三林基地社区服务中心绿色建筑技术应用分析

■ 俞泓霞 Yu Hongxia 古小英 Gu Xiaoying张 超 Zhang Chao 赵为民 Zhao Weimin

0 引言

在政府大力倡导绿色建筑的形式下，保障性住房作为政府的主导项目，是推广绿色建筑设计的最佳平台。在新建的保障性住房中推广应用绿色建筑技术，不仅可加快建筑绿色化进程，而且将有效缓解资源消耗的压力，具有相当的实践和示范意义。目前，绿色建筑技术已在一些保障性住房中得到应用，而对于保障性住房配套公建中绿色建筑技术的集成应用，目前的研究和运用还较少。

三林基地社区服务中心针对保障性住房配套公建的特点，在建设之初，采用了建筑自遮阳、自然通风、自然采光、围护结构节能、地源热泵空调系统、雨水回收利用、立体绿化等多项绿色建筑技术(图1)。充分体现循环经济所倡导的“减量化、再利用、再循环”原则，是绿色建筑技术集成的智慧结晶，也是面向社会开放的具绿色、生态、环保、科普教育和示范功能的公共服务场所。

因此，本文以三林基地社区服务中心为案例(图2)，通过分析各项绿色建筑技术的应用方案及实施效果，为保障性住房社区服务中心中绿色建筑技术的运用提供可借鉴的经验。

图1 三林基地社区服务中心效果图

1 三林基地社区服务中心项目概况

三林基地社区服务中心位于三林基地东侧，规划范围西临菜场用地，南靠和炯路，北临商业用地，东接公交首末站用地。三林基地社区服务中心总占地面积9 476.4m2，总建筑面积10 860m2，其中地上建筑面积9 342m2，地下建筑面积1 518m2。三林基地社区服务中心建成后主要用作社区街道办事处、工商和税务的办公场所。

图2 三林基地社区服务中心实景图

三林基地社区服务中心分为三个区域：社区服务区、办公区及停车区。用地南区布置开放式广场，用地中区布置社区服务综合办公大楼，北区布置集中停车区。

2 三林基地社区服务中心绿色建筑技术应用及效果评价

三林基地社区服务中心在建设之初，即将“绿色”理念融入设计方案之中，针对保障性住房配套公建的特点，三林基地社区服务中心绿色建筑技术集成如图 3所示。

图3 三林基地社区服务中心绿色建筑技术集成应用示意图

2.1 被动式绿色建筑设计策略及效果评价

图4 三林基地社区服务中心建筑自遮阳原理图

2.1.1 建筑自遮阳

旨在打造经济性节能建筑的三林基地社区服务中心，自遮阳技术在其中得以使用。一方面利用阳台阻挡夏季阳光透过下层建筑外窗进入室内，另一方面建筑南向略有前倾，与垂直面有5°的夹角，因而当夏季太阳高度角较大时，下层建筑均处于上层建筑的阴影之中，即上层建筑构件可对下层建筑起到遮阳效果，而冬季太阳高度角较小时，室内仍可达到良好的采光效果。三林基地社区服务中心建筑自遮阳原理如图4所示。

通过日照模拟分析，夏至日建筑南立面典型外窗一天都处于全部遮挡的状态，北立面典型外窗至11:00以后都处于全部遮挡的状态，可有效阻挡阳光射入室内；冬至日南立面未出现被全部遮挡的状态，室内能够获取一定量的阳光。

2.1.2 自然采光

2.1.2.1 中庭采光顶及天井自然采光

三林基地社区服务中心从建筑设计的角度出发，在建筑设计之初就关注自然光的运用，结合建筑形体，在建筑内区4层以下设置了中庭，内区4层以上是与外部连通的天井，室外光线透过采光顶及外窗透明部分进入建筑内部，可有效改善室内光环境。

根据自然采光效果分析，中庭采光顶及中庭上方天井可有效改善建筑内区的自然采光效果，建筑天井的设计使社区服务中心四层主要功能区域采光系数不低于3%的建筑面积比例为79.65%。

2.1.2.2 “下沉式庭院”自然采光

三林基地社区服务中心在建筑的南面采用了“下沉式庭院”的设计方案，阳台的地坪和地下室的地坪等高，宽度为3.9m，“下沉式庭院”不仅可大大增强自然采光效果，而且可减少甚至避免地下空间的封闭感，并可为人们提供半室外的休憩活动空间，丰富建筑空间环境的情趣。

通过“下沉式庭院”设计，地下室采光系数不低于0.5%的建筑面积比例为45.29%。

2.1.3 中庭及通风竖井自然通风

三林基地社区服务中心内区中庭顶部的采光顶有一定可开启面积(图5)，同时，楼梯间设置了与外界连通的通风竖井，过渡季节可充分利用中庭顶部的排气口及通风竖井的“烟囱效应”(图6)，依靠室内外的风压及热压差，把室内热空气排向室外，形成有组织的自然通风，在室外气候适宜时通过自然通风达到调节室内热环境的目的。

