如何打造岭南特色超低能耗建筑:珠海市气象灾害监测预警中心

友绿智库课程 2024-09-14 16:10:51

改革开放后我国开启了造城大潮,广东各地建筑也铺天盖地、拔地而起,解决了人们当务之需,但同时建筑也长期沦为耗能大户,全过程能源消耗甚至高达45%以上,严重制约着国民经济可持续发展。如何解决建筑高耗能的痛点,实现超低能耗、近零能耗建筑的目标,珠海市建筑设计院对“珠海市气象灾害监测预警中心”的设计运用,为珠海建筑的未来提供了一种可持续的实施方向,让生活在这座城市的人们能在健康宜居的建筑空间中感受到高品质的体验。

“气候—能源—建筑”关系图

气候—能源—建筑,三者之间相互影响、相互作用、相互制约。要想保护气候环境,降低能源消耗,在不减少建筑容量的前提下,满足人们的使用需求,唯有结合广东气候特点,因地制宜,通过现代科学与技术手段,充分利用自然清洁再生能源,处理好阳光、降水、气流与建筑之间的关系,才能有让建筑实现低能耗、近零能耗的可能。

珠海市气象灾害监测预警中心项目处于岭南地区珠江口西岸的珠海市,一年中经历两次太阳直射,辐射猛烈,蒸发强盛,具备热量充足、水汽充沛 、高温多雨的天气特征,属亚热带海洋性季风气候。

室外设置地面气象观测场,属于国务院气象主管机构业务主管部门审批同意的观测业务,主要测量气温、相对湿度、气压、风向、风速、降水、日照、蒸发、低温、辐射等,并及时向社会开放数据,同时具有向社会进行科普的责任。

项目介绍

区位条件

珠海市高新区后环留诗路东侧,地块形状规则,西面临路,东面临排洪渠及中山公园。用地面积为6500.02㎡,总建筑面积约1.1万㎡,地上建筑面积约7900㎡,地下建筑面积约3200㎡。

设计目标

打造一个具有地域建筑特点的气象业务基地,提供舒适健康的办公环境,满足科普、教育、休闲的使用需求,保护场地周边的生物多样性,建筑与场地景观有机结合。

获奖情况

2023岭南特色超低能耗建筑优秀项目奖,2022年第三届Active House Award中国区建筑设计竞赛,职业设计组三等奖。

设计亮点

整体设计

因受狭小地块形态与城市道路界面限制,为满足功能容量要求与建筑最大化朝向公园景观,本项目建筑布局只能依循场地在东西向展开,为此建筑临街面将不得不与岭南地区最可怕的西晒迎头相撞。我院方案设计团队就此棘手问题展开积极研讨,实地对珠三角诸多城市类似建筑进行现场调研、学习经验,并利用相关软件对场地风环境进行模拟分析,通过反复论证最终总结出我们的解决策略。

依循场地进行L形布局已成不二方式

珠海夏季风由西南方扑面而来

方案解决策略分析示意

解决策略:项目团队总结出“挡西晒,通凉风,隔湿瘴,瞰景观”的设计策略。在西侧采用大幅实体挡墙与冷巷“挡西晒”,在靠近季风面设风口顺连天井让建筑“通凉风”,对首层设置大量架空“隔瘴湿”,对靠中山公园一侧采用全玻璃面“瞰景观”。

建筑与环境融合共生

玻璃使用:在现代建筑中,玻璃因其超强的抗腐蚀性、耐候性、节能性、耐温性、广视野、低维护成本等特点,已成为建筑外墙的最主要用材之一。

赋予美学后的西侧“挡阳板”设计图

天井通风

岭南地区建筑对于通风散热要求较高,建筑物进深过大时,自然通风和采光均会带来不利影响,通过设置内天井,可以减小空间进深,增加建筑空间与外界接触的机会,而且有利于促进室内空气的对流,以及自然光的渗入。

通过对场地风环境进行模拟分析,得出得出形成风廊最适宜开口区域,在该区域设置天井,充分利用优良的区位资源,使东南向主导风,能够通过开敞的中庭、架空层,顺利流入室内,有利于削减建筑过热带来的能耗。

天井通风分析图

冷巷通风降温

项目充分结合夏热冬暖低区的气候特点,创新性的结合传统岭南建筑中的“冷巷”,加强自然通风。冷巷截面面积较小,利用自身较大的高宽比形成自遮阳,减少外部得热。同时由于风压通风以及热压通风的原理,经过这里时风速增大,风压降低,与冷巷接通的区域较热的空气就会被带出,较冷空气就会进入补充,从而达到通风降温的效果。

冷巷通风及侧墙垂直绿化关系图

遮阳措施

项目南、北立面采用水平遮阳,立面水平铝板挑檐不仅能遮挡高角度的强光,而且能通过低角度的柔光采光,并保证景观视线畅通。

水平遮阳示意图

东、西立面采用垂直遮阳设施,减少太阳直射,降低热辐射,节约能源。

遮阳措施分析图

雾森系统

建筑周边绿化景观结合雾森系统,炎热的夏季,水雾蒸发能 吸收空气中的热量,降低环境的温度,并且能增加空气中的负氧离子,提升环境的健康水平。

垂直绿化

冷巷西墙采用垂直绿化,社会层面上改善城市热岛效应,美化环境,大幅度节约城市绿化投资成本。并可吸尘降噪,对市政道路有个天然的生态隔绝,节能降耗。

主动式光伏发电系统

项目屋顶采用主动式光伏发电系统,充分利用屋顶资源,将太阳能转化为电能。

屋顶绿化能够降低岭南地区屋面热辐射,收集利用雨水,减少雨水径流的有效措施在本项目中也起到节约能源的效果。

总平面图

多层退台

结合环境特点,以退台的形式,创造出立体的多标高绿色空间,每个办公楼层均扩展了公共活动区域,营造人性化的的办公环境。

多层退台分析图

对当下建筑师而言,如何解决建筑高耗能的痛点,实现超低能耗、近零能耗建筑,不断为城市提供可持续的设计方案,让人们能在健康宜居的建筑空间中感受到高品质的生活体验,或许才是对于建筑的第一性理解。这座新建的现代风建筑为珠海未来城市建筑发展提供了一些很有价值的参考方向。

素材来源:珠海市建筑设计院、广东省建筑节能协会

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