建筑專業(yè)-設(shè)計(jì)理念與技術(shù)策略
全國組織干部學(xué)院(以下簡稱組干學(xué)院)地處北京市朝陽區(qū)金盞金融后臺服務(wù)區(qū)內(nèi),是一所集教學(xué)、辦公、宿舍、大型會(huì)議及相關(guān)配套設(shè)施等功能于一體的綜合性學(xué)院。設(shè)計(jì)之初項(xiàng)目設(shè)計(jì)組就提出了在該項(xiàng)目從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營管理的各階段建設(shè)中以低碳綠色為目標(biāo)的綠色設(shè)計(jì)理念,即以涉及規(guī)劃、建筑、景觀設(shè)計(jì)等各階段、各專業(yè)的高完成度設(shè)計(jì)產(chǎn)品為宗旨,從當(dāng)?shù)貧夂蛱卣饕约白陨砉こ绦枰霭l(fā)對現(xiàn)階段各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的新型、成熟的綠色技術(shù)進(jìn)行甄選,采用適宜的技術(shù),并結(jié)合本建筑一體化設(shè)計(jì),避免“高、貴”技術(shù)的堆砌。同時(shí),采用具有創(chuàng)新性的整合設(shè)計(jì)手法,最終實(shí)現(xiàn)建筑的低能耗、低污染和低排放,從硬件上落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀。
繞本工程的綠色學(xué)院設(shè)計(jì)理念,項(xiàng)目組以《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50378-2006)中的三星級(最高級)標(biāo)準(zhǔn)要求為設(shè)計(jì)依據(jù),結(jié)合工程實(shí)際情況,制定了在控制造價(jià)的前提下,根據(jù)建筑各部分的功能和需求的不同,有側(cè)重地選擇適宜的綠色策略及技術(shù)路線。設(shè)計(jì)過程中主要對場地規(guī)劃、能源控制、水資源利用、材料選擇以及一些其他綠色技術(shù)這四個(gè)方面的應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)研究及探討,同時(shí)對施工過程及后期運(yùn)營管理進(jìn)行了關(guān)注并向業(yè)主提出了建議意見。
在場地總體布局規(guī)劃上以最大限度節(jié)地并保護(hù)室外環(huán)境為宗旨;建筑采用集中式布局,將各功能集于一棟建筑,坐落于用地東南側(cè),除必要的車行道路及綠化停車場外,其他均為綠地,用地西北側(cè)為大面積集中式景觀園林包括雨水花園等,綠化物種選擇適宜本地氣候和土壤條件的鄉(xiāng)土植物,且采用包含喬、灌木的復(fù)層綠化,車行道及場地采用透水混凝土路面,人行路采用透水磚及砂石,均為透水地面,以增加地下水的補(bǔ)給量,涵養(yǎng)水源。
在主動(dòng)式生態(tài)技術(shù)及創(chuàng)新方面,本工程綜合采用了包含地源熱泵系統(tǒng)、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、太陽能集熱系統(tǒng)、空調(diào)熱回收系統(tǒng)、節(jié)能照明系統(tǒng)、能耗計(jì)量及環(huán)境控制系統(tǒng)等節(jié)能設(shè)施達(dá)到綜合節(jié)能、減排的示范效果;本工程還充分研究和應(yīng)用了被動(dòng)式生態(tài)設(shè)計(jì),包括體型朝向、自然通風(fēng)、遮陽等,并和建筑的空間及形式有機(jī)結(jié)合,重點(diǎn)部分進(jìn)行了重點(diǎn)的深化研究和設(shè)計(jì),同時(shí)采用主動(dòng)式環(huán)境控制技術(shù)保證人員活動(dòng)區(qū)域健康舒適的物理環(huán)境。
從建筑自身的使用功能分析,該項(xiàng)目是集辦公、培訓(xùn)、住宿、餐飲、大型報(bào)告等多功能為一體的大型綜合性建筑,能夠舉行大規(guī)模的會(huì)議及培訓(xùn)等活動(dòng)。與該項(xiàng)目相類似的,如大型會(huì)議中心等綜合性建筑,在現(xiàn)今社會(huì)具有非常大的社會(huì)價(jià)值或市場價(jià)值,此類項(xiàng)目具有很大的社會(huì)和市場需求。另外,就單個(gè)性質(zhì):教學(xué)培訓(xùn)、會(huì)議、住宿、辦公等也具有非常大的市場需求。本項(xiàng)目的建成,將為類似的項(xiàng)目建設(shè)為綠色的、可持續(xù)發(fā)展的項(xiàng)目提供借鑒和參考。設(shè)計(jì)采用的這種高度整合的設(shè)計(jì)手段及設(shè)計(jì)理念,在大力推廣生態(tài)技術(shù)設(shè)計(jì)理念的今天具有巨大的推廣前景。
