可持续·向未来 被动优先的冰雪建筑设计策略

 

和常规民用建筑不同，冰雪建筑常年制冷以维持室内的低温环境。因此，冰雪建筑的可持续设计，应以项目所在地气候特征为引导，遵循“被动优先、主动优化”的原则，以室内低温环境营造和制冷能耗指标为约束目标，优先采用被动式措施降低建筑制冷需求。

 

冰雪建筑被动式设计手段，主要体现在自然通风、高性能围护结构隔热系统、防冷桥设计、保障气密性等方面。

 

双层通风表皮

 

早期的室内滑雪场多采用类似冷库的单层保温体系。随着冰雪建筑功能复合性增强，建筑形体向多样化发展，从可持续设计的角度，冰雪建筑围护结构体系更多地采用了双层通风表皮的方式。

 

 

 

 

和单层外保温相比，双层通风表皮方式外侧隔热表皮阻隔了太阳辐射，结构层空腔内热压导致的“烟囱效应”驱动自然通风进一步带走空腔热量，从而降低了空腔温度和围护结构传热温差；冷区保温层设于结构空腔内侧，其传热面积也大为减少；因传热温差、传热面积的乘法效应，双层通风表皮外围护结构得热量减少约40%。

 

双层通风表皮可以更好地满足建筑复杂造型，建筑外形设计相对自由，可实现统一整洁的室内效果。

 

高性能围护结构隔热系统

 

冷区的围护结构采用预制金属夹芯保温板，隔热性能优异，装配式工艺安装。通过合理的拼板设计及优化的板缝处理，减少漏冷，提升保温效能。

 

冷暖区之间人员通行开口部位漏冷较为严重，设计采用气闸间或保温门斗的方式来减少冷量损失。冷暖区开窗让雪乐园跟暖区商业形成更好的互动，受冷区低温的影响，观景窗在暖区侧常会结露，需采取增加窗户热阻、设置热风幕及控制暖区湿度等措施，避免结露发生。

 

 
防冷桥设计

 

雪场内部有很多构造，如：结构柱、索道柱、主题包装、娱乐设施、检修马道、照明灯具、设备管线等，这些部位都会形成冷桥，防冷桥设计非常重要。

 

防冷桥设计的原则，首先是减少冷桥，利用合理的结构设计减少冷桥，让冷桥化面为线，化线为点；其次是对具体的节点进行无冷桥处理，做到节点全覆盖、无遗漏。

 

 

项目设计案例 : 武商梦时代广场室内冰雪乐园

 

 

武商梦时代广场位于武昌，总建面约80万平米，是华中地区最大的集商业零售、冰雪乐园、主题乐园、科技馆为一体的城市综合体项目。室内冰雪乐园位于梦时代广场的八~九层，是国内位置最高的室内冰雪乐园。乐园以世界各地最受欢迎的冰雪项目为原型，打造环游世界八大区域——北极、芬兰、挪威、俄罗斯、瑞士、新西兰、中国、南极的沉浸式冰雪游玩体验。

 

 

乐园冷区与周边商业的关系较为复杂，围护结构体系采用了双层通风表皮。

 

冰雪乐园融入演艺、主题游乐设施及内容；为实现主题氛围和场景营造，主题包装设计非常丰富。低温环境下的主题包装设计，其二次结构和主体结构连接处会产生大量的冷桥；基于减少冷桥的设计原则，需对包装设计进行优化。

 

瑞士区雪道两侧营造了小镇和群山的效果；在保证效果的前提下，将包装造型建筑与原楼梯间结构架空，使包装与冷库板保温层分离；同时减少包装和墙面的构造连接，避免因结构出挑产生的冷桥。 
 

 

对于雪山、城堡等造型，包装结构尽量采用竖向柱承重，不与冷库板发生构造连接，减少冷桥发生。钢柱与结构板连接处需设置柱墩，柱墩底部进行防冷桥处理。

 

冰雪建筑围护结构设计是系统性工程，多年来我们团队进行了系统性研究，完成了超20000字的研究报告和相关标准图。也持续通过项目应用获得反馈进行体系的更新迭代，以实现冰雪建筑隔热强、冷桥少、气密好、用能少的绿色可持续设计。

 

 

 

（作者：安毅、汪涌）