深圳市某总部办公大厦绿色建筑设计实践

余文奇,赵晓清,林 强

(深圳市建筑科学研究院股份有限公司，广东 深圳 518049)

1 引言

深圳市建筑节能和绿色建筑工作一直走在全国前列，“十三五”期间，深圳市推行大型公共建筑、标志性建筑项目按绿色建筑相关高星级标准进行规划、建设、运营，积极推动绿色建造技术的应用，完善以工法和专有技术成果、试点示范工程为抓手的技术转移与推广机制。截至2020年底，全市已有1359个项目获得绿色建筑评价标识，总建筑面积超过12781万m2，深圳已成为全国绿色建筑建设规模和密度最大的城市之一[1]。

本项目作为深圳市重点建设片区的总部办公大楼，积极响应国家和地方的绿色建筑实施要求，按照绿色建筑高标准、高质量建设，并已获得国家绿色建筑三星级设计标识[2]，项目正处于室内装修施工阶段。

2 项目基本信息

项目总用地面积4066.8 m2，总建筑面积：39834.94 m2。地面为21层的高层建筑、地下为4层地下室。其中1、2层为对外商业及大楼大堂部分；三层为绿化空中花园；4、5层企业展厅；6～19层为企业办公区；20、21层为企业会所区。地下为四层地下室，其功能全部为停车库和设备用房，地下停车位数为174个(图1)。

图1 项目建筑效果

3 绿色建筑技术的应用

3.1 室外环境设计

3.1.1 多层级的绿化体系与共享设计

(1)由于场地有限，地面层可用绿地较少，项目除首层绿化外，在平台层、屋顶层及公共活动空间布置了大面积的绿化花园，提供超过3000 m2绿化空间，占用地的70%，形成多层级的绿化体系，彰显项目特色(图2)。

图2 项目绿化示意图及实景

(2)采用使用但不独占用地的理念，用地周边不设置围墙，与周边城市空间共享。地块呈长条状，南北向长度近100 m，设计上在底层中部分打开一个东西向的城市公共通道，方便行人通行；此外平台层也向城市居民开放，实现空间共享(图3)。

3.1.2 物理环境控制

项目东、北侧紧邻城市建筑群及绿化带，西、南侧沿城市主干道(景观可观海)，地块北宽南窄，整体呈不规则三角形。场地环境特点：景观资源丰富、日照条件好、自然通风环境好。建筑布局与形体设计充分考虑原场地环境特点，将对外部声环境、光环境、风环境的影响降到最小。

(1)声环境：根据噪声源的噪声特点和不同的区域的声环境要求进行规划和防治，进行细致地规划和声环境补偿设计。景观设计时在沿道路侧采用乔、灌、地被的复层绿化带，同时建筑低层外窗采用高性能隔声玻璃，以改善室内背景噪声。

图3 城市公共通道及平台效果

(2)光环境：项目周边无居住建筑，不会影响周边建筑日照要求；外立面设计采用高透射可见光的Low-E玻璃及立面遮阳板，避免了立面光污染。夜景灯光照明结合立面遮阳板布置，在有效避免夜间灯光污染的同时，能够充分展现建筑的线条之美。

(3)风环境：采用通风模拟手段优化建筑形体设计，对建筑方案模拟分析得出，场地人员活动区域风速基本保持在5 m/s以下，不影响人们正常的室外活动。不同高度处的建筑背迎风面均能保持3 Pa以上的压差，为实现室内通风创造了条件。首层城市公共通道与夏季来流风呈一定夹角，可有效改善场地内部风环境。

3.2 节能设计

3.2.1 围护结构节能

因项目用地为三角形地块，南侧面窄、东西侧面宽，为缓解西晒影响，降低空调能耗，改善室内的舒适环境，项目结合建筑表皮美学设计，采用一体化外遮阳系统；此外，银色遮阳构建能够对太阳光产生漫反射，改善室内光环境，达到功能与美观统一协调的效果(图4)[3]。

图4 项目固定外遮阳系统实景

此外，项目通过合理控制窗墙面积比、屋顶及外墙保温隔热材料应用、外窗和透明幕墙采用中空Low-E玻璃等措施，使得围护结构热工性能指标比国家建筑节能设计标准的规定高5%以上。

3.2.2 机电系统节能设计

(1)空调系统。在夏热冬暖地区，空调是建筑的耗能大户。结合办公建筑灵活控制的需求，项目采用风冷全直流变频多联机空调系统，新风采用多联式新风处理系统。通风空调系统设备采用高效节能型产品，多联机空调IPLV=6.3～7.9，达到《多联式空调(热泵)机组能效限定值及能源效率等级》(GB 21454-2008)的1级能效要求，过渡季办公区域可利用可开启外窗自然通风，减少房间空调设备的运行时间，节约能源，提高舒适性。

(2)节能照明及动力设备。项目选用高效节能灯具，支架灯、灯盘采用稀土三基色T5直管荧光灯，吸顶灯、筒灯采用紧凑型电子荧光灯，悬挂灯、投光灯采用带就地补偿的金属卤化物灯。此外，照明采用节能控制措施，如针对办公空间，每个房间的灯的开关数不少于二个(只设置一个光源的除外)，房间或场所装设有两列或多列灯具时，所控灯列宜与侧窗平行，以充分利用自然光。

项目采用节能电梯、能量回馈技术，并利用变频电机，节约运行能耗。

(3)建筑能耗管理系统。项目在每个配电回路均设有计量电表，计量电表与楼宇监控系统连接，实现对大楼分项(照明插座、空调、动力、特殊)、分层、分区域用能实时监测，实现运行数据的管理分析；同时能耗管理系统与城市能耗监测平台联网，可远程传输大楼能耗数据(图5)。

