具有可持续性的改建工程

翻修一新的米兰“La Serenissima”办公楼在意大利可持续改建项目全国竞赛中获得了2013年改建奖第三名,这个极有意义的实例显示出在全国大量低能效历史建筑遗产中隐藏着巨大潜力。对该大楼外立面所做的精细工作勾画出了整个设计过程。此项目不仅借鉴了抑制能耗实现能量回收的典型案例,还参考了该段时期许多高价值第三产业建筑改建工程中用到的方式。
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形状和结构
La Serenissima 大楼由 Ermenegildo Soncini 和 Eugenio Soncini 两兄弟设计,于1968年作为 Campari 公司的行政管理总部投入使用。该楼群位于旧城区较偏僻的位置,附近区域曾计划改造成城市行政中心,而如今已经增添了几栋具有现代风格的、极赋建筑表现力的建筑,凸显那个年代的繁荣。
建筑根据当时的需要,恢复了附近区域的十八、十九世纪住宅的布局特点,面临街道的主楼与其余楼体均能俯瞰内部庭院。整幢大楼可容纳500人办公,侧旁的矮楼则作为住宅单元使用。
该大楼在当时是很前卫的建筑。与大量应用钢筋混凝土不同的是,战后典型建筑采用轻薄的钢支撑构件,可以最大限度地减小结构柱网轮廓尺寸,并取消了中间支撑点(横向自由跨距约为13米),故有内部空间分配柔性的优势。
原立面轻而精密,基于正交几何形状的支撑结构,采用型钢和金属板制作。就结构观点来讲,这种立面受宽泛的热桥网络影响,又因各种构件热膨胀系数的差异而造成局部性能的劣化。立面呈正交图形,清晰地区分了柱廊和正立面,其时采用大面积的着色玻璃,避免室内空间受到太阳光过度辐照;凸出的线性构件确定了玻璃的轮廓形状;整个立面的色调因并置柱的褐色色调及实心装饰钢板和背面涂刷青铜色油漆的玻璃板的栗色色调显得很柔和。
空间和功能
随着先前业务移入新址,这幢建筑就成为了摩根斯丹利不动产公司的资产。2008年,该公司就建筑结构、标准规范和节能趋向为该大楼的整体改建宣布设计竞标,而 Park Associati 建筑事务所中标。协调工作,结构和设备设计,一般施工、结构施工和设备施工的监理委托给了 General Planning 工程公司。
根据对实际情况的查考和分析,该项目还面对和解决很多关键的技术问题,包括:
– 针对新的需求框架,如何优化设备空间和功能,特别是如何整修出入和垂直通道系统;
– 大楼改建外壳不仅须顾及外观形象,而且也须考虑当前对能效和室内环境质量的要求;
– 设备系统的适应性须满足最大程度的节能和最高效的管理方式。
承力结构完全裸露,消除了多余构件和所有含石棉的构件。在现留的三个楼体井上(唯一现浇的圆筒状混凝土构件)再增加第四层,从而加强了这条唯一向幕墙敞开的漏斗状走道的透视作用,在室内可向外欣赏内部庭院的景观。
然而,最有意义的改建想法是新立面的设计。与原来的透视图相比,从第一层到第六层,所有正立面都后移35cm,还取消了以前住宅单元内的几个阳台。因对办公室重叠空间的宜居性和灵活性不存在偏见,故更新了毛面积约360m2的地板,用以增加底层业务空间。总体来讲,地下可用面积约6,500m2,地上可用面积为8,000m2。整个改建成本为1.1千万欧元。
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重新设计幕墙
扭转建筑的大众印象是一项精细的工作,在这种情况下,不仅要对比先前的项目,还会涉及大量技术内容和美学考量,而且还要符合各处淀积的共同记忆。设计师们凭着敏感的心灵和精湛的技术,决定将一种强烈的新标识引入视野,重点着力动态描述新的建筑“外衣”。
在确认了原本幕墙组件之后,决定主立面(面临 Turati 路)的如下内外构成:
– 按图纸上的过盈量和压弯要求,将经过电泳着色处理的阳极氧化多孔装饰铝板(厚度20 ~ 10mm)弯折成箱形构件,充填入支撑结构、重建并简单重新油漆的结构和后移立面之间形成的空间;
