夏热冬冷地区高层办公建筑绿色建筑技术集成应用分析

（约克（中国）商贸有限公司合肥分公司，安徽 合肥 230001）

1 概述

本办公建筑位于安徽省合肥市，总用地面积13191.43m，地上建筑面积约21925.77m，地下建筑面积约5903.46m。地上23层，功能为办公。地下2层，功能为停车库及设备用房。根据项目自身特点，合理采用了相关绿色生态节能技术，达到了高质量绿色建筑要求。增强办公舒适性技术，侧重于节能与能源利用、节水与水资源利用、室内环境质量及运营管理等方面，融合了围护结构的保温隔热体系、高效节能设备、热回收系统、节能照明、太阳能光伏发电系统、中水利用、雨水回用、节水喷灌、屋顶花园、空中花园、灵活隔断、地下室污染物监测、导光管技术、能耗监测系统、楼宇自控系统及智能化控制等绿色生态技术为一体，结合基地的环境特点和规划的要求，建造一座高品质的办公建筑。

2 模拟分析

2.1 室外声环境

经过模拟分析，本项目昼间1.5m高度处环境噪声值基本分布在36dB～57dB之间，其中建筑东侧靠近城市主干路，该侧区域噪声较大，建筑其他区域噪声值基本在36dB～42dB之间；夜间1.5m高度处环境噪声值分布在36dB～51dB之间，建筑室外区域模拟结果满足《声环境质量标准》（GB3096-2008）中关于“2类建筑功能区昼间噪声不高于限值60dB，夜间不高于50dB”规定，该区域的声环境质量较好。

图1 室外声环境分布图（昼间+夜间）

2.2 室外风环境

冬季工况下：在室外冬季最多风向平均风速为3.5m/s的NNE风场下，人行高度1.5m处的最大风速为4.8m/s，风速放大系数最大值为1.58。

过渡季节工况下结果：过渡季节在3.0m/s的E风场下，项目周边的人行区域流场分布均匀，无明显涡流形成，通风状况比较良好。建筑周边人行区域的最大风速不超过3.4m/s，风速放大系数最大值为1.50。

因此，建筑室外绝大部分区域在人行高度1.5m处的风环境满足“建筑物周围行人区1.5m高度的风速小于5m/s；人行及活动区域的风速放大系数不应大于2”的规定。

图2 风环境模拟结果

2.3 室内风环境

本建筑第22层中内部隔断最多，对室内自然通风不利，选择第22层作为模拟对象。该项目在设计中引用了灵活隔断，并在走廊过道中每个玻璃门上设置百叶通风口，用于加强室内的自然和机械通风。

工况一初步设计图，无百叶隔断下，距室内地面标高的1.2m处风速、室内流场以及空气龄模拟可知：该层主要办公区域南北通透，易于形成穿堂风，通风效果良好，西侧楼梯间和卫生间区域空气流动较差，空气龄大于300s。整层的平均风速为0.29m/s，室内空气流动较快，室内空气龄平均值为142s。

工况二改善室内通风，在每个玻璃门上设置百叶隔断，距室内地面标高的1.2m处风速、室内流场以及空气龄的模拟可知：该层主要办公区域南北通透，易于形成穿堂风，通风效果良好，西侧楼梯间和卫生间区域空气流动较差，空气龄大于300s。整层的平均风速为0.30m/s，室内空气流动较快，室内空气龄平均值为128s。

通过增加百叶隔断以后，最不利层第22层的室内平均风速提高了0.01m/s，室内空气龄平均值减少了14s，有效改善了室内的空气流通效果。

图3 通风模拟效果

2.4 室内自然采光

对本建筑第22层进行自然采光模拟，主要办公区域的采光系数平均值为4.54%，自然采光照度平均值为612.47Lx，走道、楼梯间、卫生间的采光系数平均值为2.10%，自然采光照度平均值为283.82Lux，由采光系数计算表可知，69.15%的室内主要功能区域满足《建筑采光设计标准》（GB50033-2013）中表4.0.8有关办公建筑的自然采光标准值的限制要求，不满足《绿色建筑评价标准》第5.5.11条的规定。由于中间内廊较长，仅两端位置处满足标准规定的采光系数要求，内部走道区域需要安装照明设施满足使用要求。

