绿色建筑设计策略解析

绿色建筑设计策略解析

摘要:本文以位于青岛即墨区的青岛硅谷大厦及配套项目一期工程为研究实例,展开关于绿色建筑三星标准设计技术要点的介绍。文章以绿色建筑设计理念为指导,将做好建筑的整体设计、因地制宜、尊重当地环境、合理使用建筑材料、重视利用可再生能源、采用建筑节能新技术作为绿色建筑设计策略,根据工程的实际情况和设计中所遇到的问题,对绿色建筑设计要点进行梳理和探讨,总结出绿色建筑三星标准设计中采用的主要先进技术及经验,以期为绿色建筑设计的发展提供一些思路和参考。

关键词:绿色建筑;绿色建筑设计;三星标准;智能建筑

1项目概况

硅谷大厦及配套项目一期工程位于青岛即墨区蓝色硅谷核心区中部大任河谷,由两栋独立且下部连通的100m左右的板式高层办公楼组成,北楼24层,以小型办公为主;南楼23层,以大空间办公结合单元式办公为主。南北楼底层结合部位为两层通高的办事大厅。南北楼西侧端头4~5层通过连廊联系起来。建筑东侧为两层的办公楼,通过环形连廊与办事大厅屋面连通。地下为停车库及设备用房。建筑总用地面积为69237.8m2,总建筑面积173294m2,其中地上136170m2,地下37124m2。两栋板式高层呈60°夹角布置,面向主入口侧城市道路张开两翼,展现出欢迎的姿态,同时建筑物两面均有良好的景观朝向和开阔的视野(面向大海或山川)。入口前保留大面积的广场及绿地,提供了更广阔的视角,充分展示主体建筑的魅力(见图1)。

2建筑方案设计

2.1项目目标和定位

人性舒适的办公空间:灵活方正的平面布局,空间利用率高,舒展空间便于自由分割。节能舒适的室内环境:室内光环境、风环境、声环境设计以满足办公人员的舒适度与节能效果为最终诉求。典雅的公共空间:办公楼大堂典雅、庄重、高敞,具有强烈的视觉效果。简约明确的地标建筑:建筑造型力求简洁,线条清晰,以现代化的几何造型体现海洋高科技企业形象,在所处区域楼群中展现出独特的个性和魅力。生态节能的永续建筑:达到国家绿色建筑设计评价标识“三星”级标准。高效先进的智能建筑:本工程设计目标定位为5A级智能化办公大楼标准。

2.2设计概念

中国的传统文脉从象形文字中获得灵感,在现代建筑中得以延伸,在一系列旋转和扭曲中探索建筑与地形最契合的设计关系。形式跟随功能,功能追随要求,青岛硅谷大厦及配套项目通过严格的实践重塑地貌特征,打造出一个完美融入青岛和中国文脉的建筑,就像中国的语言文化一样,所有的元素都代表着一个优雅的、富含标志性的、唯一的姿态。基地——文化中心,位于中心区域;周边关联——与林荫道、景观道相连;建筑体量——建筑形体面向基地中最佳的视觉方向;面积——为使经济指标最大化,建筑在垂直方向延展;视角——倾斜的建筑体量为观海提供了有利条件;周边环境——作为建筑中的新建筑体的同时拥有周边便捷的公共交通系统。

2.3总平面布局

青岛硅谷大厦占据蓝色硅谷核心区东西相邻的两个地块,中间由滨海大道隔开,西侧地块为一期,东侧地块为二期(主要规划为4层的文化类建筑及大型文化公园)。东西两组建筑通过横跨滨海大道的空中连廊联系起来,形成区域内最具识别性的建筑群,建筑形体极具张力。硅谷大厦一期地块共设3个出入口,西侧沿轻轨道路在建筑中轴线处设基地主要出入口,作为人行出入口;南北两侧沿海滨南路及海滨北路各设1个次要出入口,作为车行出入口。办公楼的货物运输主要通过基地北侧坡道进入地下室,停放在地下室专用卸货车位,通过货梯到达各层。办公人流分为步行人流和车行人流两种,步行人流主要从基地西侧主入口进入,通过步行广场后由西入口进入大楼;车行人流由基地南侧或北侧次要入口进入基地,由建筑南北两侧的入口门厅进入主体办公空间,或行驶至建筑中部底层架空的灰空间进入办事大厅或东楼,也可直接驶入地下车库,停车后乘坐地下室电梯到达各层空间(见图3)。

