容雪梅
摘 要:本文通过笔者亲历的高层办公建筑实例来重点介绍了办公绿色建筑设计评价的实施情况,供同类建筑中的绿色节能研究提供借鉴。
关键词:绿色建筑;设计评价;节能 ;可再生能源
1 引言
绿色建筑,是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑。绿色建筑评价标准,以单栋建筑或建筑群为评价对象,由安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居5类指标组成。等级划分由高到低划分为三星级、二星级、一星级和基本级。
从2006年到2019年,住房和城乡建设部先后颁布了三版《绿色建筑评价标准》,逐步完善适合中国国情的绿色建筑评价体系。2014年7月出台的《南宁百市绿色建筑行动实施方案》中规定,自2016年起,市区范围内所有新建建筑全面执行绿色建筑标准。本文就以南宁市的两栋高层办公建筑为例,来介绍一下办公绿色建筑设计评价的实施情况。
2 绿色办公建筑的设计评价项目
目前实施的绿建项目,都是执行了2014年或以前的评价标准。绿色办公建筑,设计阶段的评价体现在五个项目上:(1)节地与室外环境。(2)节能与能源利用。(3)节水与水资源利用。(4)节材与材料资源利用。(5)室内环境质量。具体评价条目细分为控制项、评分项和加分项。控制项是必须达到的项,不参与计分,评分项是基本项目,加分项是实现难度较大、指标要求较高的项目,可根据项情况,有选择地去做。
3 实例分析
交投大厦项目,建筑面积7.7万平米,容积率5.0,建筑高度97.45米。项目主要运用的绿色建筑技术措施有:优化场地声环境、风环境、室内自然采光,合理利用地下空间,屋顶绿化,空调系统能效优化,围护结构热工性能优化,照明系统高效节能措施及节能电梯的选用,节水灌溉,利用非传统水源,选用高强建材等。项目可再生能源采用太阳能光伏系统,装机容量为67.5kWp,年发电量为5.23万kWp。
广西国际锰业电子商务市场项目,用地面积1.2万平米,建筑面积7.2万平米,容积率4.0,建筑高度99米,全钢结构。主要运用的绿色建筑技术措施有:合理开发利用地下空间、优化场地内风环境、优化场地公共交通设施联系、合理设置停车场、屋顶绿化、隔声楼板、建筑装修一体化、采用预拌混凝土及高强度钢、夜景照明光污染控制、光伏发电系统、用水分项计量等。可再生能源采用太阳能光伏发电系统,装机总容量为51.48kWp。下面就五个评价项目来做具体分析,其中又以分值较大的分项来进行说明。
3.1 节地与室外环境指标
节约集约利用土地。根据5.0的容积率,两个项目都拿了满分。
场地内合理设置绿化用地。两个项目都设置了屋顶绿化,通过屋顶绿化改善场地内办公环境,控制雨水的径流量,降低噪音和减少屋面光污染,更有利于屋顶保温隔热。但作为城市核心区的办公建筑,因受场地建筑占地、场地内交通用地等限制,两个项目的绿地率均只能满足30%的要求(满足地方规划部门绿地率的要求),根据评分表,只能拿到部分分数。
场地内风环境有利于室外行走、活动舒适和建筑的自然通风。采用软件模拟室外风环境,选室外人行区域1.5m作为风环境分析高度,分别对室外风环境和建筑表面风压进行分析与评价。模拟分析结果,人行区风速、建筑正、北面风压差、可开启窗室内外风压差等几项数据,均可满足要求。两个项目不同之处在于,交投大厦两栋塔楼的点式布局,场地内通风效果优于锰业项目的L型建筑布局,L型布局的凹角处出现了部分旋涡区、无风区,因此,该项交投大厦得份高于锰业项目。由此可知,采用什么形式的建筑布局,影响到建筑物及场地内的日照、通风,是绿建中的一个重要因素。
场地内与公共交通设施具有便捷的联系。根据地块附件的公交地铁站点,这两项两个项目均达到了此项要求。由此看来,绿色建筑不仅仅是项目地块内的建设内容,还涉及周边的市政条件和配套设施,绿色建筑是项目建设方和城市规划管理部门共同努力方可达成的目标。
充分利用场地空间合理设置绿色雨水基础设施,对大于10hm2的场地进行雨水专项规划设计等。两个项目的用地面积均小于10 hm2,不需要进行雨水专项规划设计。交投大厦的下凹式绿地、植草沟、雨水花园等有调蓄雨水功能的绿地面积之和占绿地面积的比例为15.52%,未达到30%,不得分,锰业采用下凹绿地,占绿地比例为40.93%,满足绿建30%的条件,得分。硬质铺装地面中透水铺装面积的比例两个項目都没有达到50%,不得分。通过两个实例可以看出,本项是否拿分,与项目的性质密切相关。下凹式绿地、植草沟、透水砖等比较生态的做法,一般来说,适用于住宅小区、度假型酒店或用地面积较大的自然生态型办公等项目。而对于城市中心区的集约型商务办公,常配以简洁明快的园林景观,石材硬铺、疏林草地是常用元素,与下凹绿地常用的水生植物风格不同,故而在这个项上难以拿到好的分数。
3.2 节能与能源利用
