深圳市某總部辦公大廈綠色建筑設計實踐

余文奇,趙曉清,林 強

(深圳市建筑科學研究院股份有限公司，廣東 深圳 518049)

1 引言

深圳市建筑節能和綠色建筑工作一直走在全國前列，“十三五”期間，深圳市推行大型公共建筑、標志性建筑項目按綠色建筑相關高星級標準進行規劃、建設、運營，積極推動綠色建造技術的應用，完善以工法和專有技術成果、試點示范工程為抓手的技術轉移與推廣機制。截至2020年底，全市已有1359個項目獲得綠色建筑評價標識，總建筑面積超過12781萬m2，深圳已成為全國綠色建筑建設規模和密度最大的城市之一[1]。

本項目作為深圳市重點建設片區的總部辦公大樓，積極響應國家和地方的綠色建筑實施要求，按照綠色建筑高標準、高質量建設，并已獲得國家綠色建筑三星級設計標識[2]，項目正處于室內裝修施工階段。

2 項目基本信息

項目總用地面積4066.8 m2，總建筑面積：39834.94 m2。地面為21層的高層建筑、地下為4層地下室。其中1、2層為對外商業及大樓大堂部分；三層為綠化空中花園；4、5層企業展廳；6～19層為企業辦公區；20、21層為企業會所區。地下為四層地下室，其功能全部為停車庫和設備用房，地下停車位數為174個(圖1)。

圖1 項目建筑效果

3 綠色建筑技術的應用

3.1 室外環境設計

3.1.1 多層級的綠化體系與共享設計

(1)由于場地有限，地面層可用綠地較少，項目除首層綠化外，在平臺層、屋頂層及公共活動空間布置了大面積的綠化花園，提供超過3000 m2綠化空間，占用地的70%，形成多層級的綠化體系，彰顯項目特色(圖2)。

圖2 項目綠化示意圖及實景

(2)采用使用但不獨占用地的理念，用地周邊不設置圍墻，與周邊城市空間共享。地塊呈長條狀，南北向長度近100 m，設計上在底層中部分打開一個東西向的城市公共通道，方便行人通行；此外平臺層也向城市居民開放，實現空間共享(圖3)。

3.1.2 物理環境控制

項目東、北側緊鄰城市建筑群及綠化帶，西、南側沿城市主干道(景觀可觀海)，地塊北寬南窄，整體呈不規則三角形。場地環境特點：景觀資源豐富、日照條件好、自然通風環境好。建筑布局與形體設計充分考慮原場地環境特點，將對外部聲環境、光環境、風環境的影響降到最小。

(1)聲環境：根據噪聲源的噪聲特點和不同的區域的聲環境要求進行規劃和防治，進行細致地規劃和聲環境補償設計。景觀設計時在沿道路側采用喬、灌、地被的復層綠化帶，同時建筑低層外窗采用高性能隔聲玻璃，以改善室內背景噪聲。

圖3 城市公共通道及平臺效果

(2)光環境：項目周邊無居住建筑，不會影響周邊建筑日照要求；外立面設計采用高透射可見光的Low-E玻璃及立面遮陽板，避免了立面光污染。夜景燈光照明結合立面遮陽板布置，在有效避免夜間燈光污染的同時，能夠充分展現建筑的線條之美。

(3)風環境：采用通風模擬手段優化建筑形體設計，對建筑方案模擬分析得出，場地人員活動區域風速基本保持在5 m/s以下，不影響人們正常的室外活動。不同高度處的建筑背迎風面均能保持3 Pa以上的壓差，為實現室內通風創造了條件。首層城市公共通道與夏季來流風呈一定夾角，可有效改善場地內部風環境。

3.2 節能設計

3.2.1 圍護結構節能

因項目用地為三角形地塊，南側面窄、東西側面寬，為緩解西曬影響，降低空調能耗，改善室內的舒適環境，項目結合建筑表皮美學設計，采用一體化外遮陽系統；此外，銀色遮陽構建能夠對太陽光產生漫反射，改善室內光環境，達到功能與美觀統一協調的效果(圖4)[3]。

