既有办公建筑绿色改造技术研究与实践——以浦发银行宁波本部大楼改造设计为例

张凡伟

本案是在闲置的老旧建筑基础上进行绿色改造，原有建筑为江夏商业大楼，用途为宁波五金交电化工采购供应站，建于1987 年。1994 年上海浦东发展银行宁波分行购买该楼用于办公（图1），2000年进行装修改造，该楼已使用35年，建筑共21 层，面积约2.23 万平方米，框架结构，东西向临街，东北向临三江口，区域位置佳。

图1 建筑外立面效果图（来源：作者自绘）

在浦发银行宁波本部大楼改造设计中，提出了一套有别于常规绿色建筑改造设计策略的节能减碳技术措施。实践以空间为主导技术创新，营造高效、舒适、健康的工作环境；探索以被动式节能、主动式节能、再生能源一体化、绿色建材等改造技术。

1 既有办公建筑使用现状及本案现状

1.1 既有办公建筑使用现状

既有办公建筑的区域位置大部分比较优越，多位于繁华主城区，绿化用地面积较小，建筑密度较高，因被周边建筑遮挡，影响日照采光时间。既有办公建筑由于位置较好，临街建筑居多，致使噪声困扰，交通噪音大，影响室内正常办公环境。办公空间布局多为格子间，受布局单一影响，大部分办公建筑室内区域自然采光照度较低，空调使用时，为减少太阳辐射，采用窗帘遮挡太阳光直射与漫射，导致照度更低，不得不采用人工照明。因《公共建筑节能设计标准》于2005 年实施，所以在2005 年前设计的建筑大多是不节能建筑，经调研及数据分析，大量存在热舒适性差、空气质量差、空调耗能高的问题；既有办公建筑在生命周期内经常进行装修改造，导致产生大量垃圾，对环境造成影响，且装修后房间空气质量也不尽人意，不同程度对人健康产生影响。

1.2 浦发银行宁波本部大楼现状

由于该楼结构、部件设备老化，虽进行过局部改造，但仍存在以下问题。原建筑年代久远，空调耗能较高，大部分空间特点为封闭式布置，空气质量较差，热舒适性差；西侧临街东侧临城市主干道，噪音污染较严重；原建筑外立面为玻璃幕墙复合铝板，通过内置窗帘解决太阳辐射，导致室内自然采光较弱，且需要通过人工照明改善光环境，能耗加大；水电计量方式仅为总计量，无分项计量设施，且无监测智能系统；裙房屋面及屋顶均为上人屋面，被空调及其他设备凌乱分布占满，浪费空间；距上一次装修改造近20 多年，功能及流线不能满足现代金融办公需求。

基于经济性、周期性、绿色节能的考虑，于2019 年立项实施改造，按照绿色二星标准实施绿色改造，针对项目存在的问题，以节能降耗改造为目标，打造高效、健康、舒适的办公环境，本大楼改造采用以空间为主导的环境设计策略及节能改造技术措施。

2 既有办公建筑绿色改造策略

考虑到建筑特征及环境气候因素，以绿色创新为主线，全专业协同创新设计，探索本项目的绿色改造设计策略及解决思路。

2.1 基于建筑现状特征，呼应气候设计策略

改造在既有条件的制约下，采用呼应气候设计策略，通过对建筑优劣势条件及对本地气候条件的分析，寻找适宜本地气候及生活习性的改造技术[1]。优势条件如框架结构、有裙房屋面及大屋顶等室外空间。劣势条件如窗墙比小、热舒适度低、设备老化，房间划分较为密集，多采用固定隔墙分割。

2.2 协同设计、绿色创新

设计组织过程中，以空间舒适、节能为目标，以绿色设计为主线贯穿所有专业，以建筑专业牵头，构建结构、机电、景观、智能化等全专业协同创新设计的设计团队组织，并将与绿色设计密切的专业，提到项目主导位置[2]。通过BIM模型设计，统筹与平衡各专业，减少不必要的拆改，解决各专业自查及不交圈问题，验证绿色设计成果。

设计初期，对大厦进行详细调研与综合评估，采用诊断式疗法，对建筑优势条件进一步延展，空间功能进行适应性匹配，以空间舒适度为出发点，从内部空间向外延伸拓展。对与新建建筑相差较大的条件，因地制宜，寻找解决劣势的技术手段[3]。

2.3 设计思路

基于建筑的实际情况，以解决问题为导向，充分考虑环境因素，因地制宜，以空间为载体进行设计创新，在改善工作环境的基础上，减少空间耗能；通过合理的设计选择适宜的绿色技术，达到绿色建筑节能降低能耗的目标。

