中国院作品 | “绿之屋”，以小见大的低碳营造

这是一个面积不大的办公空间的改造实践，改造对象位于北京一座建于1950年代的老式办公楼，面积约900㎡。作为一支以绿色设计为专长的团队，我们以“全生命期低碳化”为目标，以此为契机，展开一场“低碳营造“的实验，并以两个完整自然年的运营数据，验证了改造空间的全周期节能减碳效果。
 

常见的既有建筑空间改造，主要关注功能和空间的改造，大量拆除现有设施，产生建筑垃圾；以厚重的材料隔断空间，浪费资源，也缺乏空间变更的可能；依靠机械设施增加舒适度，忽视了空间布局和生态绿量的调节作用。

风、光、热、绿色植物等自然要素对微气候的改善，是人体健康所需要的。我们将办公空间的改造定义为“低碳化营造”，致力于创造一个既节能节材，又自然环绕、绿意充盈的环境氛围，将“灰色”的功能型空间转化为“绿色”的生态健康空间。

▲ 现状楼栋外观▲ 改造前平面图改造部分为办公楼西侧近900㎡的空间▲ 改造后平面图现状楼板进行了钢结构加固，梁下净高约为2.85m▲ 改造后的入口空间▲ 改造后的接待空间

“少装饰、多自然、轻建构、大绿量”成为低碳营造的主要介入态度。我们提出空间用能、灵活适变、轻量建构、绿量提升、循环再生、智慧调控等六个方面策略。▲低碳化营造策略汇总

01　空间节能用能分解与过渡季的延长在功能划分的同时考量空间条件与用能情况的分解。南侧为眩光引风区，工位布局退让出一条开放长廊，对室外直射光起到缓冲作用，避免眩光对使用者的直接影响。长廊里可以摆放植物，也可以展览作品。
▲ 南侧开放长廊解决眩光问题▲ 南侧绿廊
北侧为挡风缓冲区，可用于非长时间的驻留活动，间隙设置部分封闭会议室，防止北侧冬季寒风影响；南北之间以通透格架墙作为分隔，在格架墙的单元模块之间留有许多洞口，保证了物理空间的连通性，使室内空气形成对流；东侧入口处为最大风压区，设置了入口生态展厅空间，减少人员驻留，大通风量也促使了绿植的良好生长；中间部分为高舒适区，布置开放式办公，供人员长时间停留。
▲ 北侧挡风区与南侧导风区共同作用中部的高舒适区
▲ 公共区（高舒适区）与绿廊（眩光引风区）
空间用能分区减少了用能区域，结合良好的天然采光和南北自然通风，全年能耗大幅降低。经研究计算，通过用能分解、天然采光和自然通风等方式延长的过渡季时长可达612小时，减少建筑碳排放约24.2吨/年。
02　灵活适变从空间到界面到设施的未来可变空间自由可变，界面与家具都可移动、可拆装，这里的灵活适变，根本上都是都对资源的集约利用。改造空间东北侧为开放活动区，日常使用功能以讨论、阅读、休闲为主；在举办讲座、展览等社会活动时，可利用推拉隔断实现空间形式与功能布局的转换。
▲ 多功能综合开放区使用示意
▲ 多功能综合开放区的实际使用情况
由聚碳酸酯板制作的单片式可旋转推拉隔断，可独立控制每片隔断的位置，并根据空间需求定义隔断的功能类型，如滑动隔墙、旋转门扇、展陈背板等。
▲ 前厅的聚碳酸酯转轴隔断可以调整角度控制进光量
此外，界面系统大量采用可装配式格架隔断、组合隔断墙体、通电雾化玻璃隔墙等，通过界面的快速转换创造多元化功能体验；利用可移动家具、可拆装格架来实现空间布局的多样性。 
▲ 会议与办公室间通过推拉隔断实现分离与贯通
03　轻量建构以低碳原则最小化使用材料结构的轻量化代表着材料的节省，是低碳化的直观表现。项目采用轻型钢构进行搭建,相比木材具有更大的节材和环保价值。项目采用模块预制理念，自主设计了可拆装的格架系统，并集成了细钢杆框架、亚克力隔板、钢片书撑等一系列轻量做法。
▲ 模块钢构架组装示意
▲ 模块钢构书架摆放绿植形成“绿墙”
轻型隔断采用聚碳酸酯板，家具体系采用钢板、钢杆等轻量方式，释放使用空间，也节省了材料。轻量快速建造、可自主安装调整的工艺，可缩短施工周期，改善施工环境，同时满足后期多功能需求的转换。经研究计算，通过轻量化装配建造的方式节材约1.8吨，对建筑全生命周期减碳约1.8吨/年。
▲ 轻量化建材与简单适变的节点构造▲ 不同通透性的聚碳酸酯板呈现多层次材料质感
04　绿量提升围绕生态健康实现最大碳汇立体生态系统利用生物有机体调节空气质量并实现碳汇，减少运行阶段的碳排放，营造绿意空间。在开放办公区南侧，设有一条由绿植墙、景观盆栽、工位绿化限定而成的共享绿径，既作为公共交通走道，又形成了一条对外展示宣传、对内休憩放松的共享空间。
▲ 绿量提升策略▲ 绿廊系统形成一条室内的花园▲ 绿廊改造前后对比▲ 阳光下的绿廊▲ 员工在绿廊空间休憩交流
入口展览区和办公区南侧均设有立体绿化系统，吊顶采用具有反射特效的镜面复合板，向上放大了自然光和绿植墙的生态界面，扩展了生态空间范围。
▲ 入口镜面复合板吊顶延展了生态空间南侧墙体内侧的绿植墙还调节了墙体的蓄热性能，结合自然通风形成了冬暖夏凉的效果。通过绿植墙、工位绿植、格架绿植、盆栽等多层次的立体绿化共同塑造的生态氛围，给使用者营造了健康、自然的空间感受，也能放松精神、活跃思维。经研究计算，通过绿量提升的方式可减少建筑碳排放约0.2吨/年。
▲ 无处不在的绿意▲ 绿廊内的家具装置“曲水流觞”与多层次的立体绿化
05　循环再生废料利用再造与可再生能源建筑改造的低碳化首先是对既有设施的最大化利用。设计保留了原有的围护、裸顶以及部分可利用的设备。主要办公区地面保留了原有基层，在地砖清洁、自流平填补缝隙等措施后直接铺设PVC。
▲ 在原有基层直接铺设PVC卷材，空调设备利旧
我们将拆除的玻璃废渣和金属管型材打碎、切割，制成骨料掺入水磨石中，经过多次切割打磨，形成了一种区别于传统水磨石的特殊肌理。
▲ 将拆除的龙骨玻璃掺入混凝土地面
我们将废弃的塑料水瓶进行回收，重新溶解、编织、利用，形成极具特色的聚氯乙烯编织地毯。这些看似普通的废物废渣通过回收加工再度呈现，也呈现了多元的绿色美学。
▲ 将塑料水瓶溶解编制而成的聚氯乙烯低碳
整个改造过程全部采用绿色建材，秉承可降解、可循环的标准，大量利用工业原生材料和集成木材，减少二次涂刷。小花纹镀锌钢板的精致细腻，聚碳酸酯板的简洁朦胧，镜面板的无限映射，金属钢网和钢板的粗放，实木集成材的温暖，都通过材料的不同特性的运用，营造了令人惊喜的空间效果。
▲ 采用工业原生材料，减少二次涂刷▲ 传统的防水材料——镀锌铁板慢反射绿植形成的丰富观感
立面局部采用复合化BIPV解决方案——真空低碳光电玻璃。本产品是由光伏玻璃与真空雾化玻璃共同构成的中空玻璃，集发电、保温、隔音、遮阳、调光等功能于一体；外部光伏玻璃所产电能可直接控制内部雾化效果，产品本身构建了一套完整的能源自循环体系。
▲ BIPV一体化光伏玻璃应用

