當(dāng)代超高層綠色建筑設(shè)計(jì)研究
——以上海中心大廈為例

黃子弦

（安徽建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院，安徽 合肥 230022）

0 引言

當(dāng)前，人類面臨著能源短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題，社會(huì)的方方面面都需要為人類今后的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。建筑作為人類生活重要的組成部分之一，在其建造和使用過(guò)程中消耗了大量的能源，所以，綠色可持續(xù)發(fā)展理念需要引起重視。綠色節(jié)能建筑的目的是實(shí)現(xiàn)節(jié)能、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，而超高層建筑較高的土地利用率和最新建筑技術(shù)的使用均為綠色建筑的發(fā)展和深入研究提供了新的方向。本文對(duì)上海中心大廈進(jìn)行一系列的分析研究，希望能為我國(guó)超高層綠色建筑的發(fā)展提供思路與經(jīng)驗(yàn)。

1 超高層綠色建筑——上海中心大廈

上海中心大廈于2015年年中竣工，是一幢綜合性超高層建筑?？偯娣e為50多萬(wàn)m2，用地面積3萬(wàn)多m2，并獲得了國(guó)家三星級(jí)綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)證書。它是集商業(yè)、辦公、酒店、觀光于一體的超高層綠色建筑，采用雙層內(nèi)外玻璃幕墻結(jié)構(gòu)體系和智能模塊化整體鋼平臺(tái)模架技術(shù)體系等高新技術(shù)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高，施工難度大。外立面呈旋轉(zhuǎn)狀，角度為120°（見(jiàn)圖1）?；诖怪背鞘懈邔咏ㄖO(shè)計(jì)，內(nèi)設(shè)中庭，布置空中花園，實(shí)現(xiàn)立體綠化，既可以改善空氣質(zhì)量，又美化了環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了超高層建筑綠色理念。

圖1 上海中心大廈

上海中心大廈除了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度大以外，最大的挑戰(zhàn)在于提出三星級(jí)綠色建筑建設(shè)目標(biāo)。項(xiàng)目組以“體現(xiàn)人文關(guān)懷、強(qiáng)化節(jié)資高效、保障智能便捷”為技術(shù)特色，通過(guò)場(chǎng)地規(guī)劃設(shè)計(jì)、節(jié)能和新能源利用、節(jié)水和雨污水回用、節(jié)材與材料利用和室內(nèi)外環(huán)境控制等專項(xiàng)技術(shù)，提出“室內(nèi)環(huán)境達(dá)標(biāo)率100%、能源利用最優(yōu)化、非傳統(tǒng)水源利用最大化、可再循環(huán)材料利用率超過(guò)10%、綠色施工和智能化物業(yè)管理”的綠色建筑系統(tǒng)解決方案及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并強(qiáng)調(diào)綠色施工全過(guò)程控制。

1.1 建筑風(fēng)環(huán)境

上海中心大廈和周邊的金茂大廈、環(huán)球金融中心等形成了超高層建筑群，這對(duì)所處地區(qū)的風(fēng)環(huán)境產(chǎn)生了很大的影響。建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中綜合考慮周邊環(huán)境與建筑的因素，調(diào)整建筑整體形態(tài)，并利用軟件模擬各個(gè)季節(jié)的風(fēng)速，最終將人行區(qū)的各個(gè)季節(jié)風(fēng)速控制在5m/s以下。對(duì)于室內(nèi)風(fēng)的探索研究也同樣進(jìn)行了軟件模擬，設(shè)立中庭與空中花園等建造手段，控制室內(nèi)風(fēng)的走向和速度，使室內(nèi)空氣流通符合人體舒適范圍和綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 幕墻被動(dòng)式節(jié)能

