从棚盖到聚落
—— 海口市职工活动中心（工人文化宫）生成导向的绿色设计与地域类型探索
刘恒 中国建筑设计研究院有限公司
近年来，绿色低碳的目标成为行业共识，推动了建筑设计不断引入不同领域的研究成果，形成了较为丰富的技术策略集成。各专项研究通过分析、计算和优化不断深化单项技术，为建筑设计提供了多样化的策略选择。而当这些策略进入具体项目时，则进一步转向不同目标之间的协调问题。不同策略之间相互影响，需要结合具体条件判断其关系和作用。建筑师需要在专项研究的基础上重新组织设计信息，将分散目标转化为空间关系和建构逻辑，使绿色要求从分项技术层面回到建筑学本体的形成过程。恰当而有效的重构过程往往才是形成好的绿色设计作品的关键。
以生成为导向的绿色设计关注地域条件如何在持续的设计过程中转化为空间、形态和建构结果。环境性能也在这一过程中逐步获得。这一绿色设计过程可以概括为3个阶段：首先，从地域条件和使用需求中识别关键问题，明确建筑优先回应的方向。其次，建立具有统领作用的核心策略与主导原型，以此来连接城市和引导功能使用的介入。最后，由建筑师围绕这一核心策略统筹结构、能源、材料、生态及建筑界面，使不同绿色策略与技术根据设计进程适时介入，并与空间、形态和建构逐步融合。建筑风貌成为这一连续设计过程之后自然生长出来的结果。本文以海口市职工活动中心（工人文化宫）为例，讨论生成导向的绿色设计在夏热冬暖热带滨海地区公共建筑中的具体实践。
1 生成起点：绿色基因和主导矛盾的识别
海口地处热带滨海地区，全年具有高温、高湿、强日照和集中降雨等气候特征。公共空间首先需要回应遮阳、避雨和自然通风等基本环境要求，同时当地太阳辐射和降雨条件也为建筑能源利用和雨水循环提供可能。海南温热湿润的环境形成丰富的植被条件，项目场地东侧毗邻热带农业公园，南侧面向体育场地，西侧联系滨海河口湿地，周边道路与居住区共同形成多方向到达条件。周边的湿地、水体和绿地共同构成生态背景，为建筑与自然环境的联系提供了基础（图1）。
地域绿色基因同时体现在当地长期形成的空间经验中。海南传统的骑楼、船屋利用半室外空间适应高温多雨环境，其深檐、架空等空间构型为日常活动提供遮蔽与通风条件，并形成室内外之间的过渡。这些气候经验和空间方式，也构成本项目回应地域环境的直接参照。
海口市职工活动中心是海口市工人文化宫位于江东新区的场馆，总建筑面积5.74万㎡，地上5层、地下2层，承担体育、演艺、展示、培训、职工服务和休闲等复合公共功能。不同功能在空间规模、开放时间和使用方式上存在差异，需要相对独立布置并满足分时运行；同时，公共活动又要求各功能之间保持联系。热带滨海环境促使功能之间的联系空间需要具备稳定的遮蔽和通风条件，完全封闭的连接方式会削弱公共空间的开放性，且扩大空调覆盖范围，而露天连接则难以适应强日照和频繁降雨。因此，设计需要建立一种连续的环境界面，在保证功能独立运行的同时，为公共活动提供遮蔽和开放联系。
2 主导原型：棚盖遮蔽作为热带公共建筑的第一界面
2.1 阴影成为热带公共空间的首要发生条件
在热带滨海环境中，阴影是空间得以发生的最直接需求。设计据此提出“先形成阴影，再组织空间”的基本判断。项目首先确定公共路径和覆盖范围，再通过连续遮蔽组织不同功能空间。功能空间的屋面向外延展，并根据空间高度和使用需求形成连续覆盖，这便产生了棚盖的主导原型（图2）。
