湖南城陵磯綜合保稅區通關服務中心位于湖南岳陽城陵磯保稅區南入口公園,基地南側正對芭蕉湖。項目總建筑面積42950平方米,是集報關、金融保險、商務展示、辦公等多種功能為一體的公共建筑。設計將對外服務設置在低區,報關、展覽、金融等功能各自獨立的體塊,通過共享大廳環繞組織,創造集約高效的開放式綜合空間。行政辦公設置在高區,圍合成相對私密的辦公環境,和低區的功能快速豎向聯系,形成高效有序的功能組織。合理的布局決定了使用的便捷和高效,從而實現大宏觀意義上的綠色節能。距基地西南6.5公里有華中地區最大的火電廠,并有廢熱蒸汽網覆蓋城陵磯港區,項目利用廢熱蒸汽形成大三連供的節能模式,獲得更加環保的設備方案。
自然采光
通關服務中心的設計,以高效的利用光為原則。光,是自然界一切能源的來源。這一點眾所周知,但沒有受到足夠的重視。“建筑中照明能耗占總能耗的40%~50%,而且,由燈產生的廢熱所引起的冷負荷的增加占總能耗的3%~5%,合理設計和采用自然采光能夠節約照明能耗50%~80%。”
設計從地塊緯度和氣候特征出發,岳陽地處中緯度區,國家氣候劃分為夏熱冬冷區,氣候特征為夏季高溫濕熱,日照最佳朝向為正南向。項目4-6層為辦公功能,采用了回字形的建筑布局,主要辦公空間南北向布置,輔助功能東西向布置。單廊進深減小到17m。這樣的設計使單位面積的空間獲得更大的采光面,避免產生進深過大的房間,再配合走廊隔墻的玻璃加透光百葉的處理,即使陰天辦公區也無需增加人工照明。
裙房對外服務的大空間功能向四面錯落延伸,逐層退臺。這樣的建筑布局充分利用了側向采光,使功能空間擁有更多的采光面。共享中廳的大面積天窗將日光引入到大廳中,室內裝飾的淺色折板將光線均勻的散射到空間中,形成明亮舒適的室內環境。大廳兩側的深邊庭使建筑中部的采光大為改觀。圍繞邊庭設置走廊和室外休憩平臺,自然采光所帶給使用者的不僅僅是舒適的照明環境,天空在晨暮轉換中提供給使用者自然界變幻的美麗。
遮陽
對于采光部分的外維護結構,玻璃幕墻采用斷熱鋁合金,玻璃采用LOW-E充氬氣中空鋼化玻璃。由于岳陽地區節能的關鍵還在于夏季減少太陽直接輻射、提高遮陽效果,設計針對不同朝向采取適宜的遮陽措施,減小進入室內的輻射能。這樣對維持室內熱舒適、降低夏季空調能耗具有重要意義。
建筑長向南北面考慮太陽高度角的影響,主要采用大出挑的橫向遮陽,在夏季高度角大時起到有效的遮陽效果;而在冬季太陽高度角小的時候,引入自然光線,利用太陽輻射熱補充被動式采暖。東西兩側設置穿孔折板,通過合理配置穿孔率和分段的處理,在避免夏季太陽方位角所產生的過度光照的同時確保室內的視覺通透性。
遮陽在形式上為避免以往綠色建筑中生硬的“補丁式”遮陽板,巧妙的利用橫向遮陽和折線玻璃產生的光影使其成為立面效果更為出彩的一部分。東西向穿孔板和玻璃構成角度,形成移步變換的倒影關系,產生表皮流動的視覺錯覺,形成獨特的視覺體驗。多層次的橫向大懸挑遮陽板將日光反射入室內,這種間接光線誘導配合室內淺色的裝飾使光照既充足又柔和。
庭院中部東西向的露臺采用了綠化遮陽系統。夏冬兩季的植物生長變化形成了不同的受光效果。夏季植物茂盛,遮陽效果明顯,冬季樹葉凋零,又形成了陽光露臺。在最易聚集熱量的中廳采光天棚設計了淺水池,在獲取了大量光照的同時,降低了頂棚及周圍空氣的溫度,這種結合水景的控溫處理方式直接而高效,在高溫天氣的效果尤為明顯。
多種復合的遮陽系統有效的控制了建筑內的受光量,形成使用空間和光的互動。
氣流控制
陽光同時影響著空氣的對流,通過調整建筑周邊的溫度差來控制氣流,加強過度季節的自然通風是我們設計的重要關注點。
上部辦公部分體型懸挑,形成建筑陰影,降低了裙房四周的局部溫度,使周邊的空氣在溫差的影響下流通起來,帶走聚集的熱量,達到良好的降溫效果。建筑內部兩個深邊庭,形成誘導熱壓通風的豎向腔體,通過在尺度上的精確的考量設計避免了陽光對庭院的直射,當底部空氣的溫度低于上部受陽光直射的屋頂花園的溫度時,局部溫差將帶動建筑內部的空氣流動,形成自然生態的氣流循環。
建筑表面的遮陽幕墻在深化設計時同樣考慮了建筑表面的散熱需求,東西向的穿孔板設計與建筑外圍護表面之間形成提供空氣流動的空腔,減少日曬集熱。南北向的橫向遮陽和建筑表面的縫隙構造以及遮陽板上的穿孔加速了建筑表面空氣的流動,防止熱量在建筑表面淤積,這種遮陽設計的降溫效果比普通遮陽大幅提高。
“我們由光所生育,通過光我們感到季節的變化……對我而言,自然光是唯一的光……自然光是惟一能使建筑藝術成為建筑藝術的光。” ——路易斯康
通過經濟而有效的被動式設計,將日光引入建筑內部,并將其按一定的方式分配,平衡采光、遮陽和立面設計之間的矛盾。精心編織的遮陽系統成為建筑立面的語言主題,遮陽體系和玻璃所形成的特殊倒影關系呈現出獨特的光影效果。為自然通風所設置的上懸窗開啟時亦成為立面折線主題組合的重要一環。我們將節能的構造設計作為建筑造型氣質的一部分,巧妙自然地顯現在建筑外圍護與整體形態中,我們希望這一嘗試能突破以往可持續構造和藝術創作分離的現狀,創新出一種全新的、融入了可持續理念的建筑風格。
建設單位: 湖南岳陽城陵磯臨港產業新區管委會
建設地點:湖南岳陽市
項目負責人: 蘇昶 譚春暉
項目成員:陳迪 金歡 楊少輝 沈逸斐 李琤 劉宏欣 馬澤峰 干紅 蔣明 徐雪芳等
總建筑面積:49250㎡
建筑高度:30.5m
設計時間:2013.5-2015.2
建成時間:2016.12
攝影:胡義杰
Design Concept形體生成
采光通風分析
遮陽分析