六朝松下的零碳科研中心 | 2025东南大学本科四年级建筑设计课程 · 东南大学四牌楼校区专家楼“净零碳”改造

课题名称

六朝松下的零碳科研中心：东南大学四牌楼校区专家楼“净零碳”改造

课程对象

2025-2026年度第一学期四年级建筑设计课题

指导教师

张彤

课程助教

李珂

参与学生

华梓良、陈诺、张宝文、胡佐木、王天娇、张慧彬、张博涵、许峰、吕沁源、赖昱轩、刘奕朗

特邀评委

杨明｜华东建筑设计研究院有限公司首席总建筑师

贺勇｜浙江大学建筑工程学院教授

蒋楠｜williamhill英国官网副教授

课程时间

2025年11月-2026年1月

课题背景

课题选取东南大学四牌楼校区专家楼作为改造对象。专家楼位于四牌楼校园西北角，东侧为校史馆（原工艺实习场），西侧为梅庵与六朝松，南侧为老体育馆，北侧临城市主干道北京东路。专家楼南面（建筑朝向校园的主立面）由老体育馆、东南大学出版社和梧桐行道树围合出一片绿地，西侧为自然绿坡，东侧方形绿地原为学校泳池，现填为自然草坪。

专家楼南立面

工艺实习场、梅庵、六朝松、老体育馆以及绿地均属于全国重点文物保护单位“中央大学旧址”的保护范围，应严格保留。专家楼属于其建设控制地带范围，因此改造设计应考虑建筑布局、体量、高度、立面色调与周围文保建筑及校园环境的协调统一，不影响四牌楼校区核心空间的整体风貌。

专家楼与文物保护区划关系图

专家楼始建于1984年，作为学校外籍教师宿舍楼。建筑主体四层，局部三层，坐北朝南，东西面宽约45m，南北进深约12.65m，底层面积518㎡，建筑总面积1682㎡。建筑底层采用框架结构，二层及以上为砌体结构，底层中部设置门厅、会客厅、咖啡厅、景观水池等公共空间，两端为套间，并于南侧设计了景观庭院。建筑二至四层两端延续套间布置，中部为标准双人间。西侧三层屋顶为上人屋面，设置了花架。

1984年建筑设计首层平面图

专家楼于2013年经历一次修缮，目前作为学校各部门办公室。相比原方案，建筑现有格局缩减了首层门厅、会客厅等公共空间，建筑西侧套间、中部标准间均改为办公室，东侧套间改为办公室和公共卫生间。

建筑首层平面现状（2013年修缮后）

由于初始作为宿舍楼的专家楼标准层高仅为2.8m（首层层高3.8m），建筑的现有格局和立面设计无法为室内营造良好的采光通风环境，难以为科研活动提供良好的物理空间条件。建筑原设计中提供学者交流的咖啡厅、西侧屋顶花园也处于闲置状态。此次课程设计中，学生需通过合理的空间布局调整、建筑表皮改造以及性能构造设计，对专家楼进行整体改造更新，以满足先端数学研究的需求。

课题概要

课题目标

本次课程以既有建筑绿色低碳改造为主题，训练学生在真实校园场地、既有建筑约束、文保建控要求和净零碳目标共同作用下开展建筑更新设计。

第一，课程从动态生命周期认识建筑碳抵消的独特视角出发，帮助学生理解既有建筑更新改造之于国家“碳中和”战略的重要意义，学习“碳排—碳汇”动态累积碳抵消机理与净零碳建筑改造方法。

第二，课程以东南大学四牌楼校区专家楼为对象，鼓励学生对熟悉的校园环境进行深入观察，把日常学习生活经验转化为设计判断。同时，项目处于全国重点文物保护单位建设控制地带范围内，改造设计需要回应文物保护、历史风貌、校园尺度和环境协调等要求。

第三，课程强调建筑设计中“技”与“艺”的平衡。学生需要通过精确的空间设计和构造措施，解决原有建筑高能耗、高排放、室内空间品质不高、公共空间闲置等问题，使改造后的建筑与历史性校园环境和谐共存。

场地

课题场地为东南大学四牌楼校区专家楼及其周边环境。专家楼位于四牌楼校园西北角，东侧为校史馆，西侧为梅庵与六朝松，南侧为老体育馆，北侧临北京东路。

专家楼南面由老体育馆、东南大学出版社和梧桐行道树围合出一片绿地，西侧为自然绿坡，东侧方形绿地原为学校泳池，现填为自然草坪。建筑本体与周边绿地、历史建筑、校园道路、城市界面共同构成了本次改造的场地条件。

