日建设计发布下一代超高层建筑的原型
最多可削减40％的终身二氧化碳排放量
减少新建及运营时的二氧化碳排放，推动建筑整个寿命周期的脱碳化
株式会社日建设计（总部：东京都千代田区、法人代表·社长：大松敦，以下简称为“日建设计”）发布了下一代超高层建筑的原型，其中包含了在整个建筑寿命周期中抑制二氧化碳（以下称为终身碳）排放的各种想法。通过可应对多样化工作方式和未来改造的建筑规划以及高环保性能的设备规划，最多可以削减40%的二氧化碳排放。我们将致力于与客户共同创造，以便在现实社会中开发和实现该原型中包含的元素。
图1．下一代超高层建筑原型的整体效果图
致力于实现可应对脱碳化和多样化工作方式的超高层建筑的新标准
2023年是有记录以来最热的一年※1，预计“到21世纪30年代初,全球平均气温将升高1.5摄氏度※2”，因此需要在全球范围内采取相应措施以大幅减少温室气体排放。根据《2025年碳中和宣言》，日本政府自2024年4月起开始推动相关法律的修订，如提高大型非住宅建筑物的节能标准等。除了一直受到业界关注的建筑运营过程中能源消耗产生的二氧化碳排放（以下称为运营碳）外，还应通过控制新建、翻修和拆除时产生的二氧化碳排放（以下称为隐含碳），来削减建筑整个寿命周期内排放的终身碳。全世界都在讨论这一举措的必要性，并已有国家采取了限制措施。
此外，还需要可以根据工作方式自由选择场所和环境并促进员工之间交流的新型办公场所、感受到自然的健康办公室、满足时代需求且便于进行翻修施工和改变用途的灵活规划。日建设计同时考虑到应对这种价值观变化的空间和脱碳化进程，以可成为超高层建筑新标准的通用模型为目标，开展了原型研究。
此外，还需要可以根据工作方式自由选择场所和环境并促进员工之间交流的新型办公场所、感受到自然的健康办公室、满足时代需求且便于进行翻修施工和改变用途的灵活规划。日建设计同时考虑到应对这种价值观变化的空间和脱碳化进程，以可成为超高层建筑新标准的通用模型为目标，开展了原型研究。
通过贯彻结构和设备的合理化，整个建筑寿命周期内最多可削减40%的二氧化碳排放量
本原型重新审视了以往大型办公楼中普遍采用的各种标准，在确定新型办公楼真正需要的功能的基础上，对结构和设备进行全面的合理化改善，从而削减了二氧化碳的排放。具体来说，通过采用以下有助于脱碳化的要素，可在建筑的整个寿命周期内削减高达40％的终身碳。
图2．本原型的终身碳
※1 世界气象组织（WMO）于2023年11月宣布“相较于工业革命前，2023年的平均气温已打破史上最高记录”。
※2 根据2023年3月联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的报告书。
规划要点（1）结构的合理化
框架优化与外周部分的木结构化
传统办公楼为了实现宽敞的无柱空间，需要在集中配置抗震构件的大跨部位和核心筒处使用大量的钢材。本原型着眼于未来的改造，将立柱和抗震构件配置在结构上合理的位置以优化建筑框架，同时在外周部分采用木结构。这不仅可以减少钢材用量，还能大幅削减新建时的二氧化碳排放量。
图3．木结构外周部分示意图
树木环绕中的窗户区域极富表现力和开放感，创造出可以享受自然光和自然风的新式办公空间。
规划要点（2）设备的合理化
通过具备可行性的生物模拟技术（仿生设计）实现高环保性能的设备规划
在设备规划中，通过采用模仿生物结构的仿生设计※3，如以动脉静脉间进行热交换以防止体温下降的生物身体结构“WONDER NET”为灵感的冷暖热回收系统、以通过出汗实现体温调节功能为灵感的空调高显热运转和水喷雾系统等，使BEI值※4达到0.23，从而全面实现节能。此外，受到植物叶片排列（叶序）的启发，通过各个方向的开缝（缝隙）和中央VOID（挑空）全方位地引入光和风。
图4．从叶序获得灵感的环境规划
※3 从自然的形状、过程、生态系统中学习和模仿的设计。
