市政府新综合大楼【博洛尼亚，意大利】The new headquarters of the municipality [Bologna, Italy]
文：乔治白.拉.弗朗卡
by Giuseppe La France
博洛尼亚市政府的新办公楼在建筑设计和配套硬件方面堪称一流，大楼的特点是通体透明，并且采用了一整套节能和舒适的空调解决方案。
Municipality of Bologna’s new office building was built with a completely design program and best equipments, it is transparent, and uses a set of energy efficiency and comfort of air conditioning solutions.
图1：市政府办公大楼是第一个被纳入“复兴博洛尼亚老城区”大计划的项目，大计划是指通过新建居民楼、商业中心和公共开放空间使城市焕然一新
大楼于2009年投入使用，作为市政府新的综合大楼，该建筑集功能性和效率办公于一体，彻底改变了此前各个部门在十六个区分散办公的情况。这座城市东区的地标性建筑以项目融资的方式得以建成。
建筑采用完全现代化的造型，覆盖整栋大楼的遮阳棚很有特色，天花板式空调系统以及通风系统在设计上紧密配合其表面材料，使楼内的空气在分布上均匀一致。
城市的可持续性发展
市政府综合办公大楼是第一个被纳入“复兴博洛尼亚十八世纪老城区和旧市场” 城市改造大计划的项目。这个规划旨在通过兴建相应的基础设施网，让位于城东的郊区与市中心连接起来。改造后的区域除了设施完备，有可供各类用户（老人、年轻夫妇和学生等）居住的商品房，还有供服务业和商业公司使用的写字楼，当然还包括社区医院、公立学校、民政办公机构和体育场馆等。此外，整片区域更像是一座城市花园，随处可见绿地和供市民活动的公共空间。整个城市改造计划进行得非常顺利。整个工程以重视资源利用和支持环境的可持续性发展为特点。在项目实施的过程当中，执行者也是将二者的关系放在整个城市的背景下加以权衡：建立各种设备的系统网络，安装了可以将太阳能利用起来的遮阳棚，由此获得的电能和热能也可以输送至区内的热电站。此外，还为一些地面排水系统进行了改造。项目的主要内容包括：
- 建造一个以天然气为动力的供热中心，这个供热中心可以为区内兴建房屋和向北发展的市中心提供能量。将市中心向北移是出于严格控制污染物的排放的考虑；
- 打造一条汇集自来水、电力、远程供热、通讯和光纤等各种网络的地下隧道，在需要检修的情况下，人员可以入内；
- 在新大楼楼顶安装年产热能约为60,000kW 的太阳能场（大约面积为500㎡）；
- 为商品房安装大约6,000㎡的太阳能装置，以满足用户40%的电力需要；
- 在项目区内，具有地下排水功能的区域将占到总面积的40%，而改造前仅占2%；
- 建造一个集水系统，利用安置在地下的水槽和水箱对回收的水进行循环利用。该系统既可以收集屋顶上的雨水，用于灌溉绿色植物，也可以使水由用户集中的公共区域向边界处的纳威利运河排放，从而使水流减缓，避免发生水压过高的情况。
大楼的遮阳棚
这座综合楼所在区域曾经是个农贸市场。市场的占地面积约为42,000㎡，市场还与火车站和在建的高铁车站相邻。综合楼（使用面积达33,000㎡）分三个部分，高度分别为8层、10层和12层（从南向北依次为 A、B、C 座），可容纳1,200多名市政府工作人员，及150名受雇的服务人员。停车场有900个车位，此外楼内还有一些公共性质的单位，其中包括一个可接纳60名儿童的幼儿园、游艺厅、餐馆、商店和邮局等，这些单位主要都集中在8层的那一栋的两个楼层内。大楼是博洛尼亚市政府与一家名为 Newco Duc 的公司通过项目融资实现的项目。这家公司拥有综合楼的设计、建造和管理方面的特许权，并且除了打造这一项目之外，还将在未来的27年内负责大楼在维护和管理等方面的全面服务。该公司除投资的900万欧元外，此后每年还将支付660万欧元。
图2：架在钢架结构上的截面呈圆形的金属管构成巨大的百叶窗，其上装有约1,000㎡ 的太阳能电池板
大楼由 MCArchitects 建筑设计公司（建筑师：Mario Cucinella）设计。设计方案利用在六面体形状的大楼上勾勒出一些斜线，使其与楼前的广场之间在视觉上产生的联系。大楼东面对着从前的社区，而市政府办公室所在的一栋朝西和朝北两个方向上则是即将建造的大部分公共空间和一些新楼的所在区域。在对大楼公共空间内的人行道最大排水能力进行分析后，最后设计了一个和城市下水管道相连的排水枢纽。大楼入口处的大厅是设计上的一种强调的处理，因为那里恰好紧挨着将建筑的三个部分连接起来的地方。
