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[摘 要]随着时代的发展,绿色建筑日益受到人们的青睐。办公楼作为一种特殊的建筑,其绿色设计也成为了建筑企业的打造重点。本文结合工程实际,对办公楼建筑绿色设计进行了分析,以供类似工程参考。
[关键词]办公楼 绿色建筑 建筑设计
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0157-02
一 项目概况
该项目基地分为东西两块,东侧为27层的主楼,西侧为6层的副楼。总用地面积33500m2,总建筑面积74608m2,其中地下室建筑面积12090m2,地上建筑面积62518m2,建筑占地面积9250m2(图1)。
主楼建筑面积52025m2,其中地下建筑面积10370m2,地上建筑面积42655m2,共有27层,裙房4层,地下1层。1、2层为餐厅及办公用房,3层为活动中心及办公用房,4层辅以会议室、多功能厅、餐厅、办公用房。
副楼建筑面积22583m2,其中地下建筑面积1720m2,地上建筑面积20863m2。设有6层,局部4层,半地下1层。1层主要为餐厅与办公区,2~4层主要为办公空间。
二 绿色办公建筑设计
(1)节地与室外环境
①合理的建筑朝向和建筑群布局
该地区夏季盛行东南风,冬季多西北风,春秋两季为冬夏季风交替期,风向多不稳定,春季多偏东风,而秋季则多偏南风。常年最多的风向是夏季的东南风和冬季的西北风。建筑为正南朝向,使得表面积较大的南北立面没有直接正对冬季主导风向,减少了冷风渗透对建筑的影响。在夏季建筑前后压差良好,有利于自然通风,且建筑朝向为正南,冬季可获得足够的日照。高大建筑物和建筑群会显著改变城市近地面层的风场结构。最终经过室外风环境模拟,实现了夏季和冬季在平均风速和10%大风的情况下,建筑周边人行区域通风状况良好,基本无涡流形成;建筑物周围人行区域距地1.5m高度处风速小于5m/s,符合行人舒适度要求。
②场地交通组织
绿色办公建筑应做到人车分流,交通流畅,合理安排各种出入口和场地内部的交通流线。本项目内机动车道主要沿建筑东侧、南侧、北侧布置,地上停车场布置在场地的西侧、东侧、北侧,地下车库出入口位于场地的西侧和东侧,车流由场地西北侧和东侧的次入口出入,人流则从场地的南侧中心广场出入,便于人员进出和疏散。
此外,鼓励绿色交通、减少交通出行排放都是绿色建筑评价的重要内容。基地对外交通十分方便,距离主要出入口500m有2条公交环线,有利于办公人员上下班和对外联系。在停车位的设置上,提出限制机动车停车位数量的要求,增加非机动车停车设施,为非机动车的使用提供便利、安全的基础条件,从而间接提高绿色交通的出行比例,减少机动车带来的大气污染以及对周边环境造成的噪声干扰。
③地下空间的利用
项目充分开发了地下空间,作为汽车、自行车的停车和设备间,建筑的地下面积约为12000m2,布置了212个机动车停车位和900个非机动车停车位,大大缓解了地面停车的压力,并间接增加了办公楼室外的绿地面积。
④提高环境质量
提高环境质量,重视绿化已成为当前办公建筑设计的一项重要工作。该项目绿化布局简单大气,选用香樟、银杏、红叶石楠等绿化树种,采用乔灌草相结合的复层绿化,既美化环境又起到净化空气和阻隔噪声的作用,从而创造安静、卫生的良好环境。室外停车位地面采用透水砖铺设,透水砖具有良好的透水效果,能减少地表径流,减轻排水系统负荷,改善排水状况,同时增加地下水涵养,改善生态环境,降低热岛效应。
(二)节能与能源利用
办公建筑能耗主要包括建筑物在使用过程中用于供暖、通风、空调、照明、设备、办公电器以及给水和热水等的消耗。在夏热冬冷地区,冬夏持续时间长,室内舒适度低,因而供暖和制冷的能耗比照明和通风的能耗多得多。根据相关的调研数据显示,办公建筑能耗以空调采暖、制冷为主,其中气候最不适宜的夏季7、8月份和冬季12、1月份是空调能耗的高峰期,因而,为提高建筑室内环境舒适度而产生的建筑能耗在建筑總能耗中所占的比例最大,为47%;其次是照明能耗,占总能耗的31%,越来越多的开放空间设计,大量的、不加控制的人工照明是现代办公建筑能耗高的重要原因;再次是办公设备、电梯、通风、水泵等其他设备。
①空调系统节能