3 以空间为先导的环境设计创新——节能降耗措施

通过以空间高效再组织利用、空间界面轻体量化设计、空间健康环境营造等空间设计创新手段；营造高效、舒适、健康的工作环境，同时减少空间能耗。

3.1 空间高效再组织利用

本案在平面改造规划上充分考虑自然通风、采光的原则，选用Dialux Evo软件进行分析。为保证房间的自然通风，采用CFD 软件进行气流组织分析，进行房间的合理划分与布局，营造高效舒适的办公环境；考虑设置缓冲过渡空间，减少封闭空间，减少用能；新旧功能转换过程中，进行适应性空间匹配；满足空间的人性化舒适度，补充垂直交通。

根据房间物理环境指标（声、光、风）要求、使用频率、停留时间布局房间方位，区分用能需求。将房间划分为重点精装修（门厅电梯厅、会议厅室、贵宾室等）、精装修（标准层办公、共享交流区、健身咖啡、卫生间）、普装修（库房、电话间、档案室、楼梯间等）、简装修（设备房）4 档，以此区分用能层次，从而降低次要空间的用能。根据使用频率及采光需求布置房间，充分采用自然采光、引光、导光措施。直接的自然采光难以达到的，采用间接自然采光，辅助空间和进深较大的空间采用玻璃隔墙进行二次采光，减少使用人工照明；适当加大窗墙比来提高主要房间采光与系数比，受光房间进深尽量控制在8 ～12 m，确保空间自然采光与通风效果，降低能耗。

在幕墙东南及西南角落与封闭房间之间布置景观花园室内过渡区域（图2），形成阳光外廊，作为气流缓冲区调节室内温湿度，降低机械用能标准和设施配备；标准层布局120 m2开敞多功能交流区，七层咖啡区拓展到非耗能室外，充分利用江景及户外平台增加视觉体验。

图2 开敞办公区效果图（来源：作者自绘）

布置弹性空间，空间设计通用、开放、灵活多变，适应房间未来因功能转换和提升条件。在标准层办公中采用了成品玻璃隔墙系统，产品化拆装，缩短工期、减少二次污染。

依据原有结构、设备情况，减少不必要拆除与再造形成建筑垃圾，从而减少建造过程产生的碳排放量。对空间尺度要求大的多功能厅、跨度要求大的餐厅等空间设置在裙房，利于人员疏散。对开放需求度高客户接待区、视野需求高阅览室及休闲共享区设置在裙房屋顶层及临江一侧。

增加两部高层VIP 电梯，增加一步裙房餐厨电梯。优化人员动线，提升空间使用效率，降低能耗。

3.2 空间界面轻体量化处理

主要体现在室内装修手法轻体量化，界面出处理简约可视化，减少遮挡，注重细部构造技术，轻装饰化。室内界面装修材料及隔墙的轻体量化设计，采用质量轻材料，同时减少界面材料堆积，减少对原有结构（柱、梁、楼板）荷载增加压力，采用宁少勿多、宁缺毋滥原则。装饰材料采用模块化构造，标准层室内隔墙采用装配式隔墙板（GlC 板）、成品钢制玻璃隔断墙。设备轻量化，体现在设备辅助运行而非持续运行，空间改造布局设计充分利用自然通风及自然采光，减少设备机械运行产生的能耗。顺应结构，减少装饰，本案改造设计充分利用原有建筑空间及结构，结构及设备本体作为外部形态直接反应，避免在结构外做不必要的装饰，这也是对建筑原真性的反应。

3.3 健康环境的营造

引导创造室外及半室外自然空间，将传统室内功能行为拓展到室外，提供绿色自然的室外空间；对建筑空间长期停留等几种停留区域进行室内物理环境专项计算，运行过程中进行实时监测，安装报警系统，与设备联动改善空气质量。本项目改造中，对人员密集的会议室、员工餐厅区域设置空气（CO2、PM2.5 浓度、PM10、甲醛）浓度监控装置，通过环境监测系统将数据传至环境和能耗集成智能化平台，房间内CO2释放浓度通过监测平台与新风系统联动，调节新风量，改善室内空气品质，降低新风系统能耗；以及全部装修区域污染物预计算，包括甲醛、苯、TVOC 等，符合环保健康标准。

4 节能改造技术

4.1 被动式技术

本案在绿色改造过程中采用了类特朗伯幕墙、屋顶绿化、雨水收集系统、装配式体系等被动技术，并与建筑改造有机结合。达到降低用能需求量，降低碳排放的原则。

考虑到改造前办公布局多以封闭格子间形式，原有建筑平面布局进深大，不利于自然通风与自然采光，且原外立面窗墙比较大，同样不利于自然采光，在建筑设计中在不动原柱网的基础上，优化房间布局形式，采用开敞、通透的布局；在外立面设计上，加大窗墙比例，运用特朗伯幕墙原理，增加自然通风及采光，改善室内环境，实现建筑节能[4]。

