深圳建科大楼绿色建筑技术Word文档格式.docx
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(4)2011年3月获FuturArc2011年度未来建筑绿色领导力奖(商业建筑类)其它奖励:
2007年11月,获得深圳市第一批建筑节能和绿色建筑示范项目
2009年9月,获得第三届百年建筑优秀作品
2010年7月,获第二届广东省土木工程“詹天佑故乡杯”奖
2010年12月,获深圳市第十四届优秀工程勘察设计公共建筑一等奖
2011年2月,获2011年度全国绿色建筑创新奖一等奖
2011年8月,获2010年度广东省优秀工程勘察设计办公楼、学校类一等奖
2011年12月获中国勘察设计协会公建类部优一等奖
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二、创新性及推广应用价值
1.1技术选择与集成
首先,基于气候和场地具体环境,通过建筑体型和布局设计,创造利用自然通风、自然采光、隔音降噪和生态共享的先决条件。
其次,基于建筑体型和布局,通过集成选
用与气候相宜的本土化、低成本技术,实现自然通风、自然采光、隔热遮阳和生态共享,提供适宜自然环境下的使用条件。
最后,集成应用被动式和主动式技术,保障极端自然
环境下的使用条件。
(1)基于气候和场地条件的建筑体型与布局设计
基于深圳夏热冬暖的海洋性季风气候和实测的场地地形、声光热环境和空气品质情况,以集成提供自然通风、自然采光、隔声降噪和生态补偿条件为目标,进行建筑体型和布局设计。
1)“凹”字体型设计与自然通风和采光
2)
技术集成度
通过风环境和光环境仿真对比分析,建筑体型采用“凹”字型。
凹口面向夏季主导风向,背向冬季主导风向,同时合理控制开间和进深,为自然通风和采光创造基本条件同时,前后两个空间稍微错开,进一步增强夏季通风能力。
3)垂直布局设计与交通组织和环境品质
结合功能区使用性质及其对环境的互动需求进行垂直布局设计,以获得合理的交通组织和适宜的环境品质。
中低层主要布置为交流互动空间以便于交通组织,中高层主要布置为办公空间,以获得良好的风、光、声、热环境和景观视野,充分利用和分享外部自然环境,增大人与自然接触面。
3)平面布局设计与隔热、采光和空气品质
结合朝向和风向进行平面布局设计,以获得良好的采光、隔热效果及空气品质。
大楼东侧及南侧日照好,同时处于上风向,布置为办公等主要使用空间;
大楼西侧日晒影响室内热舒适性,因此尽量布置为电梯间、楼梯间、洗手间等辅助空间,其中洗手间及吸烟区布置于下风向的西北侧。
西侧的辅助房间对主要使用空间构成天然的“功能遮阳”
图2.4建筑布局与朝向、场地风向
4)架空绿化设计与城市自然通风和生态补偿
为使大楼与周围环境协调及与社区共享,首层、六层、屋顶均设计为架空绿化层,最大限度对场地进行生态补偿。
首层开放式接待大厅和架空人工湿地花园,实现了与周边环境的融合和对社区人文的关怀。
架空设计不仅可营造花园式的良好环境,还可为城市自然通风提供廊道。
5)开放式空间设计与空间咼效利用
结合“凹”字型布局和架空绿化层设计,设置开放式交流平台,灵活用作会议、娱乐、休闲等功能,以最大限度利用建筑空间。
(2)基于建筑体型和布局的本土化、低成本被动技术应用集成
基于“凹”字体型和功能布局,集成选用与气候相宜的本土化、低成本技术,实现自然通风、自然采光、遮阳隔热和生态补偿。
1)自然通风技术
突破传统开窗通风方式,建筑采用合理的开窗、开墙、格栅围护等开启方式,实现良
好的自然通风效果。
适宜的开窗方式设计:
根据室内外通风模拟分析,结合不同空间环境需求,选取合理的窗户形式、开窗面积和开启位置。
适宜的多开敞面设计:
建筑大量采用多开敞面设计,如报告厅可开启外墙、消防楼梯间格栅围护和开放平台等。