空调系统采用分区设计和分时段控制的措施,能有效节约通风空调系统的能耗:小房间采用风机盘管加新风系统;大房间采用全空气系统。小房间的新风系统通过设置在空气处理器上的新风电动多叶调节阀来调节,在夏、冬季,调节阀按人员所需新风量进行设置,在过渡季节,可以采用全新风系统来满足室内环境需求。大房间的空调系统采用低速一次回风全空气系统形式,在夏、冬季,调节阀按人员所需新风量进行设置,在过渡季节,可以采用全新风系统来满足室内环境需求。另外,项目还采取部分负荷运行策略:空调水系统采用一次泵变流量系统,以减少平时空调运行费用。所有空调处理器和风机的电机均采用变频电机,以在部分负荷时低速运行,减少设备电力消耗。
②照明系统节能
办公照明应尽量选择自然采光,当需要补充人工照明时,各房间或场所的照明功率密度值应不高于现行国家标准《建筑照明设计标准》(GB50034)规定的数值;光源选用高效节能型灯具,荧光灯管采用T8节能灯管配电子整流器;功率因数达到0.9以上;楼梯照明采用节能灯,使用同型号自带蓄电池的应急灯具,断电时可继续工作60min,对地下车库、室外路灯、泛光照明回路和各楼层公共通道照明、航空障碍灯等进行监测,并实现远程开关控制。
(三)节水与水资源利用
雨水收集利用系统
项目采用雨水收集回用系统,主要收集屋面雨水,并利用布置在绿地、停车场及道路下方的雨水蓄水模块收集更多雨水,理论上每年可收集雨水10668m3。收集到的雨水经过截污处理、弃流处理及自动过滤系统的收集处理后用于绿化浇灌,道路、广场浇洒。 (四)节材与材料资源利用
①控制建筑造型
该项目采用了简约朴素的现代风格,建筑立面以简洁利落的形体显示出现代化办公建筑的品质。通过浅灰色石材、金属及玻璃幕墙的组合搭配,体现出建筑的体块关系,同时通过雨棚、窗台等线条的穿插变化使立面更加丰富,既避免了过于单调的造型,又产生了良好的视觉效果。
②灵活隔断的办公空间
该项目为办公建筑,主要功能有办公、会议、展示、餐饮、健身和部分商业活动。其中副楼办公区域全部为开敞式的大办公空间,采用矮隔断形式。主楼的部分办公和健身活动区域采用大空间形式。灵活隔断在拆装过程中不影响周围空间的使用,能够循环利用,且不会产生大量垃圾,以减少由于使用者变更带来的再次装修中的材料消耗。该项目可变换功能的室内空间采用灵活隔断的比例为56.49%。
(五)室内环境质量
对于办公建筑而言,使用者80%~90%的时间都在办公室度过,所以室内环境的质量是很重要的,室内环境一般包括声、光、热、气环境,应以健康优先、舒适适度为主要目标,尽量避免产生噪声污染,保证办公室有充足的光照、宜人的热环境以及良好的通风条件等。
①隔声降噪措施
声环境是评价室内环境品质的重要指标之一。在该项目中,外界噪声源主要是西侧、南侧的交通噪声。建筑布置在场地中间,距离南侧道路55m,距离西侧道路边线50m,中间布置有乔木、灌木等绿化。从空间功能上而言,公共性较强的入口大厅布置在大楼南侧区域;主要的办公空间布置在2~6F,尽量远离噪声区域。对最不利房间进行计算分析,办公室室内背景噪声为42.3dB,满足规范要求。并针对噪声敏感房间采取以下降噪措施:①建筑外墙、楼梯间墙为240mm厚的加气混凝土砌块;②主要噪声设备用房布置在地下室,各楼层风机房等噪声房间尽量远离其他功能用房的核心筒位置;③使用低噪声消防通风两用柜式离心风机;④玻璃幕墙采用6mm厚的中透光Low-E玻璃+12mm厚的空气间层+6mm厚的透明玻璃。
②自然通风和采光
合理的建筑布局和構造设计能有效促进自然通风和采光,不仅可以提高办公区域的环境质量,提升办公人员的舒适感,并且可以降低空调和人工照明的能耗。建筑的平面设计和通风开窗位置、大小设置合理,室内主要功能空间气流平均速度在0~1.4m/s之间,室内主要功能空间各处空气龄均低于1800s,能形成良好的穿堂风,室内自然通风情况良好。副楼进深过大,通过加设15m×37m的天井,有效地改善走廊和休息空间的室内采光,使得75%以上的主要功能空间室内采光系数满足现行国家标准《建筑采光设计标准》(GB50033)的要求。
在充分考虑夏热冬冷地区的气候特点和办公建筑特殊性要求的基础上,根据项目的实际情况进行了深入细致的低成本适宜性节能设计。项目在设计阶段初期就充分引入绿色设计的理念,着力于优化建筑群的组合、建筑朝向、平面布置等,最大限度地利用自然通风和自然采光,既有效地提升了室内外的舒适度,又合理地降低了能耗,控制了投资成本。
