鄭州市某綠色建筑二星級辦公樓案例分析

李 丹

(中國電建集團河南省電力勘測設計院有限公司,河南 鄭州 450000)

1 綠色建筑概述

隨著中國能源問題的嚴峻惡化，綠色建筑的研究及推廣逐漸成為一種趨勢，即使每個國家對其定義均不相同，但都在致力于研究大自然與人類的和諧共處。我國住房和城鄉建設部門制定了相應規范GB/T 50378—2019綠色建筑評價標準，其中就對綠色建筑(green building)做了明確定義：在建筑的生命周期內，最大限度的節約資源(能源、土地、水和材料)，保護環境，減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，最大限度地實現人與自然和諧共生的高質量建筑[1]。

我國相關部門頒布了一系列管理文件，對綠色建筑評價工作做出更加規范和合理的規定，對綠色建筑評價標識的組織管理、申報程序、監督檢查等進行了規定，以此來宣揚綠色發展理念、提高建筑品質、保護生態環境。

2 項目概況

2.1 工程基本信息

鄭州市某辦公樓項目為新建公共建筑(見圖1)，共分兩棟樓(1號樓、2號樓)，其中已申報綠色建筑二星級的為1號樓。1號樓項目建筑面積7.80萬m2，其中地上建筑面積5.43萬m2，地下建筑面積2.38萬m2，建筑層數地上14層，地下2層，建筑高度59.9 m。建筑密度為37.95%(整體)，容積率為3.52(整體)，綠地率為30%(整體)。

2.2 綠色技術的使用

本項目達到了綠色建筑二星級的設計水平，采用了被動設計、海綿城市、屋頂綠化噴灌系統、節能電梯、CO檢測系統、暖通高效機組、減震地墊等先進的設備及材料，并在設計前期就融入了效費比概念，通過合理的分配及優化設計，取得較好的經濟及社會效益。鑒于文章篇幅有限，本文僅從建筑專業角度分析該綠色辦公樓節能技術應用。

3 綠色建筑節能技術

3.1 總平面優化設計

建筑總平的布置與設計，采用內部房間主要南北向布置。冬季日照時，可以較好的避開冬季主導風向。夏季自然通風時，其自然通風的利用房間數占全部房間的比例不小于30%。根據基地的地形條件、氣候條件，辦公樓整體采用圍合布局方式。建筑選擇南北朝向作為建筑主朝向，東西為輔；規劃時注意避開冬季主導風向，通過設置植物防風帶(錯落層屋頂也有植物防風帶)措施來阻擋冬季冷風，并且所有窗戶為斷橋鋁合金中空玻璃。與其他建筑物有著適當的間距，提高夏季和過渡季的自然通風與冬季的采光效果。

3.2 室外物理環境模擬分析

3.2.1 風環境

在建筑總平面基礎上對場地布局進行自然通風模擬分析，根據分析結果優化場地設計，以滿足總平面布局獲得良好的夏季自然通風和冬季日照，同時使人員使用較頻繁區域避開冬季主導風向。

冬季工況下，建筑周邊1.5 m高處風速基本在0.1 m/s～4.55 m/s之間，平均風速約為4.1 m/s，風速小于5 m/s，不會對人員活動造成影響。相比于來流方向地表風速3.2 m/s，辦公樓周邊最大風速4.55 m/s，經計算，室外場地1.5 m高范圍內風速放大系數約為1.42，小于2，符合室外場地出行舒適度的要求。同時，由于冬季工況下風速較大，辦公樓迎風面與背風面風壓差大于5 Pa。

夏季工況下，場地風場流線較為明顯，無氣流死區，無明顯漩渦區。建筑迎風面風壓在2.5 Pa～5.5 Pa之間，背風面及側面風壓在-1.7 Pa左右，利于室內自然通風(見圖2，圖3)。