图5 项目能耗监控系统显示界面

3.2.3 节水设计

(1)空调冷凝水回用。深圳市属于夏热冬暖地区，空调季长，且空气含湿量高，收集回收空调冷凝水有较好经济价值[4]。项目收集空调冷凝，经处理后回用于车库地面冲洗、室外绿化及道路冲洗、洗车等；经水量平衡计算，冷凝水回用量为811.68 m3，杂用水全年总需水量为1214.20 m3，全年非传统水源替代率为66.85%。

(2)节水措施。本项目在水资源利用方面不仅考虑“开源”措施同时也注重“节流”措施，通过合理设计供水压力，避免供水压力持续高压或压力骤变；根据水平衡测试标准安装分级计量水表，计量水表安装率达100%，便于查找漏损点；所有用水器具全部采用节水设备，卫生器具选用达到1级节水效率的节水器具，车库和道路冲洗采用节水高压水枪，室外绿化灌溉采用微喷灌，有利于实现节水率不低于10%的目标(图6、7)。

图6 项目节水器具实景

3.2.4 节材设计

(1)地基基础、结构体系、结构构件优化设计。项目基础形式采用人工挖孔桩，桩端持力层位于塔楼范围内为微风化岩，塔楼范围外(兼抗拔)为中风化岩。该桩型的优点是单桩承载力较大，施工速度较快，技术、工艺简单成熟，且质量易于保证；可以减少泥浆的排放，使施工环境更加简洁，降低环境污染和碳排放量；同时，也降低了基础的工程造价。

图7 项目微喷灌实景

项目为高层办公楼，结构体系采用框架-核心筒结构，外框架采用钢管混凝土叠合柱能够以较小的截面，获得足够的抗侧刚度，比混凝土框架柱更有效。

结构竖向构件，框架柱截面尺寸沿竖向逐层减小；梁采用单向布置；楼板根据跨度大小采用合理板厚，控制混凝土用量。

(2)其他节材措施。项目大堂、电梯间、卫生间、走廊等公共部位采用土建与装修一体化设计，对于商业、办公空间的必要隔断采用可分段拆除的轻钢龙骨石膏板，避免重复装修带来的材料浪费；

项目全部采用预拌混凝土、预拌砂浆，可有效提高产品质量，保证性能的稳定性，还可克服现场拌制的扬尘和噪声污染；项目梁、板、柱的受力钢筋全部采用HRB400级高强钢筋。

充分采用可再循环材料，可再利用材料和可再循环材料使用重量占所有建筑材料总重量的比例为10.68%。

3.2.5 室内环境设计

(1)自然采光设计。项目为全幕墙构造，玻璃幕墙选用铝合金Low-E中空玻璃，可见光透过率为0.48；建筑平面布局合理，主要功能空间沿外区布置，室内自然采光效果良好，根据自然采光模拟分析可知，主要功能房间平均采光系数达标面积可达100%(图8)。

图8 项目二层、七层自然采光模拟计算结果

项目利用下沉广场改善地下室自然采光条件，地下空间平均采用系数≥0.5%总面积为1837.60 m2，与地下一层建筑面积比例为54.42%(图9)。

(2)自然通风设计。项目透明幕墙均具有不小于房间透明面积10%的可开启面积，外窗可开启面积比例达到35%，通过模拟评估，室内自然通风换气次数可保持在2次/h以上，主要功能空间室内自然通风状况较好(图10)。

图9 地下一层自然采光模拟计算结果

图10 项目二层、七层室内自然通风模拟计算结果

(3)室内空气质量监控。项目在商业及大堂回风管上设置CO2浓度探测器及室内污染物浓度监测装置，根据CO2浓度探测器及室内污染物浓度控制排风机的变频及新风空调器的变频，同时控制楼层风柜新风及回风阀的开度，以保障室内空气品质；地下车库设置CO监控装置，控制风机启停，以保障室内空气质量[5]。

3.2.6 其他创新技术应用

项目在设计和施工阶段均应用BIM技术，设计阶段通过搭建BIM模型及时发现专业内、专业间错漏碰缺等问题，提高设计质量与图纸质量；施工建造利用BIM模型可以准确体现施工现场实际情况，并对材料的需求量及进场时间进行合理规划，对各专业施工准确性及工序的先后顺序予以明确，减少材料损耗，缩短工期，节约成本(图11)[6～9]。

4 绿色成本效益估算

增量成本：经统计核算，项目为实现绿色建筑而增加的初投资成本约为379.81万元，折合单位面积的绿色建筑增量成本为95.44元/m2。

综合效益：本项目建筑外围护结构节能设计、节能空调和照明系统的贡献，预计全年节电量27.98万kW·h；空调冷凝水利用以及节水器具的选用，预计全年节水量可达0.2万t；经测算分析，估算每年预计可减少运行费用约29.34万元；本项目全年节电量折算成标煤用量约100.73 t，即每年可减排二氧化碳248.79 t，减少了空气污染和温室效应。

图11 项目BIM模型效果

5 结语

项目采用适应南方地区气候特点绿色建筑技术体系，充分展示设计精细化、技术适应化的示范亮点，从规划设计阶段就整体构思建筑方案与绿色建筑技术的融合，通过多层级绿化设计、建筑围护结构节能设计、高效空调照明设备选用、能耗监测系统、空调冷凝水回收利用、自然通风和自然采光设计、室内污染物浓度监控等绿色技术的充分应用，打造绿色特征明确、全生命周期环保节能和高效健康的总部办公大厦，对于夏热冬暖地区办公类建筑绿色实践具有借鉴意义。