[关键词]办公楼 绿色建筑 建筑设计
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0157-02
一 项目概况
该项目基地分为东西两块,东侧为27层的主楼,西侧为6层的副楼。总用地面积33500m2,总建筑面积74608m2,其中地下室建筑面积12090m2,地上建筑面积62518m2,建筑占地面积9250m2(图1)。
主楼建筑面积52025m2,其中地下建筑面积10370m2,地上建筑面积42655m2,共有27层,裙房4层,地下1层。1、2层为餐厅及办公用房,3层为活动中心及办公用房,4层辅以会议室、多功能厅、餐厅、办公用房。
副楼建筑面积22583m2,其中地下建筑面积1720m2,地上建筑面积20863m2。设有6层,局部4层,半地下1层。1层主要为餐厅与办公区,2~4层主要为办公空间。
二 绿色办公建筑设计
(1)节地与室外环境
①合理的建筑朝向和建筑群布局
该地区夏季盛行东南风,冬季多西北风,春秋两季为冬夏季风交替期,风向多不稳定,春季多偏东风,而秋季则多偏南风。常年最多的风向是夏季的东南风和冬季的西北风。建筑为正南朝向,使得表面积较大的南北立面没有直接正对冬季主导风向,减少了冷风渗透对建筑的影响。在夏季建筑前后压差良好,有利于自然通风,且建筑朝向为正南,冬季可获得足够的日照。高大建筑物和建筑群会显著改变城市近地面层的风场结构。最终经过室外风环境模拟,实现了夏季和冬季在平均风速和10%大风的情况下,建筑周边人行区域通风状况良好,基本无涡流形成;建筑物周围人行区域距地1.5m高度处风速小于5m/s,符合行人舒适度要求。
②场地交通组织
绿色办公建筑应做到人车分流,交通流畅,合理安排各种出入口和场地内部的交通流线。本项目内机动车道主要沿建筑东侧、南侧、北侧布置,地上停车场布置在场地的西侧、东侧、北侧,地下车库出入口位于场地的西侧和东侧,车流由场地西北侧和东侧的次入口出入,人流则从场地的南侧中心广场出入,便于人员进出和疏散。
此外,鼓励绿色交通、减少交通出行排放都是绿色建筑评价的重要内容。基地对外交通十分方便,距离主要出入口500m有2条公交环线,有利于办公人员上下班和对外联系。在停车位的设置上,提出限制机动车停车位数量的要求,增加非机动车停车设施,为非机动车的使用提供便利、安全的基础条件,从而间接提高绿色交通的出行比例,减少机动车带来的大气污染以及对周边环境造成的噪声干扰。
③地下空间的利用
项目充分开发了地下空间,作为汽车、自行车的停车和设备间,建筑的地下面积约为12000m2,布置了212个机动车停车位和900个非机动车停车位,大大缓解了地面停车的压力,并间接增加了办公楼室外的绿地面积。
④提高环境质量
提高环境质量,重视绿化已成为当前办公建筑设计的一项重要工作。该项目绿化布局简单大气,选用香樟、银杏、红叶石楠等绿化树种,采用乔灌草相结合的复层绿化,既美化环境又起到净化空气和阻隔噪声的作用,从而创造安静、卫生的良好环境。室外停车位地面采用透水砖铺设,透水砖具有良好的透水效果,能减少地表径流,减轻排水系统负荷,改善排水状况,同时增加地下水涵养,改善生态环境,降低热岛效应。
(二)节能与能源利用
办公建筑能耗主要包括建筑物在使用过程中用于供暖、通风、空调、照明、设备、办公电器以及给水和热水等的消耗。在夏热冬冷地区,冬夏持续时间长,室内舒适度低,因而供暖和制冷的能耗比照明和通风的能耗多得多。根据相关的调研数据显示,办公建筑能耗以空调采暖、制冷为主,其中气候最不适宜的夏季7、8月份和冬季12、1月份是空调能耗的高峰期,因而,为提高建筑室内环境舒适度而产生的建筑能耗在建筑總能耗中所占的比例最大,为47%;其次是照明能耗,占总能耗的31%,越来越多的开放空间设计,大量的、不加控制的人工照明是现代办公建筑能耗高的重要原因;再次是办公设备、电梯、通风、水泵等其他设备。
①空调系统节能