項目滿足綠建對室外風場舒適度要求。根據項目室外風環境模擬結果，無論冬季還是夏季，在建筑的南側入口位置均會形成“風口效應”，當出現大風天氣時，應采取措施避免風口位置可能出現的危險狀況，如加固此處的廣告牌等易活動標志設施。

3.2.2 聲環境

項目周邊區域內室外聲環境狀況良好，根據相關單位通過批復的《環評報告》，同時結合項目現場室外噪聲實測數據，得出結論：每個監測點晝間環境噪聲均低于53.6 dB(A)，夜間環境噪聲均低于44.4 dB(A)，周邊晝夜間噪聲均滿足GB 3096—2008聲環境質量標準中的2類標準。基于環評報告室外噪聲、辦公室外圍護結構的隔聲量分析，綜合室外交通噪聲和其他室內噪聲源計算得出辦公室室內背景噪聲值為31.65 dB。采用計算機模擬，得出室內聲環境受到室外噪聲的影響程度及部位，根據模擬結果更科學地優化方案，進行圍護結構降噪設計，調整室內布局，制定各房間隔聲技術措施。

項目外墻填充墻采用200厚加氣混凝土砌塊，并進行70厚巖棉板做保溫處理，外墻的空氣聲隔聲量約為45.4 dB。外窗采用斷橋鋁窗框(Low-E中空SuperSE-Ⅲ)(6 mm+12 A+6 mm)，玻璃的隔聲量為32.7 dB。

3.2.3 光環境

本項目周邊無居住建筑、學校、醫院等有日照要求的建筑，因此滿足綠建要求。

建筑幕墻玻璃可見光反射比不大于0.20。室外照明僅設置路燈照明，無景觀照明燈具。建筑外立面及室外景觀照明設計沒有對周圍環境產生光污染。

窗結構的內表面或窗周圍的內墻面，采用淺色飾面，比如墻面刷白色涂料。通過軟件分析，對248個主要功能房間進行眩光計算分析，所有房間均滿足相應標準限值要求，達到合理地控制眩光的目的。

3.2.4 場地室外透水地面及綠化

本項目通過合理設置集中綠地、屋頂綠化、行道樹種植等多種綠化措施，綠地率達到30.03%，且項目綠地不設置圍欄等隔離措施，向社會公眾開放；建筑場地具有調蓄功能的下凹式綠地面積2 677.12 m2，占綠地面積比例為35.34%；采取了透水鋪裝，透水鋪裝面積4 338.65 m2，占總鋪裝地面面積比例達到51.49%，透水鋪裝可有效調節場地微氣候，避免場地產生干燥的氣候狀況和過高的室外溫度，避免場地內熱島效應的產生。結合鄭州地區氣候特征，栽植多種類型植被，總體上形成大喬木-小喬木-灌木-地被-草坪，五位一體的、生態的、多重樣的綠化體系。外圍種植區域選擇常綠樹和闊葉樹相結合，以達到滯塵、降噪的目的；屋頂花園以及天井內部以生態為種植原則，微地形加多層綠化形成調節局部小氣候的綠色區域。

3.2.5 地下空間利用

本項目用地面積25 967.16 m2，地下建筑面積為23 757.40 m2。項目開發可利用地下空間，用來作為機動車庫、設備用房等功能用房，達到地下空間充分利用的目的。為了有效解決地下空間的采光問題，本項目在地下室與半地下室的大空間部分，采用光導管技術導入自然光，并結合下沉庭院獲得一定的自然采光。其他辦公部分結合庭院可以獲得充分的自然采光。

3.3 建筑外圍護結構及太陽能光電一體化設計

項目立面設計中盡量簡化建筑體型和立面元素，做到造型簡約。

本項目各圍護結構的傳熱系數滿足標準要求，建筑外圍護結構能大大提高建筑節能率，并綜合考慮設計外遮陽、空調等節能技術手段共同達到節能率的目標。項目外墻填充墻體采用200厚加氣混凝土砌塊，外窗采用斷橋鋁窗框(Low-E中空SuperSE-Ⅲ)(6 mm+12 A+6 mm)。大面積的屋面綠化可以充分提高綠化面積，對降低熱島效應也能產生明顯效果，兼顧綠建節能及品質環境的要求。