棚盖覆盖入口、步行通道、平台及庭院边缘，在入口和主要通道处保持连续，形成2100㎡的半室外活动空间，使不同方向人流能在遮蔽条件下进入建筑并穿行。
2.2 水平界面的双向环境作用
连续棚盖由多个高差变化的屋面和平台共同组成，形成屋檐、架空通道和半室外平台，为遮挡日晒和降雨、通风、通行和停留提供连续空间（图3）。
通过走廊半室外化和开合界面调节，项目减少用能空间6610㎡。模拟结果表明，水平自遮阳减少夏季室内太阳辐射得热量约40%，减少年空调能耗约17.04万kWh。上部形成约1.2万㎡可利用屋面，为光伏、绿化和雨水利用提供条件（图4）。
▲ 4 彩色光伏屋面(摄影：是然建筑摄影)
连续覆盖与局部开口共同塑造建筑轮廓，形成上部舒展、底层开放的空间关系。这一原型体现为以“面”为起点，连接气候调节、公共活动与建筑形态。这与自然界中大树向空中延展的逻辑是相同的，向上争取阳光，向下形成阴凉。
3 空间嵌入：城市化骨架与功能立体叠合
3.1 架空十字街与城市化骨架
基于场地水绿脉络、周边道路和不同方向的城市来向，设计将南北向与东西向公共路径引入建筑内部，形成贯穿场地的十字形公共骨架（图5）。南北向路径连接主要入口与内部公共空间，并形成宽约33m、高约12m的架空通风廊道；东西向路径联系两侧城市道路，服务不同功能单元的独立进入（图6）。建筑东南侧另设宽约14.5m的补风口，引导夏季东南风进入底层开放空间。
各功能入口不集中于单一门厅，而是沿十字街及外围界面分散设置，分别对应体育、演艺、培训和服务等功能，以适应不同开放时段的独立运行。十字街与3个庭院、窄廊共同切分建筑平面，并将自然采光和通风引入建筑内部，使其形成具有城市街道开放特征的空间结构。
3.2 功能嵌入叠合与平台串联
在十字街确定公共骨架后，根据不同功能的空间尺度和使用方式进行竖向布置。游泳馆、篮球馆、排演厅和影院等大空间布置于地下一层，羽毛球馆利用半地下空间嵌入场地（图7、8），排演厅结合楼层高差形成看台空间。大空间下沉降低了建筑外露体量，减少了对地面公共空间的占用。与完全设置于地面以上的方案相比，半地下布置可减少30%~40%的建筑外露表面积，土壤和覆土层形成相对稳定的热缓冲边界；高窗、边庭和下沉庭院为地下空间提供了自然采光和通风条件（图9）。
培训与活动教室等小尺度功能围绕3个庭院置于上部。3个庭院进一步切分建筑进深，为不同功能单元提供自然采光和通风条件。面向公众的共享功能布置在南侧，连接生态平台，使室内活动空间与半室外空间形成连续的联系。大空间下沉与小尺度功能上置，形成由地下至屋面的功能层次。
坡道与室外楼梯沿平台边缘逐层上升，完成不同标高之间的转换，将首层十字街、3个庭院、2~4层平台和屋面活动场地串联为立体步行系统。低层联系运动场地和城市，中层结合都市农场、工坊及老年活动场地，高层则提供观景、漫步等驻留场所。檐廊覆盖各层交通路径，使不同功能之间的移动能够在遮阳避雨的半室外条件下完成。各功能可分别由地面入口或上层平台到达，以适应不同的开放时段和独立运行要求。这种空间组织削弱了传统公共建筑中楼层间的隔阂，立体串联将不同标高的功能纳入同一剖面关系，使竖向分层转化为连续空间。“屋盖-平台-廊道”构成的灰空间成为公共生活的载体。
4 建构协同：低碳导向的一策多效
4.1 斜支撑结构与空间形态协同
大跨度棚盖、多标高平台形成的建筑空间骨架，也对屋面悬挑、平台承托和竖向传力提出要求。项目采用外部X形斜支撑与内部框架协同的结构体系，以承托外展的屋面和多标高平台，从而释放出开放界面，与自然形成更加充分的交融。
