近日，2020 Active House Award中國區(qū)競賽獲獎名單正式公布，清華大學(xué)建設(shè)光學(xué)實驗室項目榮獲中國區(qū)競賽專業(yè)組Active卓越獎。建筑光學(xué)實驗室由惠州市西頓工業(yè)發(fā)展有限公司資金支持建設(shè)，實驗空間為建筑光學(xué)的教學(xué)、科研，以及清華大學(xué)建筑學(xué)院、西頓照明等機構(gòu)各相關(guān)領(lǐng)域的實驗提供支持，并作為同原照明工作室的日常辦公空間。
01/項目背景
項目地點丨北京市
建筑類型丨實驗、辦公
用地面積丨255.84 ㎡
建筑面積丨511.68 ㎡
設(shè)計時間丨2020.8 – 2020.10
竣工時間丨2020.12
設(shè)計單位丨清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院
合作單位丨清華大學(xué)建筑學(xué)院，惠州市西頓工業(yè)發(fā)展有限公司
施工單位丨北京金諾筑工科技有限公司
設(shè)計團隊 | 張昕，趙曉波，韓曉偉，姚淵，牛本田，吳兆峰
攝影 | 姚淵
02 /初衷克服傳統(tǒng)實驗室研究的局限
多數(shù)以人為對象的照明研究，在傳統(tǒng)實驗室內(nèi)嚴(yán)格控制變量的全人工光條件下進行，遠離真實情境。以辦公照明為例，Pachito等人比較了大量此類研究的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了各種相互矛盾的結(jié)果，認為傳統(tǒng)實驗室的結(jié)果不能代表真實空間下光環(huán)境的影響[1]。
從建成環(huán)境的心理層面，以下因素都會導(dǎo)致傳統(tǒng)實驗室研究的偏差，如：安慰劑效應(yīng)（Placebo Effect），誤導(dǎo)對真實影響因素的判斷；實驗者偏差（Experimenter Bias），造成實驗的不可重復(fù)性；霍索恩效應(yīng)（Hawthorne Effect），使被試做出與真實生活中截然不同的行為。
03/原型電影棚+車間
考慮到傳統(tǒng)實驗室的局限性與已有研究的不足，新的建筑光學(xué)實驗室由影視拍攝空間改造而成，可為各類實驗創(chuàng)造接近真實的情境，并盡力囊括天然光曝光累積、空間光分布、動態(tài)照度與光譜、被試控光等各類有待重新解釋的光干預(yù)要素。
實驗室的空間組織模式參考工廠車間，班組工人（被試）與生產(chǎn)管理（主試）融合布局，工作空間與實驗空間如同不同的生產(chǎn)班組，可靈活組織在實驗中庭周圍。換句話說，被試可以想象成自己正在一間公司上班，日常工作的辦公人員看起來也仿佛正在做實驗。
04/適變模塊化實驗空間
北側(cè)主實驗空間采用模塊化設(shè)計，以滿足不同類型的實驗需要。主實驗空間分為兩層，共八間。實驗室間均設(shè)置移動門系統(tǒng)，可模擬辦公室、會議室等不同大小和功能的真實空間。天花采用統(tǒng)一模數(shù)的模塊化吊頂，每塊吊頂均可更換為同尺寸的可調(diào)光面板燈，適合進行各類模擬真實場景的實驗。
二層實驗室安裝了智能電控天窗系統(tǒng)，每個天窗可以通過無線控制開啟通風(fēng)，和啟閉內(nèi)遮陽，可進行頂光與側(cè)光、天然光和人工光的各類協(xié)同/對比實驗。
▲二層主實驗室移動門開合與天窗遮陽啟閉
▲二層主實驗室外走廊
中庭為設(shè)置平天窗的實驗空間，凈高9米，對標(biāo)建筑中常見的采光天井。初步設(shè)置了升降天花系統(tǒng)，可模擬不同高度或燈具照射距離。
▲從二層?xùn)|側(cè)看中庭與辦公空間
05/光閥天然光、人工光的混合使用與自主調(diào)節(jié)
天然光與人工光的研究多是孤立開展的。以非視覺為例，天然光的研究論文不足人工光的1/7。但從建筑學(xué)的真實空間視角，天然光和人工光往往處于混合使用狀態(tài)，難從已有研究中尋求實踐依據(jù)。
很多學(xué)者在反思建筑光學(xué)的研究現(xiàn)狀時，提出了極具啟發(fā)性的觀點。Peter Tregenza回顧過往的天然光設(shè)計實踐，認為光不僅是物理層面的一種能量，更應(yīng)看作信息的載體[2]。如天然光從窗戶進入，攜帶了外部的視野信息，被人所感知。而如果一個房間是由人工光和天然光共同提供照明，那么，兩者的比例如何配置，才能最有益于人的心理生理健康？理解光作為信息載體的特殊性，關(guān)注視野特性及自然度偏好對光環(huán)境評估的影響，對天然光和人工光混合使用研究具有重要意義。
為靈活進行天然光和人工光混合使用的研究，除北側(cè)主實驗空間的啟閉天窗外，中庭也作為天然光和人工光的“存儲倉”。中庭與南側(cè)空間被兩層高的實墻隔開，依靠天窗的電動內(nèi)遮陽與升降天花的人工照明系統(tǒng)，為中庭進行混光實驗提供保障。
▲中庭天窗的內(nèi)遮陽
