衷和楼
空间变幻且内外交融,蕴育其中的是先进的现代开放式高校办学方针;形体简单而内容丰富,展现的是当代高校教研建筑抽象化、数字化的理念。
变幻开放,风格鲜明、模数化单元,多功能建筑、异形空间,交互对话
具体信息
2007年英国工程师学会结构大奖
英国结构工程师学会是一个世界性的、拥有100多个国家会员的学会。英国结构工程师学会结构大奖自1968年设立以来每年举办一次,旨在表彰结构工程领域领先的优秀结构设计。其奖项类别包括保护建筑、交通建筑、商业与零售建筑、教育与医疗建筑、体育建筑、居住建筑等,基本涵盖了所有的结构类型。每个奖项中评选出一个获奖项目。
在2007年英国结构工程师学会结构大奖评选中,同济大学教学科研综合楼项目在来自世界各地的151个参赛项目中喜获教育与医疗建筑类大奖,成为自1968年奖项设立以来中国大陆地区第一个获奖项目。
设置“光伞”系统
将自 然景致、阳光、通风引入地下停车空间。 自然光线照射到高反射率的“光伞”表 面散射到车库天花,再漫射到车库,增加自然采光范围,减少人工照明。 “光伞” 地面部分也成为广场别致的景观。
中庭空间塑造
为有效利用具有良好自然通风采光的组合中庭,在其间嵌入异形功能体或 休憩平台,异形体内设置大空间会议厅、多媒体中心等。有序的建筑空间组合 营造实体单元和虚中有实、实中有虚的多维空间之间交互式的对话关系,构筑 满足高校多元化动态教学研发功能要求的有效载体,开放、融合的学术交流平 台、建筑空间构成及工程应用技术的示范平台。
大楼内部设计大胆,采用大空间、“楼中楼”的现代设计理念,大空间的楼层中分别设置了不同类型的阶梯教室、球型多媒体会议中心、会议厅、咖啡厅等9座风格各异的“楼中楼”。整个大楼最引人瞩目的是中央大厅,呈16×16米见方空间从地面直接贯空近百米高的楼顶,是目前国内高层建筑中罕见的结构形式。
对于组合中庭空间的利用,在其对应的各个基本单元上部楼面嵌入异形功能体或休憩平台等各类趣化空间元素,异形体内设置会议厅、多媒体中心等。复杂而有序的建筑空间组合的实质是营造可变量的实体单元和虚中有实、实中有虚的多维空间之间交互式的对话关系,构筑满足高校多元化动态教学研发功能要求的有效载体。
单元化肌理
模数化的单元平面可根据要求设置教室、研究室、办公室、会议室等教学研究用房和设备间、卫生间等辅助用房,并可实现多种功能组合方式的转换。
建筑表面肌理的设计回复到对复杂空间组合的理性梳理。实体功能单元的数字化窗墙表皮,中庭等公共空间外部包裹通透玻璃幕墙,两种性格肌理间“无缝”平滑对接,组合中庭内异形体以极富动感的造型和鲜明的色彩穿插游离其间,勾勒外型简约、内涵丰富、动静均衡的建筑体。通过简单形体内部丰富的空间变化,展现当代高校教研建筑抽象化、数字化的理念。总体形态构成风格独特,层次鲜明,兼顾校园及城市各个角度的景观要求。
实体功能单元的数字化窗墙表皮与中庭等公共空间外部的通透玻璃幕墙, 两 种 性 格 肌 理 间 "无 缝 ”平滑对接,组合中庭内异形体以动感的造型和鲜明的 色彩穿插其间,勾勒出外型简约、内涵丰富、动静均衡的建筑体。
暖通空调设计
衷和楼空调冷源采用了分量蓄冰的冰蓄冷系统。同时由于大楼别具风格的中庭设计,使得中庭的消防设计突破了现有的国消防规范,通过消防性能化评估使消防设计能达到与使用人员和消防人员的人生安全相关的性能要求。
1)针对学校内部使用的综合性办公楼,应充分考虑学校老师上班时间的不确定性,合理设置夜间基载冷水机组的冷量来满足夜间双工况机组蓄冷时的部分空调负荷。
2)本项目建筑内部有 100 m 高的中庭,应充分利用中庭自然通风功能,降低建筑能耗。
3)由于本项目建筑布局的特殊性,在前期消防设计中应进行充分的认证,必要时应附以消防性能化设计,以保证消防系统设计能满足要求。
4)对于办公楼公共部位的空调系统应纳入统一的BA 控制系统,在满足室内热舒适性的时,降低空调使用费用。
5)充分利用竖向新、排风系统设置能量回收系统。
“异形体空间”照明