这个蕴含了巨大空间的项目按高度分成了三个部分，整个建筑被玻璃保护着，并且大楼上还覆盖这巨大的遮阳棚，遮阳棚由超出建筑物高度的钢制支架所支撑。这座建筑除了具有地标意义（大楼是城市景观的一个亮点，特别是从火车站的方向看去，更是如此。）对于大楼巨大的体积和围绕其四周的开阔空间而言，楼顶上的遮阳棚还具有调节温度的重要意义。
图3：大厅入口采用的是全空气式空调设备，按不同季节温度适中的空气从固定的气孔排出，同时地板式空调也可以发挥作用
外墙材料和遮光幕帘
整个设计是按照项目所在地的地理气候条件进行考虑，因此仔细研究了建筑物外墙表面的朝向和太阳移动的方向，对工作空间内能够获得自然光也进行了准确的计算，力求使楼内所有空间都达到最舒适的温度条件。
楼顶的遮阳棚由钢架结构支撑，遮阳棚呈三角形或四边形，在空间内呈自由舒展状。遮阳棚内部结构是间距不等的截面呈圆形的金属管。这些由圆管构成大百叶窗，在一些管子之间安装了大约1000㎡ 的太阳能电池板（最大发电量148kW，主要用于自给自足）。遮阳棚的主要作用还在于给大楼遮挡日光，因此大楼甚至采用特别透明的玻璃作为表面材料。这种处理使整个建筑内部的热量大幅度降低，也免去在建筑物表面大量运用使用遮光材料和频繁进行调节的不便，并且不影响室内获得良好的光照。
大楼的楼体表面几乎完全采用的是一种连续的独立单元块，每个单元块包括两块透明玻璃和一块不透明的上釉玻璃，这种结构具有层拱的作用。外层的玻璃的尺寸完全符合热量学计算结果，大小尺寸根据朝向的不同有所区别：
- 朝北的双层玻璃还有那些被幕帘遮住的玻璃都是“低散热”型（外面的红外线可穿透玻璃，但室内热源产生的红外线则会被反射回去），因此可以减少室内热量散失；
- 朝东、南和西面的外墙材料具有“高度的选择性”（可以让可见光进入，但会将大部分短波红外线反射回室外）；而朝东和朝西的表面采用的是绢网印刷工艺制成的材料，这种材料具有可以减弱太阳光辐射的能力。
为了控制能量消耗，大楼表面透明材料的太阳能系数（FS）不超过21%，而热能交换系数 K 小于或等于1,3 W/m2 °K。调节光照强度的工作由3,300个卷帘（规格为120x300cm，带拉绳装置）来完成，且安装在墙内，因此不会对空调释放的冷热风有影响：幕帘的材料为聚酯纤维，透光率可达14%，开放度则（OF）为5%。
中央空调和空气的处理
对空调系统进行设计时，主要考虑如何节能和提高能效，同时也兼顾建筑设计对设备的整体性和灵活性加以研究。这样考虑的目的是使人员所处的室内环境舒适度更高，设备更可靠，系统运行时也更省钱。为了节约能源，设备被设计成在中低温度条件下对空气进行处理，并且配有热量回收装置。为了确保室内环境的舒适度，工程师布鲁诺·威萨利将设计重点放在如何保持墙表面温度和室内气温的一致上。整个大楼的中央空调的机房被安置在 A 座的地下一层。供暖部分由两个高效率的锅炉构成。二者可平行运行，设备运行时，可以让其中一个检修，另一个可照常工作（总供热量可达4,000kW）。可调式燃烧器由天然气网提供能源，并且设备具有氮气排放量较低的优点。当初级回路从次级回路上断开时，供热作用将由两个在未来将与远程供热网相连的暖器设备提供。
制冷设备由两套离心式制冷压缩机组配一个冷凝塔和一套吸收式机组（最大功率达6,000kW）构成，两套设备可平行运行（性能系数 COP 大于 6.25），其中一套可100%处于待命状态。冷却塔安装在A座楼顶，为开放式，配有起辅助作用的风扇，设备的热效率较高。
每个机组都配有与地下主机相连专用电泵，电泵也被安装在地下一层。液体经由一条位于地下的设备技术通道被输送至地下机房，这个通道汇集了三栋楼房内垂直分布的管道。
在 A 座和 B 座，办公室冬夏两季的室温由一套送风量可调的空调设备进行调节，这套设备使用部分循环的初级空气，并且还配有高效的热量回收装置。热量回收装置上安装有混流热交换器和间接的绝热冷却器。初级空气将被进行预处理（预热、加湿，冬季也可以进行后续加热；冷却、除湿和在夏季进行后续加热），进行预处理时只须使用安装在楼顶的单个机组（两组设备的输出能力依次为45,000 m3/h和 30,000 m3/h）。循环气体作用在低处，初级气体则被送往楼层位于高处的设备内，这些设备是指独立被安装在天花板夹层内的空调装置（A 座楼层有4套这种设备，B 座则有3套），利用这些天花板式空调可按照不同位置同时进行制冷或取暖。