眾所周知，玻璃幕墻在高層建筑上使用會(huì)導(dǎo)致大量熱量的消耗，這對(duì)于著眼于綠色建筑設(shè)計(jì)的上海中心大廈來(lái)說(shuō)，是一個(gè)需要解決的關(guān)鍵性問(wèn)題。綜合考慮安全、美觀與后期維護(hù)因素，最終確定整體采用玻璃自遮陽(yáng)和水平固定外遮陽(yáng)方式。上海中心大廈采用內(nèi)外層幕墻設(shè)計(jì)，有效降低了建筑能耗。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，選取夾膠玻璃作為外幕墻玻璃材料。低輻射中空玻璃作為內(nèi)幕墻玻璃材料，這樣使兩層玻璃幕墻之間形成熱緩沖，降低了玻璃幕墻的傳熱系數(shù)。在此基礎(chǔ)上，固定水平遮陽(yáng)板，降低幕墻綜合遮陽(yáng)系數(shù)。幕墻采用退臺(tái)式方案，設(shè)計(jì)過(guò)程中在單元幕墻上外挑100mm水平遮陽(yáng)板，進(jìn)一步提高遮陽(yáng)效果，也實(shí)現(xiàn)了美觀的建筑空間設(shè)計(jì)。

1.3 防治光污染

玻璃幕墻給城市帶來(lái)的光污染現(xiàn)象也應(yīng)重視。上海中心大廈雖然采用了全玻璃幕墻的建筑形式，但是在其設(shè)計(jì)過(guò)程中利用計(jì)算機(jī)模擬等方法進(jìn)行分析，考慮受眾人群被光污染影響的時(shí)間，并比較平滑式和退臺(tái)式幕墻構(gòu)造將會(huì)產(chǎn)生的光污染效果，最終選擇退臺(tái)交錯(cuò)的方案，而且采用反射比較低的玻璃進(jìn)一步降低幕墻光污染。

上海中心大廈作為超高層建筑綠色設(shè)計(jì)的典型建筑，提供了很好的超高層綠色建筑實(shí)例，打造了國(guó)內(nèi)綠色垂直城市的典范，在城市研究方面也具有典型性。其采用的高新技術(shù)不僅對(duì)于綠色建筑環(huán)境塑造有著極大的作用，而且對(duì)于城市環(huán)境也有著深遠(yuǎn)的考量，在發(fā)展立體城市網(wǎng)絡(luò)和垂直空間等理念上進(jìn)行新的探索研究。

2 技術(shù)創(chuàng)新與地域性體現(xiàn)

在當(dāng)今社會(huì)高速發(fā)展、城市化快速推進(jìn)的過(guò)程中，超高層建筑這個(gè)名詞在不斷地被人們提起。超高層建筑不僅具有良好的實(shí)用價(jià)值，可以解決高密度的人口問(wèn)題，在有限的地基內(nèi)得到更多的使用空間，而且可以作為城市地標(biāo)性建筑，代表著整個(gè)城市對(duì)外的精神面貌，其所帶來(lái)的城市意義不容小覷。而與超高層建筑伴隨的必然是不斷進(jìn)步的科學(xué)技術(shù)，在技術(shù)材料、結(jié)構(gòu)等方面的創(chuàng)新可以使超高層建筑達(dá)到一個(gè)新的高度或新的建筑形式。

2.1 技術(shù)創(chuàng)新

上海中心大廈在設(shè)計(jì)之初就提出了很多可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)方案，在建造過(guò)程中運(yùn)用了當(dāng)時(shí)最新的科學(xué)技術(shù)，使建筑在最大程度上達(dá)到了節(jié)能的效果。比如，在樓的頂層布置了72臺(tái)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，供給大廈內(nèi)用電；對(duì)其冷卻塔采取圍護(hù)措施，使噪聲得以降低；將綠化做到31%之多，達(dá)到了綠色環(huán)保的要求和節(jié)能減排的目標(biāo)。另外，建筑師通過(guò)設(shè)計(jì)和模擬分析，采用旋轉(zhuǎn)不對(duì)稱的外立面以降低風(fēng)荷載，節(jié)省了工程造價(jià)，使建筑高度達(dá)到了632m。

