第三代绿色建筑的创新与实践——以上海建科院莘庄十号楼为例

上海市建筑科学研究院  张颖 韩继 红廖琳

上海建科建筑设计院有限公司  王丹

可持续发展是我国重要的发展战略，国家高度重视生态文明建设，先后出台了一系列重要决策部署。在城市建设领域，实施绿色建筑是可持续战略的必然选择，也是实施生态文明建设的重要抓手。

21世纪以来，在积极加快生态文明建设的大背景下，我国的绿色建筑经历了理念启蒙、示范先行、快速发展、全面普及的十余年发展历程。2006年颁布的国家标准《绿色建筑评价标准》GB/T50378首次提出了中国绿色建筑定义，绿色建筑从技术理论研究走向了项目实践，上海生态建筑示范楼等以“技术集成”为主要特征的第一代绿色建筑应运而生，为绿色建筑在我国的示范落地发挥了重要的引领作用。2008年绿色建筑标识评价工作启动后，特别是2014年绿色建筑评价标准第一次修订后，在国家和各省市政策激励下，莘庄综合楼等以“适宜实用”为主要特征的第二代绿色建筑项目不断涌现，对推动我国绿色建筑的规模化发展起到了重要作用 。进入新时期，绿色建筑面临从速度到质量的转变，执行强度逐渐从市场自发走向政策强制，推广方式也逐渐从示范工程引领走向全面贯彻实施，特别是《绿色建筑评价标准》完成第二次修订后，如何打造第三代绿色建筑，成为业内关注的话题 。

1 第三代绿色建筑的探索和创新实践

莘庄十号楼项目总建筑面积23697.61m2，其中地上部分6层，建筑面积9511.35m2，地下部分两层，建筑面积14186.26m2。主要功能为办公、会议、员工食堂和地下车库，拟于2019年中建成并投入使用（见图1）。

图1 莘庄十号楼项目实景

1.1 定位目标

作为继生态建筑示范楼（2005年）与莘庄综合楼（2009年）之后的全新升级之作，十号楼项目提出了“打造感知互动的健康建筑、诠释互联时代的智慧精工、树立人文关怀的绿色标杆”的总体建设目标，通过设计和研发的协同创新，旨在建成一座代表绿色建筑3.0时代的“可感知的低碳、绿色、健康、智慧建筑”示范案例。项目定位于国家绿色建筑三星级和健康建筑三星级，不仅集成了上海建科集团在科技研发、全过程性能检测等优势资源，试点应用最新的科技创新成果，还通过建设管理模式的创新，探索建筑转型实践之路。

1.2 设计特色

项目从既有周边环境的关系分析入手，因势利导，寻求建筑与环境的整体相融；利用多元化设计手法表达企业精神，营造具有活力的使用空间；以科技创新为手段，打造可感知的低碳、绿色、健康、智慧建筑成为设计切入点。期望通过与环境对话、空间营造等设计策略由外至内实现绿色宜人的办公环境。

1.2.1 建筑与环境的对话

项目在设计中希望能够表达对既有环境的尊重与适应，对企业精神的传承与发扬，同时使十号楼成为园区文化的一座代表建筑。

（1）景观融汇设计

项目东侧紧邻一条曲径通幽的山水林道，地面景观塑造以水——雨露为设计意向，结合周围道路系统（车行系统、人行系统、慢跑系统）、以及相关构筑物，有机地形成动态化气流图案样式，为园区内建筑群体的严整的对称式布局增添了活跃的元素。曲线的景观形态自然而然与南侧、东侧景观贯通，一脉相承，呈现出完整的景观体系。

（2）建筑形体协调

项目形体设计遵循“和而不同，兼收并蓄”的原则。通过多次模型比较，从周边景观以及建筑共同组成的空间效果来看，建筑适宜南低北高，垂直方向上顺应周围建筑，同时在水平方向形成围合态势，既富有变化，又不失秩序。建筑体量上考虑与周边既有办公建筑相协调，与西侧办公楼体量一致，形成对称式建筑布局。十号楼南侧轻微扭转错动的体量与园区最南端的综合楼遥呼相应，给园区整体严肃的建筑形象赋予灵动之美，同时符合集团多元业态的特征。

（3）细部手法呼应

细部设计延续既有建筑的风格，同时强调十号楼的独特性。竖向百叶、立体绿化等元素重复应用，使建筑在形体多变的条件下表现出一定的整体性。南侧报告厅选取了木纹砖等质感自然、生态环保的建筑材料，同时呼应综合楼建筑材质与色彩的统一。整体建筑采用清水混凝土挂板幕墙，既与周围建筑风格协调又能体现出十号楼个性（见图2）。选用比较素雅的色调：外墙面以灰白色为主调，局部采用温暖的木色，淡雅的颜色与东侧杉树林的绿、邱泾港的青相得益彰，建筑即使在阴天也显得精神挺拔。