在建筑主体本身上做文章是最能直接达到节能目的手段。现代建筑空调普通使用,而提高围护结构的保温隔热性能,是节电节能的有效措施。交投大厦的实体墙部分,采用了现浇混凝土墙板,外加50mm厚保温岩棉板,最外层采用太阳辐射吸收系数较低的浅色瓷板,达到了优于国家节能标准规定的效果。玻璃幕墙部分,选用的Low-E中空玻璃的传热系数、遮阳系数均低于设计值。屋顶选用轻质实心环保保温板,并利用屋顶绿化进一步提高隔热效果。通过以上构造措施,大幅减少能耗。
3.3 节水与水资源利用
主要的措施主要有:交投大厦选用二级节水型的卫生器具。绿化灌溉采用的方式为喷灌,比传统的地面灌溉可节水30%~70%,节省了浇水水量。同时,在非传统水源的利用上,根据南宁本地气候条件,建立雨水收集、处理、储存、利用等系统,对场地雨水进行有效的回收利用。通过从雨水管网末端截留的方式调蓄雨水,设置雨水调蓄池。场地雨水经过处理,可用于绿化灌溉、道路浇洒等,可减少地面径流量,节约市政用水。在空调节水处理上,采用水冷冷水机组+风冷热泵机组的中央空调系统,循环冷却水系统设置水处理措施,采取加大积水盘、设置平衡管等措施。锰业项目空调系统采用风冷多联机系统,没有冷却水补水系统,亦属于节水措施范畴。
3.4 节材与材料资源利用
首先,择优选用规整的建筑形体,是节材的基础,根据《建筑抗震设计规范》对建筑形体进行规则性评价。然而建筑的形体取决于其功能布局,在设计的过程中呈现出多样化的状态。如交投大厦,在塔楼22层设置了半层的空中花园,将绿化引入建筑,却因此造成了樓板开洞面积大、楼板不连续等不等利于抗震的结构,造成了此项失分。
节材的另一项重要措施,就是土建工程与装修工程一体化设计。这就要求建设前期就确定房屋使用者的诉求,包括功能要求、房间分隔方式、装修材料和效果等。交投大厦因用户明确、定位清晰,因此其装修设计与土建设计同步进行,土建为装修提供了预埋件或预留孔,避免二次打凿、穿孔等,减少二次施工的材料浪费。而锰业项目则是完全不同的情况,因使用者迟迟未确定,因此不得不实行二次精装修的做法,该项不得分。
两个项目都是办公建筑,室内房间采用玻璃隔断、轻钢龙骨墙体进行分隔,可拆卸变换空间并可重复利用,也是节材措施之一。此外,采用本地生产的建筑材料、采用预拌混凝土、预拌砂浆、采用三级钢等高强建筑结构材料,都是节材与材料资源利用的常见措施。
3.5 室内环境质量
如果说前面所说的绿建措施对于建筑的使用者来说,并不是那么容易感受得到,那么室内环境质量这项,则是和使用者有非常直接的联系的,能直接影响使用者的舒适性的项目。
室内声环境。房间的主要噪音源来自于室外,以及建筑自身的一些设备用房产生的噪音。因此,在设置有噪音的设备用房的位置时,应优先考虑远离主要功能房间的位置。如将水泵房、发电机房、空调机房等设在地下室,并做隔声减震处理;标准层的新风机房设在核心筒,与楼梯电梯及其他配套用房放在一起。而室外噪音通过房间的围护结构隔音来实现,一般外墙的实体墙部分具有较好的隔音性能,而室外噪音主要通过外窗或玻璃幕墙传入室内。因此交投与锰业都采用了6+12A+6的中空玻璃,Rw+Ctr约为30dB,可控制房间背景噪音达到规范规定的要求。人们活动产生的撞击噪音,主要通过固体传导。交投大厦办公室、会议室采用了实心混凝土楼板+木地板或地毯的做法,锰业则采用了在结构楼板上铺设30mm厚的隔音砂浆的做法,使隔声量达到国家标准。
室内光环境。舒适的光环境既要有充足的自然采光,也要防止眩光。南方建筑的特点是开窗面积较大,主要功能房间的窗地比一般都能满足要求,可使用天然采光计算软件对室内进行采光模拟分析。同时,可通过选用遮阳玻璃、室内不使用高反射材料等方法来防止眩光。值得一提的是,交投和锰业两个项目都没有做到的,是地下室的自然采光。地下室自然采光传统的方法就是通过采光天窗、采光井、下沉庭院来获得自然光。目前还有一项技术正在逐步推广,就是光导管,通过这种无电照明系统,可以利用太阳光进行室内照明,达到节能的目的。
室内热湿环境。此项通过两点来进行调节,一是建筑采取可调节的的遮阳措施,二是空调系统末端现场可独立调节。因建筑立面的关系,交投和锰业均未设置可调节的遮阳措施,本项不得分。而空调系统末端独立调节,是较容易实现的,两个项目都拿了全分。
室内空气质量。通过室内风环境模拟,锰业主要功能房间的平均自然通风换气次数不小于2次/小时的房间比例达到95%以上,交投达到90%,室内自然通风效果良好。室内气流组织合理,地下车库、卫生间、厨房等均设置独立的排风系统,且与空调系统新风口保持一定距离,保证互不污染、串味。交投大厦还在人员密集的房间如会议室、餐厅等设置了二氧化碳浓度监测装置,并和通风系统联动。在地下车库设置一氧化碳浓度监测装置并与排风系统联动。
4 结束语
2019年发布的建筑建筑评价标准,更新了评价指标体系,将原来的“四节一环保”修订为“五大性能”,即:安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居。绿色建筑要“以人为本”,“绿色”不仅仅是体现的是建筑本身的性能,更重要的是让使用者感受到建筑的方便、舒适、自然、健康、高质。随着建筑科技的快速发展,装配式建筑、海绵城市、建筑BIM技术将更有助于推动绿色建筑发展,促进绿色的措施的实现。