劉妍炯

（中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司上海分公司，上海 200023）

0 引言

我國(guó)綠色建筑自 2006 年起，歷經(jīng)了 14 年的發(fā)展。綠色理念被廣泛普及的同時(shí)，健康理念已經(jīng)隨著時(shí)代的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生。

人們每天 90 % 的時(shí)間都在建筑室內(nèi)工作、學(xué)習(xí)和生活，如何將建筑設(shè)計(jì)在綠色的基礎(chǔ)上融入健康元素，引領(lǐng)綠色健康的設(shè)計(jì)新趨勢(shì)，已然成為當(dāng)下刻不容緩的研究課題。

本文通過(guò)對(duì)某辦公項(xiàng)目在中美四認(rèn)證體系下的各專業(yè)設(shè)計(jì)選型，總結(jié)出四認(rèn)證公建項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和技術(shù)路線，為定位于綠色+健康的公建項(xiàng)目提供設(shè)計(jì)參考。

1 項(xiàng)目概況

辦公項(xiàng)目所在的用地紅線范圍內(nèi)，整體地上建筑面積 229 763 m2、地下建筑面積 92 083.58 m2、用地面積 43 346 m2。其中：辦公項(xiàng)目總建筑面積 56 700m2，地上 31 層，建筑總高度 140.5 m，其中 1～4 層為配套商業(yè)、5 層為配套食堂、6～31 層為辦公。

辦公項(xiàng)目以中國(guó)綠色建筑設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)三星級(jí)+中國(guó)健康建筑設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)三星級(jí)+美國(guó) LEED 鉑金級(jí)+美國(guó)WELL 鉑金級(jí)為設(shè)計(jì)目標(biāo)，通過(guò)采用節(jié)能環(huán)保、健康舒適、生活便利、環(huán)境宜居、智慧運(yùn)行 5 大先進(jìn)技術(shù)，打造國(guó)內(nèi)首屈一指的集中美四重認(rèn)證于一身的綠色健康高舒適低能耗辦公大樓。

項(xiàng)目采用 5 大先進(jìn)技術(shù)體系：

1）環(huán)境宜居：生態(tài)景觀、人文藝術(shù)、室外物理環(huán)境；

2）節(jié)能環(huán)保：雨水中水利用、呼吸式幕墻、太陽(yáng)能光伏；

3）健康舒適：高效空調(diào)機(jī)組、一級(jí)節(jié)水器具、健康水質(zhì)、室內(nèi)空氣凈化、智能照明、綠色建材；

4）智慧運(yùn)行：能源管理、空氣質(zhì)量監(jiān)控發(fā)布、樓宇自控、水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)、智慧城市；

5）生活便利：健康出行、公共服務(wù)、室內(nèi)外健身、物業(yè)管理。

2 綠色健康技術(shù)的劃時(shí)代實(shí)踐之路

2.1 環(huán)境宜居

2.1.1 生態(tài)景觀

1）透水鋪裝。透水鋪裝設(shè)計(jì)包括埋于地下的透水墊層。該系統(tǒng)可有效去除泥沙和其他污染物，降低和分散雨水徑流量，促進(jìn)地下水的滲透（見(jiàn)圖 1）。設(shè)計(jì)類型包括透水瀝青、透水混凝土和植草磚，進(jìn)行多種分層設(shè)計(jì)?？捎行Ы档筒煌杆娣e，增加雨水滲透，同時(shí)對(duì)徑流水質(zhì)具有一定的處理效果。

圖1 雨水引導(dǎo)示意圖

項(xiàng)目景觀總用地面積 43 346.50 m2，室外道路和鋪裝面積（包括申報(bào)范圍中的道路、室外活動(dòng)場(chǎng)地、停車(chē)場(chǎng)）21 711.85 m2，50 % 的鋪裝面積采用透水鋪裝，面積約為 10 855.93 m2。

2）屋頂綠化。通過(guò)在辦公項(xiàng)目屋頂種植綠色植物實(shí)現(xiàn)滯留雨水，同時(shí)實(shí)現(xiàn)其他如降低室溫等功能以節(jié)約能源，是 LID 管理策略中主要措施之一。根據(jù)不同植物和介質(zhì)層，綠色屋頂在夏天一般可滯留 70 %～90 % 的降雨量，冬季可滯留 25 %～40 % 的降雨量。

經(jīng)設(shè)計(jì)，總屋頂面積 17 300m2，扣除屋頂設(shè)備安裝基礎(chǔ)、人行走道面積、屋頂可綠化面積 8 650m2，其中30 % 的屋頂可綠化面積為 2 595 m2（見(jiàn)圖 2）。

圖2 屋頂綠化設(shè)計(jì)

2.1.2 人文藝術(shù)