图2建筑与整体环境协调分析

1.2.2 建筑空间的营造

（1）内部空间功能提升

由于容积率受控，项目设计充分考虑最大限度利用地下空间。因此，建筑采用地下两层设计，也通过功能归一将原本园区内散乱的功能模块实现整合，达到园区建筑使用率的优化。办公用房置于地上部分，旨在打造高品质、大空间工作环境。会议室用房规模多样、内部空间组织灵活。食堂及健身中心置于地下一层，改善了原本局促的就餐环境，同时设置下沉庭院，为地下部分提供舒适的光环境、风环境以及良好的视觉感受。地下二层作为停车使用，并与西侧、南侧地下停车用地联通。

（2）外部空间的组织

项目的下沉庭院、屋顶花园、办公区露台作为室内外过渡的灰空间，为办公人员提供人性化、健康舒适的共享空间，同时赋予了空间体验趣味性和互动性。尺度宜人的下沉庭院的引入加强了园区高低错落的空间形态，不仅解决了两层地下空间的采光、通风问题，也为员工提供了餐后休闲娱乐场所、运动健身活动景观场所。屋顶花园设置在南区的上部，包括城市生态农场与共享花园，成为员工工作之余回归自然、休憩欢愉的幽静场所，营造健康的建筑环境，推行健康生活方式。中间连接体块的屋顶空间以及实验办公区域的开敞走道为园区工作人员提供了交往场所。

图3 莘庄十号楼空间营造与被动式设计

1.3 技术创新

莘庄十号楼项目以生态环保、节能减材为设计理念，在满足使用功能的前提下充分利用场地内现有条件，采用BIM技术、被动式的绿色手法，结合装配式等适宜的绿色技术措施，按照我国绿色建筑三星级标准、健康建筑三星标准进行设计，得到了多个部市级课题的研发支持，并集中将课题研发成果进行示范应用（见图3、图4）。

图4 莘庄十号楼科技研发支撑

1.3.1 节能减材

项目设计力求做到能耗最小化、资源节约化。将园区内原厂房中废旧钢材置换重新用于垂直绿化结构构件。项目中所有的玻璃栏板均采用光伏玻璃，其具有30%的半透明性，使办公人员能够欣赏到户外的美景。栏杆的总装机容量为11千瓦，预计每年可产生1.1万千瓦时的电力。室内部分，在120平方米的办公室安装防火吸音垂板吊顶，能够将噪声水平降低6分贝。

1.3.2 BIM技术全过程应用

项目全程使用BIM技术，其中设计阶段采用BIM正向出图，做到管理、设计、施工全流程BIM控制，实现进度、成本和质量的效率最大化。BIM技术在建筑全寿命期各个阶段、各工种间搭载信息，实时关联智能互动，用多维、多种数字信息为建筑参与者提供各环节“模拟和分析”，消除信息孤岛。

1.3.3 工业化设计（装配式预制外墙挂板）

本项目结构主体体系选择混凝土框架结构、钢结构，设计采用PC结构体系，装配式外围护墙采用预制夹心保温外挂墙板，外墙饰面为无机饰面砂浆，外墙造型为后安装装饰铝框。项目选用的预制外挂墙板作为PC构件，生产与施工精度要求在国家标准基础上有明显提高，尤其是围护结构防水与气密性（见图5）。

图5 莘庄十号楼装配式预制外墙挂板实景图

1.3.4 其他技术创新

项目结合园区规划，绿化率达到25％，雨水年径流总量控制率达到70％以上。结合景观设置室外篮球场，打造滨水休闲步道，营造舒适场地空间。项目通过高性能的围护结构技术体系、舒适节能的混合通风技术、利用自然冷源的墙体埋管冷却技术、高性能采暖空调设备和建筑智能，在保障节能舒适的同时，实现年采暖空调通风能耗≤20kWh/m2，低于标准先进值30％以上目标；通过多年实践经验总结，延续适用技术的应用，包括雨水系统、太阳能热水、节水器具、自动浇灌系统，实现水资源从开源到节流的可持续使用。项目在建筑设计时充分考虑被动式设计，采用了自遮阳建筑形态、外遮阳构件、下沉式广场、窗墙体系等措施实行室内自然通风、采光、遮阳等舒适的环境体验。

此外，项目着重考虑了健康舒适、以人为本的办公环境营造，如图6所示设计了健康办公体验区，装修材料选用环保性能高的产品，并采取了空气净化、水质净化措施；配备了室内环境监控系统，对温湿度、CO2、PM10、Pm2.5进行监控；安装了智能照明系统，并配置了人体工学家具，提升办公环境的舒适度和健康性。

图6 莘庄十号楼“以人为本”办公环境营造

2 总结与展望

与遮风挡雨、驱暑御寒的传统建筑不同，绿色建筑的核心理念是资源节约、环境友好、以人为本，强调建筑与人、环境和谐共生，不论绿色建筑标准如何衍变，其理念和初心不变，项目实践所遵循的“因地制宜、整体设计、经济实用、运维便捷”的技术策略不变。

虽然发展绿色建筑已成为建筑行业转型升级的战略需求和社会共识，通过多年来绿色建筑的项目实践，我们也应该清醒地认识到，绿色建筑从理念推行到真正落地、显现实效仍面临不少挑战，需要持续政策激励、标准引导、科技创新和产业支撑，需要全产业链各单位及从业人员保持对绿色建筑创新实践的持续热忱，从不断的“实践”中收获绿色建筑的“真知”。

本文节选自《建设科技》总第420期