– 幕墙为镀锌钢板制作的夹层板(10mm)构成,隔热层采用矿棉(80kg/m2,120mm),内壁为拒水型石膏板(Uw0.25W/m2K);
– 台架采用铝板制作后,刷漆(20~10mm);
– 固定式窗户,采用隔热断桥窗框,双层玻璃(外层有选择性的钢化玻璃板10mm厚,FS=37%;中间空隙16mm,充填氩气;内层玻璃板6.62mm厚),传热系数 Uw=1,4W/m2K(Ug=1,0W/m2K)。
将框拢透明玻璃的多孔装饰铝板构件交替布置,相对于支撑结构能进一步提供内部分隔的弹性,夜间还可缓和灯光明亮的房间与幽暗立面之间的反差。
大楼侧面(面临 Cavalieri 路)立面为光滑反光平面,取代了原先的“灯笼”并符合原项目的处理风格,采用超明亮或背面涂灰色的超白钢化玻璃(8mm),而由铝合金框架加简单的 L 形钢和支撑杆支撑这些玻璃。
在大楼底层、柱廊之下,全部落地玻璃长窗按不规则图形布置,而面向庭院的内部正面的大楼外壳都处在同一个平面。这样,除了使自然光线最大程度地透入,同时也节省人工照明的电力消耗,大楼正面的透光性还增强了绿色庭院的直视比例。因此,改动建筑物的外壳,必然会牵涉改动突出在房顶上的顶饰。
组合模件(不透明模件+透明模件)使大楼的总传热系数恢复为1.46W/m2K,噪声降低为42dB。
设备:改建前和改建后
这个楼群共有五座楼(A,B,C,D 和E),其配备如下:
– 将位于地下室内的供暖中心内的开式船用柴油锅炉替换成汽油锅炉;
-一个配备敞开式往复压缩机的制冷机组也置于地下室内,而将相关的冷却塔安装在屋顶上;
– 空气处理机组和强制通风管道网;
– 室内供冷供暖终端,基本上由散热器和冷箱组成;
– 气动调节系统。
改建时,D 楼的设备独立于楼群中其余几座楼。因为在地下室内不可能提供与天然气网使用有关的安全条件,将为其余几幢楼(A,B,C 和 E)服务的供热中心移至屋顶,还安装了冷却塔,而供冷中心和空气处理机组仍安装在地下室内。
目前,这四座楼有:
–  2台天然气冷凝式锅炉(每台450kW);
– 2个水冷式制冷机组,配螺杆压缩机,冷却塔(每个680kW)均带变频器,以调整风机转速;
– 1个自由冷却制冷机组,配风冷式涡旋压缩机(100kW),可以确保冬季也能生产冷冻水,以供给服务器区和不间断电源室内的风机。
相反,D 楼配风冷式多用途制冷机组(130kWf;170kWt),该机组连接一个四管式空调系统。所有循环泵均为变量型并配变频器,利用压力传感器和二通阀控制。
分配管网
整个楼群装备一次空气系统、导管式暖风机、四管式空调系统和电子式风机风速控制器;此一次空气系统可以消化潜在的夏季负荷并确保换气,暖风机装在天花板上,用以维持室内温度,而风速控制器可以确保运行寂静节能。
此方案的采纳源于楼群的内源性热负荷大,透明外壳的面积巨大,且只用内部帘幔遮阳。采用这种方案,无论一年中的哪个阶段,都能根据相关条件和需要对不同的房间供暖或供冷。
处理后的室外新风的引入遵照标准 UNI15251中规定的2级空气质量,相比于 UNI10339, 将换气量增加了约30%。空气处理机组为全空气型,配备了全热换热器(按换热器12.5°C出口温度计算,效率达约70%),其叶轮截面相较于机器尺寸有所增大。相对湿度达到55%,故可减少增湿器的蒸汽产量。
从分配观点讲,通风管网只是部分遵照原有通风系统所采用的方案,利用现有结构网格梁上开出的圆形穿孔结构安装。因此,竖杆与横杆一样为圆形截面。设备调整依靠楼宇管理系统实施,该系统具有两个固定控制站,配备监控电脑、分站用操作面板和每个楼宇专用的楼层控制屏。卫生间天花板上安装热辐射板和电锅炉,后者用于制取卫浴热水。现有的排污水和雨水的管道系统被整体更换:新的排水管道采用高密度聚乙烯材质,减噪性能很好。
消防设施与一个储水池(约15m3)相接,泵站相应配备了电动泵、管道补压泵和管网,籍此供给两台灭火水泵、地下室的消火栓UNI 45和地上楼层的消防水龙UNI 25。

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