实例分享：配式建筑如何打破装刻板印象

项目简述

项目地址： 浙江省杭州市西湖区西园八路浙大森林B#1楼

设计机构： 浙江大学建筑设计 研究院有限公司

设计团队： 董丹申、殷农、莫洲瑾、肖志斌、王玉平、雷斌、金振奋、邵煜然、吴旭辉、潘大红、吴佳艳、楚冉、张顺进、香春、高天宇

     

▲浙江大学建筑设计研究院紫金院区B1楼

浙江大学建筑设计研究院紫金院区B1楼项目（以下简称B1楼）作为目前 全国装配率最高的项目之一（装配率为 96.8%） ，以UAD平衡建筑理念指导设计，通过总建筑师制的绿色策划、全专业协同的绿色设计和全过程信息化管理的绿色施工的有效途径，营造出富有人文情怀的活动场所，实现了绿色低碳的设计目标，2017年获得国家AAA级装配式建筑兼三星级绿色建筑标识， 2018年6月14日获得住建部装配式建筑科技示范项目认证。      

     

项目强调“工业化也有诗意”，旨在打破一般装配式建筑粗糙、简陋和冰冷的刻板印象。在空间表达上，B1楼采用钢结构的形式让建筑空间塑造更加灵活和放松。从入口水景前场、无边界光幕门厅、通高交流大堂、垂直绿化中庭、多层级的交流平台到屋顶农场与露台，这样一组动线围绕人的行为展开，让空间充满了流动感，而且整个大楼成为一个立体的园林，绿植所形成的小气候让整个室内持续处于空气优质的状态。再配以竖向交通的多种选择， 人在空间中的行走充满了意趣的指引。      

     

▲B1楼空间结构分解示意图

建筑立面通过相同模数 1.2m×4.78m 的预制单元组成，充分体现了装配式建筑标准化与个性化的统一辩证关系。 外墙板采用成品 UHPC外挂墙板和蒸压砂加气墙板复合墙板体系，一方面满足了节能的要求，另一方面充分利用UHPC 高强混凝土 材料的特性得出2种颜色 4种凹凸的基本单元，实现了外墙装饰 保温一体化 的美观兼实用要求。      

     

▲一套模数三种构件

     

▲UHPC白色立面＆UHPC红色立面

中央通高大厅以相同模数1.05m×4.78m的穿孔铝板参数化设计而成，它不仅是人行流线交汇之处，也是整个建筑形象上的焦点，既有对外接待职能，还可以不定期举办相关设计展览和论坛。空间通过688 块统一模数尺寸标准单元，以参数化的方式把竹林肌理转化到建筑表皮上，再通过控制铝板穿孔的翻起角度不同来控制室外光线的进入效果，达到光影斑驳的竹林空间意向，同时轻质的铝板经过穿孔后减轻了材料自重，大大降低了玻璃的遮阳系数，起到很好的遮阳效果。      

     

▲穿孔铝板模数与样式

     

▲基于像素化技术将竹林照片分割成标准化构件

     

▲B1楼主动式雷达图

     

主动性

ACTIVENESS

8888平方米的建筑安装了 100余套传感器 ，分别对CO2浓度、温湿度、PM10、PM2.5进行检测以感知建筑室内外环境。并根据监控反馈，实现智能设备控制起停、故障显示等，从而真正实现建筑会说话。运用 智能的建筑管理系统 ，能在夏季室内温度超过30°时打开中庭绿植墙灌溉系统，可以瞬间降温5~6°；并且在中庭绿植墙的屋顶设置四季农场、休闲花园、太阳能光伏板；在水景前场、通高大堂、开放式楼梯、绿化中庭、咖啡厅、开放式讲堂、屋顶露台等空间元素 促进了员工的交流互动 。考虑人员的愉悦度在不同空间设置健身器械及人员互动的娱乐设施。  

 

▲安装100余套传感器以感知室内外环境

 

▲中庭绿植灌溉系统以及在屋顶设置四季农场、休闲花园等

 

▲多种空间元素促进员工的交流互动

舒适性

COMFORT

建筑白天均为自然采光，所有外窗均为可开启，室内新风量按照5000m3/h来设计，在不同气候区的过度通风季，提供了适宜的 室内热湿环境和空气质量 ；办公空间配有可调节座椅和工作台，充足的新鲜空气和适配的工作设备会 使人更有创意 ；且将空调系统结合多联机与温湿分控技术，可分时 灵活使用 ，适应设计企业工作需求。  

 

▲室内可调节座椅和工作台

 

▲通风与节能示意图

能源

ENERGY    

项目采用 装配式建造技术 ，生产建造阶段每单位平方米碳排放283kg，相对于传统现浇方法每平米减47kgCO2。同时利用三玻两腔 Low-E玻璃 、穿孔铝板遮阳、保温装饰节能一体化外墙等技术措施 降低能耗 ；建筑内采用 BAS工作站 ，通过与网络中心机房合用的模式，实现对空调通风系统、热水系统、景观照明系统和环境监测系统的远程监控功能， 提高能源系统效率 ；同时采用 自然通风、中庭植物墙的分层温控系统、光伏发电技术 实现能源的低成本利用，提高降温效率，改善室内热环境，减少能耗。在运行阶段，根据《民用建筑能耗标准》进行能耗指标测算，本项目建筑能耗相比国家现行有关建筑节能标准降低23.64%。  