2.4绿化景观设计

基地四周沿用地绿线到达城市道路边,四周均为城市景观绿化带,建筑西侧结合入口广场,两侧布置大片的草坪绿化,以及高大的落叶乔木。基地东北角和东南角结合地面景观停车场,布置了中型乔木及常绿灌木树种。两座高层办公主楼沿东向海滩呈跌落式退台处理,露台均设计为绿色屋面,所有裙楼屋面也设计为绿色屋面。整个景观系统既有地面绿化,又有空中花园,形成富有层次的立体景观系统。

3绿色建筑设计要点

3.1建筑一体化被动式遮阳系统

项目以整体外遮阳方式作为建筑立面,与主体独特的造型结合,使建筑的形态优美、线条清晰、典雅庄重,具有强烈的震撼效果。外遮阳系统由经氟碳喷涂处理的铝板组成,根据建筑窗户和朝向布置不同的圆孔。在保证室内采光的前提下,夏季可以遮挡80%的太阳辐射,防止其进入室内,达到减少空调能耗的节能效果;冬季由于太阳入射角降低,太阳光线可透过圆孔和窗户直射入室内,提高室温,降低采暖能耗,同时可以保护建筑,减少雨雪、海风对护体系的侵蚀。

3.2装配式构件技术

项目采用250mm厚保温外墙ALC板11170m2,内墙100mm厚隔墙ALC板30840m2。每100m2的墙板中约使用了32.2m2的装配式构件,装配式构件的使用比例约32.2%。装配式构件有利于绿色施工,提高工效,降低物料消耗,减少建筑垃圾,降低对环境的负面影响,并实现保温与建筑同寿命。

3.3室内空气质量检测技术

项目设地库一氧化碳(CO)浓度监控系统,在距地1.5m左右的墙上或柱子上共分区设置了15个一氧化碳浓度传感器,以检测地下车库一氧化碳浓度,当一氧化碳浓度超过设定值100ppm时发出报警信号,并自动启动相应的排风机,使一氧化碳浓度降低至100ppm以下,以保证室内人员安全。项目设地上二氧化碳(CO2)浓度监控设备,在北楼、南楼各层各设置1个空气质量传感器(共49个),安装在距离地面1.5m左右的墙上,对室内空气质量进行检测,通过与新风系统的联动,当二氧化碳浓度大于800ppm时发出报警信号,自动调节新风量,使二氧化碳浓度降低到750ppm以下,以营造舒适、安全的办公环境。

3.4光导照明技术

本项目于地下车库西侧设置了14个导光筒,用以改善地下室的自然采光,提高了地下室功能区域的自然采光效果。经模拟计算,地下一层区域(1630.3m2)的采光系数达到了规范要求,约占分析区域(10002.1m2)的16.3%,约占地下一层整体面积(37124m2)的4.39%,有效改善了地下空间自然采光效果。

3.5同层排水系统

办公区域内的卫生间采用同层排水系统,有效降低了排水系统的噪声影响。

3.6再生能源利用技术

经岩土热响应分析,项目适宜采用地埋管地源热泵系统作为本项目空调系统冷热源。设计采用并联双U形埋管,夏季释热60W/m,冬季取热40W/m。从土壤热平衡角度考虑,按空调热负荷设计埋管数量,设计总打井数1207口。土壤换热器循环水设计温度夏季为35/30℃,冬季为5/10℃,夏季采用地埋管换热系统与冷却塔共同排热,冷却塔还起到土壤源热平衡的作用。综合分析,全年热不平衡率为13%,在实际项目运行中,考虑夏天采用冷却塔来弥补土壤的散热问题,使得土壤达到热平衡,在冬天也准备了锅炉来进行辅助供热。

