夏熱冬冷地區高層辦公建筑綠色建筑技術集成應用分析

（約克（中國）商貿有限公司合肥分公司，安徽 合肥 230001）

1 概述

本辦公建筑位于安徽省合肥市，總用地面積13191.43m，地上建筑面積約21925.77m，地下建筑面積約5903.46m。地上23層，功能為辦公。地下2層，功能為停車庫及設備用房。根據項目自身特點，合理采用了相關綠色生態節能技術，達到了高質量綠色建筑要求。增強辦公舒適性技術，側重于節能與能源利用、節水與水資源利用、室內環境質量及運營管理等方面，融合了圍護結構的保溫隔熱體系、高效節能設備、熱回收系統、節能照明、太陽能光伏發電系統、中水利用、雨水回用、節水噴灌、屋頂花園、空中花園、靈活隔斷、地下室污染物監測、導光管技術、能耗監測系統、樓宇自控系統及智能化控制等綠色生態技術為一體，結合基地的環境特點和規劃的要求，建造一座高品質的辦公建筑。

2 模擬分析

2.1 室外聲環境

經過模擬分析，本項目晝間1.5m高度處環境噪聲值基本分布在36dB～57dB之間，其中建筑東側靠近城市主干路，該側區域噪聲較大，建筑其他區域噪聲值基本在36dB～42dB之間；夜間1.5m高度處環境噪聲值分布在36dB～51dB之間，建筑室外區域模擬結果滿足《聲環境質量標準》（GB3096-2008）中關于“2類建筑功能區晝間噪聲不高于限值60dB，夜間不高于50dB”規定，該區域的聲環境質量較好。

圖1 室外聲環境分布圖（晝間+夜間）

2.2 室外風環境

冬季工況下：在室外冬季最多風向平均風速為3.5m/s的NNE風場下，人行高度1.5m處的最大風速為4.8m/s，風速放大系數最大值為1.58。

過渡季節工況下結果：過渡季節在3.0m/s的E風場下，項目周邊的人行區域流場分布均勻，無明顯渦流形成，通風狀況比較良好。建筑周邊人行區域的最大風速不超過3.4m/s，風速放大系數最大值為1.50。

因此，建筑室外絕大部分區域在人行高度1.5m處的風環境滿足“建筑物周圍行人區1.5m高度的風速小于5m/s；人行及活動區域的風速放大系數不應大于2”的規定。

圖2 風環境模擬結果

2.3 室內風環境

本建筑第22層中內部隔斷最多，對室內自然通風不利，選擇第22層作為模擬對象。該項目在設計中引用了靈活隔斷，并在走廊過道中每個玻璃門上設置百葉通風口，用于加強室內的自然和機械通風。

工況一初步設計圖，無百葉隔斷下，距室內地面標高的1.2m處風速、室內流場以及空氣齡模擬可知：該層主要辦公區域南北通透，易于形成穿堂風，通風效果良好，西側樓梯間和衛生間區域空氣流動較差，空氣齡大于300s。整層的平均風速為0.29m/s，室內空氣流動較快，室內空氣齡平均值為142s。

工況二改善室內通風，在每個玻璃門上設置百葉隔斷，距室內地面標高的1.2m處風速、室內流場以及空氣齡的模擬可知：該層主要辦公區域南北通透，易于形成穿堂風，通風效果良好，西側樓梯間和衛生間區域空氣流動較差，空氣齡大于300s。整層的平均風速為0.30m/s，室內空氣流動較快，室內空氣齡平均值為128s。

通過增加百葉隔斷以后，最不利層第22層的室內平均風速提高了0.01m/s，室內空氣齡平均值減少了14s，有效改善了室內的空氣流通效果。

圖3 通風模擬效果

2.4 室內自然采光

對本建筑第22層進行自然采光模擬，主要辦公區域的采光系數平均值為4.54%，自然采光照度平均值為612.47Lx，走道、樓梯間、衛生間的采光系數平均值為2.10%，自然采光照度平均值為283.82Lux，由采光系數計算表可知，69.15%的室內主要功能區域滿足《建筑采光設計標準》（GB50033-2013）中表4.0.8有關辦公建筑的自然采光標準值的限制要求，不滿足《綠色建筑評價標準》第5.5.11條的規定。由于中間內廊較長，僅兩端位置處滿足標準規定的采光系數要求，內部走道區域需要安裝照明設施滿足使用要求。

