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绿色办公建筑设计探索之泰兴市长江生态保护海事业务技术用房
摘要:在“绿色”“双碳”的时代号召下,文章以具体工程项目——泰兴市长江生态保护海事业务技术用房为例,探讨如何在办公建筑中,因地制宜地选用绿色设计策略并应用实施。该项目作为泰兴市绿色建筑示范项目,获得绿色建筑二星标识,以期能为其他绿色建筑的可持续发展提供有效参照。
关键词:办公建筑;绿色策略
泰兴市长江生态保护海事业务技术用房建设项目坐落于泰兴市新星村五于组,距泰兴市区约13km。用地面积4200㎡,总建筑面积11692.3㎡,由海事局办公用房和健康长江指挥中心两栋多层办公楼组成,其中地上四层,地下一层,建筑高度23.46m。容积率为1.61,建筑密度为44.4%,绿地率12.00%。机动车停车位为45辆,均位于地下,停车方式为自走式。建筑为框架结构,设计使用年限为50年,建筑抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度7度。项目估算总投资4205.9万元。
建设用地位于长江生态景廊之上,自然资源条件优越。泰兴市属北亚热带海洋性季风气候区,四季分明,雨量充沛,日光充足,霜期较短。本项目充分结合泰兴当地及场地环境条件,以获得国家“二星级绿色建筑”设计标识为设计标准,采用了一系列节地、节材、节水、可再生能源应用等新技术。
1. 项目创新性
1.1 绿色建筑理念
本项目在方案阶段开始绿色建筑设计,充分利用设计院平台多专业优势,实现规划、建筑、结构、机电设备、景观等各个专业共同合作,确保了项目的合理推进和一体化、精细化设计。
设计方案体现绿色与技术的同时,从建筑布局、立面造型、材质色彩、细部构造等多方面体现了泰兴本土传统建筑要素,如出檐深远的钛锌板金属坡顶,深灰色石材和玻璃幕墙、金属线脚的轻重对比,传统的院落空间被抬至三层高度的屋顶花园,纤细的金属格栅外遮阳构件等等,设计从整体到细节各处皆可感受到传统建筑文化与新材料、新技术的结合,出新出绿的同时,不追求单一的高技化,不脱离项目所在地,保留了水乡建筑的韵味和人文气质。
1.2 在地性
建设用地位于长江江畔,生态资源是一把双刃剑,既要因地制宜、就地取材,又要开发得当、合理合宜。项目充分尊重场地自然地形,利用大堤高差设计架空地下室,广场一侧则以阶梯形式柔化较大高差岸线,不另设人工水景。本项目空调系统采用水源变频多联式空调主机,冷热源采用地源热泵系统,利用地热能提供冷源及热源,系统集合了多联机的控制灵活性以及地源热泵系统的节能性,通过严格的自动控制措施,有效的提高了运行效率,降低了碳排放和城市热岛效应。项目虽地处长江江边,地下径流以及地面水资源丰富,但受当地水文部门要求,无法采用江水源作为空调系统的冷热源,退而求其次,利用地源热泵作为冷热源,事实证明,该处土壤每延米换热量较大,结合水源变频多联式空调主机,实际运行时,地源热泵系统的能效比较高,运行成本大幅减少。
2. 关键策略与技术
本项目在设计之初,即确定了其生态绿色示范性的设计定位。通过多部门、多专业协同工作,共同成就其顺利落地。
场地避开地质危险地段,正负零标高为7.50,抗洪洪水水位为4.20;从场地出入口实现彻底的人车分流,建筑室内外活动场所采用防滑地面,保障人的活动安全;建筑出入口均设置防坠落雨棚;运用开放通透、灵活可变的室内空间设计,在监控大厅、展厅等区域设置灵活隔断;采用耐久性好、易维护的外立面和内装材料。
本项目室内空气挥发物符合国家标准,室内设禁烟标识;主要功能房间的室内噪声级和隔声性能在现行指标基础上有所提升;房间基本实现自然采光,辅以人工光源,门厅、走道等公共区域及应急照明使用LED灯光源;高大空间(监控大厅)屋顶设置种植屋面,有效带走屋面热量,保证室内舒适温度;使用蒸压加气混凝土砌块外墙材料(240mm厚),实现建筑自保温;在建筑正压面设开启扇,过渡季建筑充分利用自然通风。设计风机盘管+全热回收式新风机组,对室内温湿度以及空气质量进行监控并反馈,空气质量超出规范要求后开启或加大新风量,确保室内空气良好。
2.3. 生活便利