C 座主要用于从事商业活动和办公（从3层到7层），这里主要自主使用利用初级空气的空调设备。设备利用地下空调机组提供的液媒发挥作用。处理空气的设备也配备了热量回收装置，这些装置被安置在楼顶。所有设备的功能调节可以通过一个遥控系统实现。可以利用调节和开关作用，对这个系统进行控制和管理。这是一种建立在“智能输出”基础上的建筑物管理系统，利用它，可以将各种不同的功能组合在一起，包括控制空调、自来水还有消防设备，也可以管理安全设备和能量系统，并且包括监测火警、控制人员出入和对系统的历史数据进行收集和存档等。
所有这些设备和系统组合在一起使楼内的环境达到了一个很高的舒适度，从系统的性能表现和能耗情况来看，完全达到了 A 级能量标准。
图4：博洛尼亚市政府综合大楼生态气候分析剖面图，图中所示突出了遮阳棚对大楼的保护作用
图5：由于大楼安装了遮阳棚，所以可以安装较为透明的玻璃，但同时不会因此而使室内温度大幅度升高
图6：办公室内天花板式空调可以满足室内1/3的热量需求，剩余所需的更多热能由暖风提供，暖风的温度在12-13 °C 之间，输出风速可达8vol/h
图7：空气经由安装在楼顶上的热量回收装置处理，处理后的空气通过天花板夹层内的管道进入室内的暖气片或通过天花板上的微型气孔排出
为环境创造极致的条件
输送空气的管道为普通的锌片材料制成，在 A 座和 B 座用于市政府办公的空间内，采用的是微孔冷/热天花板式空调，天花板的材料是喷漆钢板，系统可以根据空间内的规划情况最大限度地获得冷热空气。大会议室的天花板夹层采用的就是这种系统：空气经由大小一致的微孔过滤，然后以恒温和几乎接近零的速度分布到室内，并且输出的空气与天花板只有几厘米的间距。
除了控制系统可以精确调节和分段执行，空调设备也可以按平均等分发挥作用，这样做的结果是可以获得不同的温度和保持环境的湿润，这些作用主要通过以下操作实现：
- 为楼层内处理空气的每套设备送水和为获得一定温度提供热能（位置相同的区域）
- 为由两个或两个以上的部分组成的设备的每个部分提供水和带有一定温度的空气（VAV 型设备）。
天花板夹层提供的热辐射占室内热能需要的30-35%，剩余所需的更多热能由暖风提供，暖风的温度在12-13 °C 之间，热风输出的速度可达8vol/h。每个办公室所需要的空气则通过墙外位于玻璃窗和幕帘之间隐蔽处的通风口排出。这样一来，除了有必要进行换气，透明玻璃墙还具有保温和保持环境舒适度的作用。位于楼顶的热量回收装置，可以先将气体收集起来，并在彻底排放前对热量进行回收。
大厅、幼儿园和游艺室内安装了地热装置。气候变化时，温度适中的空气从固定的气孔排入大厅内，并使得室内的压力大于室外的压力，设备送风的速度可达1.5vol/h。幼儿园与游艺室的热风由天花板上的气孔排出。由于卫生间内的空气压力低于室内环境的压力，所以室内需要进行交换的气体经由卫生间被吸走。卫生间内还安装了壁挂式暖风机，暖风机上还装有恒温器，设备抽取气体时的风速可达8vol/h。楼内一些特殊的位置，比如：计算机房，采用了独立的设备进行降温，并可以自主调节温度，设备换风速度可达2vol/h。在档案室和设备机房内则只有冬季可以送暖风的风扇。
C 座的办公室内安装了新风管道设备，新风通过带4根管子的空调机由固定的排气孔排出。而抽气的操作则经由卫生间里独立安装的排风扇和带气孔的吸气管完成，这部分结构还与热量回收装置相接。在这种情况下，楼内各处的温度实现了独立控制，所消耗的能量则可以按照隔开的空间分别进行计算。
特许权持有者： 博洛尼亚市政府
获得特许权的建设方： 博洛尼亚 Newco Duc 公司
受托方： A.t.i.: 联合建筑康采恩
委托方： Adanti 公司，Cogei 建筑公司，艾米莱诺·罗马尼洛联合制造与加工康采恩，
亚平宁建筑合作公司，F.M.维修联合公司
工程总指挥： 对外项目部，工程师 Silvio Manfredini，Romano Piolanti
建筑设计： MCA Design，建筑设计公司，建筑师 Mario Cucinella，Elizabeth Francis
机械设备设计： NIER 工程公司
电气设备设计： 贝塔设计公司
建筑结构设计： 莫佐斯基技术研究室，NIER 工程公司
供应商
锅炉： Buderus
燃烧器： 意大利利雅路（Riello）
离心式制冷机组： 日本大金（Daikin）
地板式地热设备： RDZ
VAV 与天花板式空调： MWH Barcol-Air
空气处理设备： Zoppellaro
吸收设备： IBT-Century
电泵： 罗瓦拉（Lowara）
电热风设备： Atisa
排风孔： Tecnoventil
冷却塔： Decsa
设备控制调节系统： 西门子（Siemens）