 

▲B1楼一层采光系数分布图

 

▲B1楼二层采光系数分布图

 

▲B1楼三层采光系数分布图

 

▲场地全年日照时间

▲保温节能一体化外墙示意图

环境

ENVIRONMENT

建筑在设计时尽可能减少装饰材料的使用，在材料选择的层面尽可能选择是 环保可回收的材料 ，大面积的地面选择食品级的亚麻地面，家具的选择考虑回收材料的竹木板；室内外设置步行系统， 鼓励步行 ，减少电梯的使用；设置雨水调蓄回用系统，节约植物灌溉用水；选用成活率高的本土植物，降低养护成本，并 利用植物固碳 ；在建造方式中采用了 预制装配式 的工业化建造方式，减少碳排放；B1楼 透水地面 面积比为40%，围护结构采暖空调节能率＞65%，年能耗为4507.24tce，其中电力消耗12601.21万kWh/a，根据杭州市的电费计算年节支总额为10.69万元。  

 

▲室外步行系统、水景前场和食品级的亚麻地面

 

▲竹木板包裹的一层展厅

技术亮点说明

TECHNICAL HIGHLIGHTS

 

▲技术分布示意图

亮点一：技艺平衡的理念创新  

 

以往装配式建筑建筑师参与甚少，存在唯技术论、唯指标论、唯科研论的误区，缺少建筑师的人文关怀和诗意表达，让建筑没有温度。如何体现建筑为人民建造，不光是技术的问题，还包括情感、人文等问题。  

 

B1楼的装配让技术有了人文的光芒。在设计之初我们提出一个想法 ：不被技术所裹挟，让技术为设计服务。通过全系统整合、 全专业参与的一体化设计方法，来营造富有人文情怀的活动场所，强调“ 工业化也有诗意 ”，希望打破一般装配式建筑粗糙、简陋和冰冷的刻板印象。  

 

▲B1楼功能爆炸图

亮点二：高标严求的绿色策划  

 

1.绿色目标： 设计之初将目标定位为 高装配率 和 绿建三星 的标准。  

 

2.实现路径：根据目标策划了从设计到施工BIM技术全程详细的实施方案。将集成BIM、协同、物联网、标准化、工业化等技术，坚持 以设计为龙头 。  

 

3.团队把控：以设计为龙头，设计师们参与和把控设计、采购、施工、运营的全过程，EPC 管理协助设计师严格控制了图纸落地、质量把控等环节，将绿色策划置于一个整体可把控的环境当中。  

亮点三：基于BIM的全专业协同的绿色设计  

 

除了常规意义上的土建专业以外，我们把景观、室内等相关专业全部纳入到正向BIM设计体系中，真正的做到了全专业的三维协同。创新的研发了专项的绿色系统研发： 基于BIM的全专业集成 ，我们共同研发了管线分析系统、集成式卫生间体系、一体化的外墙系统、中庭的生态系统等绿色技术相关系统。  

 

 

▲B1楼一体化建构逻辑

亮点四：全过程信息化管理的绿色生产及施工  

 

1.工厂预制阶段——设计和生产的无缝连接：B1楼通过BIM模型的转化和读取，设计模型与建造生产线进行适配，与生产线软件适配。同时选用标准化的族库，和产品关联，产品可以直接采购到，实现 一模到底 的建构方式。  

 

2.现场施工阶段——极大的提高生产效率：B1楼通过 全过程信息化管理 ，每一个预制构件匹配相应的二维码，构件具有可识别性，施工过程中根据信息化模拟，使得施工工序高效。其次，全过程的信息化管理也使得B1楼建造速度快，其于2019.10.22日开始施工，历经疫情，2020.11.30日竣工验收完成。最后，现场施工阶段因为 信息化的合理管理和施工模拟 ，使得施工人员大大减少。  

 

3.可视化的交付平台—更加便利的全过程管理：我们通过量数之云平台实现了利用 BIM 三维信息化技术和物联网技术 的施工全过程管理，BIM成果既可以方便甲方观看，同时也可以交付给使用方，有利于后期运营。  

 

▲信息化全过程管理

 

▲物联网可视化平台

亮点五：全面执行的总建筑师制  

 

目前总建筑师制中，建筑师并未在建筑工程项目中发挥主导作用，多数仍局限在建筑专业领域内。B1楼具有自己设计研院全控的优势，投资、设计和使用都是我们自己，其实践正式全面的模拟了 建筑师制 的模式，通过理念创新，效果和精致度的把控，全专业的协同，工厂质量的监制与完成度的把控，以及新技术集成的应用实现具有示范的意义科技项目。  

项目图纸

DRAWINGS

 

▲总图

 

▲首层平面图

 

▲二层平面图

 

▲三层平面图

 

▲西剖视图

 

▲南剖视图

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