周有娣 (北京市建筑設計研究院,北京 100045)
世博村E地塊項目位于世博村生活區(qū)南端,為世博村配套設施。建筑以原有廠房改造為主,結合局部新建,主要包括辦公、會議、商業(yè)及餐飲等配套服務功能。
本項目力求新建筑和改建廠房有機的結合,協(xié)調(diào)建筑的整體性、內(nèi)部空間的流動性和趣味性,創(chuàng)造世博村中唯一新舊結合的特色建筑。
E地塊原址廠房為由南向北四排單層連跨建筑,最南側一排空間較高,因具有較高的商業(yè)價值,予以全部保留,在內(nèi)部設兩個夾層,形成高效的城市商業(yè)界面。
南起第二排廠房設計為商業(yè)中庭空間,將南北側廠房與辦公樓門廳部分相連接,形成流動空間連接體,提供人員交通、休息及商業(yè)展示的功能。
最北側兩排廠房高度相對較低,只做一個夾層。首層設置餐飲配套空間,2層設置辦公會議中心,提供多種規(guī)模的會議和多功能空間。
E地塊西北角為新建辦公建筑,總建筑高度99m,地面以上23層。首層、2層為大堂、咖啡廳、會議室等,層高4.8m;3層及以上為高標準、高舒適性的辦公空間,層高4m;地下2層主要作為設備用房和停車庫。
該項目總建筑面積60246m2,屬一類高層建筑,耐火等級為一級。建筑設計中,新建辦公樓立面采用玻璃幕墻體系,在嚴格保證節(jié)能要求的前提下,充分體現(xiàn)出現(xiàn)代辦公建筑的造型特征。在與整個世博村項目風格相協(xié)調(diào)的基礎上,突出其與居住及酒店等不同的建筑身份。
本工程已在世博期間投入運營使用,得到了世博官方以及使用者的認可及好評,獲上海市白玉蘭獎,并獲2011年度全國優(yōu)秀工程勘察設計行業(yè)獎——建筑工程設計二等獎。
(1) 依據(jù)公共建筑節(jié)能規(guī)范劃分標準,按甲類建筑進行設計。
(2) 屋頂采用40mm厚擠塑板保溫。
(3) 人造板材外墻(包括非透明幕墻等部分)均在外圍護墻外側做30mm厚硬泡聚氨酯保溫。
(4) 采用中空幕墻,玻璃幕、玻璃窗設百葉內(nèi)遮陽,保溫節(jié)能。
(1) 空調(diào)冷源由直燃型溴化鋰冷溫水機組提供,加熱源為天然氣;冬季空調(diào)熱源由直燃機組提供;
(2) 空調(diào)水系統(tǒng)采用分區(qū)二管制異程式系統(tǒng)。主樓辦公區(qū)域分內(nèi)外區(qū),并按內(nèi)外區(qū)分別設置冷熱型風機盤管和單冷型風機盤管。
(3) 主樓辦公區(qū)域新風機組全部采用帶轉輪熱回收裝置的熱回收型機組。
(4) 裙房首層餐廳和2層會議廳多功能廳也采用帶轉輪熱回收裝置的熱回收型空調(diào)機組。
(5) 商業(yè)部分的空調(diào)機組由于空間條件有限無法采用熱回收型空調(diào)機組,但設置了回風風機。
(6) 部分通風風機選用變頻風機,適應不同風量的通風要求并降低風機能耗。
(7) 主樓外區(qū)風盤水系統(tǒng)按南北朝向分別設置供回水立管,便于根據(jù)負荷進行流量調(diào)節(jié)。
(8) 空調(diào)水系統(tǒng)用戶側的空調(diào)機組和風盤均設置電動兩通閥進行變水量運行。
(9) 生活熱水的熱源采用冷凝燃氣鍋爐,其熱效率高于一般鍋爐。
(10) 生活熱水采用干管和立管全循環(huán)系統(tǒng),保證用水點水溫,減少用水量浪費。
(11) 公共建筑衛(wèi)生間洗手盆、小便斗和大便器均采用遠紅外感應式?jīng)_洗閥。
(1) 電壓等級及變配電系統(tǒng)設置原則
合理確定配電系統(tǒng)電壓等級,宜選用較高的配電電壓深入負荷中心。變電或配電所應深入或接近負荷中心,從而盡量減少低壓側線路長度,降低線損。
本工程設備安裝功率:一級負荷1306kW、二級負荷772kW、三級負荷4769kW,經(jīng)計算,選用2臺1600kVA和2臺1250kVA變壓器,變壓器安裝總容量5700kVA,負載率75%左右。上海電業(yè)局規(guī)定,市政供電電壓等級以變壓器裝機容量6000kVA為劃分界限,大于6000kVA選用35kV,不大于6000kVA選用10kV。本工程屬一類高層重要辦公樓,按一級負荷用戶供電:由市政引兩路10kV雙重電源,經(jīng)電纜埋地引入,接在10kV高壓進線柜入線端。兩路電源同時供電,分列運行;每路電源均能獨立承受全部負荷,當一路電源發(fā)生故障時,另一路電源不會同時受到損壞。
