【摘要】以長沙市開福區(qū)公共衛(wèi)生服務大樓為例對在狹小地塊中的綠色建筑設計過程進行了探析,從場地條件到總平面設計、建筑單體設計、綠建設計等方面進行了介紹。
【關鍵詞】公共衛(wèi)生服務建筑;狹小地塊;綠色建筑
1、場地條件
項目用地位于長沙市二環(huán)以內,東臨瀏陽河風光帶,分為北部A地塊、南部B地塊,相距約100米。A地塊呈三角形,東側、北側為城市道路,西側為住宅區(qū),面積約3500㎡;B地塊呈“L”型,東側,南側為城市道路,北側、西側為住宅區(qū),面積不到4000㎡,均為狹長且不規(guī)則的小地塊。除東側城市道路標高較高,與場地存在1~3米高差外,用地內部及周邊地形均較為平坦。
2、設計理念
作為一個為城市服務的公共建筑,本項目在滿足建筑功能、安全、方便與舒適的物質性內容的同時,做到節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材,建設可持續(xù)發(fā)展的綠色建筑。
3、總平面設計
開福區(qū)公共衛(wèi)生服務大樓總建筑面積約16170㎡,項目含1#、2#兩棟單體,1#棟建筑面積6780㎡,2#棟建筑面積9390㎡。根據功能性質的不同,疾控中心與監(jiān)督局集中在A地塊1#棟內,婦幼保健院單獨設于B地塊2#棟內。
按照相關規(guī)定進行紅線退距后可得,如建設高層,則每個地塊可建設范圍僅為600㎡且不規(guī)則,可用房間面積占比小,極不經濟。因此可確定項目為多層建筑。此外A、B地塊北側、西側均為住宅樓,且距離項目用地較近,新建建筑對住宅的日照遮擋應滿足國家日照標準。建筑即要有盡可能大的基底面積,又因實驗室等內部功能需要應保證一定的高度,設計從場地標高、建筑高度、建筑退距多方面進行綜合分析,經過多次日照計算,確定1#棟高度18.7米,場地標高與住宅區(qū)基本持平,與城市道路高差較小;2#棟高度18.8米,北側局部11.6米,場地標高與住宅區(qū)基本持平,與城市道路高差較大。
為減少土方量,場地內部利用地形的原有高差組織場地排水,向住宅區(qū)方向找坡,場地內部(含道路)坡度控制在0.5%以內,連接城市道路與場地的車道坡度控制在7%以內。
兩個地塊均采用人車分流。A地塊人行出入口局部與城市道路有1米左右較小高差,采用緩坡形式消除高差,局部綠地做堆坡處理,營造微地形;B地塊西部設一個車行出入口,沿北側和東側設置機動車道路,在建筑中部設置架空車行通道,中部設一處大臺階連接建筑二層作為主要人行出入口,場地與東南側城市道路高差大間距小,采用臺地綠化形式消除高差。地塊內車行道與城市道路結合可到達建筑四周區(qū)域及地下車庫各個出入口。為保證盡可能多的地面綠化,除救護車停車位外不設置地面停車位。
4、單體設計
1#棟首層為門廳、應急值班室等,其中醫(yī)療廢物暫存間、污水處理室設置在建筑東側,遠離住宅區(qū);二層為檔案室、庫房等;三層為快速檢測室等;四、五層為理化、微生物實驗室。建筑一層層高3.5米,二層層高3.30米,三、四、五層層高4.00米。
2#棟場地與道路存在較大高差,因此主入口設置在二層中部,通過大臺階進入建筑。首層為放射科、檢驗科等;二層為門廳、候診、藥房等;三層為兒童保健科、四層為孕產保健科和計生技術服務科、五層為后勤服務用房。一層層高為4.30米,二~五層層高均為3.60米。
為合理控制成本,兩棟單體均只設置一層地下室,含設備用房和車庫,車庫內以機械停車位為主,含少量普通停車位。建筑單體均設有電梯,方便人員上下。各房間除庫房、檔案室等均有自然采光和通風。建筑立面為現代風格,外墻使用藍灰色玻璃幕墻與白色鋁板相結合。建筑中設有景觀平臺,將景觀從外部引入建筑內。人們可以在這里眺望瀏陽河江景。
5、綠色建筑
5.1總平面
將污染設施布置在靠近外部道路、遠離住宅區(qū)地段,避免對居住環(huán)境的污染,總體布置綜合考慮聲學因素,利用綠化阻擋噪聲傳播,并合理分隔鬧區(qū)和靜區(qū),避免或減少城市噪聲對內部的干擾。在場地內設有非機動車停車處,配套遮陽防雨設施,鼓勵低碳、綠色出行。
5.2景觀
