產(chǎn)業(yè)園區(qū)設(shè)計中綠色建筑理念的運用

宋 斐

（上海交通大學設(shè)計研究總院有限公司，上海 200052）

0 引言

隨著環(huán)保、節(jié)能、綠色等理念日益深入人心，在建筑行業(yè)，綠色建筑受到的關(guān)注程度越來越高。探索創(chuàng)新融入綠色建筑理念已經(jīng)成為一種新的追求。劉紅旗[1]認為，人類社會走綠色發(fā)展道路是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標的重要支撐，只有如此生活品質(zhì)才能提升，生態(tài)環(huán)境才能得到保護。但是該條道路會充滿荊棘，除了要推動理念、技術(shù)等層面大力革新外，通過實踐應用過程貫徹落實更是關(guān)鍵所在。翟宇[2]指出，隨著城鎮(zhèn)化的深入，國家對于建筑的環(huán)保、質(zhì)量、使用率等指標的要求也越來越高，居住者對于住宅的宜居性、舒適性也提出了更高的要求。金禾等[3]指出，通過將綠色低碳理念融入高層建筑設(shè)計工作中，不僅能夠有效降低各項能源的消耗，還可以幫助國家緩解城市環(huán)境污染壓力，促進生態(tài)經(jīng)濟建設(shè)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。

在建筑設(shè)計中，合理地運用綠色建筑理念，有助于提升自然資源的利用率，減少建筑污染物的排放，節(jié)約能源，從而為人們營造出更加舒適、綠色、健康的工作和居住空間，促進可持續(xù)發(fā)展理念的落實。當前，國家對綠色建筑發(fā)展越來越重視，并迅速采取行動，實施多項法規(guī)，致力于推動綠色建筑轉(zhuǎn)型，創(chuàng)造更宜居、更可持續(xù)的城市。作為中國的超一線城市，上海在不斷完善和實施綠色建筑政策，自2019 年以來，上海100%的新建民用建筑（不涉及工業(yè)活動的住宅建筑和公共建筑）實施了綠色建筑標準。本文結(jié)合上海嘉定產(chǎn)業(yè)園區(qū)項目，介紹了綠色建筑理念的實踐應用模式，提出的綜合應用新能源、信息系統(tǒng)等技術(shù)以及重視低碳綠色設(shè)計元素的運用等策略建議，具有一定的創(chuàng)新性。

1 上海市綠色建筑的推進情況

上海一直重視綠色建筑落地和質(zhì)量提升工作，近年來陸續(xù)頒布了相關(guān)政策文件，通過財政扶持手段，引導綠色建筑項目申報運行標識，推進綠色建筑運行相關(guān)工作。在新時代建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展要求背景下，綠色建筑迎來了新階段發(fā)展新需求，其理念內(nèi)涵進入了新時代。面對綠色建筑從原先的“四節(jié)一環(huán)保”到“五性”的提升形勢，2019 年上海市開啟了綠色建筑與建筑節(jié)能專項的“十四五”規(guī)劃研究，深入調(diào)研分析各個領(lǐng)域?qū)ｍ椀墓ぷ鳜F(xiàn)狀與存在問題，研究提出“十四五”規(guī)劃思路，為科學編制“十四五”規(guī)劃奠定科學基礎(chǔ)。2020 年綠色建筑運行標識項目占全部標識項目總數(shù)量的比例接近6%，上海市綠色建筑運行水平穩(wěn)步提升[4]。