在建造過(guò)程中，由于其采用智能模塊化和數(shù)字化建造技術(shù)，既節(jié)省了工程造價(jià)，又提高了工作效率。在空間上各項(xiàng)功能相互聯(lián)系又互不干擾，功能分區(qū)呈豎向分布，主要功能空間占據(jù)主導(dǎo)地位，次要空間從屬主要空間，構(gòu)建了盈利性的使用功能區(qū)，滿足了使用者的需求。

2.2 城市與建筑的聯(lián)系

建筑既然身處城市之中，必然與周圍的環(huán)境有著聯(lián)系，建筑的城市性便可由此展開論述。建筑的功能可能較為單一固定，但城市的功能較為復(fù)雜多樣，建筑和城市之間如何聯(lián)系是我們思考的切入點(diǎn)。

上海中心大廈處于的城市環(huán)境是核心的金融貿(mào)易區(qū)，它是我國(guó)發(fā)展最迅猛的區(qū)域之一。而上海中心大廈的功能和區(qū)域功能之間也相互影響。在這種核心金融貿(mào)易區(qū)，注重的是金融交易、資本流通等方面，而上海中心大廈的辦公、商業(yè)等功能，恰恰可與之匹配，在某一方面可以被看成是其所處城市空間的一個(gè)小小的映射。

另外，作為超高層建筑，上海中心大廈的旋轉(zhuǎn)不對(duì)稱但連貫的外立面成為一張上海金融貿(mào)易區(qū)對(duì)外展示的最佳名片，體現(xiàn)此金融貿(mào)易區(qū)崢崢向榮的精神面貌，是當(dāng)今最新技術(shù)的集成和建筑師思想的迸發(fā)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)上海中心大廈的簡(jiǎn)要分析和超高層建筑在綠色建筑方面的探究，我們看到許多高新技術(shù)在這棟建筑建造過(guò)程中不斷地被運(yùn)用，建筑師致力于打造真正的現(xiàn)代優(yōu)秀建筑。當(dāng)然，我們也要明白，這些技術(shù)在當(dāng)時(shí)可能是非常前沿的技術(shù)，但隨著時(shí)間的推移，還會(huì)不斷有新的技術(shù)被應(yīng)用在建筑上，我們還應(yīng)該探索更多的建筑材料，了解更多的建筑技術(shù)，在設(shè)計(jì)時(shí)才能通過(guò)比較分析得出一個(gè)最好的建筑方案。對(duì)于建筑的功能，我們也要探尋更好的使用空間，真正做到以人為本。

超高層建筑在不斷建設(shè)，城市天際線也在不斷加高，在這樣的城市間穿梭，我們抬頭望見(jiàn)的不止是蔚藍(lán)的天空，還有代表我國(guó)建筑技術(shù)水平的超高層建筑，這樣的城市發(fā)展有利有弊。在城市化不斷推進(jìn)中，超高層建筑會(huì)不斷被提及，但我們也要回顧過(guò)去，從傳統(tǒng)建筑中尋求更具有文化特色的表達(dá)手法。事實(shí)上，從某個(gè)角度分析，上海中心大廈也考慮到了很多地域性的因素，比如環(huán)境、區(qū)域產(chǎn)業(yè)定位和作為一個(gè)超高層建筑所代表的城市名片效果等。其與城市之間的聯(lián)系十分密切，可以說(shuō)是一個(gè)融于環(huán)境的優(yōu)秀綠色地域性建筑。

如今，全國(guó)各地都在推行綠色建筑理念，某些地區(qū)已經(jīng)采取了一些獎(jiǎng)勵(lì)措施鼓勵(lì)建設(shè)綠色建筑或者對(duì)原有建筑進(jìn)行綠色節(jié)能改造。綠色建筑的發(fā)展前景十分光明，所以如何使用前沿技術(shù)達(dá)到建筑的綠色可持續(xù)發(fā)展，是需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。世界上很多資源是不可再生的，只有循環(huán)利用資源供應(yīng)我們的生活，世界才會(huì)穩(wěn)定地發(fā)展下去。