3.7能量回收技术

本工程的生活热水用热采用热回收式地源热泵机组供给,夏季在制冷的同时对冷凝热进行回收,制取55/50℃的热水,供给专业排生活热水的换热器。过渡季和冬季,地源热泵制取60/55℃的热水,作为生活热水的热源。系统选用1台螺杆式地源热泵机组,制热量为388kW,制冷量为278kW,热回收量为377.4kW。生活热水的用热量为360kW,热回收量可满足生活热水用热量。本项目热回收初期投资28.8万元,每年节约运行费用24.8万元,余热回收的投资回收期为1.2年。

3.8排风热回收技术

本项目于办公室、开敞办公区、会议室等房间采用风机盘管加新风系统,气流组织为顶部送风、回风。新风系统采用组合式转轮全热回收空气处理机组进行供给,利用排风的冷(热)量来预处理新风,在节能的同时可实现新风量的平衡。机组送排风机均设置变频器,可根据大楼风量使用情况调节风机的频率。

3.9水蓄冷技术

水蓄冷技术的优点是合理利用峰谷电价差,降低空调运行费用的40%~50%;降低制冷主机、冷却塔及冷却水泵容量,减少设施的投资费用;制冷主机满负荷平稳运行,工作效率高;可实现大温差,低温送风,减少空调末端设备投资,提高空调品质;具备应急作用,提高空调系统的可靠性。考虑到青岛即墨区当地有优惠的峰谷电价差,本项目设计使用水蓄冷技术,工程利用1500m3的消防水池作为水蓄冷池,配置一台双工况螺杆式冷水机组(蓄冷工况制冷量为1030kW,空调工况制冷量为1117kW)。在夜间低谷电时段,冷水机组直接对消防水池进行蓄冷,蓄冷时机组供回水为4/11℃;在白天峰值负荷时段,消防水池通过板式换热器释冷,与常规冷水机组并联,联合供冷,系统供回水温度为6/12℃。项目蓄冷水池释冷量在冷负荷峰值时段使用。在消防水池的空调循环水吸水管上,消防水位高度处设置虹吸破坏口,以保证消防用水量不被空调系统动用。

3.10雨水回用技术

雨水收集系统可行性分析:青岛市年降雨量720mm,但在降雨量集中的7~9月份也正是项目绿化浇洒、道路冲洗、水景补水用水集中的月份,而建立雨水收集系统,可实现节约自来水、保护生态环境目的。雨水收集范围:本项目在地下车库自建雨水处理机房,收集场地内雨水,雨水在处理机房后被用于场地内绿化浇洒、道路冲洗和地库冲洗。

4结语

青岛硅谷大厦及配套项目一期工程是建设单位在青岛蓝色硅谷核心区开发的第一个绿色建筑项目,以此为起点,表明了其响应国家号召、大力发展绿色建筑的决心。绿色建筑是一个集合了目标定位、方案设计、施工图设计、施工过程管控和后期运营的全生命周期的过程。绿色建筑设计综合各项措施,为使用者提供一个健康舒适的工作、居住、活动空间,同时能实现最高效率地利用能源、最低限度地影响环境,它是实现以人为本、人—建筑—自然三者和谐统一的重要途径,也是我国可持续发展战略的重要组成部分,其对方案设计、建筑技术、建筑物理、建筑施工等诸多专业之间的配合都有着更高的要求。青岛硅谷大厦及配套一期工程在2019年获国家优质工程奖、冶金行业设计一等奖。

参考文献

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[3]邹银燕.浅析绿色建筑设计要点分析[J].科技致富向导,2011(11):262.

[4]中国建筑科学研究院,上海市建筑科学研究院(集团)有限公司.绿色建筑评价标准(GB/T50378-2014)[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.

作者:蒋璇 单位:上海宝钢建筑工程设计有限公司