项目充分考虑无障碍设计,实现从城市到场地内部、从进入建筑到通达各个使用设施的闭环,避免了无效设计;南向广场与码头连通,打造开放共享滨江空间;室外广场设置健身场地,在下风向布置吸烟区;分类、分项设置能耗监测系统,对能耗数据进行实时采集,并上传上一级数据中心;项目设置智能化服务系统,具有接入区域智慧城市的功能。
建筑布置紧凑,减少占地,合理开发利用地下空间;用地垂直于长江,多层建筑尺度适宜,避免了对滨江空间的过分遮挡;选取当地建材,实现内外装修与土建一体化,无大量装饰性构件。
由于浅层地基不稳定易沉降,本项目对地基基础进行优化设计,采用桩基础,以稳定土层且承载力较高的10层粉砂夹粉土作为持力层。
项目利用非传统水源,采用节水绿化灌溉系统,使用节水卫生器具;设有中水处理系统,污水收集至室外化粪池预处理后,排入地下室中水处理机房;通过雨水回用系统收集场地及屋面雨水,雨水回用主要用途为道路浇洒,绿化喷灌;生活热水采用太阳能热水系统,电热水锅炉辅助加热,可再生能源热水量占总热水量的100%;生活给水系统采用分区供水方式,充分利用市政水压,卫生器具用水效率等级1级,按用途设置用水计量装置。
空调系统冷热源采用地源热泵系统,利用地热能提供冷源及热源,其部分负荷性能系数以及电冷源综合制冷性能系数均大幅高于规范要求值,空调系统根据朝向分区控制,冷热源及空调设备均设置独立分项计量。
主要功能房间的照度及照明功率密度设计值均满足GB50034-2013要求,所采用灯具功率因数大于0.9,镇流器符合国家能效标准;照明系统采用智能控制、分区控制、定时控制等节能措施;多台电梯具有集中调度和控制的群控功能;变压器选用节能环保型、低损耗、低噪音,接线组别为Dyn11的干式变压器;变压器自带温控和通风装置,三相变压器满足GB20052-2013节能要求。
规划布局层面,因地就势,顺应堤岸高差实现架空层——自然采光通风地下室;两栋多层办公楼坐北朝南,分别呈“一”字型和“U”型组合布置,通过半围合形成南部广场;利用风环境模拟,确保场地在不同季节的通风效率及热舒适性;场地的竖向设计有利于雨水的收集和排放,种植区的覆土深度和排水能力满足植物生长需求;通过景观设计和海绵设计,打造阶梯式生态功能驳岸;项目整体强调土地的高效利用,构建健康舒适的生态空间。
3. 技术成效
本案通过建筑、规划、景观的紧密配合,保障从宏观规划层面到中观场地布置,及末端设备、海绵设施等准确落实;考虑远期城市发展,人行路线可由场地内广场通过大堤到达码头,打造开放共享的城市生活岸线;用地规划布局合理,人车流有效分离、路径清晰;海绵城市与景观设计同步深化,相得益彰;各设计和实施流程始终围绕着打造实用性、示范性本土绿色办公建筑为目标。
主要节能指标有:建筑节能率达65%,新型空调比例达100%,非传统水源利用率达2.08%,可再循环建筑材料用量比达5.43%。
在立面设计上,综合考虑了围护结构的保温隔热性能:通过坡屋顶出檐和南向外挑阳台实现建筑自遮阳;建筑立面虚实结合,有效控制窗墙比及玻璃幕墙反射比;细部上外窗及玻璃幕墙上部设置金属格栅提升遮阳效果,改善室内热舒适度。
此外,实现了多层级的整合。首先是设备与建筑整合:合理规划设备机房、太阳能集热板、蓄水池等设施的位置,做到与空间、形体的有机结合,以及土地高效利用。并保证各项设施与主体结构统一施工、安装和维护检修。综合应用绿色建筑、结构、给排水、暖通、电气绿色节能技术,降低建筑能耗,减少全生命周期的碳排放量,对降低环境污染做出贡献。其次是与幕墙、金属屋面、设备工艺等厂家密切配合,尽可能减少因设计深度不足和配合不到位带来的现场返工。
结语
泰兴市长江生态保护海事业务技术用房建设项目以其独特的生态地理位置,及保护长江生态环境的职能使命,通过建设单位、勘察设计单位和使用单位等的通力合作,经历了绿色建筑设计、建造落地、标识评定、使用监测等环节,终于建设成了一座面向社会大众的、具有示范推广性的绿色办公建筑。
参考文献
[1] 黄龙辉.浅析绿色建筑设计理念的具体应用——以泰兴市长江海事技术用 房为例[J].建材与装饰. 2021.17(5): 130-131


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