报告厅可开启外墙可全部打开,可与西面开敞楼梯间形成良好的穿堂通风,也可根据需要任意调整开启角度,获得所需的通风效果。
当天气凉爽时可充分利用室外新风作自然冷源,当天气酷热或寒冷时可关小或关闭。
2)自然采光技术
“凹”字体型使建筑进深控制在合适的尺度,提高室内可利用自然采光区域比例之外,大楼还利用立面窗户形式设计、反光遮阳板、光导管和天井等措施增强自然采光效果。
适宜的窗洞设计:
对于实验和展示区等一般需要人工控制室内环境的功能区,采用较小窗墙比的深凹窗洞设计,有利于屏蔽外界日照和温差变化对室内的影响,降低空调能耗。
对于可充分利用自然条件的办公空间,采用较大窗墙比的带形连续窗户设计,以充分利用自然采光。
遮阳反光板+内遮阳设计:
办公空间采用遮阳反光板+内遮阳设计,在适度降低临窗过高照度的同时,将多余的日光通过反光板和浅色顶棚反射向纵深区域。
图2.12反光遮阳板实景(左:
外立面视角,右:
室内视角)
光导管及采光井设计:
利用适宜的被动技术将自然采光延伸到地下室,设置光导管和玻璃采光井(顶)。
图2.13地下空间自然采光
3)立体遮阳隔热技术
建筑布局构成“功能遮阳”、自保温复合墙体“本体隔热”、节能玻璃“自遮阳”、遮阳反光板在自然采光之余具有遮阳作用……在此基础上,结合绿化景观设计和太阳能利用技术,进一步进行立体遮阳隔热。
屋顶绿化:
屋面设置为免浇水屋顶花园,上方设有太阳能花架遮阳,光伏发电的同时具有遮阳隔热的作用。
架空层绿化:
建筑首层、中部和屋顶所设计的架空层均采用绿化措施,在最大程度实现生态补偿的同时,尽量改善周边热环境。
垂直绿化:
大楼每层均种植攀岩植物,包括:
中部楼梯间采用垂直遮阳格栅,北侧楼梯间和平台组合种植垂吊的绿化。
在改善大楼景观的同时,进一步强化了遮阳隔热的作用。
图2.14立体绿化遮阳隔热
光电幕墙遮阳:
针对夏季太阳西晒强烈的特点,在大楼的西立面和部分南立面设置了光电幕墙,既可发电又可作为遮阳设施减少西晒辐射得热,提高西面房间热舒适度;
幕墙背面聚集的多余热量利用通道的热压被抽向高空排放。
光电板遮阳:
大楼南侧设置光电板遮阳构件,在发电的同时,还起遮阳作用。
图2.15太阳能与建筑一体化遮阳
(3)主动技术与被动技术的集成应用
作为被动式技术的补充,集成采用高效的主动式技术。
如自然通风与空调技术结合,
自然采光与照明技术结合,可再生能源与建筑一体化,绿化景观与水处理结合等。
1)面向时间空间使用特性、作为自然通风补充的空调技术
利用自然通风等被动技术,在尽量将空调负荷减到最低、空调时间减到最短后,设置空调系统以满足天气酷热时的热舒适需求。
空调系统设计:
摒弃惯用的集中式中央空调,根据房间使用功能和使用时间需求差异,划分空调分区并选用适宜的空调形式,实现按需开启、灵活调节。
为空调系统的节能高效运行提供基础条件。
空调系统运行控制:
与自然通风密切结合,对室内外温湿度进行监测,优先采用自
然通风降温,仅当自然通风无法独立承担室内热湿负荷时,才启动空调系统。
2)面向时间空间使用特性、作为自然采光补充的照明技术
照明系统设计:
根据各房间或空间室内布局设计、自然采光设计和使用特性,进行节能灯具类型、灯具排列方式和控制方式的选择和设计。
照明系统控制:
与自然采光密切结合,仅当自然采光无法满足光照条件要求时,按
需开启人工照明系统。
图2.18照明设计与自然采光相结合(左:
原理图,右:
实际采光效果)
3)与建筑一体化的可再生能源利用技术
避免可再生能源利用技术的简单拼凑,大楼采用可再生能源利用与建筑一体化技术。
创新的高层太阳能热水解决方案。
大楼太阳能热水系统采用了集中-分散式系统用于满足员工洗浴间热水需求,以鼓励员工绿色交通出行。
规模化太阳能光电集成利用。
多点应用,大楼在屋面、西立面、南立面均结合功能需求设置了太阳能光伏系统。
多类型应用,多种光伏系统分回路并用,以便于对比研究:
单晶硅、多晶硅、HIT光伏、透光型非晶硅光伏组件组成。
光伏发电与隔热遮阳集成应用。
南面光伏板与遮阳反光板集成,屋顶光伏组件与花架集成,西面光伏幕墙与通风通道集成,发电同时起到遮阳隔热作用。
4)与绿化景观结合的水资源利用技术
将生活污水经化粪池处理后的上清液
设置中水、雨水、人工湿地与环艺集成系统
经生态人工湿地处理后的达标中水供应卫生间冲厕,楼层绿化浇洒用水;
将屋顶及场地雨水经滤水层过滤后的雨收集水,经生态人工湿地处理后达标水供应一层室外绿化浇洒;
旱季雨水不足时,由中水系统提供道路冲洗及景观水池补水用水,以减少市政用水量。
注水團•软
式透队管
图2.20中水、雨水、人工湿地与环艺集成系统
图2.22室外及空中花园水景雨水调储池
1.2技术集成综合实施效果
工程于2009年3月竣工投入使用,是全国第一个通过双百工程验收的三星级绿色建筑,是“十一五”国家科技支撑计划项目南方地区绿色建筑集成平台,总体技术水平达到国内领先:
(1)低成本
本工程建造过程综合应用低成本、高效率、本土化绿色建筑技术,使工程造价低至
4300元/m2,低于深圳市类似办公建筑的平均造价,解决绿色建筑高成本问题。
(2)高品质
合理布局与灵活隔断创造了高效的室内空间,架空绿化构建成环境优美的交流互动平台,适宜的环境控制手段营造了良好的室内环境。
对员工满意度调查结果表明,95%
的员工认为大楼的办公环境较舒适,工作效率较高。
(3)高效益
自然通风和遮阳节省空调能耗,自然采光节约照明能耗,节水器具与再生水利用节约水资源,垃圾分类回收减少废弃物排放量。
运行数据表明工程年节约用电约120万kWh,节约用水5583吨,减排CO21197吨,节约运行费用约122万元。
在节约资源、节约能源及减少排放的同时,还具有良好的经济效益。
项目以本土低耗的技术,解决当前夏热冬暖地区绿色建筑高科技、高成本的难题,纠正社会对绿色建筑的片面认识,提升社会各界的绿色理念水平。
主要创新特色如下:
(1)全面倡导共享设计、建造与运营,建设理念创新
关系人共同参与设计、建造和运营,体现权利和资源的共享,实现建筑本身为共享提供平台的目的,使大楼成为融合了“本土化、低成本、低消耗、可推广”理念的绿色办公建筑。
(2)技术、环境、人文充分融合,设计方法创新
采用自行开发的管理工具,基于各类人群感受、环境的影响分析,进行绿色建筑策划;
基于实地检测数据进行数值模拟仿真分析,进行建筑、声、光、热、气流组织、交通组织方案设计;
采用三维仿真协同设计方法,实现多专业协调配合。
创新特色
(3)被动集成技术为主,主动高新技术为辅,多维度技术策略创新
摒弃高尖技术冷拼,集成华南地区“本土化、低消耗、低成本”的绿色建筑技术体系:
首先,基于气候和场地具体环境,通过建筑体型和布局设计,创造利用自然通风、
自然采光、隔音降噪和生态共享的先决条件。
其次,基于建筑体型和布局,通过集成选用与气候相宜的本土化、低成本技术,实现自然通风、自然采光、隔热遮阳和生态共享,提供适宜自然环境下的使用条件。
最后,集成应用被动式和主动式技术,保障极端自然环境下的使用条件。
(4)全方位、多层次成果扩散,宣传推广模式创新
宣传平台创新:
大楼除设置深圳市绿色建筑展厅外,还成为全国绿色建筑科普教育基地、博士后创新实践基地和深圳市福田区大学生实习基地。
宣传手段创新:
从设计阶段开始通过国内外展会、新闻媒体、举办建科大讲堂、设立市民开放日、来访参观交流等手段进行宣传推广。
宣传范围创新:
利用建科大讲堂等平台为政府机构、协会组织、技术人员、学生和普通市民提供科普和宣传。
大楼由建设单位自主设计并全过程监督建造,于2009年3月底竣工,从2009年4月起
投入使用。
从场地规划一一建筑设计一一施工一一运营管理各个环节,环环紧扣,实施
效果得到保障:
(1)基于场地环境进行规划设计