圖4 項目固定外遮陽系統實景

此外，項目通過合理控制窗墻面積比、屋頂及外墻保溫隔熱材料應用、外窗和透明幕墻采用中空Low-E玻璃等措施，使得圍護結構熱工性能指標比國家建筑節能設計標準的規定高5%以上。

3.2.2 機電系統節能設計

(1)空調系統。在夏熱冬暖地區，空調是建筑的耗能大戶。結合辦公建筑靈活控制的需求，項目采用風冷全直流變頻多聯機空調系統，新風采用多聯式新風處理系統。通風空調系統設備采用高效節能型產品，多聯機空調IPLV=6.3～7.9，達到《多聯式空調(熱泵)機組能效限定值及能源效率等級》(GB 21454-2008)的1級能效要求，過渡季辦公區域可利用可開啟外窗自然通風，減少房間空調設備的運行時間，節約能源，提高舒適性。

(2)節能照明及動力設備。項目選用高效節能燈具，支架燈、燈盤采用稀土三基色T5直管熒光燈，吸頂燈、筒燈采用緊湊型電子熒光燈，懸掛燈、投光燈采用帶就地補償的金屬鹵化物燈。此外，照明采用節能控制措施，如針對辦公空間，每個房間的燈的開關數不少于二個(只設置一個光源的除外)，房間或場所裝設有兩列或多列燈具時，所控燈列宜與側窗平行，以充分利用自然光。

項目采用節能電梯、能量回饋技術，并利用變頻電機，節約運行能耗。

(3)建筑能耗管理系統。項目在每個配電回路均設有計量電表，計量電表與樓宇監控系統連接，實現對大樓分項(照明插座、空調、動力、特殊)、分層、分區域用能實時監測，實現運行數據的管理分析；同時能耗管理系統與城市能耗監測平臺聯網，可遠程傳輸大樓能耗數據(圖5)。

圖5 項目能耗監控系統顯示界面

3.2.3 節水設計

(1)空調冷凝水回用。深圳市屬于夏熱冬暖地區，空調季長，且空氣含濕量高，收集回收空調冷凝水有較好經濟價值[4]。項目收集空調冷凝，經處理后回用于車庫地面沖洗、室外綠化及道路沖洗、洗車等；經水量平衡計算，冷凝水回用量為811.68 m3，雜用水全年總需水量為1214.20 m3，全年非傳統水源替代率為66.85%。

(2)節水措施。本項目在水資源利用方面不僅考慮“開源”措施同時也注重“節流”措施，通過合理設計供水壓力，避免供水壓力持續高壓或壓力驟變；根據水平衡測試標準安裝分級計量水表，計量水表安裝率達100%，便于查找漏損點；所有用水器具全部采用節水設備，衛生器具選用達到1級節水效率的節水器具，車庫和道路沖洗采用節水高壓水槍，室外綠化灌溉采用微噴灌，有利于實現節水率不低于10%的目標(圖6、7)。

圖6 項目節水器具實景

3.2.4 節材設計

(1)地基基礎、結構體系、結構構件優化設計。項目基礎形式采用人工挖孔樁，樁端持力層位于塔樓范圍內為微風化巖，塔樓范圍外(兼抗拔)為中風化巖。該樁型的優點是單樁承載力較大，施工速度較快，技術、工藝簡單成熟，且質量易于保證；可以減少泥漿的排放，使施工環境更加簡潔，降低環境污染和碳排放量；同時，也降低了基礎的工程造價。