2 產(chǎn)業(yè)園區(qū)項目概況

2.1 項目概況

本項目為嘉定·盛創(chuàng)三期項目，位于上海市嘉定區(qū)，是一座產(chǎn)業(yè)辦公綜合大樓。總建筑面積超過5 萬m2，由4 棟二類高層公共建筑及地下車庫組成。北鄰近太倉市，南與嘉定區(qū)接壤。地塊位于上海市嘉定區(qū)澄瀏公路與嘉羅公路交叉口，距離11號線嘉定北站3.5km，距離嘉定中心醫(yī)院3.5km，距離上海繞城高速3.5km。項目所在區(qū)域周邊環(huán)境，工業(yè)基礎(chǔ)厚實，汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)達，營商環(huán)境優(yōu)良，人文魅力充足。該項目在設(shè)計過程中，注重綠色建筑理念的融入，通過設(shè)計綠色建筑體系、綠色能源體系和綠色環(huán)境體系，打造了一個現(xiàn)代綠色建筑樣板工程。

2.2 綠色建筑的整體設(shè)計方案

項目設(shè)計團隊融合綠色建筑的核心理念與內(nèi)涵，提出了圍繞建筑體系、能源體系和環(huán)境體系打造現(xiàn)代綠色產(chǎn)業(yè)園區(qū)的方案。即源頭削減與外部抵消，通過圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能、設(shè)備節(jié)能、可再生能源三種主要方案實施。

2.2.1 圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能

維護結(jié)構(gòu)節(jié)能，是現(xiàn)代綠色建筑節(jié)能的有效措施。例如，屋面選擇更高保溫性且具備較低的吸水率，可選保溫材料類型包括：擠塑聚苯板、模塑聚苯板、聚氨酯保溫板、泡沫玻璃等（根據(jù)實際情況調(diào)整保溫層厚度）。維護結(jié)構(gòu)主要的功能是通過自身對外界溫度的吸收，在冬季起到保護室溫的作用；而在夏季又能夠在一定程度上降低室內(nèi)溫度，從而起到節(jié)約能源的作用。維護結(jié)構(gòu)的節(jié)能效果在短期內(nèi)可能不明顯，尤其是在使用的維護結(jié)構(gòu)材料性能不理想的情況下。因此，建筑設(shè)計人員，需要進行精密的節(jié)能成本和效果分析計算，盡可能提高維護結(jié)構(gòu)節(jié)能的實際效果。

2.2.2 設(shè)備節(jié)能

建筑物中安裝著大量的各類設(shè)備，這些設(shè)備是否節(jié)能，對整個建筑的節(jié)能有著十分直接的影響。因此，設(shè)計人員在建筑設(shè)備選型方面，要盡可能選擇節(jié)能效果良好的設(shè)備。例如，通過高效冷熱源、節(jié)能照明、建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)等技術(shù)措施，實現(xiàn)建筑的設(shè)備節(jié)能。需要注意的一個問題就是，如果不能夠及時獲取精確的能源消耗數(shù)據(jù)，并進行系統(tǒng)分析，則容易導致忽視節(jié)能設(shè)備的實際節(jié)能效果。因此，當采用可再生能源時，應對其發(fā)電量及供冷熱量進行單獨計量。隨著現(xiàn)代越來越多的節(jié)能設(shè)備和技術(shù)在建筑裝飾設(shè)計中的運用，選用適當節(jié)能設(shè)備能夠有效降低建筑局部的能耗。

2.2.3 可再生能源利用

通過對太陽能資源的利用，實現(xiàn)建筑節(jié)能。年供暖空調(diào)、照明、生活熱水、電梯一次能源消耗量降低幅度≥50%，全年累計耗冷熱量降低幅度≥30%。控制太陽能光伏板鋪設(shè)與屋頂綠化指標，屋頂綠化覆土深度達到一定的深度才可計入綠地率。因此，在進行設(shè)計時，要綜合考慮建筑屋頂?shù)慕ㄖY(jié)構(gòu)和屋頂綠化水平，并通過安裝太陽能熱水系統(tǒng)，滿足部分用戶的熱水需要。目前，在建筑設(shè)備節(jié)能方面，已經(jīng)有不少光伏儲能系統(tǒng)的建筑設(shè)計中的成功運用案例，通過儲能系統(tǒng)收集光伏發(fā)電能源，電力能源可以供給建筑公共空間的照明系統(tǒng)，或者是作為停電狀態(tài)下的電梯備用電源，這種設(shè)計模式不僅能夠降低電梯突然斷電所造成的安全隱患，同時也實現(xiàn)了對太陽能的合理利用。