因直燃機房、生活泵房、消防泵房等大功率用電設備設于主樓地下2層,大量用電負荷集中于主樓,故10kV變配電所設在主樓地下1層,位于生活泵房正上方。
低壓配電電壓采用!380V/220V,低壓配電系統(tǒng)遵循綜合考慮供電可靠性、經(jīng)濟性、選擇性等合理選用放射式、樹干式以及分區(qū)樹干式相結合的配出方式原則。如:消防泵房、消防電梯等容量較大的消防負荷以及大容量的直燃機房、商場、廚房、電梯、VRV空調(diào)用電等采用放射式配電;辦公樓的各層箱及各層空調(diào)機組以及距離較近的動力設備等采用樹干式配電;2層的商鋪用電、3層的會議用電采用分區(qū)樹干式配電;單相負荷平衡分配于三相配電干線,以減少不平衡負荷所造成的用電損耗。低壓配電干線系統(tǒng)圖詳見圖1。
(2) 計量
在高壓側設上海電業(yè)局提供的高壓表計,用于對電業(yè)局的繳費管理。在變配電所低壓側設總計量表,空調(diào)、照明插座回路加裝分計量表,用于電能損耗的計量、分析及能源管理等。同時按建筑功能和管理模式設置電能計量,并按單位分別計量和考核照明用電量。冷熱源、消防泵房、生活泵房、不同商業(yè)區(qū)以及各辦公樓層等各部分能耗進行獨立分項計量。
裝設具有分時計量功能的復費率電能計量及多功能電能計量裝置。
(3) 設備選擇
本工程干式變壓器選用高效、低損耗、低噪聲、過載能力強的SCB10。
本過程中不大于30kW的電機采用全壓啟動方式;30kW以上的非消防專用電動機采用軟啟動或變頻啟動方式。
生活水泵采用變頻泵,根據(jù)末端用水量需求進行變頻控制。
非穿管暗埋敷設場所的線纜均采用低煙無鹵交聯(lián)聚乙烯絕緣阻燃銅芯電纜或導線。
(4) 無功補償
提高用電單位的自然功率因數(shù):采取正確選擇電動機、變壓器的容量以及照明燈具啟動器、降低線路感抗等措施。
無功補償采用變配電所低壓側集中補償方式,選用干式非燃型電容器,自動分組投切,并設有過電壓自動切除保護裝置。補償容量為2×400kVar(2臺1250kVA變壓器低壓側)、2×(2×250)kVar(2臺1600kVA變壓器低壓側)共計1800 kVar,補償后功率因數(shù)高于0.90。
本工程冷凝式燃氣鍋爐房設在改建裙房3層,考慮其容量較大、長期運行、負載穩(wěn)定且離變電所較遠,因此,在冷凝式燃氣鍋爐房動力配電柜處設就地無功補償。補償后功率因數(shù)高于0.90,用以減少無功負荷所造成的用電損耗。
(5) 諧波治理
在首層的世博村園區(qū)消防兼保安監(jiān)控中心、本樓保安監(jiān)控中心以及2層的網(wǎng)絡程控交換中心內(nèi)的設備多為電子設備等非線性負載,易產(chǎn)生高次諧波。因此,在上述場所的末端配電箱處設置了有源諧波吸收濾波裝置,用以消除高次諧波;在變配電所低壓側電容補償柜內(nèi)設配套電感用作無源吸收諧波裝置,進一步凈化電源質(zhì)量。
表1 照度及功率密度值計算表
(1) 照明配電
各房間或場所的照明功率密度值均滿足現(xiàn)行國家標準《建筑照明設計標準》GB 50034規(guī)定的現(xiàn)行值,并接近目標值。
● 室內(nèi)照度、統(tǒng)一眩光值、一般顯色指數(shù)等指標按現(xiàn)行國家標準《建筑照明設計標準》GB 50034中的相關規(guī)定進行選取。
● 設計中照明配電箱的位置盡量設在負荷中心,并盡量靠近電源側。
● 照明負荷三相配電干線的各相負荷平均分配,盡量做到三相負荷平衡,減少中性線上電流。
● 氣體放電燈均采用單燈就地補償,其功率因數(shù)值不低于0.9。
● 供夜景照明的配電回路單獨由變配電所低壓側配出。
(2) 照明設備選擇
室內(nèi)外照明選用發(fā)光效率高、顯色性好、使用壽命長、色溫相宜、符合環(huán)保要求的光源、高效燈具和低損耗鎮(zhèn)流器等附件。
