【AT】與光互動的設計探索

湖南城陵磯綜合保稅區通關服務中心項目位於湖南省岳陽市城陵磯保稅區南入口公園內，基地南側正對芭蕉湖。項目總建築面積42950㎡，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築。

▲鳥瞰航拍

▲總平面圖

在規劃設計中，將對外服務設置在低區，報關、展覽、金融等功能設置各自獨立的體塊，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，與低區能夠快速豎向聯繫，形成高效、有序的功能組織。

▲屋頂休閑院落

▲層屋頂山水長卷

合理的布局是便捷和高效的前提，也是實現綠色節能的基礎。距基地西南6.5km處有華中地區最大的火電廠，並設有廢熱蒸汽網覆蓋城陵磯港區，項目合理利用廢熱蒸汽，形成大三連供的節能模式，獲得了更加環保的設備方案。

自然採光

光，是自然界一切能源的來源，在建築設計中應該受到足夠的重視。通關服務中心的設計，以高效利用光為原則。建築中照明能耗佔總能耗的40%～50%，而且因燈具產生的廢熱而增加的冷負荷佔總能耗的3%～5%，合理設計和利用自然光能夠節約照明能耗50%～80%。

▲首層平面圖

▲標準層平面

1）展廳；2）共享大廳；3）支行營業廳；4）便民服務中心；5）海關報關大廳；6）檢驗檢疫報檢大廳；7）辦公；8）休息區；9）會議

項目設計從地塊緯度和氣候特徵分析入手。岳陽市地處中緯度夏熱冬冷區，氣候特徵為夏季高溫濕熱、冬季較為寒冷，日照最佳朝向為正南向。項目四層至六層為辦公功能，採用回字形的建築布局，主要辦公空間為南北向布置，輔助功能為東西向布置，單廊進深控制在17m。這樣的設計保證了單位面積空間能夠獲得更大的採光面，同時避免產生進深過大的房間，再配合走廊隔牆的玻璃和透光百葉，保證辦公區即使在陰天也無需增加人工照明。

▲共享大廳

裙房對外服務的大空間功能向四面錯落延伸，逐層退台。建築布局充分利用了側向採光，使功能空間擁有更多的採光面。共享中廳的大面積天窗將日光引入大廳，室內裝飾的淺色折板將光線均勻地散射到空間中，形成明亮舒適的室內環境。

▲中庭

大廳兩側的深邊庭改善了建築中部的採光條件，圍繞邊庭設置走廊和室外休憩平台，自然光帶來舒適的照明環境，天空在晨暮的轉換中烘托出自然界變幻的美麗。

▲採光通風剖面

遮陽設計

採光部分的外圍護結構——玻璃幕牆採用了斷熱鋁合金材料及Low-E充氬氣中空鋼化玻璃。岳陽地區節能的關鍵在於減少夏季太陽直接輻射和提高遮陽效果，我們針對不同朝向採取相應的遮陽措施，減小進入室內的輻射能，對於維持室內熱舒適度、降低夏季空調能耗具有重要意義。

▲南向遮陽示意

建築長向（南北面）需要考慮太陽高度角的影響，主要採用大出挑的橫向遮陽。夏季高度角較大時起到有效的遮陽效果；而在冬季太陽高度角較小的時候，引入自然光線，利用太陽輻射熱補充被動式採暖。東西兩側設置穿孔折板，通過合理配置穿孔率和分段處理，避免夏季太陽方位角所產生的過度光照，同時確保室內的視覺通透性。

▲南側實景

建築長向（南北面）需要考慮太陽高度角的影響，主要採用大出挑的橫向遮陽。夏季高度角較大時起到有效的遮陽效果；而在冬季太陽高度角較小的時候，引入自然光線，利用太陽輻射熱補充被動式採暖。東西兩側設置穿孔折板，通過合理配置穿孔率和分段處理，避免夏季太陽方位角所產生的過度光照，同時確保室內的視覺通透性。

▲主入口

▲東側實景

庭院中部東西向的露台採用了綠化遮陽系統。冬、夏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，又成為了陽光露台。在最易聚集熱量的中廳採光天棚設置了淺水池，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，在高溫天氣的降溫效果尤為顯著。