※4 Building Energy Index的简称。表示建筑物节能性能的指标，是设计建筑一次能源消耗量与基准建筑一次能源消耗量的比值。BEI值1.0以下为符合节能标准，数值越低表示节能性能越高。
规划要点（3）应对多样化工作方式的建筑规划
①通过挑空连接多个楼层以促进交流的阶梯式楼层
在这个原型中，我们提案了一种阶梯式楼层，利用挑空和楼梯将通过引入自然元素的缝隙实现分段的办公室的上下楼层连接起来。与传统型办公楼巨大的单层空间相比，阶梯式楼层设计拉近了员工之间的距离，促进更紧密的交流。所有地面都采用木质结构（CLT※5），不仅便于在专用部分设置楼梯和挑空以及变更布局，还能够减轻整个建筑的重量，通过减少钢筋和混凝土的用量有助于削减新建时的二氧化碳排放量。另外，还能降低翻修施工的难度，从而削减运营时的二氧化碳排放。
图5．阶梯式楼层示意图
②穿梭电梯和自动扶梯相结合的运输系统
随着工作方式的变化，办公室的出勤率呈现出下降趋势。以往的超高层建筑都是根据办公楼出勤高峰时段的运输人数来确定电梯数量，本原型则从根本上重新组织了运输系统，通过穿梭电梯和自动扶梯的组合，取消了所有在各层停靠的电梯。适合长距离运输的穿梭电梯在特定楼层停靠，再用适合大量运输的自动扶梯连接上下楼层，这种设计在确保运输能力的同时，大幅削减了耗电量。（5,650kwh/日⇒1,750kwh/日※6）
图6．电梯规划示意图
※5 Cross Laminated Timber的简称。这是一种将规格木材按照横纹竖纹垂直交错排布后层压粘合在一起的木质结构材料。
※6 24部区间电梯与6部穿梭电梯和44部自动扶梯的日均耗电量比较。
③充分利用全面重审电梯规划产生的VOID
随着对电梯的重新规划，在取消了各层停靠的区间电梯的中央部分设置VOID（挑空），再将贯穿建筑的设备干线设置在VOID内，在提高办公楼有效利用率的同时，还可作为自然通风的通道加以利用。通过利用这个VOID，可以更容易地应对维护、设备更新和将来的用途变更工程，在减少运营二氧化碳排放的同时，还可以根据时代的需求维持建筑的价值，并有助于延长建筑的使用寿命。
图7．VOID利用示意图（变更用途时）
④利用螺旋状共享空间打造多样化的工作空间
我们在本原型中提案了一个共享空间，通过自动扶梯相互连接，呈螺旋状延伸到屋顶。它既是穿梭电梯的候梯厅，又是与露台融为一体的共用休息空间，还是集会议室等办公辅助功能、咖啡馆、书店等于一体的多样化共用工作空间，为所有在该建筑中工作的员工提供可以选择工作场所的多样化办公空间。
图8．共享空间示意图
对未来的展望
构成本原型的许多要素不仅适用于新建大型建筑，还适用于占现有存量大半的中小型建筑的翻修。另一方面，它还包括当前评估制度以外的或正处于开发阶段的技术。今后，我们想充分利用这一原型，在推动政府层面完善制度的同时，根据技术开发等情况不断更新，并在具体项目中与客户共同创造。
日建设计的《气候紧急状态宣言》※7
为了在2050年实现碳中和社会，日建设计于2021年3月发布了《气候紧急状态宣言》。我们将以2050年为目标，在力争实现通过工作方式以及城市和建筑设计达成碳中和这一模式的同时，与客户和社会进行分享，共同推进。
日建设计的全社设计战略“日建设计目标（NDG）”
随着组织扩张和远程办公的普及，日建设计于2021年1月制定了首个全社设计战略。我们从各目标的成功事例开始着手进行原型研究，以展示解决社会问题的通用设计。本原型是关于“第一类：贯彻保护地球环境的设计”的第一个具体方案。
关于日建设计
日建设计是从事建筑和土木工程的设计监理、城市规划，以及相关调查・策划・咨询业务的专业集团公司。自1900年创业以来，历时120余年，始终致力于通过“社会环境设计”创造价值，为不同时代所存在和潜在的社会问题提供解决方案，以满足客户的需求，回报社会的期待。迄今为止，承揽了日本、中国、东南亚、中东的众多项目，近年来亦积极开拓印度和欧洲市场。
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