對(duì)于辦公建筑來(lái)說(shuō)，置身于自然的視野和有藝術(shù)品裝飾的環(huán)境中，能夠激發(fā)正面的積極情緒，并緩解勞累的工作狀態(tài)。在辦公項(xiàng)目室內(nèi)設(shè)計(jì)中，必須重點(diǎn)孕育員工與自然人文的先天聯(lián)系，創(chuàng)造有幸福感、歸屬感的辦公環(huán)境。

室內(nèi)部分，辦公項(xiàng)目主要在 VIP 層和大堂分別設(shè)置了 30 m2的公共圖書(shū)室；每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層室內(nèi)走道、樓梯間、休息區(qū)等公共空間均合理布置雕塑、油畫(huà)、書(shū)法等藝術(shù)品；在員工辦公空間，每 50 m2設(shè)置一株綠植，或結(jié)合室內(nèi)生命墻進(jìn)行設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖 3），營(yíng)造優(yōu)美的綠化環(huán)境、豐富員工的精神生活、緩解工作壓力、增添生活情趣。

圖3 室內(nèi)生命墻示意圖

室外部分，結(jié)合項(xiàng)目整體室外規(guī)劃情況，在出入口、廣場(chǎng)、健身場(chǎng)地、步道、集中綠地等處合理設(shè)置藝術(shù)雕塑，美化環(huán)境的同時(shí)也能夠愉悅心情，提高人們室外健身的積極性。

2.2 節(jié)能環(huán)保

2.2.1 雨水利用

項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用地下封閉式結(jié)構(gòu)，通過(guò)設(shè)置一體化雨水處理裝置，實(shí)現(xiàn)收集儲(chǔ)存的雨水回用的功能，回用點(diǎn)包括室外綠化灌溉、道路沖洗、車(chē)庫(kù)沖洗、洗車(chē)和冷卻塔補(bǔ)水。

經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目收集約 25 000 m2的場(chǎng)地屋面和屋面雨水，雨水回收量約為 8 122.9 m3，回用至綠化灌溉、道路沖洗、車(chē)庫(kù)沖洗、洗車(chē)和冷卻塔補(bǔ)水的處理后雨水年用水總量為 7 809.8 m3，雨水回收量基本可以滿足各回用點(diǎn)的用水要求，具體雨水回用量計(jì)算如表 1 所示，其中冷卻塔補(bǔ)水量計(jì)算如表 2 所示，表 1、2 均參考GB 50555－2010《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)用水定額。

表1 車(chē)庫(kù)沖洗、綠化灌溉、道路沖洗用水量

表2 冷卻塔補(bǔ)水量計(jì)算表

2.2.2 中水利用

辦公項(xiàng)目通過(guò)回收項(xiàng)目所在用地紅線內(nèi)的其他樓棟廢水，經(jīng)過(guò) MBR（Membrance Bioreactor，膜生物反應(yīng)器）深度污水處理之后，去除雜質(zhì)及有毒有害物質(zhì)，達(dá)到國(guó)家雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，回用于項(xiàng)目整體用地范圍內(nèi)樓棟的室內(nèi)衛(wèi)生器具沖廁，具體處理工藝流程如圖 4 所示。經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目整體年用水量 517 986.1 m3/a，年沖廁用水量約為 119 963.8 m3/a，年回收量 116 683.2 m3/a，中水日處理量約為 400 m3/d，日沖廁水量約為 376.6 m3/d。

設(shè)置中水回用系統(tǒng)［1］可以有效地利用和節(jié)約寶貴的淡水資源，又可以減少污廢水排放量，減少水環(huán)境的污染，同時(shí)還可以緩解城市下水道的超負(fù)荷現(xiàn)象，年節(jié)水率可達(dá)到 30 % 以上。

圖4 中水 MBR 處理工藝流程圖

2.2.3 雙層呼吸式幕墻+中空百葉

辦公項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用窄通道雙層呼吸式幕墻［2］，通過(guò) CFD（Computational Fluid Dynamics，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）風(fēng)速和溫度模擬雙層幕墻內(nèi)層玻璃的表面溫度與外層玻璃內(nèi)表面溫度差（10 ℃ 以上）；同時(shí)，通過(guò)呼吸幕墻的外循環(huán)作用，內(nèi)層玻璃的外表面比室外空氣溫度也可以有所降低，從而最大程度降低建筑能耗損失。為進(jìn)一步提高項(xiàng)目的節(jié)能效果，項(xiàng)目在內(nèi)外兩道幕墻之中設(shè)置電動(dòng)遮陽(yáng)百葉，通過(guò)模擬分析，可遮擋 80 % 以上的太陽(yáng)光直射，通過(guò)調(diào)節(jié)每一片百葉的遮陽(yáng)角度［3］，可在達(dá)到遮陽(yáng)效果的同時(shí)有更好的室內(nèi)辦公視線，利用帶開(kāi)關(guān)無(wú)線接收器，只需配置遙控器便可輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)窗簾的遙控控制，開(kāi)啟效果如圖 5 所示?？刂品绞揭部梢詫?shí)現(xiàn)兼顧室內(nèi)光照和遮陽(yáng)的效果，當(dāng)下部遮蔽滿足個(gè)人隱私要求的同時(shí)，上部打開(kāi)使部分光線進(jìn)入室內(nèi)，滿足照度要求。

