土木在线论坛 \ 建筑结构 \ 混凝土结构 \ 杜塞尔多夫摇篮大楼：可持续性设计新解

杜塞尔多夫摇篮大楼：可持续性设计新解

发布于：2022-06-09 09:27:09 来自：建筑结构/混凝土结构 0 11

来源：有方空间

作者：HPP

[复制转发]

△ 项目效果图

设计单位 HPP建筑事务所

项目地址 德国杜塞尔多夫

建成状态 建设中

建筑面积 11,400 平方米

本文文字由设计单位提供。

从摇篮到摇篮，从新生到回归。

希望每一片“落叶”

都可以回归土壤，完成自然界的永续循环。

土地的永续，才有生命的延续！

全球建筑业的材料消耗占资源总比的75%，它的建造、维护及拆除造成了全球40% CO?排放和每天300万吨的建筑废物。即便在环保意识和技术领先的德国，也有50%的化石资源被用作建筑材料，占垃圾生产总量的60%。

△ 城市化对环境造成了巨大影响

为提高生态效率，通过减量（Reduce）、再利用（Reuse）、回收（Recycle）的3R原则降低建筑能耗和提高原材料的使用寿命，是一个看似不错的解决方案，但也只是以小幅的增量在更长时间内对环境进行破坏。

为提升传统“节能器”式的治标不治本的绿色环保理念，我们需要一种颠覆式的解决方案。

—

Cradle to Cradle? (C2C)

从摇篮到摇篮? （ Cradle to Cradle? ）的概念于2002年首次被美国生态建筑师威廉·麦唐纳（William McDonough ）和德国化学家迈克尔·布朗嘉特（Michael Braungart ）共同提出。意为“万物皆为养分，没有废弃物”。透过C2C的设计，可使材料与产品在生产、使用以及循环过程中，对人类健康和环境有益，最后进入生态或工业循环系统，还原具有高等品质的材料和产品。

C2C与其他可持续性概念或认证的根本区别在于其内在积极性：重新思考积极影响，而不是减少消极影响。

△ 生态循环（左）：产品可生物降解并回归到养分循环中；工业循环（右）：产品可根据其构成材料进行分类，回收后再制成新的产品。

—

“摇篮”大楼（The Cradle ）

德国杜塞尔多夫第一座由多种木材混合建成的办公楼 ——“摇篮”大楼，将于2022年落成。它位于莱茵河畔著名的媒体港（Media Harbor），由HPP和德国开发商INTERBODEN共同合作设计建造。

从很多方面来看，这都是一个可循环建筑的试点项目。受C2C的启发，建筑采用了大量的仿生设计方法，使建筑物的每个部件在使用后都可以被回收重复使用，同时减少 CO? 排放量。“摇篮”大楼以其开创性的可持续发展理念和富有创造力的独特造型，引领了建筑的创新性、开放性，赋予了建筑全新的认知维度。

△ 坐落于莱茵河畔著名的媒体港的“摇篮”大楼

△ 在项目动工前半年，地块被打造成一片生机盎然的花草甸，将C2C的理念从施工前就开始贯彻。图源：Interboden Group

—

三种互相关联的设计构思

“摇篮” 大楼不仅是关于C2C和循环思维的实践，还结合了三种互相关联的设计构思，并通过其相互作用形成附加值：

1. 一体式的立面结合了多种功能，并赋予了建筑独特的标识性。

2. 混合木结构为建筑创造了积极的生态足迹。

3. 从循环经济的角度来看，建筑可被视为一座材料仓库。

一体式的立面：独特的区域名片

立面的形式与支撑结构通过简洁的菱形母题贯穿，并依据建筑的朝向、自然光变化和与环境的关联有所区分。通过参数化设计，外立面的支撑结构进深随方向变化，在阳光较为猛烈的区域，形成更大范围的额外遮阳。材料、几何形体和结构本身就能清晰反映出可持续发展的设计属性。由一体式的支撑结构和立面的内陷空间面向媒体港，具备阳台的功能，拥有开阔的视野。

△ 西南面（左）：大纵深木结构立面为西南方向提供了有效遮阳；东北面（右）：建筑东北方向浅纵深木结构立面实现了高透光率

△ 玻璃面固定在 V 形木结构上，透过间隙进行自然通风

△ 立面形式效果图

混合木结构：为用户和环境提供附加价值

“摇篮”大楼的基本结构为具有可持续性的混合木结构。只有与地面相连并充当结构的地下室、核心筒和首层外支撑结构为混凝土。除了地下室外，所有建筑构件均在工厂内预制，缩短工期的同时降低了噪音和粉尘污染，为城市环境带来显著改善。该材料还为使用者提供了一个可促进健康且舒缓的工作环境，减少热量的聚集和形成热岛的风险。

△ 混凝土结构（左）：基座、首层外立面支撑、核心筒；木结构（中）：柱子、楼板、外立面；玻璃结构（右）

△ “摇篮”大楼的混凝土结构部分即将完工

通过对“摇篮”大楼 CO? 生命周期的分析评估，50年后建筑的 CO? 排放量将低于DGNB办公建筑参考标准37%，施工过程中产生的C O? 低于DGNB施工标准20%。

△ 植物墙面能吸收空气中的粉尘，起到净化空气的作用

△ 木材可调控室内气候和湿度，对哮喘患者和过敏人士的健康有益

△ 会议室中的二氧化碳检测器通过活性炭减少空气中的异味

△ 建筑的第五立面：环绕四周的顶层露台

循环经济：将建筑理解为一个材料仓库

每栋C2C建筑都拥有一本“材料身份证”（Material Passport），记录产品或结构中所有材料的定义与特性。

“摇篮”大楼中所使用的材料都会通过三维BIM模型记录在建筑材料身份证中。这让设计过程中选择最优材料成为可能，并且为拆解过程提供了可用材料的准确信息。对材料的评估还将生态连锁效应纳入考虑范围，如健康等级、碳足迹、可拆解性、可分离性，以及材料和产品的可循环性。

△ 记录了“摇篮”大楼中所使用材料的BIM模型

△ 在施工前，可逆节点通过1：1样板进行测试

? △ 外立面支撑结构安装示意图

△ 使用木制塞子和螺丝来代替粘胶剂

—

Madaster平台

连接材料与其价值

BIM模型描述了完整的生命周期——从创造之初的有用状态到被拆除的状态，而可循环建造方式将成本效益推向新的高度。作为首个试点项目，“摇篮”大楼在建成后将被注册在Madaster平台——一个注册材料和建筑产品的全球化线上平台。因此，通过连接材料与它的价值，“摇篮到摇篮”的货币化亦是可能的。在Madaster上建立与原材料的连接，可以让建筑成为储存有价值原材料的仓库。