对场地进行环境监测,结合周围建筑物低矮的情况,进行建筑朝向规划与建筑风格定位,确保被动式技术实施的前提条件。
(2)基于规划方案进行建筑及设备系统设计
实
施
效
果
结合朝向和风向进行建筑平面与垂直空间布局,设计合适的开间与进深,选用合适的绿色产品和灵活高效的设备系统,保障空间的高效利用、交通组织便利、能源资源的节约和环境品质的控制。
(3)基于建筑及设备系统设计制定绿色施工方案
采用设置围挡、铺设碎石、设置洗车台位、场地硬化、设置雨污系统并作沉淀过滤、设置降噪安全网、施工垃圾分类收集回收利用等一系列措施,保证建设过程不对周围环境造成水土污染、光污染、噪音污染、扬尘污染等。
(4)基于建筑本体、设备系统及使用人员需求进行运营维护
针对大楼的用能特点和环境控制需求,集成开发了建科大楼能耗分项计量和环境监控系统,并进行绿色运维研究,建立了适宜本大楼的物业管理制度和措施,保证实现良好的运营管理。
预期效益
大楼于2009年3月底竣工,从2009年4月起投入使用至今已有近两年,实际运行监测数据表明项目的创新带来了良好的经济、社会和环境效益:
(1)经济效益
节能量:
与同类办公建筑分项能耗水平比较,本工程空调能耗比同类建筑低65%,照
明能耗比同类建筑低63%;
与同类办公建筑平均能耗水平相比,本工程建筑总能耗比同类建筑低64%;
光伏系统年发电6.6万kWh,占大楼全年用电比例约5%,远高于《绿色建筑评价标准》GB/T50378优选项2%的要求。
大楼每年可节约常规电能约120万kWh。
■建科大喙■同矣热赶建籠平垸水平
图2.24建科大楼与同类办公建筑平均能耗比较
节水量:
中水回用和雨水收集利用,使非传统水利用率达49%,远高于《绿色建筑评
价标准》GB/T5037沖非传统水利用率的最高标准40%,年节约用水量约5583吨。
节省运行费用:
按商业用电平均1.0元/kWh计算,大楼全年可节约电费约120万元;
按中水系统运行费用约0.3元/吨左右,自来水价2.95元/吨,污水处理费用1.2元/吨计算,每年节约费用2万余元。
项目合计全年可节约运行费用约122万元。
(2)环境效益
本工程可节约常规电能约120万kWh/年,折合标煤450吨/年,减排CQ1197吨/年;
中水回用系统每年节约用水量为5583吨/年,即每年使污水排放量约减少5583吨/年。
(3)社会效益
本工程竣工后成为了深圳市绿色建筑宣传教育推广基地,自投入使用以来,为省建
设厅、市住建局、市规土委等政府机构及市监理协会等单位在绿色建筑、循环经济、建筑节能等领域进行了近20次培训,累计人数达到5000人次;
仅2009年,面向各相关企业开展培训4次、培训人次达336人次、培训总学时2016小时;
面向全社会成功举办建科大讲堂5次,邀请国际国内专家进行了近20场技术讲座与培训,培训总人数超过1500人次。
并成功召开“双百”示范工程绿色建筑技术交流及项目管理要求会议,参会人员超过200人次。
截止目前为止,接受各个地区的政府官员、技术人员、学生和普通市民的参观交流超过11000人次。
通过绿色建筑展示、培训、研讨和参观交流等活动,使绿色建筑核心理念得到很好地宣传,基于本工程探索形成的华南地区绿色建筑技术体系,在深圳市和夏热冬暖地区其它项目中已经开始推广应用,很多实施项目获得了各种国内外的绿色建筑设计奖项。
推广应用价值
本工程是深圳地区首个集成应用低成本、高效率、本土化绿色建筑技术建设的绿色建筑成功范例,其推广应用价值具体表现在:
(1)技术价值
本工程是华南地区绿色建筑技术集成平台,是应用示范平台,也是应用研究平台。
一方面作为应用示范平台,其成功经验可推广至其他项目;
另一方面作为应用研究平台,其设计、建造和使用过程也是试验研究过程,其所采用的方法和技术将被实践检验、改进和革新,对推动华南地区绿色建筑技术的进步有巨大的价值。
(2)产业价值