专家楼场地区位图

功能

本课题以专家楼为改造对象，但不预设单一固定功能。学生需要在场地调研、建筑现状分析、校园需求判断和低碳改造目标的基础上，自行提出改造后的功能定位，完成相应的功能策划报告与自编功能任务书。

课题任务

本课题原则上以组为单位开展设计，每组两个学生。课程训练围绕“认知与策划—构造与模拟—设计与表达”三个层次展开，引导学生从既有建筑绿色低碳改造的基础理论出发，结合专家楼现状条件，完成空间、表皮、构造与环境性能协同驱动的改造设计。

认知与策划

通过课题讲解、场地调研和案例研究，学习既有建筑绿色低碳改造的基础理论与设计方法，认识“碳排—碳汇”动态累积碳抵消机理，并梳理夏热冬冷气候区既有建筑改造的设计策略。在此基础上，各组结合专家楼的历史环境、结构条件、空间格局和使用现状，自行提出改造后的功能定位，完成相应的功能策划报告与自编功能任务书。

现场观摩改造工地

环境调控

围绕建筑围护结构的开启方式、材料和构造进行改造设计，调控室内外能量流动，探索高性能复合化气候界面。通过构造设计与材料选择，回应冬季得热、夏季散热等环境调控需求，并完成典型墙身大样与构造节点设计。同时，学习模拟软件，进行建筑运行能耗模拟，并结合建材生产、运输、运行、建造及拆除阶段碳排放计算，以及光伏发电、绿地碳汇等碳汇计算，初步校验改造策略的节能减排效益。

既有建筑改造动态生命周期碳抵消机理图解

设计与表达

设计表达需要综合呈现专家楼在历史校园环境中的更新方式，以及空间品质提升、环境性能优化和净零碳目标之间的关系。

过程草图

部分教学成果

共栖|华梓良，陈诺

本方案以“共栖”为核心概念，回应专家楼与周边环境联系薄弱的问题。场地位于四牌楼校区历史环境之中，却在现状中呈现出人与建筑、建筑与生态、日常使用与校园网络之间的疏离。设计希望通过引入共栖模式，使专家楼不再只是封闭的单体建筑，而成为连接居住、共享、生态与校园公共生活的活力节点。

在空间组织与环境营造上，方案将建筑更新为具有复合生活属性的书院式居住空间，构建从私密生活到公共交流的多层次共享体系，并将建筑生活延伸至校园公共网络之中。同时，围绕“人—建筑—生态”的共栖关系，形成高效的自然通风与生态联系，并引入硅藻生物光伏发电系统及低碳材料策略，探索空间更新、生态营造与能源生产协同发展的可持续路径，使建筑、使用者与生态系统在同一空间框架中相互支持、共同生长，使“共栖”成为历史校园中一种更可持续的生活方式。

“共栖”影片

南立面效果图

空间模式与功能策划图

能效策略

墙体改造

墙身大样

入口门厅

走廊中庭

宿舍户型1

宿舍户型2

屋顶花园

智巢|张宝文，胡佐木

此次改造设计以“净零碳”为目标，针对功能、空间、性能三方面展开。改造项目功能为大学生共创中心，旨在活化校园西北角场地，并为学生提供跨学科学习与合作交流平台，同时作为校园零碳建筑先行示范区，将学生跨学科研究成果与建筑低碳运行作为展示。

利用并加固原有建筑结构，在走廊与套间之间设置三个贯穿建筑的天井，室内外空间在水平与垂直方向均能相互借用，使原来低矮、狭窄的空间有机会变“大”，同时形成“公共-半公共-私密”三个层级的空间划分。天井内设置导光板，优化室内采光，同时作为拔风井优化室内通风。

建筑重新设计了建筑的外维护结构，南立面由可动幕墙系统和垂直绿化构成。可动幕墙单元上部的光伏发电板能根据太阳高度角调节角度，垂直绿化结合侧向通风。建筑西立面与屋顶设置光伏发电板，东立面为整墙垂直绿化。建筑最终能实现“负碳”目标。

建筑局部模型

南立面效果图

剖透视图

剖面图

室内效果图

性能分析图

丘间创坊|王天娇，张慧彬

本设计基于绿色净零碳目标，将原有专家楼改造为大学生创新创业中心，以“建筑融于自然，空间激发创新”为核心理念展开。设计首先回应场地地貌特征，通过一层整体架空，将周边山丘绿坡引入建筑基底，形成连续性碳汇景观，实现生态融合。建筑立面吸取传统支摘窗遮阳方法，采用木制体系，增强立面可调节性与自然通风，降低隐含碳排放。