3 綠色設(shè)計理念的具體應用

3.1 建筑體系

3.1.1 注重辦公建筑的圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能

該產(chǎn)業(yè)園區(qū)項目辦公區(qū)和商業(yè)區(qū)面積合計占到總建筑面積的70%以上。辦公建筑的耗能較高，尤其是空調(diào)能耗，甚至能夠占到建筑總能耗的50%。設(shè)計人員通過提高外圍墻體的保溫隔熱性能，實現(xiàn)空調(diào)能耗的降低。在控制造價的前提下，通過控制各朝向窗墻面積比，采用30mm 厚無機保溫干粉砂漿和200mm 厚加氣混凝土砌塊（B05 級）設(shè)計成外保溫方式達到建筑節(jié)能標準要求。無熱橋處理過程中，要注意屋頂女兒墻、穿墻管線、出挑構(gòu)件做無熱橋設(shè)計，確保保溫層連續(xù)，樓屋面保溫層設(shè)置防水層。

3.1.2 立面設(shè)計降低能耗

受制于高導熱和氣密性不穩(wěn)定等因素，窗戶往往是能源消耗的最薄弱環(huán)節(jié)。如何控制窗墻比的合理性，對建筑能耗有著非常大的關(guān)系。考慮到項目所在地區(qū)的氣候，夏季炎熱冬季相對較暖。因此，立面的設(shè)計應有利于自然通風，其目的是加強建筑群熱量的擴散，快速降溫。通過這種方式，降低了窗墻比，有助于實現(xiàn)建筑立面的節(jié)能。降低能耗，體現(xiàn)了綠色建筑的設(shè)計理念。

3.1.3 設(shè)置合理的外遮陽系統(tǒng)

該項目在外立面造型塑造時充分借用外遮陽系統(tǒng)作為一種靈活的立面元素，南面選用電動偏心沖孔型水平遮陽系統(tǒng)，東西北三面選用電動折疊窗式遮陽系統(tǒng)。電動遮陽系統(tǒng)采用智能化集中控制，緊密結(jié)合項目場地周邊環(huán)境，實現(xiàn)節(jié)能效率最大化。智能化控制系統(tǒng)采取自動風力控制、自動光線控制、自動追蹤控制。自動風力控制，當處于自動狀態(tài)時，風力控制功能默認打開。通過分析設(shè)置適當?shù)娜~片保護風力級數(shù)，既達到滿足正常使用要求又能達到保護葉片的要求。當外部風力達到設(shè)定風力級數(shù)時，葉片自動關(guān)閉。自動光線控制，在小于設(shè)定光照度（最小光照度，例1 000LUX）時，該區(qū)域遮陽板全部開啟；在最小光照度和最大光照度之間時，該區(qū)域遮陽板根據(jù)具體實際光照度可設(shè)置擇不同的開啟角度。以10°為單位開啟動作；在大于最大光照度時，該區(qū)域遮陽板全部關(guān)閉。

3.2 能源體系

3.2.1 太陽能熱水系統(tǒng)

太陽能熱水系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑節(jié)能設(shè)計領(lǐng)域，運用較為廣泛的一種節(jié)能設(shè)計模式。考慮到產(chǎn)業(yè)園區(qū)所在的地理位置，光照條件較好，而且建筑頂層適合安裝太陽能熱水系統(tǒng)，因此，產(chǎn)業(yè)園區(qū)設(shè)計人員通過在屋頂層架空屋面板設(shè)置太陽能熱水系統(tǒng)，使用清潔可再生能源為淋浴間提供熱水，實現(xiàn)了公共建筑三星級綠色建筑標準要求的太陽能提供熱水量達到建筑熱水消耗量的10%的目標。

