深圳建科大楼绿色建筑技术.docx

深圳建科大楼绿色建筑技术.docx

《深圳建科大楼绿色建筑技术.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《深圳建科大楼绿色建筑技术.docx（43页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

深圳建科大楼绿色建筑技术

深圳建科大楼

绿色建筑技术

深圳市建筑科学研究院有限公司

2011年12月

一、工程项目基本情况

工程概况：

深圳建科大楼位于深圳市福田区，定位为本土、低耗、可推广的绿色办公大楼。

工程

总投资为7055万元，用地面积3000m2,容积率为4,覆盖率为38.5%,总建筑面积18170m2,建筑高度57.9m。

建筑主体层数为地上12层，建筑面积13886.19m2，地下2层，建筑面积约4283.57m2。

工程于2006年11月动工建设，2009年3月31日竣工，自2009年4月开始投入使用。

工程建设单位、设计单位、系统集成单位、技术咨询单位和使用单位均为深圳市建筑科学研究院有限公司。

工程建设符合国家基本建设程序和管理规定，以及有关的技术标准规范，无工程质量安全事故和隐患。

工程从设计、建造到运营均充分考虑工程所在地的气候特征、周围场地环境和社会经济发展水平，因地制宜地采用本土、低耗的绿色建筑技术，包括节能技术、节水技术、节材技术、室内空气品质控制技术和可再生能源规模化利用技术等。

实际运行节能率64%,

非传统水源利用率49%，年节约运行费用约122万元。

工程不仅是使用单位的办公实验场所，还是建筑新技术、新材料、新设备、新工艺的实验基地，建筑技术与艺术有机结合的展示基地，全国绿色建筑科普教育基地。

向社会各界开放展示绿色建筑技术，宣传绿色建筑理念。

自投入使用以来，举行了近20次培训，面

向全社会成功举办建科大讲堂5次，培训总人数超过1500人次。

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人次工程获奖情况：

省部级奖励和称号：

（1）2009年3月，通过国家民用建筑能效测评标识验收，并获得民用建筑能效测评标识三星级的称号；

（2）2009年7月，作为国家第一批可再生能源建筑应用示范项目，通过国家财政部和住房和城乡建设部可再生能源建筑应用示范项目验收；

（3）2009年12月，获得国家绿色建筑三星级设计评价标识（证书编号NO.PD31903;

（4）2010年4月，获2010中国建筑节能年度发展研究报告公共建筑节能最佳实践奖

（5）2010年6月，全国首个通过“百项绿色建筑与百项低能耗建筑示范工程”（即“双百工程”）的验收；

（6）2010年7月，获住房和城乡建设部“双百工程”绿色建筑示范工程证书

（7）2010年7月，荣获第二届广东省土木工程“詹天佑故乡杯”奖；

（8）2011年2月获中华人民共和国住房和城乡建设部建筑节能与科技司运营阶段"绿色建筑三星级评价标识。

国际奖励和称号：

（1）2010年3月，荣获美国第三届好设计创造好效益“最佳绿色建筑奖”；

（2）2010年3月，获得第三届“好设计创造好效益”中国奖

（3）2010年11月，荣获“香港环保建筑大奖新建建筑优异奖”。

（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

«-“・・3Btancn・“on^

O建筑能效测評标谏内客

建筑能效测评尊级证书

JbanHf«e«"yJI

•<»»!

mdl

I*•.•4J—rI

WlVMWi2vir«fJ

WFb

■0>HeAdqaArwr>

■£>a

799tsaiX

・0a

green

bci-ding■wrd20」0fia・s”・

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。

>44.LHb

J

>HWB

A別时R

>也uau

>

*・*删

口丟晒声斤秋莎布卓IU

0HFSS&

>

>硕MB

>45JMB

>».（MB

A酣.0帕

3-«.WB

aiiMb

a域（MB

ATSftiH

aM.IMB

a45.时3

側叮蜃西&律龙ftiijwy

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

大楼09

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