適地適樹,主要種植適應長沙市氣候和土壤條件的鄉(xiāng)土植物。苗木采用節(jié)水形式灌溉,≥30%的綠地面積設計為具有蓄水功能的下凹綠地。除機動車道路外其他硬質鋪磚地面中透水鋪裝面積比例不小于50%,增加了雨水的下滲系數。通過營造景觀微地形引導地表徑流的方向,在硬質鋪磚邊緣設置連續(xù)的生態(tài)草溝,收集地表雨水徑流。通過植物的緩沖,減慢地表徑流速度,可達到減少泥土沖刷,增加雨水下滲時間和下滲量的作用。
5.3建筑單體
(1)本項目屋頂均為種植屋面,采用降荷載綠色環(huán)保栽培技術——墊塊技術、綠化無機介質技術、綠色環(huán)保無土草坪技術。
(2)1#棟東側場地上設計3處導光筒,增加地下室自然采光面積。2#棟場地過于局促,無法實現自然采光措施,按有關規(guī)范進行照明設計,選用高效節(jié)能照明設備。
(3)本建筑在可再生能源中選用太陽能熱水系統,利用建筑屋頂, 充分布置根據熱水量計算所需數量的集熱板。
(4)建筑立面風格簡約,純裝飾性構件造價占所在單棟建筑總造價比例最大值僅為4.3%,玻璃幕墻以外的部位采用干掛鋁板,耐久性好,易維護。
(5)建筑采光分析
本項目充分利用自然采光,建筑大體為南北朝向,建筑間距合理,有利于建筑獲得良好的采光、日照,同時在滿足節(jié)能的前提下合理增大窗墻比,采用中透光玻璃,保證建筑室內良好的自然采光。
本項目設計窗型:隔熱金屬型材、6中透光Low-E+12空氣+6透明玻璃、透光系數:0.62。1#棟采光總面積2128.79㎡,達標面積1799.45㎡,占比85%;
2#棟采光總面積3285.67㎡,達標面積2681.31㎡,占比82%。項目60%以上主要功能房間的采光系數符合現行國家標準《建筑采光設計標準》GB 50033的相關規(guī)定。
(6)室外通風分析
項目建筑大體為南北朝向,并合理設置底層架空空間,有利于改善場地自然通風。對項目室外風環(huán)境進行模擬分析,結果如下。
1.工況1(冬季)
模擬冬季情況下建筑周邊流場分布狀況時,設定風向為NNW,入口風速為2.9m/s。截取1.5m高度處流場、風速、風壓進行分析,主要說明規(guī)劃區(qū)風速大小及相對變化情況。
風速:冬季主導風向NNW下,由于西、北面已建建筑的遮擋,項目建筑周邊人行區(qū)域局部區(qū)域最大風速約為2m/s,小于5m/s;風速放大系數最大約為1.44,小于2。
風壓:建筑迎風和背風面風壓差結論匯總:1#棟迎風面平均風壓-0.78Pa,背風面平均風壓-1.86Pa,建筑迎風和背風面風壓差1.08Pa;2#棟迎風面平均風壓-1.28 Pa,背風面平均風壓-2.62 Pa,建筑迎風和背風面風壓差1.34Pa。
本項目中所有建筑均滿足“除迎風第一排建筑外,建筑迎風面與背風面表面風壓差不超過5Pa”的要求。
2.工況2(夏季)
模擬夏季情況下建筑周邊流場分布狀況時,設定風向為S,入口風速為2.8m/s。截取1.5m高度處流場、風速、風壓進行分析,主要說明規(guī)劃區(qū)風速大小及相對變化情況。
流場:夏季典型風速和風向條件下,場地內人活動區(qū)域沒有出現渦旋或無風區(qū)。
風壓:建筑外窗室內外風壓差達標判定:1#棟可開啟外窗總數122個,室內外風壓差大于0.5Pa的外窗總數110個,占比90.16%;2#棟可開啟外窗總數43個,室內外風壓差大于0.5Pa的外窗總數23個,占比53.49%。
本項目中所有建筑均滿足“50%以上可開啟外窗室內外表面的風壓差大于0.5Pa”的要求,有利于夏季室內自然通風。
(7)室內通風換氣分析
項目建筑平面和剖面合理設置通風開口位置,各棟建筑立面的通風口位置分布均勻,同時建筑外窗設置可開啟扇,外窗可開啟面積比例達30%,玻璃幕墻可開啟面積比例達到5%,有助于改善室內通風。
對本項目公共建筑通風換氣效率進行整理:1#棟換氣次數大于2次/h的面積2001.35㎡,換氣總面積2731.81㎡,面積比例73.26%;2#棟換氣次數大于2次/h的面積5336.81㎡,換氣總面積6168.31㎡,面積比例86.52%。主要功能房間平均自然通風換氣次數不小于2次/h的面積比例均達60%以上。
結語:
建筑是耗費社會資源最多產生社會影響最大的產業(yè)之一,注重可持續(xù)性將為環(huán)境帶來可觀的收益。本項目雖因地塊狹小帶來諸多不利因素,但仍在設計過程中追求各種細節(jié)上的節(jié)能、環(huán)保、綠建技術應用。
個人簡介:
朱曉慶(1986.02-),女,湖南冷水江,本科,工程師,從事建筑設計工作。