旭輝集團零能耗裝配式建筑項目

項目名稱: 北京旭輝零碳空間示范項目
設(shè)計: SUP素樸建筑工作室
項目地址: 北京市順義區(qū)
建筑面積: 157㎡

受業(yè)主旭輝集團北京事業(yè)部委托，項目位于北京市順義區(qū)的旭輝26街區(qū)，在開放式街區(qū)中央的一片休閑公園中打造面向周邊居民的小型共享活動場所，居民可通過智能系統(tǒng)隨時預(yù)約使用。同時，項目作為中國北方寒冷地區(qū)的零能耗可持續(xù)示范項目，與英國BREEAM體系及美國LEED體系合作，通過可持續(xù)設(shè)計降低運營能耗，提供舒適環(huán)境，在日常生活中宣傳可持續(xù)理念，并圍繞環(huán)境及可持續(xù)主題開展活動，在環(huán)境問題日益嚴峻的當(dāng)下，期待可以起到積極推進的作用。

鳥瞰圖

單元式布局

項目位于一片樹林綠地中，南側(cè)是社區(qū)運動休閑公園，從公園的整體環(huán)境出發(fā)，定位為融于景觀環(huán)境中的小型休閑構(gòu)筑物。因此，不同于可持續(xù)示范項目經(jīng)常采用的緊湊集中式布局，主體建筑分為三個相對獨立的單元，分別是健身房、會客廳和書吧（兼科普展廳）。每個單元基本構(gòu)成類似，約30~35平方米，作為一組小體量的木結(jié)構(gòu)景觀小品分散于樹叢中，方便居民獨立預(yù)約使用，互不干擾。各單元圍繞下沉式砂石滲水庭院布局，使用者從外部園路穿越雨水花園中的木棧道進入共享組團，架空木棧道及其下方的設(shè)備管溝連接了三個單元，并與半覆土的能源及智能控制中心連通，形成一拖三的基本布局。

平面圖

圍繞下沉庭院的書吧和健身房

會客廳和書吧

共享會客廳外觀

可持續(xù)技術(shù)整合

示范樓以被動式策略為主導(dǎo)確定了建筑空間的原型形體，適當(dāng)結(jié)合主動式技術(shù)，兼顧先進技術(shù)的示范性。主體結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)均采用木材、麥秸板等可持續(xù)材料，并將手工化個性化的設(shè)計與工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合。為充分利用自然采光與過渡季的自然通風(fēng)，項目首先確定了一個基本原型，即5m×6m左右、坐北朝南的矩形單元，北側(cè)屋頂局部拔高為通風(fēng)采光筒，頂部設(shè)電動通風(fēng)窗，上部設(shè)有集成了太陽能光電設(shè)備的導(dǎo)風(fēng)遮雨板，側(cè)墻的底部設(shè)有門和通風(fēng)窗，可以作為進風(fēng)口，利用頂部拔高的熱壓通風(fēng)效應(yīng)促進室內(nèi)自然通風(fēng)，鼓勵使用者在天氣較好時少用或不用空調(diào)。通風(fēng)采光筒南立面采用彩色薄膜光電玻璃，與室內(nèi)環(huán)境色彩和功能布局配合。

光電幕墻與木制屏墻相結(jié)合

立面細部

結(jié)合彩色薄膜光電玻璃的采光通風(fēng)筒

外立面采用預(yù)制裝配式碳化木表皮的雙層表皮復(fù)合系統(tǒng)，木表皮與內(nèi)墻之間形成一定厚度的空腔，起到夏季遮陽和冬季防風(fēng)的作用，并通過上下百葉的開口促進空腔內(nèi)的自然通風(fēng)，在夏季帶走空腔內(nèi)的熱量，避免悶熱。碳化木耐腐蝕易維護的特性亦可降低后續(xù)運營維護成本。

木百葉表皮起到夏季遮陽和冬季防風(fēng)的作用

建筑嘗試了多種可再生能源與建筑的一體化設(shè)計，包括薄膜玻璃，光伏發(fā)電與頂部導(dǎo)風(fēng)板、建筑屋頂、玻璃幕墻及外掛立面的結(jié)合設(shè)計，太陽能光熱系統(tǒng)與空氣源熱泵聯(lián)合供暖。結(jié)合景觀設(shè)置可持續(xù)排水措施，利用雨水花園、可透水的下沉庭院來凈化、滯留雨水，結(jié)合上人屋面設(shè)置屋頂綠化。智能控制系統(tǒng)，通過對環(huán)境品質(zhì)的實時監(jiān)控（溫度、濕度、照度、CO2、PM2.5、紅外），實現(xiàn)能源系統(tǒng)的自動控制，從而達到節(jié)能減排的效果，市民亦可隨時查看實時狀態(tài)，進行科普觀察。