绿色建筑技术的成功集成和应用,必将带动绿色建筑产业链的发展甚至革新,包括绿色建筑设计咨询行业,绿色建筑材料研发生产行业,绿色建筑设备研发生产行业,绿色建筑建造行业等等。
(3)社会价值
工程所用技术均设置有展示功能,同时设置有深圳市绿色建筑展厅,集办公与科研、科普、教育、宣传功能于一体,可对绿色建筑技术体系进行持续且广泛的宣传。
这对于纠正社会各界对绿色建筑认识误区,引导正确的绿色建筑理念和绿色生活理念,促进社会经济可持续发展有巨大的价值。
三、绿色建筑创新措施
创新点
创新措施说明
(1)大楼对原为废弃采石场和混凝土搅拌站用地的场地进行
了生态补偿设计(立体绿化、雨水收集、底层的开放空间等),场地生态价值得到巨大提升,充满活力和生命。
场地的规
划设计,
如:
1、保护、
利用与修
复原有场
地的生态
资源;
实施情
况说明
图3.1大楼建成前(地下充满废弃石块和混凝土)
节地与室外环
2、在绿地
规划、景观
设计、雨水
利用等方
面提咼场
地对周边
环境的贡献,使场地
的生态效
益最大化;
3、保护周
边人文环境、培养社区氛围、塑
造公共空间。
图3.2大楼平台俯视图,生态环境优良
(2)场地上各类绿化面积(含水体)约等于占地面积的2倍最大限度将绿地还给城市。
室外场地全部布置为绿化、水体景观和透水地面,屋面雨水全部收集处理回用,大幅度提升景观和生态水平。
图3.3人工湿地与空中花园
(3)首层架空设计,形成完全开放的共享公共空间。
首层除
电梯间、消防控制室等必要功能外,全部采用架空设计,布
置绿化和开放式大堂,塑造了良好的公共空间
大楼09
年3月底竣工,各种措施均已按照规划设计实施。
建筑外部
环境,如:
1、在建筑
布局与形体设计中采用被动式设计及其它新技术措施,改善外部声环境、风环境、热环境等的效果或评价;
2、改善外部环境质量方面的新技术应用。
图3.4开放与共享一一幼儿园师生及家长在大楼公共空间游戏
(1)根据噪声实测与模拟,建筑布局上合理安排有噪声的功能区:
将报告厅设置于空中花园层下,餐厅厨房设置于顶层,有噪音震动的实验室设置在地下一层,并采用合理的降噪设计,避免对外界造成噪声污染。
对噪声敏感的房间如专家公寓则设于建筑的背声侧。
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图3.5基于实测边界条件的噪音模拟
(2)外立面设计米用高透射可见光的Low-E玻璃、实体墙面部分采用非抛光的漫反射材料、设计遮阳反光板、墙面种植攀爬植物等有效减少幕墙玻璃等立面反射,避免了立面光污
染。
夜景灯光照明构件设计于屋顶,同时进行亮度和方向控制,避免夜间灯光污染。
(3)建筑首层、中部和屋顶均设计为高6米以上的架空绿化层,最大限度降低对周围风环境的影响。
大楼09年3月底竣工,各种措施均已按照设计实施。
大楼不影响周围的声、光、热和风环境。
节地与空
间咼效利
用,如:
1、在各类
设施共享、建筑设计、地下空间利用等方面的技术措施;
2、在废弃地利用、旧建筑改造
图3.6基于实测边界条件的风环境分析
(4)立体降温设计。
建筑首层、中部和屋顶均设计为开敞的
架空绿化层,同时还设计了大量的垂直绿化,降低对周围热环境的影响。
建筑周围均采用透水性路面铺装材料,改善室外热环境。
局部区域采用喷雾降温系统。
图3.7透水地面与喷雾降温系统
(1)设施共享和灵活可变。
大楼集成了近十种功能,高度整合、集约。
采用开放式办公室设计,空间灵活隔断。
设计大量灵活可变的共享空间,提高空间利用效率。
平台与架空花园可以作开放式会议室,平台、楼梯间可作健身场地,健身房可作宴会餐厅,会议室可灵活设置大小,多功能厅可作培
年3月底竣工,各种措施均已按照设计实施。
训室和电影院等等。
图3.8灵活可变的空间设施
(2)地下空间充分开发和环境质量提升。
大楼地下面积是建
等方面的
新技术应
建筑设