06/照明人工光的實驗性和功能性
該項目作為同原照明設(shè)計工作室的辦公空間，也是進行照明設(shè)計試驗的場所。在入口、中庭和工作室區(qū)域，我們引入了智能照明控制系統(tǒng)，為不同功能設(shè)定多種照明模式，不同燈具組的亮度根據(jù)使用者的需求進行自主調(diào)節(jié)，增加了空間氛圍的可能性。會議室、走廊等空間布置了RGBW燈具，作為彩色光對情緒影響類的研究預(yù)留。
▲入口和中庭的多種照明模式
▲一層會議室單燈單控的RGBW照明
中庭空間靈活的升降天花系統(tǒng)為各類燈具，如文旅和舞臺燈具提供試驗。
▲中庭空間舞臺照明實驗
▲彩色光烘托與白天不同的空間氛圍
日常空間照明以功能性為主，旨在通過設(shè)計滿足使用需求，提高舒適性，并降低照明能耗。如在空間內(nèi)設(shè)置立面照明提高視覺亮度，在輔助空間使用間接光提供舒適光環(huán)境，在工作空間增加桌面重點照明以保證高效工作環(huán)境等。
▲水吧區(qū)域照明
▲通往馬道的臺階區(qū)域采用間接照明
07/標(biāo)準(zhǔn)主動式建筑
為滿足主動式建筑的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，實驗室在設(shè)計階段對舒適、能源、環(huán)境和主動性等方面進行了專項研究。舒適方面，主要從天然采光、熱濕舒適和空氣質(zhì)量三項進行設(shè)計。天然采光保障使用的舒適性，如衛(wèi)生間、樓梯間有充足的天然采光，以及視景窗設(shè)計、采光窗遮陽設(shè)計等。熱濕舒適由布置合理的VRV多聯(lián)機保證，出風(fēng)口布置盡可能減小局部不適感，且單終端可控，具有較高的靈活性?？諝赓|(zhì)量主要從被動式設(shè)計策略考慮，經(jīng)過模擬，室內(nèi)有著較高的自然通風(fēng)效率；從清潔性方面考慮，將衛(wèi)生間、廚房等布置在負壓側(cè)，防止污染物串通到其他房間。
▲通過對不同區(qū)域的亮度模擬優(yōu)化采光和遮陽策略
▲通過整體風(fēng)壓通風(fēng)模擬確定通風(fēng)效率和房間布置
能源方面，除了常規(guī)措施如提高設(shè)備效率和使用可調(diào)節(jié)遮陽外，著重于通過設(shè)計減少照明能耗，并通過立面照明和間接照明提高舒適性。
環(huán)境方面，盡可能多地保留和利用原建筑構(gòu)造，如將馬道改造為燈具操控步道。室內(nèi)不做過多裝飾，多使用回收利用的材料，減少材料的浪費和現(xiàn)場加工可能導(dǎo)致的空氣污染。
主動性方面，與VELUX合作，設(shè)置以光環(huán)境主動感知與主動調(diào)節(jié)為主的智能環(huán)境系統(tǒng)，希望將建筑光學(xué)實驗室建設(shè)成為合乎未來發(fā)展趨勢的主動式建筑范例。
▲從頂層馬道向西看
獎項介紹Award Introduction
Active House理念Active House是指在建筑的設(shè)計、施工、使用的全壽命周期內(nèi),在關(guān)注能源和保護環(huán)境的前提下,以建筑的健康性和舒適性為核心,以實現(xiàn)人的良好生活為目標(biāo)的一種建筑理念。
Active House建筑評價體系Active House建筑評價體系是與DGNB、Leed、Breeam、Well、PHI 并行的國際六大建筑標(biāo)準(zhǔn)評價體系之一。其他5個評價體系分別關(guān)注于建筑的節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)等領(lǐng)域，而Active House的評價維度更廣泛而綜合，主張以建筑設(shè)計為主導(dǎo)，最大限度利用軟技術(shù)，打造健康舒適、能源效率于環(huán)境可持續(xù)三者之間平衡的室內(nèi)空間。
Active House Award競賽Active House Award競賽由Active House國際聯(lián)盟主辦，自2016年首次開展以來，截至2019年已成功舉辦了4屆，超過100個國家的建筑作品參賽。2020年，中國建筑學(xué)會《主動式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)布，推動了Active House事業(yè)在中國的發(fā)展，隨后，以該標(biāo)準(zhǔn)為依托，首屆Active House Award中國區(qū)競賽在同年舉辦，在中國多樣性氣候條件下探索建筑行業(yè)普適、樸實、普世的可持續(xù)未來。
Active House中國區(qū)競賽的評價包括主動性、舒適、能源和環(huán)境四個原則，每個原則下包含若干控制項、評分項和優(yōu)選項，通過評分項的9個參數(shù)性能數(shù)據(jù)，得到雷達圖上的分?jǐn)?shù)，作為評獎的參考之一。
