吕元祥建筑师事务所领航可持续发展极端气候下的环境友好建筑设计实践|幕墙

吕元祥建筑师事务所领航可持续发展极端气候下的环境友好建筑设计实践

2024-08-23 16:14:59　来源: 网易家居要闻

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【2024年8月，中国】据中国气象局发布的《中国气候变化蓝皮书2024》显示，2023年成为全球有观测记录以来最暖的一年，而我国平均气温也创下有气象观测记录以来历史新高。异常高温、洪涝等极端天气事件频发，且强度及持续时间在未来有增强的趋势，让每个人都切身体会到其带来的现实风险，更引起社会各界广泛关注。

全球建筑行业皆为应对极端气候提出更切实可行的设计解决方案。配合新材料的研发、应用模拟环境分析热点，结合以长远目标为基准的设计原则，建筑物既能保证通风效果，兼具可调节性，又不对环境造成危害或过度耗能，提升低碳居住生活体验。

作为可持续发展设计的先驱，吕元祥建筑师事务所（RLP Asia）一直秉持“以生命为本、面向未来、联结文化”的核心理念，不断探究及提出对环境友好的设计策略，并应用到项目当中，让建筑空间更具弹性，更从容地应对层出不穷的气候挑战。

控制热量排放

城市温度的持续上升使制冷的需求随之增加，过多使用空调又进一步引发城市热岛效应，导致恶性循环。区域集中供冷系统是解决这个矛盾的方式之一，它可以减少空调数量，降低人为热量的排放。

位于香港启德发展区的大型商办新地标“AIRSIDE”，是香港首个使用区域集中供冷系统的商业项目。该系统利用海水在集中供冷站点制造冷水，并通过地下管网络将冷水输送到各建筑物，从而减少电力消耗及废热产生。故此，因无须在屋顶设置冷却塔，释放的更多空间便用于安装1,350平方米的太阳能板，可谓一举两得。

帮助建筑外墙降温

建筑幕墙的隔热保温性能与能耗有着紧密的关系。幕墙设计加入植被并使用高太阳辐射反照率材料，可使表面温度最多可降低9°C，从而减少建筑能耗。

位于香港尖沙咀的大型重建项目Victoria Dockside利用退台式设计及多维度绿化，使绿化面积达11,500平方米，绿化覆盖率超过30%，不仅远超香港建筑规范要求，更树立了可持续建筑的新标准。项目投入使用后，RLP Asia联同香港大学、香港中文大学进行使用后实地评估，结果显示，朝北及朝西的幕墙表面温度分别降低了4.2°C 和5.8°C；裙楼顶部则平均降低9.2°C。建筑体量虽增加40%，但气温不升反跌，证实大面积绿化能有效改善周边社区微气候，而且行人体感大部分时间都在舒适范围。

“智能树” 城市绿色装置

RLP Asia获得专利的“智能树 (Smart Tree)”是专为高密度智慧城市设计的社区绿色装置。它拥有独立运行的微生态系统，通过垂直绿化为行人提供绿茵，配合被动烟囱效应、机械或辅助通风功能，有效遮阳及降温，增加城市宜居性。

当极端气温来袭，智能树可为行人提供临时庇护场所。装置的局部被动冷却技术不仅能加强通风，加速蒸散效应，更可控制热量吸收，防止地面热量堆积。人们皮肤上的汗水被迅速蒸发，体感温度降低，从而感到格外舒爽。此外，遮阳装置可大大降低辐射温度。在南方炎热潮湿的天气下，设置遮阳区是保证室外热舒适度的有效方法。

智能树还加入可视设备和智能感应器，提供动态环境及移动数据。结合智能城市的功能，智能树将帮助人类在极端天气情况发生时快速作出反应，大幅提升抗灾能力。

加强建筑遮阳结构

增加城市中的遮阳设施可减少行人直接暴露在太阳下的时间。诸如树冠、半透明遮阳装置、建筑立面的悬臂结构等，皆可为途人创造遮阳区。热舒适度计算显示，在遮阳装置下，平均辐射温度可降低10°C，更可减少近100%的太阳辐射，显著缓解热量。