由于場地周邊開闊沒有大建筑遮擋，屋頂部分可以布置部分太陽能 PV 發電板與太陽能熱水設備，甚至局部空中花園中的設施也可以與太陽能設備結合，從而整體上減緩項目的能耗。

3.4 自然采光設計

合理設計窗墻面積比，滿足相關節能設計標準的要求，優化建筑通風、日照和采光條件，窗戶采用有色材質，達到夏季遮陽效果。

項目采用底層架空的設計方法，使首層形成了一個連貫的空間，架空有利于建筑通風的同時，對人流的交通組織也有利。辦公樓以常規塔樓帶裙房的形式布置將高層塔樓壓縮，在滿足面積不變的情況下，使其鋪滿裙房部分挖出中庭部分，使其形成圍合的內向空間，同時滿足采光要求；高層與裙房的關系，使辦公部分形成高低分區，同時爭取到更多的南向采光；將3個外邊進行退臺，豐富空間層次，同時營造出休憩、交流的場所。

3.5 室內物理環境優化設計

根據項目信息建立equest能耗模型，簡單分析了目前建筑的外形、朝向及圍護結構能夠對建筑整體能耗產生的節能影響。經計算墻柱墻角內表面最低溫度為15.20 ℃，熱橋梁內表面最低溫度為16.00 ℃，墻角內表面最低溫度為15.10 ℃，屋頂內表面最低溫度為17.10 ℃，玻璃內表面最低溫度為12.10 ℃，能夠滿足相關規范要求。本項目各圍護結構的傳熱系數滿足標準要求，經計算在房間自然通風情況下，外圍護結構內表面最高溫度均不大于夏季室外計算溫度最高值，能夠滿足相關規范要求。

項目在過渡季工況下，項目主要功能房間在外窗及內門全部打開的情況下，換氣次數普遍大于2次/h，滿足自然通風標準的要求。滿足自然通風房間面積占主要功能房間面積的比例達到了91.25%。

本項目各主要功能空間采光效果主要受側窗采光形式限制，各主要功能空間因側窗大小及位置不同而導致采光效果各有差異。但總體來講，靠近窗口位置的采光系數最大，隨著進深的增大，采光系數減小，各主要功能空間采光效果良好。

辦公室隔墻為：200厚加氣混凝土砌塊，隔墻的隔聲量為47.26 dB。辦公室樓板采用100厚鋼筋混凝土，外加面層。樓板的隔聲量約為50.92 dB。本項目中辦公室樓板采用減振墊層，辦公室樓板撞擊聲聲壓級為59 dB。本項目圍護結構構件隔聲量滿足GBJ 118民用建筑隔聲設計規范低限標準限值要求。

4 經濟效益及社會效益分析

通過對綠色建筑增量成本及增量效益的分析,引入效費比的概念,作為評價綠色建筑社會經濟效益的重要指導目標,通過各概念和公式的引入及解釋,以本項目為例,項目增量成本現值為419.79萬元，增量效益現值為471.33萬元(未加入社會效益)，應用價值公式模型得出效費比V=471.33/419.79>1,項目在節能方面增加的成本產生較好的經濟效益[2]。

5 結語

從我國綠色建筑發展的整體趨勢中，尤其從近些年對于綠色建筑審查及評審中可以看出，對綠色建筑的認可更多的是針對方案本身的合理性，合理的方案帶來的充足日照、通風等因素本身就是對于能源的節約及保護，近些年更有不依靠建筑設備，靠建筑自身空間及材料設計達到能源的供給平衡，綠色建筑的發展關乎人類的發展大計，設計師更應立足本身，結合新技術，將保護環境作為自身使命，將綠色建筑的意識深深融入自身的血液及靈魂之中。