期的實(shí)例調(diào)查和需求訪談以及場地特點(diǎn),實(shí)驗(yàn)室裙房呈單元行列布置,實(shí)現(xiàn)了最佳的通風(fēng)采光,單元間的交通聯(lián)系便捷。“亮井”是湖北民居的重要特點(diǎn),將采光通風(fēng)與建筑一體化,通過對(duì)天井下墻體的技術(shù)處理將陽光導(dǎo)入室內(nèi),獲得良好采光。裙房布置中采用了“亮井”概念,以適宜技術(shù)結(jié)合新材料,提高裙房實(shí)驗(yàn)室部分的自然采光和通風(fēng)條件,同時(shí)具有濃厚的地方文化與特色。覆土裙房單元屋頂采光采用了先進(jìn)的導(dǎo)光管技術(shù)。陽光經(jīng)采光罩聚集并直接折射傳入導(dǎo)光管內(nèi),沿管道穿越房頂?shù)竭_(dá)室內(nèi)。

5生態(tài)景觀設(shè)計(jì)

生態(tài)景觀區(qū)結(jié)合新能源技術(shù)試驗(yàn)場與辦公區(qū)域互相咬合,圍繞開放的中心廣場布置,利用天然屏障將場地周邊城市干道影響隔離,同時(shí),考慮到武漢夏季高溫炎熱的氣候特點(diǎn),入口廣場的太陽能集熱棚設(shè)計(jì)輕巧美觀富有韻律,冬季處于北風(fēng)遮擋的風(fēng)影區(qū),夏日通風(fēng)遮陰,保證了室外公共空間的舒適性,并彰顯了對(duì)節(jié)能技術(shù)的引領(lǐng)。場地中部,設(shè)計(jì)高層統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)區(qū)域,與東北角相鄰場地?cái)M建的高層研究院遙相呼應(yīng)。辦公塔樓采用集中式布局以節(jié)約土地,局部采取底層架空的方式,減少占地面積同時(shí)提供通風(fēng)遮陽空間。最大化利用資源和最小化排廢,提倡重復(fù)使用,回收利用?？梢詫?shí)施生活垃圾分類,對(duì)有機(jī)、無機(jī)、有害、無害物質(zhì)分別再利用以達(dá)到最小排出和最大化利用。示范實(shí)施中水系統(tǒng),配備循環(huán)水凈化裝置,循環(huán)重復(fù)使用再生水資源,收集和利用污水、雨水、流動(dòng)景觀水以改善氣候環(huán)境,停車場、廣場、步行道均采用滲水措施以收集雨水用于景觀水體。

6綠色建筑技術(shù)

項(xiàng)目倡導(dǎo)生態(tài)環(huán)保理念,突出可再生能源技術(shù),以國家綠色建筑三星級(jí)以及LEED白金標(biāo)準(zhǔn)為對(duì)照,在規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)中,從減少能耗、提高能效與利用可再生能源三個(gè)設(shè)計(jì)層面出發(fā),獨(dú)創(chuàng)全球第一的太陽能熱氣流發(fā)電技術(shù)與利用高層屋頂風(fēng)帆最大限度捕捉風(fēng)電技術(shù),同時(shí)采用大規(guī)模太陽能光電建筑一體化、多功能太陽墻、雙層皮玻璃幕墻、節(jié)水、新風(fēng)熱回收、地源熱泵應(yīng)用以及利用場地周邊關(guān)山熱電廠廢水以及污水的污水源熱泵技術(shù)等一系列具有國內(nèi)外先進(jìn)水平和具有自主產(chǎn)權(quán)節(jié)能減排綠色技術(shù),集技術(shù)大成與造型藝術(shù)為一體,創(chuàng)建符合健康舒適高效的建筑空間環(huán)境。

按照《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》與《美國綠色建筑評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)LEED-NCv3》所規(guī)定的綠色建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì),主要采取了以下技術(shù)策略:

1)被動(dòng)式節(jié)能技術(shù):場地規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)考慮日照和風(fēng)向,充分利用天然采光;2)建筑充分利用可再生能源供給:PV太陽能發(fā)電、太陽能熱水、太陽能熱氣流發(fā)電與采暖、地源熱泵、污水源熱泵技術(shù)以及風(fēng)機(jī)發(fā)電;3)節(jié)地節(jié)水:建筑和景觀共同融入可持續(xù)發(fā)展策略,創(chuàng)造一種生態(tài)水池(回收水儲(chǔ)蓄)微氣候系統(tǒng)的公共開敞景觀;4)節(jié)材:結(jié)構(gòu)選型響應(yīng)適應(yīng)氣候的建筑形體,其中,網(wǎng)殼曲面形態(tài)滿足工業(yè)化建造高效率需求,所有螺栓球節(jié)點(diǎn)可以標(biāo)準(zhǔn)化制造,最大限度地采用金屬、玻璃等可回收的建筑材料,使建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最大限度的降低能源需求;5)良好的外圍護(hù)結(jié)構(gòu):對(duì)太陽能吸收和日光射入進(jìn)行控制,通過屋頂綠化、減少建筑對(duì)能源的需求;6)安裝高性能的空調(diào)和照明系統(tǒng):廣泛采光和自動(dòng)化控制建筑能源的使用。

7結(jié)語

方案以創(chuàng)造新技術(shù)的標(biāo)桿為設(shè)計(jì)目標(biāo),整合建筑技術(shù)創(chuàng)新、建筑功能和藝術(shù)造型,在100%漢產(chǎn)核心技術(shù)與設(shè)備基礎(chǔ)上,創(chuàng)造了將太陽塔與建筑造型一體化的全球第一,同時(shí)創(chuàng)造了用可調(diào)節(jié)帆集成風(fēng)能,風(fēng)機(jī)發(fā)電與建筑造型一體化的全球第一。楚人自古崇拜太陽,“圓”是楚地文物共同具備的重要元素,“圓”符號(hào)的提煉隱喻了楚文化中對(duì)太陽的憧憬。主體建筑揚(yáng)帆起航的造型是新時(shí)代江城武漢的象征。方案“逐日追風(fēng)”的主題寓意著太陽能的科技光環(huán)以及新能源研究院揚(yáng)帆御風(fēng),領(lǐng)航新能源產(chǎn)業(yè)。