照明设计强调利用合适的色温和显色性模拟自然光,整体照明环境配合简洁的建筑外观,氛围清雅,在室内异形体细节部分大胆的采用照明新技术和新方法。合楼创新的风格和几何特点要求照明设计必须同时兼顾美学和实用性。独特的建筑结构让灯具安装位置的选择变得复杂。比如,每个L形单元数十米高的空间内放置着突出的巨大几何构造体,其顶部往往是曲面,使得接近天花安装维护变得不可能,灯具安装存在很大的局限性。另外通透的复合中庭和多处街道视角对眩光的控制提出了极高的要求。
总体上,设计师希望在室内创造一种总有日光照射的感觉,同时还要用室内照明取代专门的室外泛光照明,用更节能的方式展示建筑立面的纯净和优雅。因此,控制光的溢散、区分不同的几何结构和保证照明风格的一致性是非常重要的。
为创造自然舒适的照明氛围,灯具安装尽量隐蔽,并且使用较小功率的光源。因此大空间的照明主要釆用了35和70瓦陶瓷金卤灯,局部角落使用150瓦陶瓷金卤灯。
为了让建筑的照明纯净均匀,显色指数高于92、色温4200K是理想的选择。环境照明采用了安装在立柱上的灯具和投射灯,并使用嵌入式的LED定制灯具塑造光小品,增加照明的趣味性。整体照明既能在室内模拟日光效果,创造自然氛围,又在不额外增加泛光照明的前提下,给建筑一个明丽剔透的夜晚形象。
耗能支撑布置
同济大学教学综合楼属于平面不规则和竖向刚度不规则的复杂高层结构,地震作用下结构呈现明显的扭转不规则特性,在结构布置上有很高的建筑、结构要求。传统的支撑体系布置思路如采用普通钢支撑、支撑连续布置等已不再是最佳的解决方案。为了寻求满足建筑与结构要求的合适柱间支撑体系布置方案,先对连续、不连续的普通钢支撑方案进行布置研究,指出各自存在的不足。为了弥补两种普通钢支撑存在的问题,探讨了粘滞阻尼器支撑和防屈曲支撑两种耗能减震支撑的应用。分析结果表明,通过耗能支撑的设置,可以改善由于追求建筑协调而采用的不连续钢支撑布置所导致的抗震和抗扭性能的不足,尤其是采用粘滞阻尼支撑,对结构具有最佳的抗震和抗扭效果。
设计中的关键性数据
1、关键数据之一:50× 50 key data
50 m× 50 m,这样的数据可以看作是一个简单的几何乘法。但这样的数字尺度融汇在场地中将会与建筑产生如何奇妙的化学反应。同济大学教学科研综合楼就是在一个50 m× 50 m建筑边界控制下的产物,但这个看似普通而局促的尺度在建筑师的独特构思下成为了一栋具有丰富空间的建筑基础。
2、关键数据之一:7× L key data
建筑被整合在50 m× 50 m以内的方块中,将按照使用功能模数化整合在16.2 m× 16.2 m的模数单元内,并将这些使用功能融入这些单元,形成了7个3层高的“ L”形单元,这些“ L”形的单元沿竖向呈顺时针90°螺旋状上升,通过盘旋上升的叠加形成大型复合中庭空间,在复合中庭3层高的跨层大空间中设置会议厅、多媒体厅、国际会议中心、休憩平台等公共功能单元,两组垂直交通核心筒依附于中庭两侧,与中庭水平楼层环廊连通,以便捷各区间的联系和沟通。这样,“7× L”这种模数空间元素的升腾,形成了这50 m× 50 m尺度内建筑的核心与灵魂,并成为新综合楼的内部空间以及外部造型基础。
3、关键数据之二:21+ 7 key data
设计采用方钢管混凝土框架+外围粘滞阻尼组成的耗能支撑框架结构体系。体系中没有标准层的概念,使用层层高4 m,每3个使用层之后是一个转换层,所以它的使用层数是21层,其中7个转换层。从平面上看,它是48.6 m× 48.6 m的正方形轴网,轴距5.4 m,设计采用钢结构体系,形成巨型框架结构,实现了建筑空间大跨度,并有效减轻了结构自重。
4、关键数据之三:16- 8 key data
在使用空调的季节可利用机械排风风机在夜间较为凉爽的8 h将整栋大楼形成一个自下而上的自然通风体,充分利用晚间的自然冷却效果将夜间空气具有的冷量储存在建筑内,以充分降低白天其余16 h空调的冷负荷,能耗上形成“16- 8”这样的一种节能概念;同时也可利用机械通风进一步排除集聚在大中庭顶部的热负荷,降低空调的运行能耗。在过渡季节可利用顶部的自然通风窗来达到夜间通风的效果。除此之外,冰蓄冷系统、竖向新风排风系统、座椅送风方式的置换通风空调系统、底部侧送风的分层空调系统、变频供水系统、BA自动控制系统,等等,都为新综合楼在建筑技术上锦上添花,虽然并非每项新技术都能达到所期望的最大节能效果,但这些高新技术的运用却充分体现了其在建筑创新上的不尽探索精神。