万通天津生态城茧零能耗会所丨中国天津丨北京墨臣建筑设计事务所

茧——大自然一种神奇的生命形态，顽强不懈的幼虫潜心筑梦，期待着生命升华的那一刻。茧——新能源绿色建筑领域虔诚专注的一次尝试，建筑艺术与技术在这里交织融合、孕育锤炼，期待着破茧化蝶终成正果的那一刻。

背景

节能从未止步

在过去的 2021 年流行语总结中，“双碳”成为当仁不让的年度热词，绿色节能话题再次涌入大众视线，成为社会关注重点。低碳节能话题从 21 世纪初开始便不断被市场提倡呼吁，墨臣也始终走在建筑的绿色低碳创作之路上。

《国务院关于印发 2030 年前碳达峰行动方案的通知》提倡“全面推进风电、太阳能发电大规模开发和高质量发展，探索深化地热能等新能源开发利用”，建筑产业作为能源消耗的大户，节能减排的重任首当其冲，而我们作为设计者，有义务使自己打造的房子变得更加绿色低碳。当“碳中和”和“碳达峰”成为热门，我们也再次回顾 10 年前的作品——『茧』零能耗会所，以此记录一直以来未止步的探索，时刻勉励团队不忘初心。

探索

零能耗目标确定

理想的绿色节能建筑在我们看来，应该是生态技术与建筑艺术的完美融合，在对绿色节能建筑设计的不断探索中，我们也终于迎来了良机。

△ ［2012 建筑中国 100 德国展］受邀参展视频

项目概况

项目位于以倡导低碳城市生活方式的滨海新城，中国、新加坡两国政府战略性合作项目——中新生态城中，是墨臣于此设计的第二个绿色生态作品。

建筑总建筑面积 1245㎡，其中地上建筑面积 953㎡，地下建筑面积 292㎡。地下 1 层为节能技术机房，地上 2 层局部 3 层为办公及展示空间。规模虽然有限，但委托方对该项目在节能技术方面的高标准定位和实施决心，使得我们可以实现一直以来的一些想法。

对化石能源说“不”

与社区内大范围运用的适用性绿色技术不同，会所的设计将在绿色设计相关前沿领域做出积极的尝试，结合目前能源危机与环境污染的严峻形势，我们尝试将实现建筑零能耗作为我们的设计目标。

零能耗建筑是通过设计在大幅节能降碳的同时，使用项目本身产生的可再生能源替代常规化石能源，最终达到能源的自给自足与消耗相互抵消的建筑。由于当年市政供电、供热几乎全部是以消耗化石能源为途径，本项目通过风能太阳能实现能源的自给自足，从而达到建筑运行过程中能源消耗的零碳排放，这一模式是对低碳建筑的一次极致化尝试。

较之于住宅零能耗，公共建筑零能耗的实现更具有挑战性。在使用性质、功能及空间规模上，公共建筑对能耗要求会更高，当时如风能、太阳能等清洁能源的获得效率还有待提高，因此使建筑的能源获得与能耗相持平并非易事。

困难与挑战

本项目场地空间狭小，周边建筑林立，又处于社区的交通要道，诸多的限制条件为设计带来了不小的困难，因此对设计工作提出了更苛刻的要求。

为了能够尽可能达成建筑零能耗这一目标，我们从建筑设计的第一笔开始便紧密结合各项相关策略的实现。例如在建筑形体推敲阶段，建筑的形体充分考虑了诸如场地的限制、建筑对太阳能的需求、周围建筑对日照的遮挡、建筑自身的体形系数、形体与建筑外部风环境的关系、开窗的朝向与面积等因素，最终形成了能够最大限度获取外部资源的建筑形式，与以往以造型、效果为出发点的设计方式相比具有本质的区别。

艺形

技术与艺术的融合

绿色技术的应用与建筑艺术的表达两者都是不可或缺的，将技术措施与建筑造型、空间有机结合正是生态建筑美之所在。

提取自然肌理，项目以孕育希望与蜕变的“茧”这一神奇生命形式为设计灵感，内部以大地古树生长姿态赋能，寄托设计者美好的憧憬。

“茧”表皮

建筑外表皮运用生态装饰板材，以几条贯穿建筑各个面的“包裹”“缠绕”的路径规划，将光伏发电板、光伏发电百叶、光伏发电天窗、光导管与生态装饰板材有机地统一起来，对通过节能测算的理性形体加以修饰，为建筑着一件富有艺术性的“外衣”，使绿色技术不仅从功能上而且从美学上变成建筑不可分割的一部分，赋予了建筑独一无二的建筑外观感受——“茧”由此而生。

