張 楠 江向陽 楊建坤

(廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司，廣東 廣州 510440)

廣州市建科院科研辦公樓綠色三星節(jié)能技術(shù)研究★

張 楠 江向陽 楊建坤

(廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司，廣東 廣州 510440)

以廣州市建科院科研辦公樓設(shè)計(jì)為例，對(duì)該建筑的節(jié)能情況、節(jié)水與水資源利用方式、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量等進(jìn)行了研究探討，通過認(rèn)證評(píng)估，指出該建筑采用的綠色技術(shù)具有可推廣和借鑒性，有著很好的示范價(jià)值。

綠色建筑，節(jié)能，節(jié)水，環(huán)境質(zhì)量

綠色建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)成為目前建筑設(shè)計(jì)的重要發(fā)展趨勢(shì)，廣州市建筑科學(xué)研究院科研辦公樓在規(guī)劃方案、建筑設(shè)計(jì)等方面將綠色生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展作為重要理念貫穿始終，并以2015年1月1日開始實(shí)施的新國標(biāo) GB 50378—2014綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)綠色三星為建設(shè)目標(biāo)，著力將此科研辦公樓打造為綠色與生態(tài)相結(jié)合，設(shè)計(jì)與技術(shù)相融合的綠色生態(tài)科研辦公建筑。

1 項(xiàng)目概況

廣州市建科院科研辦公樓位于天河科技園高唐新建區(qū)AT03051517地塊，臨近天河軟件園東部主入口區(qū)，東側(cè)是新塘水庫，南側(cè)為軟件園孵化中心，是軟件園入口區(qū)域的重要節(jié)點(diǎn)。建筑高度30 m，總用地面積約20 000 m2，總建筑面積約44 000 m2，地下建筑面積約16 000 m2，地上建筑面積約28 000 m2，綠地率42%。

2 綠色建筑目標(biāo)

方案設(shè)計(jì)以綠色三星為建設(shè)目標(biāo)，既充分考慮本區(qū)域氣候、地形及其與周邊建筑的關(guān)系，又獨(dú)立表現(xiàn)其美觀、新穎、獨(dú)特的風(fēng)格。通過運(yùn)用現(xiàn)代城市設(shè)計(jì)的理念和方法，增添公共核心區(qū)的空間活力。建筑單體通風(fēng)采光良好，結(jié)合科研辦公的使用功能，融入低碳環(huán)保、綠色節(jié)能的設(shè)計(jì)理念，最大限度的使建筑空間與自然環(huán)境相融合。

2.1 節(jié)地情況

本工程項(xiàng)目用地為建科院的科研基地，場(chǎng)地內(nèi)主要以廢舊廠房為主。用地形狀呈長方形布局，交通便利，用地內(nèi)供水、污水及雨水管網(wǎng)、供電線路等管網(wǎng)等社會(huì)配套設(shè)施均由市政統(tǒng)一提供，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完善，是建設(shè)科研辦公樓的理想場(chǎng)所。

本方案設(shè)計(jì)結(jié)合地形，尊重和利用場(chǎng)地的特點(diǎn)，以減少土方工程量為前提，建筑與城市道路完美融合。設(shè)置地下停車庫(自然通風(fēng)+自然采光)，立體化的園林設(shè)計(jì)，充分利用了地下空間和自然環(huán)境，營造簡(jiǎn)潔自然的建筑空間。

2.2 節(jié)能情況

園區(qū)規(guī)劃結(jié)合功能單元充分考慮了朝向、日照、通風(fēng)、采光/遮陽等因素，采用新型墻體材料，高效節(jié)能的設(shè)備，以達(dá)到提高建筑物節(jié)能性能的目的。

1)總平面布局充分考慮周邊建筑，建筑總平面布置和單體平面設(shè)計(jì)有利于整個(gè)園區(qū)形成良好的室外風(fēng)環(huán)境。建筑物朝向坐北朝南，建筑盡量利用冬季日照取暖，減少夏季太陽熱輻射的同時(shí)充分利用了自然通風(fēng)。

2)本工程采用EKSC水冷螺桿熱回收機(jī)組，機(jī)組采用專用的熱回收裝置，對(duì)壓縮機(jī)出口的高溫高壓氣體熱量進(jìn)行回收利用，可獲取55 ℃高溫?zé)崴糜诒卷?xiàng)目生活熱水。

3)大空間的餐廳、大堂等采用散流器送風(fēng)。在過渡季節(jié)，系統(tǒng)采用全新風(fēng)運(yùn)行模式，在節(jié)省空調(diào)能耗的同時(shí)可有效改善室內(nèi)空氣品質(zhì)。小空間的客房、小餐廳、小會(huì)議室、辦公室等采用風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)中心和部分實(shí)驗(yàn)室采用由AHU、風(fēng)管系統(tǒng)及末端送風(fēng)裝置組成的潔凈空調(diào)系統(tǒng)，散流器送風(fēng)，氣流組織采用下送上回方式。