為了改善室內走道中間區域的自然采光條件，將中間隔墻改為玻璃隔斷，玻璃隔斷的可見光透射率為0.1，折射系數為2.0。修改后的第22層主要辦公區域的采光系數平均值為4.35%，自然采光照度平均值為587.19Lx，走道、樓梯間、衛生間的采光系數平均值為2.57%，自然采光照度平均值為308.12Lux，由采光系數計算表可知，75.11%的室內主要功能區域滿足《建筑采光設計標準》（GB50033-2013）中表4.0.8有關辦公建筑的自然采光標準值的限制要求。

因此，設置的玻璃隔斷能夠有效地改善室內和中部走道區域的采光條件，同時采用透射比較高的玻璃隔斷，做到既充分自然采光又能保護隱私。

圖4 采光模擬效果

3 技術應用分析

3.1 屋頂綠化

本辦公建筑主要采用了屋頂綠化技術，以園林小品形式形成屋頂花園，樓內設有空中花園，為辦公區域開辟了休息、活動等場所，同時也增強了屋頂隔熱隔聲效果。

植物方面選擇喜光、溫差大、耐寒、耐熱、耐旱、耐瘠，生命力旺盛的花草植物，做到植物花草的高矮疏密錯落有致。主要植物種類包括紅葉石楠球、小花梔子、小葉黃楊、金邊黃楊、海桐球以及自購成品盆栽等。

3.2 高效空調采暖系統

本建筑設置了以多聯機空調系統作為冷熱源，并設有全熱交換空氣系統。空調機組的IPLV滿足國家一級能效要求，能耗模擬計算建筑綜合節能率可以達到60%要求。

通風設備等均選擇了符合性能及能耗指標高的產品。以公共建筑節能設計標準中相關規定為準，且滿足《多聯式空調(熱泵)機組能效限定值及能源效率等級》（GB 21454-2016）中的2級要求。

經逐時逐項動態負荷計算：夏季空調冷負荷2293kW，冬季空調熱負荷1777kW，總裝機容量為2930.5kW。各層走道設有全熱交換機組兩臺，通過熱交換模式將室外新風處理后送至室內。新風采用新風加排風的全熱交換機組，熱交換效率不得低于60%，則總冷負荷減少1375.8kW。

3.3 高效照明系統

照明光源采用T8直管形三基色熒光燈、緊湊型節能熒光燈、節能點光源為主。T8直管形三基色熒光燈及緊湊型節能熒光燈均采用了高品質的電子鎮流器，提高功率因數的同時，也到達降低能耗目的，公共部位及室外路燈采用LED高效節能燈。

3.4 太陽能光伏系統

本項目屋面安裝了太陽能光伏發電板，選用了250W多晶硅電池組件，并網逆變器采用20kW逆變器，根據屋面面積、申報裝機容量及逆變器組串方式，共安裝組件240塊，總裝機容量60kW。采用用戶側低壓并網接入要求。

圖5 屋頂光伏發電板

3.5 雨水回收系統及中水回用系統

本項目采用了雨水回收系統，用于綠化澆灑、洗車、道路沖洗等環節。場地雨水利用采取滲透、綠化澆灑方式。以滲透為主，利用為輔。本項目雨水收集利用系統雨水可收集量為2035m/a，收集池總容積V=60m。

3.6 樓宇設備自控系統

圖6 雨水回用蓄水池+中水處理站

設置樓宇設備自控系統（BA）通過對建筑的大量機電設備的智能化監測、管理和控制，達到節能的目標。

4 實施效果分析

項目中針對節約資源(節地、節能、節水、節材)、保護環境和減少污染采取的技術措施帶來了十分可觀的實施效果：項目建筑節能率為65.02%；地下室設計采光管充分考慮了自然采光應用；屋面安裝太陽能光伏發電板，可再生能源發電比例為2.04%；雨水和中水回收系統充分利用了非傳統水源，并采用噴灌的節水灌溉形式，避免了水資源的浪費，雨水收集利用系統雨水可收集量為2035m/a；大量采用HRB400級高強度鋼筋作為主筋，鋼筋混凝土框架剪力墻結構形式，建筑結構材料合理采用高強度鋼，本項目HRB400級（或以上）鋼筋作為主筋的比例達90.32%；產生的廢混凝土、廢砌塊、廢砂漿等優先作為回填材料加以應用，減少了施工垃圾的外運；三至二十三層南側辦公用房采用大空間靈活隔斷，避免了重復裝修的浪費。

5 結論

本辦公建筑考慮了建筑節水、節材、節能、節地、運營管理、室內環境等相關因素，采用計算機模擬技術對室內采光、通風以及室外風環境等進行模擬，以達到提高人員舒適、節能降耗、環境優美的目標。主要實施內容：高性能圍護結構保溫隔熱體系、節能照明、高效節能設備、太陽能發電系統、雨水回用、中水利用、節水噴灌及智能化控制技術等多項技術，真正體現了綠色建筑的現實意義。