[01245024]环境生态导向的建筑复合表皮创作方法、关键技术与工程应用

课题来源与背景 国家科技支撑课题“公共机构环境能源效率综合提升适宜技术研究与应用示范”（2013BAJ15B01）;北京市科委重大科研项目“透光围护结构建筑物理性能相关性研究及工程实践”（D0606005040391）;北京奥运会射击馆工程，北京奥运会跆拳道馆工程，国家网球中心新馆工程，北京顺义花博会，徐州美术馆，广州珠江城，徐州音乐厅工程等。

研究目的与意义 本项目属于土木建筑领域。过去十年，我国建筑面积增长了1.6倍，而建筑总能耗增长了2.3倍。传统建筑创作存在形式优先、忽视环境性能、轻视节能等不足，导致空间浪费、效率低下、建设和运营成本攀升;传统表皮构造方法也难以适宜大型超大型公共建筑对于物理环境性能综合提高的需求。本项目在国家、北京市科研课题及多项重大工程建设项目支持下，提出一种基于环境生态性能优化策略的建筑复合表皮建构理念及设计方法，研发了复合表皮构造体系及其关键配套技术，并通过现场实验、理论分析和工程应用，攻克了建筑创作新方法和新流程、节点构造、工程设计关键参数、声光热物理环境性能和能效综合提升等关键技术难题。

3)主要论点与论据 任务书和合同书没有明确具体的性能指标，主要以项目工程的完成度以及绿色奥运工程的要求作为总体目标本项目在奥运工程及其后续研究中，提出的基于环境生态的建筑复合表皮创作方法、关键技术等成果，均为国内外首次提出。

据应用单位统计，通过将上述技术应用到实际工程的设计、建造和运营中，可以比传统设计方法和构造体系，提高设计效率，提升建筑环境生态性能。通过典型工程的应用实践及业主反馈，实现保温隔热性能提升15%～35%，天然采光性能提升20%～35%，声环境性能提升20%～35%。多数项目还可节省工程造价6%～15%，节约运行能耗10%～20%，综合社会环境效益显著。

4)创见与创新 1、提出一种基于环境生态的建筑复合表皮建构理念及设计方法，将环境性能优化作为设计出发点，提出从气候策略、材料策略、技术策略、能源策略和细部策略介入建筑策划、概念设计、方案设计、扩初设计和施工图设计各环节，从热环境、光环境、声环境、风环境、视觉与文脉几个角度对建筑复合表皮环境生态性能和建筑体型空间平面进行设计优化。出版专著1部。

2、研发了系列新型建筑复合表皮构造体系，包括双层皮幕墙，清水混凝土外挂体系，复合采光、导光和降噪型新型屋面等，在声光热物理环境指标提升上取得突破，研发了系列新型构造工法，构造细部、连接节点和施工方法;参编图集1项，授权专利3项，实用新型专利7项。

3、通过系列实验和理论研究提出了复合表皮构造体系关键参数优化和评价方法，得到工程设计关键基础数据，形成性能优化技术准则和性能测评方法，形成行业技术标准和企业标准各1部。

5)社会经济效益，存在的问题 推广应用情况：项目成果在清华大学建筑设计研究院，北京市建筑设计研究院，中国建筑设计研究院，中国航空工业建筑设计研究院，广州市建筑设计院等大型甲级设计院得到推广，在北京奥运射击馆、北京科技大学柔道跆拳道馆、国家网球中心新馆、北京顺义花博会主展馆、徐州音乐厅、广州珠江城大厦、徐州美术馆、徐州城市展示馆、北方射击运动训练基地、河南艺术中心、成都妇女儿童活动中心等重大工程项目中得到应用，涵盖寒冷、夏热冬冷和夏热冬暖三个气候区，包括体育场馆、博物馆、展览馆、美术馆、超高层办公楼等领域。

节约初投资约7670万元，累计节约运行费1460万元。

未来在更多建筑类型、更多气候区推广应用后，可以获得更多的社会经济和环境效益。

6)历年获奖情况

本项目成果授权专利3项，实用新型专利7项，参编国家行业标准2项，参编图集1项，出版专著1部，发表学术论文22篇，获得国优工程奖、鲁班奖、詹天佑奖等25项。