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技术干货 | 20000㎡超低能耗建筑的设计策略

技术干货 | 20000㎡超低能耗建筑的设计策略 PKPM绿色低碳
2024-07-23
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北方大数据交易中心位于天津市生态城信息园南侧,用地面积6256㎡,容积率3.2,地上建筑面积20000㎡,建筑高度40m。本项目是第二阶段信息产业布局的核心环节。本案围绕北方大数据交易展开相关办公、展示、企业孵化等功能,即将成为片区产业升级的新引擎。


项目沿街透视


方案以退台形式回应城市景观资源


主入口灰空间及前厅


项目鸟瞰


生态城信息产业园在设立之初就以“科技、生态”为规划与设计的核心理念:北数在新时代提出了更高的目标,即“北方2万平米级超低能耗建筑”;其与一期工程信息大厦并肩而立,南北均为大型城市公园,东侧临海,生态环境与景观资源极为优渥。

为此,设计团队提出了“都市之芯”的设计概念,希望在建筑中延续科技基因,将建筑与环境有机结合,打造信息产业园智能核心。


项目正在施工中



01 规划理念:城市中的“芯”


北数用地位于信息产业园的南侧展示面,是呈现给城市主要交通来向的第一面。我们用一颗“芯片”式的回字形体量呈现中正大气的城市界面。对于南北两侧的城市公园则利用近人尺度的观景平台链接景观资源。对于东侧形体,“芯片”形体以Z字形切割,拉开,形成逐级平台,把人的视野拉高,观赏东南侧的海景。


形体生成


鸟瞰图



02 立面理念:科技感“芯”形象


作为信息产业的第二阶段项目,北数面临延续一期形象基因并构建新形象的任务。一期信息大厦的石材竖向肌理作为产业园的显著特征被新项目继承。除此以外,建筑表皮运用新材料,以金属板片秩序化立面肌理,配合灯光设计,使得建筑在夜幕中犹如精密仪器,成为发光的“芯片块”。


竖向肌理


竖向肌理透视效果图



03 生态理念:生态“芯”标准


作为北方鲜有的2万平米级超低能耗建筑,设计需要在被动设计与主动设计中共同发力以达到目标。在本项目设计流程中,我们系统的提出了正向设计思维,在“体块比选”“空间植入”“性能提升”中使用量化工具,辅助设计做出更好的决策。

体块比选


在北方,建筑的形体系数很大程度影响建筑的性能。形体系数越小,建筑物能耗越低,更有利于节能,然而形体系数更小的形体,通透性与采光性能越差。我们在设计初期罗列若干适应场地的形体,以形体系数与自然采光系数作为评价标准,综合评判下选取“回字形”作为基本形体。


多种体块对比形体系数与自然采光系数


空间植入


建筑首二层为大数据展示空间,为市民开放使用,因此我们将基座部分全部围合,形成3层通高的中庭空间。对于较深的内部中庭,与之相对的设计南侧入口竖向腔体,进而构成U型通风体系,改善内部空间舒适度。


两个中庭形成 通风连通器


南厅为主要出入口与中庭连接


性能提升


达到超低能耗建筑对外墙的传热系数有一定要求,传热系数越低,性能越好,材料价格也随之升高。最初形体以全玻璃表皮反算维护结构,外墙与玻璃窗的传热性能要求过高,远在造价限额之上。实体墙体增加可以有效的降低外墙材料传热系数,进一步压低材料成本,所以我们提出三角形幕墙单元的构想:以“实面-玻璃”相互交替的模式,增加实墙比例,随之降低外墙成本。


三角幕墙可以降低维护结构要求,降低材料成本


三角幕墙的角度与分布亦是影响建筑性能的设计手法。30度角幕墙分布南北,以更大的玻璃面观看景观,45度角幕墙分布东西,增加外墙蓄热面积。


三角幕墙的分布


30度角幕墙让建筑在景观面呈现通透玻璃盒子的视觉效果


幕墙实面阴角处设置通风器


幕墙节点设计


主动式技术


除了被动式手法外,项目使用多种主动式措施,如新风回收通风系统,雨水收集,光伏板,空气源热泵与地源热泵系统。


主动式技术措施



04 空间理念:室内空间设计


大数据中心底层为向市民开放的展示活动功能。方案结合项目定位,设计了首二层联动的回字形动线。室内方案与建筑概念呼应,在竖向线条的基础上增加暖棕色石材、液态金属板以增加室内空间的亲切度。


室内游览动线


大数据交易中心


共享中庭


智慧城市指挥中心

一层平面图

二层平面图

标准层平面图


以下视频来源于

天津天华


项目视频



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