徐 舟 朱 煒

隨著國家標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50378—2019）的執(zhí)行，從國家和行業(yè)層面對綠色建筑的設(shè)計、施工與運(yùn)維提出了更高的要求。提升綠色設(shè)計質(zhì)量，讓使用者有真實的綠色與健康體驗，建設(shè)者獲得綠色收益，需要在項目的方案階段就開展基于正向理念的設(shè)計工作。所謂正向設(shè)計是有別于補(bǔ)丁式的“綠色”設(shè)計流程，即在規(guī)劃布局、建筑功能與造型設(shè)計過程中充分考慮綠色性能，以真正實現(xiàn)項目的綠色、環(huán)保目標(biāo)[1]。

自2005年第一個全國性綠色建筑技術(shù)規(guī)定文件——《綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則》頒布以來，截至2018年，全國和各地方頒布實施了53個各類綠色建筑設(shè)計規(guī)范性文件[2]。設(shè)計單位依據(jù)這些規(guī)范性文件開展設(shè)計，保障了綠色建筑工作的全面推進(jìn)。但是大部分的設(shè)計單位以條目式的規(guī)范文件為依據(jù)，以實現(xiàn)綠色建筑規(guī)范為目標(biāo)選用技術(shù)路線、開展設(shè)計，在建筑方案階段并未充分考慮綠色性能，以選用“合適、經(jīng)濟(jì)”的技術(shù)、設(shè)備為方法，修補(bǔ)原建筑方案的不足，實現(xiàn)“綠色”的目標(biāo)。

中天建設(shè)集團(tuán)建筑設(shè)計研究院依托中天控股集團(tuán)全國前列的工程服務(wù)、地產(chǎn)置業(yè)與社區(qū)服務(wù)事業(yè)優(yōu)勢，長期開展綠色建筑項目的設(shè)計與服務(wù)，探索有中天特色的綠色建筑全生命周期建設(shè)路線，逐步摸索了一套以目標(biāo)和效果為導(dǎo)向的綠色建筑正向設(shè)計方法。

1 正向綠色設(shè)計的工作思路（圖1）

圖1 正向綠色建筑設(shè)計工作路線

綠色建筑的設(shè)計與建設(shè)涉及建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電多個專業(yè)，以及相關(guān)的多項技術(shù)。對于各項技術(shù)的適用性進(jìn)行分析，統(tǒng)計常用的綠色建筑技術(shù)，研究各項技術(shù)對建設(shè)項目的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)影響，篩選出適宜性的技術(shù)是開展正向綠色建筑設(shè)計的基礎(chǔ)[3]。

在設(shè)計過程中，利用成熟的綠色分析軟件在方案階段幫助建筑師有針對性地開展環(huán)境設(shè)計優(yōu)化，是正向綠色設(shè)計的基本思路。分析不同的技術(shù)特點，針對項目的環(huán)境、功能特點，在“四節(jié)一環(huán)?！敝杏兴∩?。項目設(shè)計的不同階段，設(shè)定不同的設(shè)計目標(biāo)，以適宜性技術(shù)分析成果為基礎(chǔ)，開展建成環(huán)境模擬分析，進(jìn)行多方案比較，擇優(yōu)深化。

2 適宜性綠色技術(shù)分析與總結(jié)

總結(jié)以往綠色建筑工程的經(jīng)驗，是開展今后工作的基礎(chǔ)。浙江大學(xué)葛堅教授團(tuán)隊對浙江省獲得綠色建筑標(biāo)識的辦公與居住建筑項目所采用的56類技術(shù)分析的結(jié)果顯示常用技術(shù)中有24類屬于建筑設(shè)計相關(guān)的技術(shù)[4-5]。這說明基于建筑設(shè)計的綠色正向技術(shù)重要性。

對浙江省的綠色建筑案例以及中天控股建設(shè)的綠色建筑案例所采用的技術(shù)開展統(tǒng)計。其中采用率超過50%的技術(shù)作為常用綠色技術(shù)，在項目設(shè)計中優(yōu)先考慮。對于采用率不足50%的技術(shù)，單獨(dú)統(tǒng)計采用相關(guān)技術(shù)項目的建筑密度、建筑高度、綠地率、地下面積/建筑占地面積、建筑功能的關(guān)系，制定適宜性綠色建筑技術(shù)列表作為開展具體綠色設(shè)計的基礎(chǔ)（圖2）。

圖2 綠色適宜性技術(shù)分析流程

3 以目標(biāo)與效果為導(dǎo)向的正向設(shè)計

基于以上基礎(chǔ)工作的成果，在具體項目的設(shè)計中分規(guī)劃布局與建筑設(shè)計兩個階段分別開展基于綠色目標(biāo)與提升效果的設(shè)計。以中天設(shè)計2020年完成的合肥明悅廣場項目，在不同設(shè)計階段利用環(huán)境分析軟件，開展多方案對比，完成商業(yè)、辦公、酒店復(fù)雜綜合體的綠色二星設(shè)計。