由RLP Asia设计的珠海首个公共交通导向开发 (TOD)“珠海环宇城”，其裙楼外墙以层次丰富的波浪型设计向外延展，不仅造型别致，更能有效地遮阳，途人享有全天候风雨无阻的出行体验，为生活提供极大的便利。

降低建筑覆盖率

减少建筑地面覆盖面积可加强建筑物之间及内部的通风，提高散热速度，且减少热量在人行道上堆积，并在炎热天气时更有效地冷却地面温度。常见的设计方式包括在建筑物之间留有足够空隙、布局不同高度的建筑，或是配合风向增加裙楼的通透性。

RLP Asia 与合作伙伴 Revery Architecture联合设计的香港西九龙“戏曲中心”，将可容纳1,000多个观众的主剧院架空在离地27米的高度，借鉴中国传统建筑“亭”的概念，在下方中庭腾出一个广场式的开放空间。创新的悬浮架空设计不仅能有效阻隔邻近交通工具带来的振动及噪音，为市民创造充足的公共空间，更促进四通八达的自然风流动，使周边气温降低4°C。

高隔热建筑外围护结构

隔热性能良好的建筑外围护结构在冷热两季都有显著的作用。夏天，它可降低建筑表面温度，减少热对流和热传导的增加；冬天，热量储存在隔热层，又能使建筑内部更好地保温，实现终年舒适的低能耗室内环境。

位于桂林的可持续生态纺织园林“十如”，以亲生物设计向自然致敬，与当地风景如画的地貌融为一体。RLP Asia的规划和设计让建筑更显轻盈，双层围护结构和低窗墙面积比例将建筑的总传热系数降到最低值，大幅减少传导到室内的热量。

采用高度密封的门窗

使用混合通风系统的建筑，在封闭模式下，诸如门窗等高度密闭的可操控通风开口，既能让室内维持舒适温度，又能防止室内过热。

在“香港高等教育科技学院” 柴湾校区中采用了生物气候幕墙。在中央系统监控下，由窗户制动器和窗户触点控制通风装置，确保建筑在幕墙关闭时保持密封，并根据室外环境，智能自动调节混合模式通风，为师生提供低能耗且高舒适度的使用体验。

加强夜间通风净化

夜间净化通风是一种低维护成本且有效降低能耗，并改善室内空气质量的简易方法。这种被动式设计能够为建筑物引入新鲜、凉爽的外部空气，同时排出内部热气。

地面低温冷却是另一种被动式设计，它利用土壤或热容的适度、稳定温度来预冷送风，提高夜间净化的效果。设计通过调整建筑座向可更好地借助盛行风，并透过建筑开口最大化地增强自然通风。

在RLP Asia设计的全国首个民用永久零碳建筑香港“建造业零碳天地”中，针对周边微气候，团队通过精心规划建筑的位置、形态和朝向，充分利用自然风资源。在满足夜间净化通风的条件时，窗户会被打开以驱散积聚的热量，以此减少对空调的需求，提高第二天的体感舒适度。

小结

RLP Asia因地制宜地运用以上创新举措，并通过众多项目践行可持续发展设计于建筑的应用，以抵御气候变化和极端气温带来的挑战。展望未来，事务所将继续通过“以生命为本、以自然为基础、以结果为导向”的设计方案，创造具有更高标准、更具弹性的可持续建筑，从而对社区和环境产生实际且积极的影响，为迈向零碳的未来领航铺路。

-完-

关于吕元祥建筑师事务所 (RLP Asia)

吕元祥建筑师事务所（RLP Asia）于1976年成立，是亚洲可持续建筑的先驱。RLP Asia专注于“以生命为本、面向未来、联结文化”的设计，擅长在高密度的城市环境中“设计更美好生活”。多年来，事务所凭借在中国的深厚根基及广阔的国际视野，获得超过300个国际及本地奖项，其中包括连续20年入选BCI Asia香港十大建筑设计公司，连续14年登上英国权威建筑杂志《Building Design》全球百大建筑设计公司名单，并在入榜的中国事务所中稳居前十。RLP Asia在亚洲拥有超过550名值得信赖的顾问，代表作品遍布全亚洲，类型包括绿色建筑、总体规划、公共交通导向开发TOD和室内设计。

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梁子敏

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