主动式建筑实践—以上海张江未来公园（艺术馆）项目为例

燕 艳（上海建筑设计研究院有限公司， 上海 200041）

1 主动式建筑简介

主动式建筑（Active House）是指建筑在其设计、施工、使用的全生命周期内，以关注能源和保护环境为前提，以健康舒适为核心，以实现住户的健康安全为目标的一种建筑理念。

主动式建筑以“朴实、普世、普适”为核心理念，其基本特征为“人” “活”与“平衡”。其中“人”是指主动式建筑以人为本的核心理念，以健康舒适为第一目标；“活”是指建筑本身可以自我感知外界环境并进行主动调节，具备一定的能动性；“平衡”是指主动式建筑不强调追求极致的节能，而更提倡建筑的健康舒适、能源效率与环境可持续之间的平衡。

主动式建筑的理论最早源于丹麦等欧洲国家的研究和实践。主动式建筑国际联盟（Active House Alliance,AHA）于 2002 年正式成立，开展各种主动式建筑相关的学术研究和实践工作，并出台了《主动式建筑国际标准》（Active house specifications）作为设计参照。在我国，主动式建筑理念在近些年来也得到了发展。中国建筑学会主动式建筑学术委员会于 2017 年 12 月成立，是中国建筑学会直属分会，属国家级二级分会。

T/ASC 14-2020《主动式建筑评价标准》是我国目前主动式建筑评定的重要依据，自 2020 年 12 月 20 日起实施。标准主要涵盖主动性、舒适、能源、环境 4 个章节，每个章节分别从控制项、评分项、优选项 3 个方面对主动式建筑要求进行了阐述。

2 国内主动式建筑认证情况

随着主动式建筑理念在国内的逐步推广，主动式建筑认证也得到了相应的发展。目前国内负责主动式建筑认证的机构主要有中国城市科学研究会和中国房地产业协会。通过评审的项目，将同时获得主动式建筑国际联盟认可，并具备参与主动式建筑国际联盟组织的 AH Award 项目评选资格。

我国首批 AH 国际认证建筑项目由中国城市科学研究会与主动式建筑国际联盟联合评审，于 2021 年 5 月 19 日公布。首批获得主动式建筑认证的项目共有 6 个，在第十七届绿建大会“健康建筑理论与实践”分论坛上，被颁发 Active House 国际认证证书。

3 张江未来公园（艺术馆）主动式设计

3.1 项目概况

项目基地位于上海市张江高新科技园区内，东侧紧挨上海市 AI＋园区张江人工智能岛。张江人工智能岛作为张江发展人工智能产业的重要空间载体，已集聚了包括 IBM、英飞凌、微软等行业巨头。未来公园一期的人工智能馆作为这个AI＋园区功能的延展，将所有展品融合成展示未来生活工作且室内外融合的未来场景，为最新的人工智能技术和产品提供沉浸式展示空间。

本项目为未来公园一期的艺术馆项目，主要功能包括艺术馆和辅助用房。艺术馆由室外连廊将 1 栋椭圆形平面综合馆、3 栋圆形平面展览馆和 1 栋圆形平面库房联系为一个整体。项目总建筑面积为 5 312.2 m2。

本项目为上海建筑设计研究院有限公司原创设计并承担全过程可持续咨询，于 2019 年底获得了三星级绿色建筑设计标识，也是 2021 年国内 6 个首批获得主动式建筑认证的项目之一。

3.2 主动式设计亮点

张江未来公园不仅是一个“四节一环保”的绿色建筑，更是以“以人文本”为主旨的建筑，提倡建筑应被动优先、主动优化、综合平衡，保证建筑室内环境舒适的同时，可以自主适应外界环境变化，并进行主动调节。

（1）模块化建筑设计（主动性/环境）。采用快速设计理念，化整为零，由模块化的建筑构成，4 个圆形单体，1个椭圆形单体，这样做的目的一方面是可以快速建造，缩短工期，另一方面是因为模块内空间适应性强，更方便布展换展，满足短期展览的需要。建筑结构形式为钢结构，主体构件标准化设计并进行工厂化生产，就地进行装配式施工，并对建筑进行了一体化装修和信息化管理，使得建筑内部数据共享更为便捷。

（2）观展流线设计（主动性/能源）。本项目设计了 5个不同的室内场景，并且通过一个半室外的环廊观展流线将其串联在一起。室内场景作为主题展览区，呈向心式布局围合出中心广场作为室外科技展场。各主题展馆之间的建筑间隙设计成为临时展场，在环形流线上灵活更换，形成环廊流线上的模块式串联体验。建筑群外围为室外无人驾驶车展示场所。观展流线及临时布展设计如图 1 所示。

图 1 观展流线及临时布展

（3）室内布展设计（舒适性）。为了满足多种室内布展需求，设计结合了玻璃幕墙、檐下空间等将室内外进行融合，带来了室内外互动的参观体验。室内空间为大开间设计，内部隔墙采用轻钢龙骨石膏板，空间及其尺度可根据展览的需求进行改变。建筑主体结构为钢结构，建筑设备管线与主体结构分离以配合不同的布展需求，增加了室内空间的灵活性。

（4）基于 BIM 的精细化设计管理（能源/环境）。项目设计管理突破传统方式，全过程由 BIM 协同，使得在传统模式下很多串联的工作不得不大幅度前置和并行。从方案设计到项目竣工共计 6 个月，基于 BIM 的精细化设计管理使得项目周期节省了一半，大大降低了建造期间能耗及对环境的影响，降低了建筑设计及建造阶段的碳排放。椭圆馆 BIM分析如图 2 所示。