圍護結(jié)構(gòu)可持續(xù)分析

可持續(xù)策略分析

雨水花園

面朝景觀的健身房

預(yù)制裝配與模塊化組件

基于零碳理念，項目確立了預(yù)制裝配式的基本思路。三個單元采用類似的構(gòu)成，并將建筑元素劃分為若干種標準模塊——門窗模塊、屋頂升高模塊和金屬收邊模塊，將可持續(xù)技術(shù)融入模塊，保證了裝配式節(jié)點的標準化，并在此基礎(chǔ)上進一步變化組合，適應(yīng)不同的使用空間，對多樣化的可持續(xù)技術(shù)進對比研究及展示。主體采用木結(jié)構(gòu)，外立面采用預(yù)制裝配式的碳化木通風(fēng)百葉表皮，通過墊塊調(diào)整固定百葉的角度，并結(jié)合通風(fēng)口和單元使用功能局部設(shè)計百葉凸凹圖案，嘗試個性化定制豐富建筑立面。

模塊化組件示意

智能集成控制

項目設(shè)有各類傳感器，對室內(nèi)外環(huán)境進行持續(xù)監(jiān)測，實時反饋到空調(diào)、新風(fēng)等設(shè)備系統(tǒng)進行自動調(diào)控，保證在提供適宜環(huán)境的同時減少能源消耗。這些數(shù)據(jù)也會儲存記錄在服務(wù)器中，便于后續(xù)的研究和分析。作為可持續(xù)實驗平臺項目，按照經(jīng)驗以及技術(shù)模擬進行設(shè)計和建成只是第一步，只有持續(xù)進行檢測、分析甚至做必要的調(diào)整 ，才能使設(shè)計理念更好的落實，并且積累應(yīng)用到更多項目中。此外，智能系統(tǒng)也與使用者息息相關(guān)，不僅服務(wù)于管理，也提供了更好的使用體驗。除了系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境條件外，使用者可以通過手機APP輕松預(yù)約使用時段，并將室內(nèi)電器整合為多種使用模式，以共享會客廳為例，使用者打開密碼門后，室內(nèi)燈光自動打開到合適亮度，到沙發(fā)區(qū)落座后，可通過茶幾邊的按鈕一鍵切換到觀影模式，燈光自動調(diào)暗，投影幕布及落地玻璃的遮陽簾同時落下，使用完畢離開，室內(nèi)燈光會在門鎖后延遲關(guān)閉。從人的使用習(xí)慣出發(fā)，細化設(shè)計，提升空間使用體驗。

會客廳室內(nèi)

采光通風(fēng)筒為室內(nèi)帶來新鮮空氣和自然光線

健身房室內(nèi)

本項目作為零能耗預(yù)制裝配式建筑實驗平臺，建立了“設(shè)計—建造—測試—反饋”的全流程機制，結(jié)合信息化與數(shù)字化技術(shù)，驗證并歸納預(yù)制裝配式建筑的可持續(xù)性能指標及其實現(xiàn)方法，不僅可以轉(zhuǎn)化并體現(xiàn)于寒冷地區(qū)城市與鄉(xiāng)村領(lǐng)域的新建/改造建筑，更可以作為系統(tǒng)原型應(yīng)用到公共與住宅建筑類型。除實用層面的轉(zhuǎn)化應(yīng)用外，在學(xué)術(shù)層面的迭代優(yōu)化也是原型研究的意義所在。在此語境下，旭輝零碳房的藍本價值則更加凸顯。研究團隊基于“測試”環(huán)節(jié)的實驗成果，對影響建筑可持續(xù)性能的關(guān)鍵設(shè)計要素進行萃取，并將其進一步“再原型化”，在氣候條件類似的天津市寶坻區(qū)建設(shè)了新的對比試驗平臺，重現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)計要素，如雙層表皮原型等?！霸僭突彪m褪去了建筑表觀的審美意趣，卻使設(shè)計具備了與科學(xué)研究鏈接基礎(chǔ)與條件，其迭代結(jié)果也更能直指設(shè)計與性能的本質(zhì)關(guān)聯(lián)。這就是原型設(shè)計的理性之美。

健身房夜景

會客室剖面圖

木百葉表皮構(gòu)造示意

試驗房示意圖