空調(diào)冷熱水采用閉式兩管制系統(tǒng)，冷卻水采用開式二管制系統(tǒng)。冷水機(jī)組和各種水泵、水處理裝置設(shè)在地下-2層的設(shè)備房中，冷卻塔設(shè)在屋面。

本項(xiàng)目采用空氣源熱泵輔助加熱太陽能熱水系統(tǒng)制備生活熱水，主要為活動(dòng)中心、食堂等提供熱水。

2.3 節(jié)水與水資源利用

項(xiàng)目的生活用水水源為市政自來水。水資源系統(tǒng)使用規(guī)劃如圖1所示。

1)冷水給水系統(tǒng)。

本項(xiàng)目室外的綠化給水、道路灑水等用水由雨水回收提供，建筑內(nèi)均采用下行上給的供水方式，分別由設(shè)于水泵房的變頻供水設(shè)備供水。

2)熱水及飲用水供應(yīng)系統(tǒng)。

建筑物內(nèi)供熱系統(tǒng)采用單獨(dú)供應(yīng)熱水系統(tǒng)。在屋面設(shè)置太陽能集中供熱系統(tǒng)，采用以太陽能供熱水為主，電加熱為輔的供熱系統(tǒng)。飲用水供應(yīng)采用桶裝水和集中開水房相結(jié)合的方式。

3)雨水及冷凝水回收。

本項(xiàng)目擬收集屋面雨水進(jìn)行處理后達(dá)到綠化、道路沖洗和沖廁標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目可用屋面匯水面積約為2 800 m2，經(jīng)初步計(jì)算，年雨水收集量為3 324 m3/年。

設(shè)計(jì)規(guī)模日雨水處理量約為45 m3/d，處理站每日運(yùn)行時(shí)間小于8 h，平均小時(shí)處理水量5.6 m3，運(yùn)行時(shí)間可根據(jù)實(shí)際用水量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

雨水經(jīng)雨水排水管道系統(tǒng)及雨水井，經(jīng)氣流裝置初期雨水棄流，后期比較清的水經(jīng)泥沙分離后，進(jìn)入雨水蓄水池。溢流的雨水可考慮滲入地面以利于周邊地下水的保持。

本工程擬收集全部空調(diào)冷凝水，將空調(diào)冷凝水直接作為冷卻水的補(bǔ)充，既降低了冷卻水溫度，提高了冷卻效率，又節(jié)約了用水。

本項(xiàng)目空調(diào)冷凝水量=人體濕負(fù)荷+新風(fēng)濕負(fù)荷，成年男子在室溫26 ℃的辦公環(huán)境下濕負(fù)荷為109 g/h，本項(xiàng)目人數(shù)約為500人。群體系數(shù)0.96，總的人體濕負(fù)荷為0.052 t/h。

經(jīng)初步計(jì)算，本項(xiàng)目的夏季新風(fēng)量為41 738 m3/h，新風(fēng)處理到室內(nèi)狀態(tài)(溫度26 ℃，濕度55%)，經(jīng)過軟件計(jì)算得出的濕負(fù)荷為0.455 t/h。

即：夏季小時(shí)濕負(fù)荷為：

0.052+0.455=0.507 t/h

(1)

則冷凝水小時(shí)回收量為0.507 t/h，按每天運(yùn)行10 h，一年運(yùn)行250 d計(jì)算，年總冷凝水回收量為：

0.507×10×250=1 267.5 t

(2)

每年可回用的空調(diào)冷凝水約為1 268 t。

2.4 節(jié)材與材料資源利用

1)本項(xiàng)目制定了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟牧项A(yù)算方案，在最大程度上降低竣工后建筑材料剩余率。2)施工現(xiàn)場(chǎng)500 km內(nèi)生產(chǎn)的建筑材料重量占建材總重量的90%以上。3)加強(qiáng)工程物資與倉庫管理，避免優(yōu)材劣用、長材短用、大材小用等不合理現(xiàn)象。4)項(xiàng)目中，土建與裝修工程一體化設(shè)計(jì)施工，并提供靈活分隔辦公空間，例如采用玻璃隔斷分隔辦公空間，以減少在施工中材料浪費(fèi)和垃圾產(chǎn)生。5)本項(xiàng)目在建筑結(jié)構(gòu)材料方面合理地采用高性能混凝土、高強(qiáng)度鋼，建筑材料中有害物質(zhì)含量符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 18580～GB 18588和GB 6566建筑材料放射性核素限量的要求。

2.5 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量

2.5.1 室內(nèi)人工照明

廣州市建科院科研辦公樓按照GB 50034—2013建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制各個(gè)場(chǎng)所的照度值與照明功率密度值。

一般照明采用直接照明方式，所有照明燈具、光源、電氣附件等均選用高效、節(jié)能型，提高照明效率。采用細(xì)管高效熒光燈作為照明的主要燈具，熒光燈具采用自帶無功功率補(bǔ)償器，所有燈具的流明系數(shù)和功率因數(shù)均在0.9以上。