图 2 椭圆馆 BIM 分析图

（5）净高及设备机房优化设计（舒适性/能源）。项目在管线路由设计方面进行了优化。传统设计的风口方向布置与结构碰撞，不仅压低了净高且风口布置不美观。经过优化，风口、喷淋喷头均径向布置，整体与建筑流线保持一致，且净高增加了 550 mm。

项目的设备机房空间也在此基础上进行了优化。排风机被移至机房内部，减少了梁下管线叠加，排风口远离新风口，室内排风排向 VRV 室外机，有利于建筑夏季降温和冬季预热，提高建筑的节能率。

（6）室内环境舒适（舒适性）。为了实现建筑内部舒适的光环境，立面采用玻璃幕墙，引入充足的自然采光，同时采用外遮阳，设计大幅度的屋面出挑以减少阳光直射，为今后布展设计预留良好的光环境。VIP 休息室、办公室和会议室幕墙设置可开启，可开启比例为 56.6%。展厅设置全空气空调系统，办公区域设置变频多联式空调系统，空调独立控制，主要人员活动区域均满足 II 级舒适度的要求。

（7）打造未来科技感、沉浸式体验感（主动性）。为了更好地打造项目整体的未来科技感，建筑屋面以 8 mm 厚钢板整片焊接而成并隐藏接缝，顶部波纹状处理方式增强了屋面的立体感。挑檐采用大尺度穿孔不锈钢板拼接而成，高反射性材质倒映出虚化的地面、周边建筑与人，营造出强烈的未来感。建筑外围的 5.3 m 高隐框玻璃幕墙使用折线拼接，实现建筑与周边环境的渗透融合。围合而成的中心广场地面铺装采用渐变的荧光石点阵，模糊了近人的尺度。

除此之外，项目采用了开放性设计，五个场馆与周边环境无明显的界限，人群可以自由在其中穿梭的同时，会自然地向中心广场聚拢，鼓励参观者进行有效社交，体现了主动性。

（8）入口标识设计（主动性/环境）。项目的场地设计将建筑整体布局的造型融入建筑雕塑小品中，由建筑师一起设计，并融入AI理念，体现了未来公园的先进性。

（9）景观地灯设计（能源）。项目中心展场铺地采用深灰色胶黏石结合 5 mm 厚发光石组成光斑点阵，白天吸收太阳光，晚上发出荧光，节约景观照明用电。在景观地灯的设计中，利用干涉曲线与参数化技术调整地灯的尺寸变化和距离位置。

3.3 达标评估

本项目实践在主动性、舒适、能源和环境 4 个维度上均有较好的表现，达到了主动式建筑认证的要求。

在主动性方面，项目可以主动感知建筑室内外基本环境参数，且室内可感知面积达 50% 以上。标准展厅和综合展厅设置全空气空调系统，管理用房区域及办公本区域设置变频多联式空调系统，保证主要功能房间可以主动调节室内温湿度；在展厅内设计 CO2、PM2.5等浓度传感器，对室内的空气品质进行监控。

在舒适方面，设置外遮阳，玻璃遮阳系数为 0.33，平均天然采光系数为 0.5～0.6；VIP 休息室、办公室和会议室幕墙可开启比例为 56.6%；为了充分满足短期布展的要求，分回路进行室内照明设计，独立控制不同展区的照明；通过多种照明灯具的组合，整体照明设计柔和舒适，避免产生眩光感；展厅区域的气流组织设计较为合理，室内风速、温湿度等均满足相关规范要求。

在能源方面，本项目围护结构热工性能提高了10%，屋面和铝板外墙采用 100 mm 厚的岩棉带，砌块外墙采用60 mm 厚的岩棉带，玻璃幕墙采用 5 mm＋15Ar＋5 mm中空玻璃；空调机组能效高于国家现行有关标准规定的 2级能效要求。

在环境方面，采用基于 BIM 的精细化管理，减少一半的建造工期，可再循环材料比例达到 69.8%；对其进行全寿命期环境影响分析得到，本项目碳排放设计值小于先进值和约束值的平均值；采用一级洁具和非传统水源利用。

4 结 语

整体来说，相较于欧洲地区，主动式建筑理念在国内发展较晚，国内主动式建筑认证尚处于起步阶段。主动式建筑要求设计师以人为核心，充分考虑人的体验与感受，理念比较切合当代人追求高品质、高舒适居住环境的需求。并强调建筑自我感知，强调建筑适变性，即强调建筑的主动变化和调节，平衡建筑和环境以及建筑和人的关系。相信随着社会经济发展与人民生活水平的提高，主动式建筑会得到更多的认可。

从项目实践来看，绿色三星建筑与主动式标准有着较好的适应性，主动式建筑要求的主动性、舒适、能源和环境 4个方面和我国《绿色建筑评价标准》（以下简称绿建标准）有部分要求类似。主动式建筑整体的评价条文数量少于绿建标准，但部分条文的要求高于绿建标准，尤其是控制项。因此，需要在前期进行时充分发挥建筑师的主观能动性，将主动式建筑设计理念融入前期方案阶段，并落实到设计全过程，同时可辅助计算机软件模拟等技术手段，提升建筑品质，量化建筑性能表现。