圖7 項目微噴灌實景

項目為高層辦公樓，結構體系采用框架-核心筒結構，外框架采用鋼管混凝土疊合柱能夠以較小的截面，獲得足夠的抗側剛度，比混凝土框架柱更有效。

結構豎向構件，框架柱截面尺寸沿豎向逐層減小；梁采用單向布置；樓板根據跨度大小采用合理板厚，控制混凝土用量。

(2)其他節材措施。項目大堂、電梯間、衛生間、走廊等公共部位采用土建與裝修一體化設計，對于商業、辦公空間的必要隔斷采用可分段拆除的輕鋼龍骨石膏板，避免重復裝修帶來的材料浪費；

項目全部采用預拌混凝土、預拌砂漿，可有效提高產品質量，保證性能的穩定性，還可克服現場拌制的揚塵和噪聲污染；項目梁、板、柱的受力鋼筋全部采用HRB400級高強鋼筋。

充分采用可再循環材料，可再利用材料和可再循環材料使用重量占所有建筑材料總重量的比例為10.68%。

3.2.5 室內環境設計

(1)自然采光設計。項目為全幕墻構造，玻璃幕墻選用鋁合金Low-E中空玻璃，可見光透過率為0.48；建筑平面布局合理，主要功能空間沿外區布置，室內自然采光效果良好，根據自然采光模擬分析可知，主要功能房間平均采光系數達標面積可達100%(圖8)。

圖8 項目二層、七層自然采光模擬計算結果

項目利用下沉廣場改善地下室自然采光條件，地下空間平均采用系數≥0.5%總面積為1837.60 m2，與地下一層建筑面積比例為54.42%(圖9)。

(2)自然通風設計。項目透明幕墻均具有不小于房間透明面積10%的可開啟面積，外窗可開啟面積比例達到35%，通過模擬評估，室內自然通風換氣次數可保持在2次/h以上，主要功能空間室內自然通風狀況較好(圖10)。

圖9 地下一層自然采光模擬計算結果

圖10 項目二層、七層室內自然通風模擬計算結果

(3)室內空氣質量監控。項目在商業及大堂回風管上設置CO2濃度探測器及室內污染物濃度監測裝置，根據CO2濃度探測器及室內污染物濃度控制排風機的變頻及新風空調器的變頻，同時控制樓層風柜新風及回風閥的開度，以保障室內空氣品質；地下車庫設置CO監控裝置，控制風機啟停，以保障室內空氣質量[5]。

3.2.6 其他創新技術應用

項目在設計和施工階段均應用BIM技術，設計階段通過搭建BIM模型及時發現專業內、專業間錯漏碰缺等問題，提高設計質量與圖紙質量；施工建造利用BIM模型可以準確體現施工現場實際情況，并對材料的需求量及進場時間進行合理規劃，對各專業施工準確性及工序的先后順序予以明確，減少材料損耗，縮短工期，節約成本(圖11)[6～9]。

4 綠色成本效益估算

增量成本：經統計核算，項目為實現綠色建筑而增加的初投資成本約為379.81萬元，折合單位面積的綠色建筑增量成本為95.44元/m2。

綜合效益：本項目建筑外圍護結構節能設計、節能空調和照明系統的貢獻，預計全年節電量27.98萬kW·h；空調冷凝水利用以及節水器具的選用，預計全年節水量可達0.2萬t；經測算分析，估算每年預計可減少運行費用約29.34萬元；本項目全年節電量折算成標煤用量約100.73 t，即每年可減排二氧化碳248.79 t，減少了空氣污染和溫室效應。

圖11 項目BIM模型效果

5 結語

項目采用適應南方地區氣候特點綠色建筑技術體系，充分展示設計精細化、技術適應化的示范亮點，從規劃設計階段就整體構思建筑方案與綠色建筑技術的融合，通過多層級綠化設計、建筑圍護結構節能設計、高效空調照明設備選用、能耗監測系統、空調冷凝水回收利用、自然通風和自然采光設計、室內污染物濃度監控等綠色技術的充分應用，打造綠色特征明確、全生命周期環保節能和高效健康的總部辦公大廈，對于夏熱冬暖地區辦公類建筑綠色實踐具有借鑒意義。