区别于以往叠板类建筑幕墙，该建筑的幕墙系统无论是叠板的落差还是排布方向都具有挑战性。为强调建筑物在光影下的立体质感，叠板的落差也进一步加大到 70~80mm。

为了让若干不规则朝向的叠板在各个转折面上成功对接，设计围绕建筑周遭在层层叠板间设置两条穿孔板带，既强调了“缠绕”之感，同时位置的巧妙选择解决了建筑中各个小房间的采光问题，还可以遮挡节能设备的各种进排风口及探测设备，使建筑的表皮看上去更加完整、纯粹。

“卷曲缠绕后的线头”——建筑入口门斗

基于建筑极高的保温要求，设计在建筑各入口处皆采用了门斗、双平开门设计，延续建筑立面形式，我们将门斗设计成“卷曲缠绕后的线头”。

从建筑内表面“翻卷”而出形成的木质感的门斗，巧妙地解决了倾斜玻璃幕墙与垂直玻璃门的交接问题，同时进一步丰富了建筑缠绕之态。

“巨树”大厅

进入室内，大厅设计形成独特的视觉语言。设计将原本所需的六个支撑点斜向集中落于中心的主支撑柱上，在满足结构需求的同时对斜向支撑进行艺术化的微调，独特的“树”状支撑结构节省了大厅空间，“生命之树”主题为馆内绿色生态技术展示划定基调。

践行零能耗设计策略。设计过程中，团队坚持以人为本，始终以创造舒适宜人的办公环境作为设计前提，从建筑低运行能耗和绿色能源获得两个方面入手，实现零能耗目标落地。

建筑低能耗运行

零能耗目标实现最重要的是如何使建筑的运行能耗降到最低，为此，我们不仅采用了地源热泵、温湿度独立控制空调、呼吸式幕墙、光伏发电、风力发电等绿色建筑常采用的策略与手段，而且积极地尝试了如跨季节蓄冰、相变蓄热等一些前沿的新技术，更进行了全年能耗模拟计算以确保设计的合理性，让技术策略各尽其用互为支撑。

建筑形体与外表面功能的规划。在建筑的节能设计中，体形系数是最初阶段的必要考量，项目建筑形体在考虑了外部诸多的限制条件以及相关绿色技术策略的顺利实施同时，使体形系数优于天津市当时的公共建筑节能设计标准，并小于限值要求。

建筑整体感觉更“实”而非“虚”，出于对建筑保温性能的高标准要求，设计仅在几个功能需要的外立面重点部位集中开窗，避免了额外热量的散失，使建筑形式美学与技术策略得到尽可能完美的融合。

高性能建筑外围护结构

若想实现建筑运行能耗的降低，高性能的外围护结构是重中之重。本项目对建筑材料的热工性能提出更高的要求，墙体、门窗的传热系数设计值均明显优于天津市当时的公共建筑节能设计标准规定的限值。

高性能建筑外围护结构也体现在构造的设计上，在需要较大面积开窗获得更好视野及采光的墙体部分，项目设置呼吸式幕墙系统，通过不同季节对呼吸式幕墙空气间层以及遮阳百叶的灵活运用，实现该幕墙系统整体热工性能的显著提升。

建筑风环境

为了降低空调能耗，设计利用自然通风这一免费空调，通过建筑周边风环境的模拟分析，对建筑体型以及开窗位置进行调整，充分利用建筑外表面形成的正、负压区有效地导引室内空气的流动，在气候舒适的春秋季节，让室内环境常保清新舒适。

在建筑室内空间设计中，我们利用通高的大厅空间、退台式的楼层布局以及屋顶的倾斜导引，令室内气流有序地从建筑的各个通风口进出。

温湿度独立控制空调系统

项目空调系统采用温度、湿度独立控制的方式，溶液除湿新风机组在换气的同时只承担室内湿度的控制，而温度则是通过辐射吊顶的热辐射方式调节，尽量避免能量的冷热抵消造成的浪费，也免除了常规空调内的凝水盘细菌滋生。