3.2.2 VRV 變頻空調(diào)系統(tǒng)

產(chǎn)業(yè)園區(qū)項目因為所處地塊地質(zhì)條件不佳，無法滿足地源熱泵和水源熱泵的安裝要求，因此通過仔細能耗分析比選，采用VRV 變頻空調(diào)系統(tǒng)進行能耗控制。VRV 變頻空調(diào)系統(tǒng)由模塊式變頻空調(diào)機組構(gòu)成，可靈活分區(qū)分層控制，根據(jù)需求人數(shù)及使用面積調(diào)控啟動機組，不會造成不必要的能源浪費[5]。此外，大空間空調(diào)區(qū)域設(shè)置全熱交換式換氣機，既引入室外新風，又排除室內(nèi)污濁空氣、并回收排風中冷量，節(jié)約新風處理能耗，選用的全熱交換式換氣機熱回收效率≥65%。

3.2.3 其他節(jié)能設(shè)計

項目全部采用感應式節(jié)水器具，所選器具滿足《綠色建筑評價標準》及《綠色建筑評價技術(shù)細則》的要求，節(jié)水率可達30%以上。通過將市政供水經(jīng)過多層過濾膜處理后再經(jīng)臭氧消毒，水質(zhì)達到國家飲用水標準，可供直飲。項目所有照明均采用LED 節(jié)能燈，LED 光源是目前最為環(huán)保、節(jié)能的照明方式，使用壽命長、照度高、能耗小。除重要機房及消防設(shè)備外，所有動力設(shè)備配電及照明控制都采用了時控功能，辦公場所的照明兼具時控和手動功能，方便節(jié)能。

3.3 環(huán)境體系

3.3.1 雨水收集系統(tǒng)

設(shè)計人員考慮到項目所在地區(qū)降雨量較大，而且現(xiàn)有的雨水收集技術(shù)成熟完善，通過收集雨水再利用能夠最大限度地節(jié)約水資源。通過在地下一層設(shè)置雨水收集池和雨水凈化過濾系統(tǒng)收集硬屋面及綠化屋面雨水，用于園林灌溉、衛(wèi)生設(shè)施用水及洗車、景觀水池等用水，節(jié)約水資源。

3.3.2 大樓的夜景設(shè)計

為了節(jié)能及降低造價，產(chǎn)業(yè)園區(qū)項目的夜景照明未另外設(shè)置夜景燈具，而是利用沿外墻的一排辦公燈具兼做夜景內(nèi)透燈具，該部分燈具既可受夜景控制箱集中控制，也可受現(xiàn)場的辦公場所的開關(guān)控制。在燈具的選擇上，使用的是節(jié)能效果明顯的LED 燈，通過合理的開關(guān)燈控制，在滿足大樓夜景欣賞需求的同時，又能夠最大限度地節(jié)約能源。

3.3.3 噪聲控制

噪聲污染是現(xiàn)代城市建筑設(shè)計過程中，容易忽視的一個重要問題。然而噪聲污染對人體的影響很大，不僅容易埋下潛在的身體健康隱患，而且也容易導致人們的心情變得煩躁。本項目在設(shè)計過程中，針對可能受到的來自周邊交通干線的噪聲，產(chǎn)業(yè)園區(qū)項目涉及人員，在噪聲控制設(shè)計方面，綜合考慮建筑位置、噪聲源情況，通過幕墻減小外部外層玻璃開口，從而起到了良好的隔音效果。另外，還通過玻璃夾層設(shè)計，外層雙玻采用真空玻璃，也在很大程度上降低了噪聲污染。

