建筑專業(yè)-設(shè)計理念與技術(shù)策略
作為祖國的心臟——天安門廣場之側(cè)的一個建筑,從設(shè)計之初,我們首先考慮的就是建筑與城市的關(guān)系,特別是如何處理與天安門廣場的關(guān)系。從天安門廣場的空間序列分析,居主導(dǎo)地位的空間軸線是由天安門至正陽門、前門的貫穿城市的中軸線;天安門、人民大會堂、革命歷史博物館、毛主席紀(jì)念堂圍合而成的北廣場形成了天安門廣場的第一空間層次,居中心地位;毛主席紀(jì)念堂、正陽門、東西兩側(cè)的現(xiàn)狀建筑之間的南廣場形成天安門廣場第二空間層次;由第二層次向南經(jīng)正陽門、前門過渡為逐漸擴散的城市區(qū)域。
從定位和格局上,全國人大機關(guān)辦公樓延續(xù)廣場建筑的中心對稱式布局,東立面與人民大會堂東立面取齊,建筑南北中軸線與人民大會堂南北中軸線一致,和廣場主要建筑物之間保持對應(yīng)關(guān)系。建筑建成后,廣場西南側(cè)即廣場第二空間層次的空間圍合感明顯加強。待部分收尾的拆遷工作以及大會堂賓館的改造完成后,廣場西南側(cè)將形成完整的空間格局。項目總建筑面積8.3萬平方米,地上建筑面積不足6萬平方米,為了實現(xiàn)較大的體量,與廣場建筑相匹配,建筑采取了外圍式的布局形式,我們稱之為“城的輪廓”。建筑整體平面呈橫置的“目”字形,東西寬172.6米,南北長94.6米,基本充滿了用地,實現(xiàn)了建筑體量的最大化。
從建筑體量和建筑風(fēng)格上,人大機關(guān)辦公樓和廣場主要建筑物協(xié)調(diào)一致。人大機關(guān)辦公樓的地位從屬于人民大會堂,所以它的造型設(shè)計也很好地烘托大會堂,整個建筑風(fēng)格實用、穩(wěn)重、簡潔、樸實、親切,富有民族特色,而不喧賓奪主。借鑒中國古典建筑理念,以平緩的坡屋頂作為主要造型語言,和廣場建筑物相互呼應(yīng),并作為民族建筑語言的元素;東立面以連續(xù)柱廊或壁柱作為主要的墻身設(shè)計元素,和廣場建筑在建筑尺度上保持一定的延續(xù),避免瑣碎;南側(cè)公共空間采用透明玻璃幕墻,面向城市開敞,體現(xiàn)民主、透明的立法觀念,以避免保守、封閉、森嚴(yán)的外觀形象;墻身采用暖灰色花崗巖,和人民大會堂保持一致;主要立面采用方窗的形式,與辦公的使用性質(zhì)相適應(yīng)。
從建筑的實際使用性質(zhì)出發(fā),本方案在內(nèi)部發(fā)展了庭院式的布局,借鑒北京傳統(tǒng)的四合院,以14米的小進(jìn)深辦公單元,衍生出三個內(nèi)向的獨立綠化庭院。辦公室單側(cè)進(jìn)深6米,面寬4米,24平方米的單元面積與黨政機關(guān)辦公用房的面積標(biāo)準(zhǔn)相符。通過單元的組合,可以適應(yīng)多部門、多層次的辦公劃分要求。“庭院式”的布局使得每間辦公室都得到充足的自然采光通風(fēng),最大程度的提高辦公品質(zhì)。通過完整的回廊走道,各層均可完全聯(lián)通,整個建筑成為一個整體,保證了全國人大機關(guān)各部門工作聯(lián)系的便利。
結(jié)構(gòu)專業(yè)-設(shè)計特點
本工程結(jié)構(gòu)平面成“目”字形;設(shè)計使用年限為50年;耐久性使用年限為100年;建筑抗震設(shè)防類別為乙類;基礎(chǔ)形式為梁板式筏形基礎(chǔ)。主體結(jié)構(gòu)采用框架--剪力墻結(jié)構(gòu),中庭大跨結(jié)構(gòu)和南側(cè)轉(zhuǎn)換部分采用鋼結(jié)構(gòu)。
由于建筑立面和使用功能的要求,本工程不能設(shè)置伸縮縫,整個結(jié)構(gòu)為一個結(jié)構(gòu)單元,結(jié)構(gòu)單元總長度為171m,屬于超長結(jié)構(gòu),設(shè)計中采取了相應(yīng)的設(shè)計和施工特殊技術(shù)措施。
中庭部分結(jié)構(gòu)設(shè)計是本工程的重點和難點,存在的主要問題有:
1) 中庭部分比較空曠,屬于結(jié)構(gòu)薄弱部位;
2) 中庭南側(cè)入口處,為實現(xiàn)建筑使用功能的需要,首二層柱抽空,形成24m跨度的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。
3) 中庭中部混凝土結(jié)構(gòu)在三層以上出現(xiàn)單跨框架結(jié)構(gòu)。
4) 三層頂部有大跨度結(jié)構(gòu)。
由此可見,中庭結(jié)構(gòu)存在著結(jié)構(gòu)豎向不連續(xù)、樓板不連續(xù)、大跨結(jié)構(gòu)等問題,對結(jié)構(gòu)抗震不利,因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須采取必要的結(jié)構(gòu)加強措施。針對以上問題,中庭結(jié)構(gòu)設(shè)計中采取的主要措施有:
1. 結(jié)合工程特點,制定相應(yīng)的抗震性能化目標(biāo),并確定如下抗震計算分析原則:
1) 在多遇地震作用下,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體計算分析及所有構(gòu)件承載力驗算。
2) 在設(shè)防地震作用下,對轉(zhuǎn)換構(gòu)件進(jìn)行承載力驗算。
