随着2020年初这场突如其来的疫情，康健的公共环境已经成为时下最主要的焦点议题。近期，RFR就超高层建筑的自然透风开窗问题收到了越来越多业主的提问和咨询。
在此，我们将先容2019年落成的凯德集团上海北外滩来福士，它作为“亚洲规模最大的绿色商办建筑群”，创新性地集中运用了多项绿色建筑方案理念和节能技能，并且是少数采取框架反做幕墙系统的超高层建筑。以此为例，向大家详细先容我们的幕墙设计过程，以及对超高层建筑幕墙设计在创新和节能方面的思考。
上海北外滩来福士
Raffles City in the North Bund, Shanghai
上海北外滩来福士，即原来的星港国际中央，位于虹口区海道路55号地块，由佩里·克拉克·佩里设计，包括2幢263米高的当代化超高层城市综合体、裙房商业和地下空间。该项目得到中国绿色建筑三星评价标准、美国LEED金奖、英国BREEAM Outstanding标准等干系名誉。
创新型的项目与拥有创新性的团队不谋而合。幕墙作为围护体系具有调节室底细况品质、降落建筑能耗方面的浸染，设计上须要各种高标准、创新化的思维。RFR作为这对超高层双子塔的幕墙顾问，卖力幕墙设计全过程、分外构造和工程品控，紧张涉及双子塔楼的立面、塔冠、商业裙房立面及采光顶等，为这个超高层绿色建筑群打造定制化办理方案。
北面视角的双子塔 Twin Towers from Northern Perspective
俯瞰双子塔 Overlooking the Twin Towers
01
幕墙透风器整合
Ventilation Integration
常日来讲，居住在室内的人每小时需求30m³新鲜空气或寓所每小时换气1次，这是卫生透风的基本哀求。开窗透风的换气次数能达到每小时10-30次，这对建筑节能极为不利。幕墙自然透风器是能够供应新鲜清洁的自然空气，并可控的透风装置，抗风压、保温、隔音，有利于人的生理和生理康健。
建筑幕墙的透风器系统经由优化——在塔楼每一层楼面靠近幕墙的地面都装有“呼吸口”，即透风器系统。经由专业设计与测试的透风器，采取重力自平衡系统，不仅可以对室内空气进行调节，还可以在风力荷载急剧升高的情形下自动调节，以达到生态、环保、节能的效果。
透风器方案选择 Ventilator Comparison
本项目幕墙透风器 the Ventilator Selected
这样，这座北外滩新地标能够自主“呼吸”到凡人难以触及的“上层空气”，全体建筑实现了自然透风效果。在过渡时令，大楼内90%以上的紧张功能房间均匀自然透风换气次数不少于每小时2次，在春秋过渡时令自然透风，乃至不需开空调。
其余，透风器与大楼立面紧密结合，不是突兀地附着在建筑外立面之上，而是与建筑外框整合一体，这样的形态设计，增加了建筑肌理，丰富了立面细节，使建筑在功能和美感上得到了统一与强化。
室外角度透风器 Ventilators from Outside View
室内角度透风器 Ventilators from Inside View
标准层透风器支配图 Ventilator Layout
02
框架反做系统
Reverted Unitized System
在本项目中，建筑师在立面在层间的位置设置外挑880mm的水平遮阳百叶，以确保最佳的遮阳节能效果，同时为了掌握眩光，在立柱的外侧设置外挑出500mm的竖向百叶。总体上，这种百叶使立面遮阳系数水平降落21%，垂直降落18%，具有良好的节能性能。
多层遮阳百叶 Multi-layer Decorative Fins
这种丰富细致的遮阳功能成为一种独特的装饰性遮阳装置，对立面构造和系统设计提出了更高的哀求。建筑师最初采取标准的框架幕墙设计模式，RFR团队结合本项目多层遮阳百叶的特点提出“框架反做”的幕墙系统，将幕墙中常日放置在室内的抗风构件放置在室外，兼作遮阳装饰构件。
最初建筑方案 Initial Façade Plan
范例立面
Typical Façade System
立面+装饰条
Typical Façade + Decorative Fin
框架反做系统
Reverted Façade System
框架反做事理 Principle
比较范例的幕墙系统，“框架反做”这一创新性的办理方案在建筑效果和建造本钱之间达到有效平衡。首先，使造价节省10%。此外，由于室内窗台板布局减少，令实际可利用面积增加。
范例立面框架
Frame of Typical Façade System
框架反做
Reverted Façade System
按单层平面周长150米打算，均匀每层节省室内面积约(250毫米-50毫米）150米，即30平方米。The average perimeter of every floor is about 150m, so 30 m² interior space has been saved for every floor area.