早期较密的外部斜撑在受力与空间协调中逐步收敛，斜撑数量、倾角和截面经过多轮校核，最终保留为五榀连续的X形斜柱体系；内部回归正交框架，部分平台边界也随结构落位调整（图10）。斜柱、梁架和连接节点直接显露于檐下及半室外空间，钢构件的尺度和连接方式成为空间表达的一部分。外露斜撑体系使结构受力关系转化为可感知的建筑秩序（图11）。装配式钢结构选型与钢筋混凝土结构相比，按钢材90%的回收利用率计算，减碳约10100tCO₂e。
4.2 集约构造与材料减碳
项目采用基本单元模数协调建筑构造，并将栏板、种植槽、排水沟、幕墙收口和设备布置纳入屋面及平台界面的统一集成设计，室内外构造也通过共同模数衔接，减少专业交接造成的重复基层、收边和材料损耗。除必要空间外，设计取消二次吊顶，局部采用开放式钢网形成空间界面，减少室内外吊顶约6.14万㎡。喷淋、灯具、风管及雨水管经过综合排布后沿梁柱展开，使设备管线成为空间和建构表达的一部分。斜撑对应的玻璃幕墙顺应结构形成倾斜界面，底部设置通风窗，顶部结合消防排烟设置开启扇，自然通风策略落实到围护构造之中。
材料选择围绕减量循环和生物固碳展开，绿色建材应用比例达到84.6%。再生铝用于栏板、格栅及局部顶面，较原生铝材料减碳约245tCO₂e。生态竹木用于9000㎡屋面栈道、4500㎡种植槽饰面和3100㎡室内运动地板，全周期累计固碳约395tCO₂e。内街顶部采用轻量化ETFE覆盖，在保持自然采光的同时兼顾避雨与消防排烟要求（图12）。
4.3 多要素整合的一策多效
“一策多效”体现为同一设计判断在不同方面上的持续作用。在构件层面，棚盖在提供气候防护的同时，承载光伏、雨水和绿化设施；斜支撑承担屋面与平台荷载，并参与立面塑造和外置雨水管敷设；种植槽则将结构收边、植物承载、滴灌、排水和檐口饰面整合于同一节点。单一构件承担多项建造任务，减少附加构造。在建筑整体层面，水平界面与斜向连接延续内外空间，整合各类设施，形成明确的室内外一体化设计，整合的结果也导向建筑的形态生成（表1）。
5 运行呈现：能量循环的生态聚落
建筑投入使用后，日照、雨水和自然通风持续参与建筑运行，使自然输入与建筑消耗之间形成持续循环和能量自平衡。棚盖成为接收日照和降雨的主要界面。屋面一体化铺设约9410㎡彩色碲化镉光伏组件，年发电量约115万kWh，采用优先就地消纳、余电上网的方式，实现了建筑在平日主要使用工况下的能源自给。蓝色与木色交织，形成了如海浪沙滩般的屋面形象。同时，光能也转化为生物能，支持着屋面、平台和庭院中的植物生长。
雨水由屋面和平台汇集，经透水铺装、下沉绿地及560m³调蓄设施完成渗透与储存，年收集量约1.85万m³，场地透水铺装覆盖率达85%。处理后的雨水用于绿化灌溉、水景和冷却塔补水，使降雨重新进入植物生长和建筑运行。场地及屋面共种植热带乔木近600株、灌木及地被约1.12万㎡，并设置约800㎡垂直绿化。共采用65种适生植物，年固碳量约71tCO₂e。结合生物多样性，地面生态也向上延续，形成了连续的生境关系，为公共活动提供了环境基础（图13）。
空气由开放的十字内街进入建筑，沿架空层、庭院和下沉边庭流向不同标高，再通过高窗、天窗和竖向腔体完成交换。实测显示，主入口架空区域全年平均风速约2.3m/s，夏季典型日12-16时，檐廊温度较完全室外空间平均降低8.7℃。棚盖形成的阴影降低太阳辐射，流动空气带走檐下积热，水体蒸发与植物蒸腾进一步调节半室外空间。