此外，与传统空调相比，热辐射的调温方式较之新风直接调温的方式更为舒适，避免了空调直吹冷、热风给人体带来的不适，大量的户外新鲜空气流动让内部空气质量得以提升。

热交换装置在空调系统中的应用可以有效降低其能耗，使进入室内的新鲜空气与排出室外的污浊废气进行热量的交换，最大限度地保持室内温度恒定，冬季屋顶大面积太阳能光伏电板所散发的热量也可用于预热新风，从而进一步降低空调能耗。

地源热泵系统

项目地源热泵为空调系统提供夏季 17〜20℃，冬季 45〜40℃的循环水，通过深埋于地下的循环管道合理地运用深层土壤恒温的特点，在不同季节加热或冷却空调循环水有效降低设备能耗。

跨季节蓄冰技术

在项目空调设计中，为了降低夏季空调能耗减小季节性差异，我们尝试应用了当年比较前沿的跨季节蓄冰技术，利用制冷剂液体的冷凝循环将冬季室外的冷能带入地下室蓄冰槽存储起来以备夏季空调系统使用，自然被动的蓄冷方式更显著降低空调能耗。

相变蓄热材料的尝试

项目部分房间的墙体表面应用了具有优异的能量储存和释放能力的相变蓄热材料，相比普通建筑保温材料而言具有更高的热容量与热惯性，有效地减缓室内温度波动，平衡空调能耗的时间性的波动，达到降低空调能耗的目的。

全年能耗模拟

全年能耗模拟计算是设计过程中衡量诸多技术措施作用效果的有效工具，项目利用计算机搭建数学模型，对建筑进行的全年能耗的模拟计算，收集模拟测试的数据对节能技术策略做进一步的调整是设计工作中非常重要的一环。当时最终测算数据显示，项目与普通同类建筑相比节能 60%以上，建筑低能耗运行目标基本达成。

绿色新能源应用

想实现建筑运行零化石能源消耗，就必须寻求新型绿色能源以供给建筑所需。由于本项目所有的设备运行能耗计划全部利用绿色新能源自给自足，总量很大，我们最终采用当时技术较为成熟稳定的可再生、无污染新能源，完成太阳能、风能全面利用的方式，与如今“双碳”方案不谋而合。

太阳能应用

对光能的利用是十年前可再生能源中比较常见的，项目利用太阳能光伏电板、光热板为建筑提供电能、热水。为提升狭小用地空间的发电量，我们在建筑立面之外，还利用建筑一侧的路旁空间设置光伏电板阵列。

9 座光伏电板阵列一字排开，400㎡光伏电板为建筑提供所需电力，也作为路灯提供照明，造型与建筑呼应，独具特色。

风能应用

由于本项目位于渤海之滨，紧邻海岸，因此风力资源较为丰富。通过对建筑所处位置的风环境模拟，我们在适宜的位置安装了一组 10KW 水平轴风力发电机组，其风轮可随风向而调整方向，确保最佳运转效果。

通过一系列建筑节能技术措施的运用及可再生能源获得，会所空间的零能耗目标得以践行兑现。此次建筑低碳排放设计是我们在建筑绿色领域的一次积极尝试，尽管设计过程耗费了大量的心血与精力，但一切的努力都是值得的。

就像会所的造型一样，层层包裹建筑肌理使得建筑更像是个的“蚕茧”，而在这“蚕茧”之中孕育的是我们对建筑新能源未来的憧憬与希望。新能源建筑破茧化蝶的时代已快步降临而来，作为城市建设的企业分子，扎实推进碳中和行动，加快推进城乡建设绿色低碳发展，墨臣责无旁贷。

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项目名称：万通天津生态城茧零能耗会所

委托单位：万通地产天津公司

项目类型：展示中心

项目地点：天津市滨海新区

项目规模：1,245㎡

竣工时间：2012 年

设计范围：方案设计，施工图设计，室内设计，景观设计

设计公司：北京墨臣建筑设计事务所

设计团队：赖军 姜源宣 郝向孺 林亚娜 王哲 李志军 景刚 聂亚飞 王伯荣 宋伟 高阳 徐瑞 熊艺 杨卿 等

合作伙伴：中国建筑科学研究院（绿色技术顾问）

摄 影：姚力