圖5 雙層呼吸式幕墻+中空自動(dòng)百葉效果圖

2.2.4 可再生能源

辦公項(xiàng)目按照裝機(jī)容量 7 000 kVA 進(jìn)行估算，按照1 % = 70 kVA，擬在 31 層屋頂布置面積約為 400 m2的太陽(yáng)能光伏發(fā)電機(jī)組，光伏機(jī)組基礎(chǔ)布置如圖 6 所示，經(jīng)計(jì)算，年太陽(yáng)能光伏發(fā)電量可以達(dá)到全年發(fā)電總量的1 % 以上。

圖6 屋頂光伏組件基礎(chǔ)布置圖

2.3 健康舒適

2.3.1 高效空調(diào)設(shè)備選型

冷熱源機(jī)組較 GB 50189－2015《公共建筑節(jié)能 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定值提高 12 %。冷水機(jī)組性能系數(shù)相比 ashrae90.1 2010 table6.8.1 C 的要求提升 10 %。空氣源熱泵機(jī)組性能系數(shù)相比 ashrae90.1 2010 table6.8.1 B 要求提升 10 %。

水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備及其他電氣裝置滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能評(píng)價(jià)值要求。水泵功率滿足 Ashrae90.1 2010 appendix G 的要求。風(fēng)機(jī)功率滿足 ashrae90.1 2010 table6.5.3.1.1 A 的要求，根據(jù)各機(jī)組風(fēng)量和阻力段給定功率限值。

風(fēng)機(jī)單位風(fēng)量耗功率、空調(diào)循環(huán)水泵耗電輸冷（熱）比滿足國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)值要求。

2.3.2 節(jié)水器具

以 GB/T 18870－2016《節(jié)水型產(chǎn)品技術(shù)條件與管理通則》為設(shè)計(jì)要求，除衛(wèi)生器具、綠化灌溉和冷卻塔以外的其他用水均采用了節(jié)水技術(shù)或措施。大便器、小便器、水龍頭、淋浴噴頭等衛(wèi)生器具的用水效率等級(jí)均達(dá)到 1 級(jí)要求。各衛(wèi)生器具的用水效率等級(jí)指標(biāo)如表 3 所示。

表3 各衛(wèi)生器具的用水效率等級(jí)指標(biāo)

2.3.3 環(huán)境空氣凈化

由于項(xiàng)目所處地區(qū)室外空氣條件并不優(yōu)質(zhì)，而美國(guó)健康 WELL 鉑金級(jí)對(duì)于室內(nèi)空氣質(zhì)量的要求又極其嚴(yán)格，所以項(xiàng)目綜合考慮了空氣處理能力以及室內(nèi)的空氣質(zhì)量處理后的品質(zhì)保證，選擇了與辦公大樓中央空調(diào)不相連的獨(dú)立空氣過(guò)濾系統(tǒng)，通過(guò)空氣質(zhì)量傳感器來(lái)控制系統(tǒng)的啟停和加載負(fù)荷。

表4 傳統(tǒng)過(guò)濾與駐電極凈化技術(shù)的對(duì)比表

圖7 駐電極空氣凈化技術(shù)處理流程示意圖

2.3.4 綠色建材

綠色建材是指在全生命周期內(nèi)可減少對(duì)天然資源消耗和減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境影響，具有“節(jié)能、減排、便利、可循環(huán)”特征的建材產(chǎn)品。

目前綠色建材評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)是指依據(jù)綠色建材評(píng)價(jià)技術(shù)要求，確定建材的相應(yīng)等級(jí)。標(biāo)識(shí)等級(jí)從低到高分為一星級(jí)、二星級(jí)、三星級(jí)（標(biāo)識(shí) LOGO 如圖 8 所示）。并且綠色建材的應(yīng)用比例，已經(jīng)作為得分項(xiàng)被納入了 GB 50378－2019《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》7.2.18 條。

圖8 綠色建材標(biāo)識(shí)

根據(jù)《綠色建材評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》（第一版），可以進(jìn)行綠色建材評(píng)價(jià)的產(chǎn)品類別包括：砌體材料、保溫材料、預(yù)拌混凝土材料、建筑節(jié)能玻璃、陶瓷磚、衛(wèi)生陶瓷、預(yù)拌砂漿。

