品素品设计
对世界大胆畅想

星港国际中心(超高层建筑的自然通风解决方案) | Pelli Clarke Pelli Architects & RFR

 
文章附图


星港国际中心是位于上海虹口区的综合开发项目。总体规划包括四个连续的街区,由一个屋顶花园和一个24米高的天桥组成。屋顶花园连接零售裙房,同时提供黄浦江以及浦东和外滩天际线的壮丽景色。


2 (2).jpg


该开发项目一期包含东南角和西北角的双塔,每座塔高240米。这些塔的位置和形状使外滩和浦东远景一览无余。一栋塔楼全部为办公室,另一栋塔楼包括21层办公室和24层豪华服务式公寓。两座塔楼都有设计顶层会所。这些塔将在天际线上具有标志性的轮廓。


2 (3).jpg2.jpg


塔楼的底部是一个六层的商业裙房(地上四层,地下两层)。裙房上设有九个电影院,共有1146个座位。拥有300个座位的IMAX影院也是电影院的一部分。这将是一个娱乐胜地,为购物中心带来巨大流量。


3.jpg


为了补充电影院的设施,裙房上设有带用餐露台的屋顶花园和室外露天剧场。天桥将相邻的街区与第三层零售基地的主要中庭相连。星港国际中心是一个主要的交通枢纽,地下一层有地铁连接,站点北侧有一个4,000平方米的公交车站。可以通过公共交通和汽车到达该开发区。裙房的下三层有1600个停车位,可提供停车位。


4.jpg


该项目获得中国绿色建筑三星评价标准、美国LEED金奖、英国BREEAM Outstanding标准等相关荣誉。


创新型的项目与拥有创新性的团队不谋而合。幕墙作为围护体系具有调节室内环境品质、降低建筑能耗方面的作用,设计上需要各种高标准、创新化的思维。RFR作为这对超高层双子塔的幕墙顾问,负责幕墙设计全过程、特殊结构和工程品控,主要涉及双子塔楼的立面、塔冠、商业裙房立面及采光顶等,为这个超高层绿色建筑群打造定制化解决方案。


5.jpg


幕墙通风器整合


通常来讲,居住在室内的人每小时需求30m³新鲜空气或居所每小时换气1次,这是卫生通风的基本要求。开窗通风的换气次数能达到每小时10-30次,这对建筑节能极为不利。幕墙自然通风器是能够提供新鲜清洁的自然空气,并可控的通风装置,抗风压、保温、隔音,有利于人的生理和心理健康。


6 (6).jpg


建筑幕墙的通风器系统经过优化——在塔楼每一层楼面靠近幕墙的地面都装有“呼吸口”,即通风器系统。经过专业设计与测试的通风器,采用重力自平衡系统,不仅可以对室内空气进行调节,还可以在风力荷载急剧升高的情况下自动调节,以达到生态、环保、节能的效果。


6 (1).jpg6 (2).jpg6 (3).jpg6 (5).jpg6 (4).jpg


框架反做系统


在本项目中,建筑师在立面在层间的位置设置外挑880mm的水平遮阳百叶,以确保最佳的遮阳节能效果,同时为了控制眩光,在立柱的外侧设置外挑出500mm的竖向百叶。总体上,这种百叶使立面遮阳系数水平降低21%,垂直降低18%,具有良好的节能性能。


6 (7).jpg


这种丰富细致的遮阳功能成为一种独特的装饰性遮阳装置,对立面结构和系统设计提出了更高的要求。建筑师最初采用标准的框架幕墙设计模式,RFR团队结合本项目多层遮阳百叶的特点提出“框架反做”的幕墙系统,将幕墙中通常放置在室内的抗风构件放置在室外,兼作遮阳装饰构件。


6 (8).jpg6 (9).jpg6 (10).jpg6 (11).jpg6 (12).jpg


相比典型的幕墙系统,“框架反做”这一创新性的解决方案在建筑效果和建造成本之间达到有效平衡。首先,使造价节省10%。此外,因为室内窗台板构造减少,令实际可使用面积增加。


6 (13).jpg


按单层平面周长150米计算,平均每层节省室内面积约(250毫米-50毫米)*150米,即30平方米。


6 (15).jpg


框架反做单元的设计经过缜密的幕墙设计研究和论证,通过了上海市的幕墙安全专项评审。在常规四性试验基础上,也对幕墙热工和防结露进行了专题测试,验证了幕墙热工性能满足节能规范的要求。


6 (14).jpg


最终建成的幕墙完美地展现了建筑立面效果,金属装饰构件和玻璃面板的组合很好地提升了建筑立面的质感。


6 (16).jpg6 (17).jpg


设备层立面不加百叶


本项目采用异形体块分割,在设备层进行收腰,机电通风百叶借用这一几何特点,通过吊顶板下方排风,在立面上不设置任何百叶或开洞。


6 (20).jpg6 (21).jpg


防水保温设计


在典型的单元幕墙系统中,使用等压腔防水,即利用单元板块之间的型材对插所形成的空腔,构件与室外沟通的空气等压腔使雨水不会向室内渗透,同时利用排水孔与排水通道,将进入等压腔的少量雨水排出。本项目的防水系统也是同样的机制,由于一部分等压腔跨越到了室外,部件的装配接缝和十字缝部分暴露在外部,在横梁设计了加强的排水构造,阻挡雨水被风吹入空腔内部。


6 (23).jpg


绿建对保温提出了较高要求,幕墙可视区K值须达到2.1W/(m²∙K)玻璃采用高配置的三银中空low-E玻璃,结构后置的幕墙框架系统也需要特殊的断热设计来保证热工性能。在国内大部分地区,铝制幕墙框架都要设置传热系数极低的“隔热层”来避免热量通过金属件穿透内外形成冷桥。本项目中采用的穿条式聚酰胺尼龙断热材料,隔热层厚为24mm,与中空玻璃对齐,形成一条笔直连续的“隔热线”。


6 (24).jpg


在幕墙挂接的部位,因为有层间的上下两道防火和保温的封闭。局部金属连接件穿过隔热线不会对整个幕墙系统造成不利影响,在同样的材料和外部条件下,我们做了不同幕墙系统的热分析。方案a是典型幕墙系统。方案b是具有大型装饰翼的典型幕墙系统,装饰翼的固定构件穿过“隔热线”固定在竖框上,大大增加了立面系统的热传导系数k。方案c是框架反做系统,热工性能甚至优于同等具有大装饰翼的常规单元幕墙的方案b,很好地满足了LEED认证和国标认证节能要求。


6 (27).jpg


通过甲方、设计单位、顾问公司、施工单位等多方的完美配合,上海北外滩来福士最终实现了可持续发展目标,成为全国第一个集中国绿色建筑三星、美国LEED金奖和英国BREEAM Outstanding标准的超高层双塔项目。


6 (28).jpg


效果图


7 (1).jpg7 (4).jpg7 (2).jpg7 (3).jpg


来自 Pelli Clarke Pelli Architects & RFR