▲東西向遮陽示意

▲西側穿孔板實景

多種複合的遮陽系統有效地控制了建築內的受光量，使空間和光產生了互動。

▲便民服務大廳

氣流控制

光照也影響著空氣的對流，通過調整建築周邊的溫度差來控制氣流，加強過渡季節的自然通風同樣是設計的重要關注點。

▲西城二層平台

上部辦公空間體型懸挑，形成建築陰影，有效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。建築內部的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設計避免了陽光對庭院的直射，當底部空氣的溫度低於上部受陽光直射的屋頂花園溫度時，局部溫差將帶動建築內部的空氣流動，形成自然生態的氣流循環。

▲幕牆細部

1）防火密封膠；2）水泥射釘；3）結構梁，非幕牆範圍；4）吊頂，非幕牆範圍；5）鋁合金橫框，氟碳噴塗；6）4-M8 不鏽鋼沉頭銷釘；7）5 厚折彎鋼板，氟碳噴塗；8）8 厚不鏽鋼轉接件；9）10 厚不鏽鋼轉接件；10）鋁合金型材，氟碳噴塗；11）不鏽鋼拉素；12）50 厚保溫岩棉；13）80×100×6 鍍鋅方鋼轉接件；14）2-M12*125 不鏽鋼螺栓組；15）8 厚鍍鋅鋼板轉接件；16）水管，非幕牆範圍；17）8 雙銀（Low-E）+12Ar+8 中空雙銀Low-E 鋼化玻璃；18）1.5 厚鍍鋅鋼板；19）2 厚鋁背板，氟碳噴塗；20）雙貼面& 結構膠；21）M5*25mm 不鏽鋼螺釘@300；22）泡沫棒& 密封膠；23）M6*16mm 不鏽鋼螺釘；24）M6*20mm 不鏽鋼螺釘

在深化設計建築表面的遮陽幕牆時，同樣考慮了建築表面的散熱需求。東西向的穿孔板設計與建築外圍護表面之間形成了能夠提供空氣流動的空腔，減少日晒集熱。南北向的橫向遮陽、建築表面的縫隙構造以及遮陽板上的穿孔加速了建築表面空氣的流動，防止熱量在建築表面聚集。與普通遮陽設計相比，降溫效果大幅提高。

結語

「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……自然光是唯一能使建築藝術成為建築藝術的光。」

——路易斯·康

通過經濟而有效的被動式設計，將日光引入建築內部，並將其按一定的方式分配，平衡採光、遮陽和立面設計之間的矛盾。精心設計的遮陽系統成為了建築立面的語言主題，遮陽體系和玻璃所形成的特殊倒影關係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築造型和建築氣質的一部分，巧妙、自然地顯現於建築外圍護與整體形態中。希望這次大膽的嘗試能突破以往可持續構造和藝術創作分離的現狀，創造出一種全新的、融入可持續理念的建築風格。

▲入口大廳夜景

▲西北側夜景

項目信息

業主：湖南嶽陽城陵磯臨港產業新區管委會

建設地點：湖南省岳陽市

建築設計：上海建築設計研究院有限公司

項目負責人：蘇昶、譚春暉

設計團隊：金歡、陳迪、楊少輝、沈逸斐、李琤、劉宏欣、馬澤峰、干紅、蔣明、徐雪芳

總建築面積：49250㎡

建築高度：30.5m

設計時間：2013.05~2015.02

建成時間：2016.12

攝影：胡義傑

作者&建築師

蘇 昶

上海建築設計研究院有限公司總建築師助理、第一原創工作室副主任、國家一級註冊建築師。02年畢業於浙江大學建築系。主持完成多項設計和科研工作。曾獲全國工程勘察設計協會優秀工程設計一等獎、上海建築學會創作優秀獎、香港建築學會兩岸四地卓越獎、「金創獎」上海青年建築師創意大賽一等獎等。2012年赴美國俄勒岡大學進修「可持續建築策略」。

譚春暉

上海建築設計研究院有限公司院，第一原創工作室副主任建築師，國家一級註冊建築師，07年畢業於同濟大學建築設計及其理論專業。曾主持或參與完成了各類公共建築設計和研究項目,獲全國工程勘察設計協會優秀工程設計一等獎、上海建築學會創作優秀獎等。

本文全文已見刊於《建築技藝》雜誌2017年6月刊：「永續·綠色設計」專題，轉載請註明出處。

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