图5 中庭可开启采光顶

图6 通风竖井

室内考虑热压和风压共同作用下进行自然通风模拟结果显示，随室外温度降低，各楼层人流活动区域室内温度成下降趋势，当室外温度为22℃时，通过中庭自然通风基本可以保证室内人流活动区域温度在26℃以内，满足热舒适性要求。

2.1.4 围护结构节能技术

三林基地社区服务中心外墙采用自保温系统，主体部位为240mm奥伯复合型混凝土多孔保温砖[1]，热桥部位采用35mm无机保温砂浆外保温系统，外墙传热系数为0.81W/(m2·K)。三林基地社区服务中心屋面为种植屋面，并采用50mm泡沫玻璃保温板，屋面传热系数为0.56 W/(m2·K)。三林基地社区服务中心的外窗采用塑钢普通中空玻璃窗（5+12A+5），外窗传热系数为2.7 W/(m2·K)、遮阳系数为0.83(图7、8)。

图7 三林基地社区服务中心外窗

图8 三林基地社区服务中心外窗

图9 三林基地社区服务中心地源热泵空调机组及铭牌照片

围护结构权衡计算结果表明，在不考虑设备因素的条件下，三林基地社区服务中心全年建筑总能耗为102.12 kWh/(m2·K)，与基准建筑相比，节能率为50.71%；窗框、窗玻璃表面、热桥楼板、热桥柱、墙角等部位内表面最高温度均高于室内空气露点温度，不会发生结露。

2.2 主动式绿色建筑设计策略及效果评价

2.2.1 地源热泵空调系统

为了减少空调系统能耗，三林基地社区服务中心采用土壤源热泵空调系统，服务区域为地下1层至2层。项目夏季总冷负荷为532.6kW，冬季总热负荷为274 kW。冷热源为地源热泵机组（制冷量300.8kW，制热量299.7）1台和螺杆式冷水机组（制冷量300.5kW）1台(图9)。

地埋管位于三林基地社区服务中心综合办公大楼南侧广场区域，共设置了110口地源井，分28个支路、4个区域，竖直埋管均为单U 型，孔径130mm，有效深度110m，埋管间距5m×4m，管材为Φ32PE管。

三林基地社区服务中心项目地下1层、1层、2层展示区域及大空间区域采用吊装式空气处理机，2层会议室末端采用风机盘管。

经测试，三林基地社区服务中心地源热泵空调机组夏季工况下的机组能效比为5.43，系统能效比4.21。与常规水冷冷水机组+燃煤锅炉系统相比，全年可节约标准煤28.7t，减少CO2排放71.0t，减少SO2排放0.6t，减少粉尘排放0.3t，节约费用9.6万元。

2.2.2 雨水和河道水综合利用

三林基地社区服务中心采用雨水回收和河道水利用技术，净化后出水用于菜场的地面冲洗、社区事务服务中心的冲厕、公交车辆冲洗以及道路冲洗、绿化浇灌。针对三林基地社区服务中心部分的特点，选择收集屋面雨水，并弃流初期雨水。雨水和河道水综合处理流程如图10所示：

图10 三林基地社区服务中心雨水和河道水综合处理流程

2.2.3 立体绿化

2.2.3.1 种植屋面

三林基地社区服务中心6层屋面及4层中庭屋面均为种植屋面(图11)。三林基地社区服务中心周边均为经济适用住房，建筑密度较大，在配套公建的屋顶上采用种植屋面不仅可改善住区生态环境、减缓“热岛效应”，屋顶花园的设计也可为周边经适房住户提供一个环境优美的观赏场所(图12)。

2.2.3.2 垂直绿化

在三林基地社区服务中心的南北向都采用了垂直绿化，达到夏季遮阳的效果，冬季植物自然掉落，不影响冬季阳光辐射(图13)。

图11 六层种植屋面

图12 四层种植屋面

2.3 绿色建筑技术成本效益分析

根据测算，三林基地社区服务中心各项绿色建筑技术的增量成本约为442.9万元，每年产生的经济效益约37.59万元。其中，被动式的绿色建筑技术增量成本有限，但均能产生一定的经济效益和生态效益，在保障性住房社区服务中心中具有较大的推广应用的价值。

图13 三林基地社区服务中心垂直绿化照片

3 结语

通过对三林基地社区服务中心绿色建筑技术的应用及效果评价可知，绿色建筑技术在保障性住房社区服务中心中的运用应该本着“被动优先、主动优化”、“效益优先、经济合理”、“以人为本、绿色生态”的设计理念，即在成本控制的基础上，选用适宜的绿色建筑技术，并以被动式的绿色建筑技术为主，尽可能在有限的资金投入上达到最大程度节能、节地、节材、节水及保护环境的目的。

[1]王君若.上海地区建筑围护结构外墙保温技术现状和发展方向[J].上海建材. 2010,6:11-12.