2.5.2 室內(nèi)空氣環(huán)境

廣州市建科院科研辦公樓采用集中空調(diào)系統(tǒng)，建筑內(nèi)房間的溫度、濕度、風(fēng)速和新風(fēng)量滿足GB 50189公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求，對(duì)于獨(dú)立的空間，空調(diào)末端都裝設(shè)了調(diào)節(jié)控制裝置，方便人們對(duì)當(dāng)前房間的溫度風(fēng)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)系統(tǒng)在每臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管配置一套光氫離子空氣凈化裝置，通過生成羥基自由基、氣態(tài)過氧化氫、氧離子、負(fù)離子，快速高效地殺滅空氣中的細(xì)菌、病毒，能分解各類有害物質(zhì)、各種異味。

2.5.3 隔聲技術(shù)

廣州市建科院科研辦公樓的噪聲聲源主要來自空調(diào)機(jī)組、水泵等，因此在這些高噪聲場(chǎng)所都相應(yīng)的設(shè)置了隔聲材料和減震措施，以減少震動(dòng)引起的噪聲。

2.5.4 納米涂膜隔熱玻璃及遮陽技術(shù)

窗戶玻璃采用6+12A+6納米隔熱百葉窗，其中玻璃為ATO固含量為26%的納米隔熱涂膜玻璃，百葉則具有可調(diào)節(jié)功能。納米隔熱百葉窗的使用，有效降低了室內(nèi)太陽輻射得熱，特別適應(yīng)于華南地區(qū)夏季炎熱的氣候特點(diǎn)，同時(shí)也有效控制了眩光對(duì)正常辦公科研的影響。

2.5.5 合理利用智能化技術(shù)措施

項(xiàng)目大樓設(shè)有各種實(shí)驗(yàn)室、辦公及生活配套設(shè)施，為更好地實(shí)現(xiàn)該大樓的功能，考慮將現(xiàn)代智能樓宇技術(shù)引入其建設(shè)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)智能樓宇五個(gè)方面的智能化(5AS)：1)通訊自動(dòng)化系統(tǒng)(CAS)；2)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(OAS)；3)樓宇管理自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)；4)安全防衛(wèi)自動(dòng)化系統(tǒng)(SAS)；5)消防自動(dòng)化系統(tǒng)(FAS)。

設(shè)備與管道的設(shè)置便于維修、改造和更換，各種設(shè)備、管道的布置系統(tǒng)化，主要設(shè)備集中設(shè)于地下層及機(jī)械層，方便管理及維修，而足夠的預(yù)留空間亦有利將來的維修、改造和更換。

定期對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的過濾器、表冷器、加熱器、加濕器、冷凝水盤進(jìn)行全面檢查、清洗或更換，保證空調(diào)送風(fēng)的風(fēng)質(zhì)符合GB 17093室內(nèi)空氣中細(xì)菌總數(shù)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。

建筑物空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、其他動(dòng)力用能系統(tǒng)分項(xiàng)計(jì)量，設(shè)置能耗監(jiān)控系統(tǒng)，反映各環(huán)節(jié)的能耗情況，為運(yùn)營管理節(jié)能控制提供分析依據(jù)。

3 綠色建筑標(biāo)識(shí)自評(píng)結(jié)論

以國家GB/T 50378—2014綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)有圖紙資料為依據(jù)，對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行認(rèn)證自評(píng)估，項(xiàng)目達(dá)到公共建筑綠色三星的要求(見表1)。

表1 綠色三星一般項(xiàng)要求

4 結(jié)語

廣州市建科院科研辦公樓以綠色建筑三星級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)，通過利用可再生資源、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)、高效空調(diào)和采暖系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)、照明系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)等多方面的生態(tài)節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了建筑綠色、生態(tài)、節(jié)能、環(huán)境友好的目標(biāo)，具有很好的推廣和示范價(jià)值，此項(xiàng)目已列為廣州市建筑節(jié)能和綠色建筑示范工程。

[1] GB/T 50378—2014，綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].

Three-star energy-saving technology research for research office building of Guangzhou Institute Building Science★

Zhang Nan Jiang Xiangyang Yang Jiankun

(GuangzhouInstituteBuildingScienceCo.,Ltd,Guangzhou510440,China)

Taking scientific research office building design of Guangzhou Institute Building Science as an example, the paper explores its energy-saving conditions, water-saving and water source saving methods and indoor environment quality and so on. Through estimation, it points out that: green technologies have been applied in the building has the value of promotion and guidance. Thus, it has better demonstration value.

green building, energy saving, water saving, environmental quality

2015-02-11

★：廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2014A030310296)；廣州市建筑科學(xué)研究院科技進(jìn)步資金(項(xiàng)目編號(hào)：201426)

張 楠(1982- )，男，博士，工程師

1009-6825(2015)13-0198-02

TU201.5

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