辦公項(xiàng)目在采購(gòu)過(guò)程中，會(huì)針對(duì)玻璃幕墻、混凝土、砌體保溫材料等進(jìn)行嚴(yán)格比選，盡可能提高綠色建材標(biāo)識(shí)的材料用量。

2.4 智慧運(yùn)行

由于近年來(lái)室內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題受到了廣泛關(guān)注，辦公項(xiàng)目兼顧國(guó)家綠建標(biāo)準(zhǔn)、健康標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)參考北歐室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)“全樓新風(fēng)系統(tǒng)+室內(nèi)污染物監(jiān)測(cè)發(fā)布系統(tǒng)”設(shè)計(jì)，綜合提高室內(nèi)辦公品質(zhì)，空氣質(zhì)量發(fā)布系統(tǒng)界面效果圖如圖 9 所示。

工業(yè)4.0、智能制造等概念在行業(yè)內(nèi)掀起了很大的熱潮，未來(lái)的市場(chǎng)將以消費(fèi)者為主，定制化、智能化和專業(yè)化將成為發(fā)展趨勢(shì)，企業(yè)如果不能持續(xù)創(chuàng)新，便難逃被淘汰的命運(yùn)。當(dāng)前智能制造成為行業(yè)熱點(diǎn)詞，面對(duì)如此的發(fā)展趨勢(shì)，有人大膽創(chuàng)新，有人望而止步。而臺(tái)達(dá)作為一家歷史悠久的企業(yè)，能夠做到從外部趨勢(shì)來(lái)審視企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，不斷的研發(fā)創(chuàng)新，逐步打造出成功的企業(yè)品牌。2018年11月12日，由全球電源管理與散熱解決方案提供商臺(tái)達(dá)組織，以“打造智慧城市樣本，助力企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)”為主題的案例探訪活動(dòng)在武漢正式啟動(dòng)，跟隨臺(tái)達(dá)的腳步，體會(huì)企業(yè)的成功之道。

圖9 空氣質(zhì)量發(fā)布系統(tǒng)效果示意圖

2.5 生活便利

2.5.1 室內(nèi)健身

與室外健身相比，室內(nèi)健身運(yùn)動(dòng)可以不受天氣、空氣質(zhì)量等室外環(huán)境因素限值，合理配置室內(nèi)健身場(chǎng)地和器材對(duì)保障人員健康具有十分重要的意義。

辦公項(xiàng)目在室內(nèi)設(shè)置 285 m2健身房，同時(shí)根據(jù)建筑總?cè)藬?shù)的 0.5 %，合理設(shè)置免費(fèi)供員工使用的健身器材，例如提高心肺功能的跑步機(jī)、橢圓機(jī)、劃船器、健身車(chē)，促進(jìn)肌肉強(qiáng)化的組合器械、舉重床、全蹲架、上拉欄等，并且配有使用說(shuō)明。

2.5.2 室外健身

按照整個(gè)項(xiàng)目規(guī)劃用地 43 346.5 m2核算：在項(xiàng)目商業(yè)裙房屋頂上分撒設(shè)置小型種植農(nóng)場(chǎng)，總面積 200 m2，滿足總用地面積的 5 %；在戶外，結(jié)合景觀設(shè)置 87 m2的室外交流場(chǎng)地，滿足總用地面積的 0.2 %；同時(shí)設(shè)置 350 m2的室外健身場(chǎng)地，滿足總用地面積的 0.8 %，同時(shí)配備多種免費(fèi)健身器材。

室外步行場(chǎng)地設(shè)有直飲水設(shè)施，與室外健身場(chǎng)地直飲水設(shè)施共用，力求鼓勵(lì)人們將健康、生活、運(yùn)動(dòng)有機(jī)結(jié)合。由于整個(gè)項(xiàng)目用地東西長(zhǎng)和南北長(zhǎng)均不超過(guò) 200 m，故室外直飲水點(diǎn)合理設(shè)置 4 個(gè)，采用分散式直飲水設(shè)備，且室外直飲水設(shè)備可以與室外交流場(chǎng)地 100 m 范圍內(nèi)設(shè)有直飲水設(shè)施共用（建議室外健身場(chǎng)地與室外交流場(chǎng)地設(shè)置時(shí)就近考慮）。

3 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)下，中美綠建雙認(rèn)證項(xiàng)目已經(jīng)不再具備領(lǐng)先地位，中美綠色+健康多重認(rèn)證已經(jīng)逐漸成為開(kāi)發(fā)商、設(shè)計(jì)師的新“寵兒”。本文通過(guò)對(duì)當(dāng)下最為主流的綠色+健康標(biāo)準(zhǔn)組合認(rèn)證的重點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行剖析，力求幫助設(shè)計(jì)師們?cè)O(shè)計(jì)出更為優(yōu)秀的建筑作品，推動(dòng)綠色、健康建筑事業(yè)的發(fā)展！Q