結(jié)構(gòu)專業(yè)-設(shè)計(jì)特點(diǎn)
本工程分為A、B、C、D、E區(qū),根據(jù)平面形狀,設(shè)計(jì)時(shí)共設(shè)置四條永久抗震縫,分為單獨(dú)的五個(gè)抗震單元(圖1),可保證各個(gè)單元平面基本規(guī)則,并有效減小了結(jié)構(gòu)平面長度,十分有利于控制混凝土收縮和減小溫度應(yīng)力,可有效防止混凝土開裂。
按照A、B、C、D、E區(qū)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)高度,結(jié)構(gòu)形式可選為框架、框剪、剪力墻三種形式。設(shè)計(jì)時(shí),考慮到北京地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為8度,屬于抗震高烈度區(qū),地震力大,選擇混凝土框架形式難以滿足層間位移要求,勢必形成肥梁胖柱,結(jié)構(gòu)并不經(jīng)濟(jì),而選擇剪力墻形式不利于建筑功能布置,造成較大資源浪費(fèi),所以,選擇框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是最為優(yōu)化的結(jié)構(gòu)體系,一方面可以保證建筑布局的合理性,另一方面也可以發(fā)揮剪力墻水平抗側(cè)剛度大的特點(diǎn),可合理利用材料特性,減少材料的使用及消耗以減少對環(huán)境的影響,從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)、功能兩者之間的均衡結(jié)果。
本工程A、B、C、D區(qū)主體均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系,剪力墻布置在樓梯間、電梯間,樓板采用現(xiàn)澆混凝土樓板。
本工程E區(qū)是點(diǎn)睛之處,是功能最為復(fù)雜,是美觀、聲學(xué)、光學(xué)等要求最高的區(qū)域,也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最為復(fù)雜的一個(gè)區(qū)域,具有大跨度、復(fù)雜平面等多個(gè)因素。由于E區(qū)結(jié)構(gòu)跨度大,采用混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)構(gòu)件尺寸巨大,抗震性能較差,因此,經(jīng)過多方面比較,E區(qū)結(jié)構(gòu)體系選擇鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)形式,中間設(shè)置現(xiàn)澆混凝土核心筒用來抵抗水平地震力,大跨度空間則采用鋼結(jié)構(gòu)形式,減小結(jié)構(gòu)自重,有效減小水平地震力。其中,E區(qū)花園層為跨度30米,對建筑美觀有十分高的要求,選擇結(jié)構(gòu)形式時(shí)要求綜合考慮美觀、經(jīng)濟(jì)要素。設(shè)計(jì)時(shí),充分比較了平行桁架、放射桁架、放射張弦梁等多種方案的優(yōu)缺點(diǎn),其中,平行桁架方案最為經(jīng)濟(jì),施工最為方便,但不夠美觀,不吊頂時(shí)較難滿足建筑美觀要求,而放射桁架方案較為經(jīng)濟(jì),但結(jié)構(gòu)構(gòu)件較多,感觀上仍無法滿足建筑對藝術(shù)的追求,只有放射張弦梁(圖2)具備結(jié)構(gòu)構(gòu)件少、簡潔明了特點(diǎn),同時(shí)可充分發(fā)揮高強(qiáng)度鋼索(1760MPa)作用,結(jié)構(gòu)整體用鋼量小,也可充分滿足建筑對于美觀方面的要求,達(dá)到了經(jīng)濟(jì)、美觀方面的均衡。
E區(qū)穹頂屋面采用單層鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)(圖3),構(gòu)件采用箱型截面,結(jié)構(gòu)整體十分合理,徑向結(jié)構(gòu)受力形式為拱,構(gòu)件以受壓為主,環(huán)向結(jié)構(gòu)受力形式為受拉環(huán),構(gòu)件以受拉為主,鋼材采用Q345B、Q345C規(guī)格,充分發(fā)揮鋼材強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。