为了改善室内走道中间区域的自然采光条件，将中间隔墙改为玻璃隔断，玻璃隔断的可见光透射率为0.1，折射系数为2.0。修改后的第22层主要办公区域的采光系数平均值为4.35%，自然采光照度平均值为587.19Lx，走道、楼梯间、卫生间的采光系数平均值为2.57%，自然采光照度平均值为308.12Lux，由采光系数计算表可知，75.11%的室内主要功能区域满足《建筑采光设计标准》（GB50033-2013）中表4.0.8有关办公建筑的自然采光标准值的限制要求。

因此，设置的玻璃隔断能够有效地改善室内和中部走道区域的采光条件，同时采用透射比较高的玻璃隔断，做到既充分自然采光又能保护隐私。

图4 采光模拟效果

3 技术应用分析

3.1 屋顶绿化

本办公建筑主要采用了屋顶绿化技术，以园林小品形式形成屋顶花园，楼内设有空中花园，为办公区域开辟了休息、活动等场所，同时也增强了屋顶隔热隔声效果。

植物方面选择喜光、温差大、耐寒、耐热、耐旱、耐瘠，生命力旺盛的花草植物，做到植物花草的高矮疏密错落有致。主要植物种类包括红叶石楠球、小花栀子、小叶黄杨、金边黄杨、海桐球以及自购成品盆栽等。

3.2 高效空调采暖系统

本建筑设置了以多联机空调系统作为冷热源，并设有全热交换空气系统。空调机组的IPLV满足国家一级能效要求，能耗模拟计算建筑综合节能率可以达到60%要求。

通风设备等均选择了符合性能及能耗指标高的产品。以公共建筑节能设计标准中相关规定为准，且满足《多联式空调(热泵)机组能效限定值及能源效率等级》（GB 21454-2016）中的2级要求。

经逐时逐项动态负荷计算：夏季空调冷负荷2293kW，冬季空调热负荷1777kW，总装机容量为2930.5kW。各层走道设有全热交换机组两台，通过热交换模式将室外新风处理后送至室内。新风采用新风加排风的全热交换机组，热交换效率不得低于60%，则总冷负荷减少1375.8kW。

3.3 高效照明系统

照明光源采用T8直管形三基色荧光灯、紧凑型节能荧光灯、节能点光源为主。T8直管形三基色荧光灯及紧凑型节能荧光灯均采用了高品质的电子镇流器，提高功率因数的同时，也到达降低能耗目的，公共部位及室外路灯采用LED高效节能灯。

3.4 太阳能光伏系统

本项目屋面安装了太阳能光伏发电板，选用了250W多晶硅电池组件，并网逆变器采用20kW逆变器，根据屋面面积、申报装机容量及逆变器组串方式，共安装组件240块，总装机容量60kW。采用用户侧低压并网接入要求。

图5 屋顶光伏发电板

3.5 雨水回收系统及中水回用系统

本项目采用了雨水回收系统，用于绿化浇洒、洗车、道路冲洗等环节。场地雨水利用采取渗透、绿化浇洒方式。以渗透为主，利用为辅。本项目雨水收集利用系统雨水可收集量为2035m/a，收集池总容积V=60m。

3.6 楼宇设备自控系统

图6 雨水回用蓄水池+中水处理站

设置楼宇设备自控系统（BA）通过对建筑的大量机电设备的智能化监测、管理和控制，达到节能的目标。

4 实施效果分析

项目中针对节约资源(节地、节能、节水、节材)、保护环境和减少污染采取的技术措施带来了十分可观的实施效果：项目建筑节能率为65.02%；地下室设计采光管充分考虑了自然采光应用；屋面安装太阳能光伏发电板，可再生能源发电比例为2.04%；雨水和中水回收系统充分利用了非传统水源，并采用喷灌的节水灌溉形式，避免了水资源的浪费，雨水收集利用系统雨水可收集量为2035m/a；大量采用HRB400级高强度钢筋作为主筋，钢筋混凝土框架剪力墙结构形式，建筑结构材料合理采用高强度钢，本项目HRB400级（或以上）钢筋作为主筋的比例达90.32%；产生的废混凝土、废砌块、废砂浆等优先作为回填材料加以应用，减少了施工垃圾的外运；三至二十三层南侧办公用房采用大空间灵活隔断，避免了重复装修的浪费。

5 结论

本办公建筑考虑了建筑节水、节材、节能、节地、运营管理、室内环境等相关因素，采用计算机模拟技术对室内采光、通风以及室外风环境等进行模拟，以达到提高人员舒适、节能降耗、环境优美的目标。主要实施内容：高性能围护结构保温隔热体系、节能照明、高效节能设备、太阳能发电系统、雨水回用、中水利用、节水喷灌及智能化控制技术等多项技术，真正体现了绿色建筑的现实意义。