分散的空间也随着连续路径呈现为“屋盖下的聚落”：首层生态溪廊、北侧林下空间和檐下灰空间承接日常休憩与公共交往，可供晨间散步、午后纳凉和傍晚停留，较为开敞的节点还可容纳咖啡、市集、小型展演和临时聚会。各层平台为运动、休憩、观景和日常交往提供不同尺度的场所，公共空间也可通过庭院和可开启界面向半室外空间延伸。水溪、叠瀑和屋面花园形成各类活动共同的环境背景。人在穿行与停留中感知水声、气流与植被环绕，路径转折、标高变化以及不同界面的连续组织，形成具有中国古典园林游观特征的空间序列。绿色效能也同步转化为空间体验与聚落化生活（图14）。
6 结语
海口市职工活动中心项目是对当地地域要素的高度凝练，通过这个项目，我们进一步认识到夏热冬暖热带滨海地区公共建筑具有可延续性的6种主要类型特征：1）棚盖覆盖与遮蔽：连续屋盖与深檐构成应对强日照和频繁降雨的主要气候界面，并为公共路径和半室外活动提供稳定的遮蔽条件。2）底层架空与通风：架空层、风廊和竖向孔隙释放地面空间，形成贯通的自然通风路径，并保持建筑底层的开放性。3）半室外空间与可变界面：檐廊与灰空间构成室内外之间的环境缓冲层，减少相邻室内空间对空调系统的依赖。可开启界面则根据气候和使用状态调节空间的开放程度。4）资源转化与生态延续：充足的太阳辐射与集中降雨，使屋面扩展为能源生产、雨水汇集和绿化承载的综合界面，资源利用与生态系统同步进入建筑运行过程。5）低碳建构与固碳材料：采用高度集成装配体系、轻量再生材料和竹木固碳材料，减少装饰与材料消耗，降低隐含碳。6）分散空间的聚合组织：针对南方公共建筑中常有的功能分散且相对独立的使用单元，通过街巷、平台及共同屋盖相互连接，形成整体清晰且具有日常尺度的公共空间结构。
海口市职工活动中心展现了建筑在自然中生长、绿色系统逐步生成的过程。以地域环境中天、地、人的要素为依据，通过遮蔽与架空建立了建筑与气候之间的基本联系，檐下空间和开放界面形成室内外环境转换机制，资源利用和生态延续扩展了建筑与自然系统的关联，低碳建构落实材料减量与再生循环，聚落组织则回应现代公共建筑复杂功能的整合需求。希望以这一项目为线索，讨论一种绿色建筑的设计方法，并为夏热冬暖热带滨海地区同类公共建筑提供可供讨论的地域性参照。
设计团队
时红、王鑫、王月茹、王鹏、陈丽爽、闫伟、王浩东、谷婧云、黄剑钊、吕蕊、苏琪、孙沛煦（建筑）；杨茜、陈丽爽（总图）；吕蕊（标识）；韩玲、霍文营（结构）；曹健（给排水）；徐红星（暖通）；李磊（电气/智能化）；刘环、李旸（景观）；魏黎（室内）；李天阳、黎想（绿色咨询）；孙洲（幕墙）；齐立丰（照明）
室内设计 / 中国建筑设计研究院有限公司室内空间设计研究院
景观设计 / 中国建筑设计研究院有限公司生态景观建设研究院
幕墙设计 / 中国建筑设计研究院有限公司建筑帷幕设计咨询中心
绿色研究 / 中国建筑设计研究院有限公司绿色建筑设计研究院
基地面积 / 2.92 h㎡
建筑面积 / 5.74万 ㎡
结构形式 / 地上部分钢斜柱框架结构，地下部分框架-剪力墙结构
摄影 / 李季（除标注外）
（正文完。原文刊载于《建筑学报》2026年9期，总第692期，更多详细内容请见纸刊。扫码即刻购买本期杂志。）
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