06　智慧调控引导全周期的使用行为和设施匹配在全生命周期内，低碳的效果很大程度上与使用者的行为方式有密切关系。为了更好地服务于空间、资源、行为和设备等多元化“智慧”对象，项目建立了基于“感知—传输—解析—反馈”循环逻辑的智慧办公平台，对空间的光照、温度、气流、行为的变化进行环境感知与信息收集，将所收集的数据传输到中枢平台，基于智能算法完成数据分析，再将设备响应策略反馈到智能终端，由智能终端同步中枢平台展开系统调控。
▲ 以“智慧”为中枢的体系搭建 

▲ 智慧低碳物联办公交互发布系统

▲ 办公空间日常运行数据发布（实时更新）

▲ 在项目中应用的传感器与智能终端

如环境感知管理会根据自然光照的强度逐步开闭内区灯光，在自然光线不足时，照明设备采用“自动检测，分区补光”的方式，达到整个区域的照度最优，既满足舒适度，也达到节能效果；根据室内温度情况控制空调的开启，避免使用者对能源的浪费；能源管控数据会反馈使用者何时适宜开窗通风或空调制冷；空间使用管理会为使用者分配更合理的资源，避免浪费。智慧手段为低碳化的实现提供了全周期的保障，也更好地引导了使用者的行为和设施的最佳匹配。
 

▲ 灯光亮度根据自然光通量自动调节

07　以小见大一次低碳语境下的实验“绿之屋”的低碳营造，是一次以低碳语境为目标的改造实践，具有很强的实验性。项目不大，却贯彻了低碳化的理念与策略，从空间、功能到建构、材料，从现场利旧到再生能源的利用，智慧系统引导着全生命期的效果调控，最终实现了全面的节能减碳，也营造了健康优雅的绿意环境。两个完整自然年的实际测试与运营记录证明，通过被动式手段和有效的调节实现了超低能耗运营，全年累计空调使用时长不超过1个月，大幅延长了过渡季的时间，年能耗43.38kWh，年均节能率35.43%，全周期减碳2478吨。对于中国城市更新中大量的建筑空间改造，这个“以小见大”的项目在低碳化营造层面具有很好的借鉴意义。
▲ 办公空间用电系统年均（2022—2024）节能率实测 
▲ 低碳营造策略示意
项目位置  北京市西城区改造时间  2022年
设计团队  中国建筑设计研究院绿色建筑设计研究院
设计主持  刘恒建筑设计  刘菲  徐风  崔晨阳  徐常毓  黄剑钊  杨茜  曹阳机电设计  高志宏  徐红星  任志辉智慧统筹  黄剑钊现场控制  徐常毓
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