室內(nèi)地下停車場、商業(yè)、辦公室等均選用顯色指數(shù)(Ra)大于80的三基色T5型節(jié)能熒光燈,配高功率因數(shù)的電子鎮(zhèn)流器,熒光燈就地補償,功率因數(shù)不低于0.9;餐廳及公共走廊選用節(jié)能筒燈;辦公樓首層9.6m高門廳選用管吊型150W金鹵燈;裙房2層會議室采用格柵熒光燈,配T5 28W光源,并且在大會議室輔以光導管照明燈,直接利用陽光作為大進深空間的日間照明。充分利用日間太陽能,減少照明電能消耗。
室外照明采用高功率金鹵燈,在設計、安裝、調(diào)試中控制出光角,在保證整體效果前提下最大程度地減少眩光。所有初始燈光超過1000 lx的外部光源均采用了遮光罩,減少了光污染。
建筑物疏散標志、廣告照明采用發(fā)光二極管LED作光源,大量降低用電能耗。
將景觀照明設施直接結合在立面幕墻系統(tǒng)中,采用豎向彩色LED燈帶陣列,既豐富了建筑形象和光影層次,在夜間營造科技時尚的城市氣氛,又節(jié)約了有限的電能。
(3) 照明控制
建筑物內(nèi)的走廊、樓梯間、門廳、候梯廳等公共場所照明,采用分區(qū)域、分組集中控制。
景觀及夜景照明分平時、節(jié)日以及重大節(jié)日采用不同場景以及開燈方式控制。
房間照明在滿足功能需要的前提下,每個開關控制的燈數(shù)盡量不太多,所控燈列與采光側窗墻面平行,最大限度減少白天對人工照明的依賴。
采用智能樓宇控制系統(tǒng)對停車場、公共區(qū)域的公共空間照明以及室外照明實行分區(qū)域、分組、分時監(jiān)控。
建筑物夜間景觀照明和室外照明采用智能燈光控制系統(tǒng)進行多場景、多時段的自動控制。
(1) 采用建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)(BA )對機電設備實施自動監(jiān)測和節(jié)能控制。
采用直接數(shù)字集散型樓宇自動化管理控制系統(tǒng)。
系統(tǒng)具有對建筑機電設備(冷熱源、空調(diào)、通風、給排水設備、扶電梯、照明等)進行測量、監(jiān)視和控制的功能,確保各類設備系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全和可靠,并達到節(jié)能和環(huán)保的管理要求。
系統(tǒng)設計有建筑物環(huán)境參數(shù)(溫度、濕度、CO2濃度)的監(jiān)測功能。
系統(tǒng)設計滿足對建筑物的物業(yè)管理需要,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、能耗累計,以生成節(jié)能及優(yōu)化管理所需的各種相關信息分析和統(tǒng)計報表。
共享所需的公共安全等相關系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息等資源。
控制要點
● 送排風系統(tǒng)的風機啟??刂啤⑦\行狀態(tài)和故障報警;風機與消防系統(tǒng)聯(lián)動控制。
● 給水系統(tǒng)的水泵自動啟??刂?、運行狀態(tài)和故障報警;水箱液位監(jiān)測、超高與超低水位報警。污水處理系統(tǒng)的水泵啟??刂啤⑦\行狀態(tài)和故障報警;污水集水井、中水處理池監(jiān)視、超高與超低液位報警;漏水報警監(jiān)視。
● 空氣處理機組(二管制):夏季送冷風、冬季送熱風、過渡季送新風以節(jié)能。串級調(diào)節(jié)電動閥調(diào)節(jié)冷或熱水量控制送風溫度,使回風(室內(nèi))溫度維持在設定范圍內(nèi);根據(jù)回風空氣質(zhì)量(CO2含量)及室內(nèi)外空氣焓值比較控制各風閥達到最佳的經(jīng)濟狀態(tài),可設置最小新風量;設過濾網(wǎng)失效報警、盤管防凍、風機故障報警,風機、風閥和水閥等聯(lián)鎖;風機按時間程序自動啟/停,運行時間累計,用壓差開關監(jiān)視風機運行狀態(tài)。