改造后的外幕墙采用双层单元式玻璃幕墙系统，大幅改善原建筑的自然采光及通风（图3）。利用双层幕墙形成的围护墙体中空层，减少外墙内外热交换的影响，开启后，自然形成室外气流引导，形成自然通风；中空玻璃内置百叶，考虑与夏季冬季太阳高度角变化联动，实现被动式遮阳效果（图4），降低热增益，降低空调新风等设备运转复核，减少运行产生的碳排放量。通过上述节能措施，将建筑能耗特别是制冷能耗大大降低，使建筑节能率达到35%（数据核实中）。

图3 改造前后采光对比（来源：作者自绘）

图4 幕墙采光图（来源：作者自摄）

私人银行屋顶设置阳光房，形成烟囱效应（图5），改善了私人银行层室内自然通风，降低夏季空调负荷，同时提高了室内环境质量。夏季阳光房顶面及侧面采用电动遮阳帘，阻挡太阳辐射，减少夏季空调能耗。冬季阳光房储备热源，减少空调制暖能耗。同时也增加了楼梯连接上下层空间的自然采光，减少了照明能耗。

图5 自然通风示意图（来源：作者自绘）

打造屋顶、裙房露台等绿色空间，实现多层次立体绿化。自然景观花园建造，顺应场地，选择乡土植物合理配置，引入雨水收集系统，满足日常灌溉需要[5]。提升碳汇功能，改善生态环境，增添混凝土城市中点点的绿洲。

装配式材料构造系统，采用工厂加工现场装配模式，缩短施工周期，减少现场施工碳排放。在造型方面，采用标准化及构件化的形式构件，采用装配式安装工艺，约70%的公共空间实现装配式装修交付，优先使用本地生产装饰材料，减少建造、运输过程中造成的隐含碳排放；办公层采用无固定装配式成品隔墙，适应房间未来需求进行的调整，在维护及后期拆除阶段减少碳排放量；装配式架空地板的采用，可灵活改变布局布线，减少建筑加固负荷，同时大幅减少了常规材料实施中水泥的使用量，从而降低碳排放量。

4.2 主动式节能技术

公共空间采用照度控制系统，设置照度传感器，充分利用自然采光强度，自动调节灯光照明，节约能源；在建筑物内的公共大厅、开敞办公区选择的卫生洁具采用《节水型生活用水器具》卫生器具用水效率等级二级以上。

4.3 采用再生能源

本案采用可再生地源热泵空调系统联动用量展⽰及能耗监测系统，对能耗监测数据上报汇总分析智能化运转；根据室外环境参数自动调节空调运行，适应环境气候条件，降低能耗。宁波全年日照时长达1 900 余小时，太阳辐射能较为丰富，充分利用裙房屋面西南侧空间，设置太阳能光伏发电板及太阳能热水系统，给屋顶庭院、一层提供路灯，以及供给地下一层空间的局部照明。

4.4 绿色建材

第一，用材极简，不堆砌原则。控制用材总量，利用BIM 技术建材信息化，用量得以精准掌控；控制材料及构造节点的规格种类，减少损耗。为拆除及翻建过程中产生的垃圾对环境的干扰最小，采用本地取材、废材再生、循环再生材料等方式。第二，本地取材，选择区域常规材料作为装饰主材，减少运输损耗及碳排放，采用区域常规工艺做法，快速建造。本案采用本地加工生产金属铝制品、GRG 等材料。第三，废材再生，拆除过程中产生的废料重新建构，比如雄安设计中心项目改造中将拆除的垃圾进行拆解再建石龙围墙，过程中减少垃圾输出及排放，可以有效延续场所记忆。又如零舍项目改造中，将拆除的木材及管道经艺术处理后成为独具特色装置艺术家具。

本案采用循环再生材料，例如户外竹木板、洽谈室软木板及大面积金属铝板不锈钢板等可再生材料。选用自行降解的材料，木材、麦秸秆、纤维丝、软木和竹木等。

5 结语

浦发银行宁波本部办公楼的绿色创作，基于建筑现状特征与气候特点，实现高效、节能、健康、舒适的改造目标，取得了良好的运行效果及舒适的环境与社会效益，对于既有建筑绿色改造具备极强的推广借鉴价值，同时为既有办公建筑绿色改造提供了新的设计思路。