空调系统采用分区设计和分时段控制的措施,能有效节约通风空调系统的能耗:小房间采用风机盘管加新风系统;大房间采用全空气系统。小房间的新风系统通过设置在空气处理器上的新风电动多叶调节阀来调节,在夏、冬季,调节阀按人员所需新风量进行设置,在过渡季节,可以采用全新风系统来满足室内环境需求。大房间的空调系统采用低速一次回风全空气系统形式,在夏、冬季,调节阀按人员所需新风量进行设置,在过渡季节,可以采用全新风系统来满足室内环境需求。另外,项目还采取部分负荷运行策略:空调水系统采用一次泵变流量系统,以减少平时空调运行费用。所有空调处理器和风机的电机均采用变频电机,以在部分负荷时低速运行,减少设备电力消耗。
②照明系统节能
办公照明应尽量选择自然采光,当需要补充人工照明时,各房间或场所的照明功率密度值应不高于现行国家标准《建筑照明设计标准》(GB50034)规定的数值;光源选用高效节能型灯具,荧光灯管采用T8节能灯管配电子整流器;功率因数达到0.9以上;楼梯照明采用节能灯,使用同型号自带蓄电池的应急灯具,断电时可继续工作60min,对地下车库、室外路灯、泛光照明回路和各楼层公共通道照明、航空障碍灯等进行监测,并实现远程开关控制。
(三)节水与水资源利用
雨水收集利用系统
项目采用雨水收集回用系统,主要收集屋面雨水,并利用布置在绿地、停车场及道路下方的雨水蓄水模块收集更多雨水,理论上每年可收集雨水10668m3。收集到的雨水经过截污处理、弃流处理及自动过滤系统的收集处理后用于绿化浇灌,道路、广场浇洒。 (四)节材与材料资源利用
①控制建筑造型
该项目采用了简约朴素的现代风格,建筑立面以简洁利落的形体显示出现代化办公建筑的品质。通过浅灰色石材、金属及玻璃幕墙的组合搭配,体现出建筑的体块关系,同时通过雨棚、窗台等线条的穿插变化使立面更加丰富,既避免了过于单调的造型,又产生了良好的视觉效果。
②灵活隔断的办公空间
该项目为办公建筑,主要功能有办公、会议、展示、餐饮、健身和部分商业活动。其中副楼办公区域全部为开敞式的大办公空间,采用矮隔断形式。主楼的部分办公和健身活动区域采用大空间形式。灵活隔断在拆装过程中不影响周围空间的使用,能够循环利用,且不会产生大量垃圾,以减少由于使用者变更带来的再次装修中的材料消耗。该项目可变换功能的室内空间采用灵活隔断的比例为56.49%。
(五)室内环境质量
对于办公建筑而言,使用者80%~90%的时间都在办公室度过,所以室内环境的质量是很重要的,室内环境一般包括声、光、热、气环境,应以健康优先、舒适适度为主要目标,尽量避免产生噪声污染,保证办公室有充足的光照、宜人的热环境以及良好的通风条件等。
①隔声降噪措施
声环境是评价室内环境品质的重要指标之一。在该项目中,外界噪声源主要是西侧、南侧的交通噪声。建筑布置在场地中间,距离南侧道路55m,距离西侧道路边线50m,中间布置有乔木、灌木等绿化。从空间功能上而言,公共性较强的入口大厅布置在大楼南侧区域;主要的办公空间布置在2~6F,尽量远离噪声区域。对最不利房间进行计算分析,办公室室内背景噪声为42.3dB,满足规范要求。并针对噪声敏感房间采取以下降噪措施:①建筑外墙、楼梯间墙为240mm厚的加气混凝土砌块;②主要噪声设备用房布置在地下室,各楼层风机房等噪声房间尽量远离其他功能用房的核心筒位置;③使用低噪声消防通风两用柜式离心风机;④玻璃幕墙采用6mm厚的中透光Low-E玻璃+12mm厚的空气间层+6mm厚的透明玻璃。
②自然通风和采光
合理的建筑布局和構造设计能有效促进自然通风和采光,不仅可以提高办公区域的环境质量,提升办公人员的舒适感,并且可以降低空调和人工照明的能耗。建筑的平面设计和通风开窗位置、大小设置合理,室内主要功能空间气流平均速度在0~1.4m/s之间,室内主要功能空间各处空气龄均低于1800s,能形成良好的穿堂风,室内自然通风情况良好。副楼进深过大,通过加设15m×37m的天井,有效地改善走廊和休息空间的室内采光,使得75%以上的主要功能空间室内采光系数满足现行国家标准《建筑采光设计标准》(GB50033)的要求。
在充分考虑夏热冬冷地区的气候特点和办公建筑特殊性要求的基础上,根据项目的实际情况进行了深入细致的低成本适宜性节能设计。项目在设计阶段初期就充分引入绿色设计的理念,着力于优化建筑群的组合、建筑朝向、平面布置等,最大限度地利用自然通风和自然采光,既有效地提升了室内外的舒适度,又合理地降低了能耗,控制了投资成本。