3) 在大震作用下,采用靜力彈塑性分析方法對結(jié)構(gòu)主要抗側(cè)力構(gòu)件及轉(zhuǎn)換構(gòu)件進(jìn)行安全性分析。
2. 采用“PK-PM系列軟件”和MIDAS/Gen V.6.9.1中文版兩個不同形式的結(jié)構(gòu)分析軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算分析。
3. 在結(jié)構(gòu)選型時,為提高結(jié)構(gòu)的抗震性能,中庭部分全部采用鋼結(jié)構(gòu)。
4. 在滿足建筑使用功能的前提下,在中部加設(shè)剪力墻,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強。
5. 對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案比較。
在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)選型時有桁架方案、斜拉方案、空腹桁架方案三種形式可以選擇。由于其嚴(yán)重影響建筑的使用、造型和美觀,因此需與建筑專業(yè)協(xié)商共同處理。空腹桁架方案利用網(wǎng)格結(jié)構(gòu)來進(jìn)行轉(zhuǎn)換,雖豎向網(wǎng)格較密,但無斜向桿件,對建筑立面的影響較小,經(jīng)與建筑專業(yè)協(xié)商,最后采用了空腹桁架方案。
暖通專業(yè)-技術(shù)特點
在利用能耗模擬軟件進(jìn)行全年能耗模擬的基礎(chǔ)上,對多種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟比較,確定最優(yōu)冷源方案。
采用蓄冰系統(tǒng),節(jié)省運行費用;實現(xiàn)8℃大溫差送水,減少冷凍水的輸送能耗;采用高溫冷水,提高制冷機性能系數(shù),節(jié)省能源。
采用CFD模擬軟件,對房間氣流組織進(jìn)行模擬計算,確定合理的氣流組織形式。
采用一次泵變頻變流量系統(tǒng),減低空調(diào)水泵初投資,減少冷凍水的輸送能耗。
空調(diào)冷熱水循環(huán)泵采用變頻調(diào)速水泵,變速運行,節(jié)省水泵電能,降低運行費用。
采用溫濕度獨立控制系統(tǒng),提高室內(nèi)熱舒適性和空氣品質(zhì),節(jié)省能源。
全空氣系統(tǒng)滿足全新風(fēng)運行條件,可充分利用天然冷源調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。
新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)有排風(fēng)熱回收裝置,回收排風(fēng)冷熱量,節(jié)省空調(diào)能耗。
給排水、消防系統(tǒng)-技術(shù)特點
在市政供水范圍內(nèi)的生活給水和中水由市政管網(wǎng)直供,其余給水采用疊壓供水機組供給,其余中水由變頻供水機組供給。在衛(wèi)生間、淋浴間、廚房等設(shè)集中熱水供應(yīng)系統(tǒng),熱源由太陽能和城市熱網(wǎng)聯(lián)合提供;廚房排水采用新鮮油脂分離器處理;部分屋面采用虹吸雨水系統(tǒng),設(shè)計中還采用了節(jié)水型器具、雨水入滲及節(jié)水滴灌等多項節(jié)水措施。
本工程在全樓設(shè)有消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)和滅火器設(shè)置,在信息中心機房、變配電室等設(shè)有氣體滅火系統(tǒng),在廚房灶臺設(shè)廚房設(shè)備自動滅火裝置。消火栓和自動噴水滅火系統(tǒng)均采用貯水池-水泵-水箱聯(lián)合供水方式。自動噴水滅火系統(tǒng)除汽車庫采用預(yù)作用系統(tǒng)外,其余均采用濕式系統(tǒng)。有凍結(jié)危險的消防管道采用電伴熱防凍保溫。
電氣專業(yè)-綜合效益
全國人大機關(guān)辦公樓電氣設(shè)計包括10/0.4kV變配電系統(tǒng)、電力配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、建筑物防雷及接地系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)、智能化系統(tǒng)等。電氣各系統(tǒng)設(shè)計遵循國家有關(guān)方針、政策,并針對本辦公建筑的特點,做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理,以保證電氣可靠性、靈活性和安全性。智能化系統(tǒng)設(shè)計充分利用當(dāng)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和手段,基于辦公業(yè)務(wù)的要求,以信息系統(tǒng)為平臺,構(gòu)建一套先進(jìn)實用的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享和交換的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。