框架反做单元的设计经由严密的幕墙设计研究和论证，通过了上海市的幕墙安全专项评审。在常规四性试验根本上，也对幕墙热工和防结露进行了专题测试，验证了幕墙热工性能知足节能规范的哀求。
幕墙施工现场 Construction
终极建成的幕墙完美地展现了建筑立面效果，金属装饰构件和玻璃面板的组合很好地提升了建筑立面的质感。
完成 Completion
RFR先前已在多个项目中利用框架反做幕墙系统，如与Perkins Eastman互助的上海国际航运中央B13、B17号楼，与智利建筑师Alejadro Aravena（2016年普利兹克奖得主）互助的上海诺华园区C4等（依次为下图从左到右）。
RFR框架反做项目 Reverted Unitized Projects of RFR
03
设备层立面不加百叶
Refuge Floor without Louver in Elevation
本项目采取异形体块分割，在设备层进行收腰，机电透风百叶借用这一几何特点，通过吊顶板下方排风，在立面上不设置任何百叶或开洞。
设备层不设置百叶 Refuge Floor without Louver
局部设备层立面 Partial Elevation of Refuge Floor
04
防水保温设计
Water-proof and Thermal Design
在范例的单元幕墙系统中，利用等压腔防水，即利用单元板块之间的型材对插所形成的空腔，构件与室外沟通的空气等压腔使雨水不会向室内渗透，同时利用排水孔与排水通道，将进入等压腔的少量雨水排出。本项目的防水系统也是同样的机制，由于一部分等压腔超过到了室外，部件的装置接缝和十字缝部分暴露在外部，在横梁设计了加强的排水布局，阻挡雨水被风吹入空腔内部。
横框竖框细节 Mullion and Transom Detail
绿建对保温提出了较高哀求，幕墙可视区K值须达到2.1W/(m²∙K)玻璃采取高配置的三银中空low-E玻璃，构造后置的幕墙框架系统也须要分外的断热设计来担保热工性能。在海内大部分地区，铝制幕墙框架都要设置传热系数极低的“隔热层”来避免热量通过金属件穿透内外形成冷桥。本项目中采取的穿条式聚酰胺尼龙断热材料，隔热层厚为24mm，与中空玻璃对齐，形成一条笔直连续的“隔热线”。
在幕墙挂接的部位，由于有层间的高下两道防火和保温的封闭。局部金属连接件穿过隔热线不会对全体幕墙系统造成不利影响，在同样的材料和外部条件下，我们做了不同幕墙系统的热剖析。方案a是范例幕墙系统。方案b是具有大型装饰翼的范例幕墙系统，装饰翼的固定构件穿过“隔热线”固定在竖框上，大大增加了立面系统的热传导系数k。方案c是框架反做系统，热工性能乃至优于同等具有大装饰翼的常规单元幕墙的方案b，很好地知足了LEED认证和国标认证节能哀求。
热剖析 Thermal Analysis
通过甲方、设计单位、顾问公司、施工单位等多方的完美合营，上海北外滩来福士终极实现了可持续发展目标，成为全国第一个集中国绿色建筑三星、美国LEED金奖和英国BREEAM Outstanding标准的超高层双塔项目。
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培植过程 Construction
完成 Completion
超高层建筑的整体幕墙由于其系统的繁芜性和工程规模的巨大性，对系统的性能、制造精度和本钱效益提出了更高的哀求。对付充满想象力和寻衅的项目，我们以乐不雅观的态度和踏实的事情作风，希望可以和而不同，发挥工程师的最大代价，找到创新的办理方案，把愿景变为现实。
上海北外滩来福士（星港国际中央）
Raffles City in the North Bund, Shanghai
项目信息
Information
做事类型：
业主：
建筑师：
设计院：
施工单位：
功能类型：
建筑面积：
幕墙面积：
高度：
奖项：
全过程幕墙顾问+分外构造+工程品控
中国金茂+上港集团
佩里·克拉克·佩里
上海建筑设计研究院有限公司
沈阳远大+上海杰思
超塔+办公
44.3万m²
13.2万m²
263m2
中国绿色建筑三星评价标准美国LEED金奖英国BREEAM Outstanding标准
RFR幕墙设计团队
Façade Design Team
项目总监：
项目经理：
团队成员：
于辉、Hemant Thombre
彭晓东、胡向群
邹云、王先峰、金长发、Rico Nano、卢维宁、Florian Rochereau、罗辑、沈志贤、钱妍