● 新風處理機組(二管制):夏季送冷風、冬季送熱風、過渡季送新風以節(jié)能。根據(jù)送風溫度與設定值的偏差,控制電動閥調(diào)節(jié)冷或熱水量,使送風溫度維持在設定范圍內(nèi);設新風門控制、過濾網(wǎng)失效報警、盤管防凍、風機故障報警,風機、風閥和水閥等聯(lián)鎖;送風機按時間程序自動啟/停,運行時間累計,用壓差開關監(jiān)視風機運行狀態(tài)。
● 風機盤管系統(tǒng)設置房間溫度自動控制裝置。
● 大空間、門廳、樓梯間及走道等公共場所的照明按時間程序控制(值班照明除外);航空障礙燈按時間程序控制、故障報警;景觀照明的場景、亮度按時間程序控制、故障報警;廣場及停車場照明按時間程序控制。
● 電梯管理系統(tǒng)采用自成體系的專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)時,通過通信接口納入建筑設備管理系統(tǒng)。
● 中央制冷系統(tǒng)、冷凝燃氣鍋爐采用自成體系的專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng),通過通信接口納入建筑設備管理系統(tǒng)。
(2) 世博組委會根據(jù)本建筑在世博會中和會后的功能以及其所處的重要商業(yè)地理位置等因素,將本工程定位為綜合5A寫字樓。5A智能寫字樓應具有快速暢通、功能完善的信息系統(tǒng),具有信息共享和處理的辦公自動化系統(tǒng),具有節(jié)能、省力、防災、安全的建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)等,最終為本大廈工作人員創(chuàng)造一個高效、舒適、便利的工作環(huán)境。
據(jù)此原則,本工程設計智能弱電系統(tǒng)如下:
● 信息設施系統(tǒng):包括通信接入、程控電話交換、信息網(wǎng)絡、綜合布線、室內(nèi)移動通信覆蓋、有線電視及衛(wèi)星電視接收、公共廣播、會議、信息導引及發(fā)布系統(tǒng)。
● 信息化應用系統(tǒng):辦公工作業(yè)務、物業(yè)運營管理、公共服務管理、公共信息服務、智能卡應用、信息網(wǎng)絡安全管理等。
● 建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)
● 火災自動報警及聯(lián)動系統(tǒng)
● 公共安全防范系統(tǒng):安全防范綜合管理系統(tǒng)、入侵報警、視頻安防監(jiān)控、出入口控制、無線電子巡更、停車場管理系統(tǒng)。
● 智能弱電集成系統(tǒng):將分散、相互獨立的各弱電子系統(tǒng),用相同的軟件界面進行集中監(jiān)視。實現(xiàn)跨子系統(tǒng)的聯(lián)動、開放數(shù)據(jù)結構、共享信息資源等,從而實現(xiàn)提高工作效率、降低運行成本、提高大廈的功能水平的功效。
(3) 在變配電室設監(jiān)控管理站,采用變配電管理主機對變配電系統(tǒng)進行監(jiān)控、測量等,據(jù)此調(diào)整電能的輸配,最大可能地節(jié)約電能。本系統(tǒng)涉及內(nèi)容為供配電系統(tǒng)的中壓開關與主要低壓開關的狀態(tài)監(jiān)視及故障報警;中壓與低壓主母排的電壓、電流及功率因數(shù)測量;電能計量;變壓器溫度監(jiān)測及超溫報警;備用及應急電源的手動/自動狀態(tài)、電壓、電流及頻率監(jiān)測;主回路及重要回路的諧波監(jiān)測與記錄。
(4) 當控制電器能滿足控制要求時,長時間通電的控制電器選用節(jié)能型產(chǎn)品。
世博村E地塊項目為世博村配套設施。設計充分考慮上海地區(qū)城市生態(tài)環(huán)境因素的影響,營造典雅大方、安全便捷、尺度宜人并別具特色的場所空間與可持續(xù)發(fā)展的辦公環(huán)境。本著堅持以人為本、堅持綠色和健康的理念,從設備、材料和智能等多方面的設計和選擇上,滿足環(huán)保和節(jié)能的理念。希望藉本文的介紹,為更好、更全面的推進建筑綠色節(jié)能設計提供一點技術參考。