4 建筑設(shè)計中綠色建筑理念的應用對策

4.1 加強對環(huán)境因素的分析工作

建筑設(shè)計中綠色設(shè)計理念的運用，需要綜合考慮建筑項目周邊的環(huán)境。而通過詳細的環(huán)境勘察，是設(shè)計人員了解建筑周邊各種環(huán)境因素的有效措施。例如，在勘察過程中，發(fā)現(xiàn)周邊環(huán)境中有可以利用的資源，通過合理的設(shè)計，使得建筑物能夠充分利用周圍的資源，從而能夠在一定程度上實現(xiàn)降低能耗的目的[6]。又如，針對建筑物周圍綠色植被的生長環(huán)境進行勘察分析，如果適合種植綠色植被，則可以考慮通過綠色植被降低建筑頂層夏季光照的溫度，從而能夠有效控制空調(diào)用電。

4.2 重視環(huán)保型建筑材料的采用

現(xiàn)代建筑新型建筑材料在節(jié)能降耗方面已經(jīng)取得了很大的進步，因此，建筑人員在進行設(shè)計時，可以考慮合理運用綠色節(jié)能建筑材料[7]。例如，商業(yè)辦公樓的外立面設(shè)計時，外墻部分常常使用巖棉夾芯復合板，這一材料能夠有效實現(xiàn)隔熱、防火、隔音的多重作用，在保證安全的同時實現(xiàn)了節(jié)能。在運用綠色節(jié)能建筑材料實現(xiàn)節(jié)能降耗目標的同時，設(shè)計人員還應當考慮，提高建筑材料的回收利用，探索運用一些能夠循環(huán)利用的材料，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)整體建筑材料使用總量的控制，體現(xiàn)了綠色建筑設(shè)計中，減少對環(huán)境壓力的設(shè)計理念。又如，運用綠色植被材料，南京垂直森林項目，以綠色坦克和陽臺的交會處為特色，遵循了垂直森林的原型，沿著立面，數(shù)千棵樹木和從23 種當?shù)匚锓N傾瀉而下的植物覆蓋面積為6 000m2。該項目中的綠色植被，每年吸收多達25t 的CO2，每天產(chǎn)生約60kg 的O2。

4.3 需要重視低碳綠色設(shè)計元素

低碳綠色設(shè)計元素的運用，是降低建筑整體能耗的重要方式。設(shè)計者要對建筑物所在區(qū)域的資源進行有效整合，在滿足用戶需求的前提下，充分運用當?shù)氐臍夂驐l件，結(jié)合建筑物自身的特點，融入低碳綠色設(shè)計元素，科學設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)，降低建筑的資源消耗。例如，對于降水豐沛的地區(qū)，設(shè)計人員可以考慮在建筑設(shè)計過程中，要妥善利用自然降水，對其進行收集，自然雨水可以用來進行景觀植物的澆灌、城市道路灑水等。尤其是對于地勢較為低洼的廣場建筑的設(shè)計，在低洼的廣場中央，設(shè)計雨水收集系統(tǒng)，建造成本較低，而雨水收集量大，收集過程中幾乎不會消耗能源，通過這種模式能夠在很大程度上降低建筑本身的水資源消耗[8]。

5 結(jié)論

本文從綠色建筑設(shè)計的理念內(nèi)涵和重要意義出發(fā)，闡述了當前綠色建筑發(fā)展的現(xiàn)狀以及上海綠色建筑發(fā)展的相關(guān)政策引導。然后結(jié)合嘉定·盛創(chuàng)三期實際案例，詳細論述了綠色建筑設(shè)計理念的實踐運用情況。研究認為，該產(chǎn)業(yè)園區(qū)在設(shè)計上，充分考慮了當前上海地區(qū)綠色建筑相關(guān)政策文件的規(guī)范和要求，通過設(shè)計綠色建筑體系、綠色能源體系和綠色環(huán)境體系，整體提升了項目建筑的綠色水平，實現(xiàn)了建筑節(jié)能降耗的目標，對上海地區(qū)綠色建筑的發(fā)展，具有一定的示范作用。