合肥明悅廣場項目位于安徽省肥東縣的城市核心區(qū)域，定位為擁有二十四小時活力的一站式購物、餐飲、娛樂、辦公街區(qū)。項目總建筑面積13.9萬m2（其中地上9.9萬m2），容積率2.2，建筑密度45%，是一個高層高密度的商業(yè)綜合體。

基于綠色建筑適宜性技術(shù)的分析，將與建筑方案設(shè)計直接相關(guān)的場地?zé)崾孢m環(huán)境營造、噪聲控制、行人及休憩場所風(fēng)環(huán)境、室內(nèi)自然采光以及通風(fēng)優(yōu)化等5項技術(shù)作為正向優(yōu)化設(shè)計的方向。

3.1 規(guī)劃設(shè)計

在與業(yè)主進(jìn)行前期的項目定位與經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)討論后，明確項目的采用低層內(nèi)街加兩幢高層板樓布局模式。在規(guī)劃布局時針對項目商業(yè)功能要求，提出通過優(yōu)化設(shè)計改善場地室外商業(yè)經(jīng)營環(huán)境的目標(biāo)。

（1）布局模式的確定

分別對樓宇的高層板樓以及裙房布局的7種不同布局組合進(jìn)行分類。其中方案A1-A4為不同的高層板樓布局模式，方案B1-B3是不同的裙房布局模式。對各布局模式下的場地?zé)?、風(fēng)、噪聲環(huán)境進(jìn)行模擬，并根據(jù)結(jié)果對照新版《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》的得分情況進(jìn)行比對，選擇相對合適的方案（表1）。

表1 建筑布局模式對比表

（2）建筑布局優(yōu)化分析

商業(yè)廣場可能會組織各種商業(yè)活動，是室內(nèi)商業(yè)功能的自然延伸。商業(yè)廣場及周邊人行道路的物理環(huán)境對夏熱冬冷地區(qū)的商業(yè)綜合體的商業(yè)氛圍營造較為重要。理想的商業(yè)活動場地希望夏天有較多遮蔭，冬季避免北風(fēng)的侵襲，同時周邊噪聲得到有效控制。分別針對以上三個方面進(jìn)行模擬分析，并根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行預(yù)評分。

采用熱島模擬軟件分別模擬不同方案的夏季場地內(nèi)熱島強(qiáng)度（表2），對比不同方案在熱島強(qiáng)度數(shù)值在國標(biāo)中的得分，A1、B1、B3三個方案布局模式熱島強(qiáng)度最低（圖3）。

表2 不同布局模式熱島效應(yīng)對比表

圖3 不同布局模式熱島評價得分對比

圖4 不同方案室外風(fēng)環(huán)境評價得分對比

采用CFD軟件分別模擬各方案夏季與冬季場地通風(fēng)效果（表3）。夏季條件下，各方案場地內(nèi)人們活動區(qū)內(nèi)都有無風(fēng)區(qū)；冬季條件下只有A1方案室外人行區(qū)風(fēng)速低于5m/s，可能的戶外休息區(qū)風(fēng)速低于2m/s，室外風(fēng)速放大系數(shù)小于2，在場地入口處的巷道風(fēng)效應(yīng)最小。因此，在場地通風(fēng)比較中A1方案較優(yōu)。

表3 不同布局模式場地通風(fēng)效果對比表

采用環(huán)境噪聲軟件分別分析各方案晝夜環(huán)境噪聲情況（表4），模擬周邊快速路設(shè)計車速60km/h，城市干道設(shè)計車速40km/h，小型車400輛/h，中心城40輛/h的條件下，交通噪聲對場地的影響。A1和B3方案能夠達(dá)到較好的效果。

表4 不同布局模式場地噪聲情況對比表

對比7種布局模式下的熱島效應(yīng)、場地通風(fēng)和交通噪聲模擬數(shù)據(jù)，A1方案布局模式的綜合效果較好，因此作為規(guī)劃布局的深化方案開展建筑單體深化設(shè)計（圖5）。

圖5 不同方案噪聲環(huán)境評價得分對比

3.2 建筑設(shè)計

建筑的整體造型選擇受到業(yè)主、管理部門等多方面因素影響。在整體方案確定后，通過對建筑的能耗與自然采光分析，可以幫助建筑師選擇合適的細(xì)節(jié)設(shè)計、構(gòu)造措施優(yōu)化造型設(shè)計。

本項目在與業(yè)主協(xié)商后采用幕墻的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式。對于是否采用全玻璃幕墻形式，建筑師需要用數(shù)據(jù)說服業(yè)主采納更為合理的立面形式。在設(shè)計過程中，對比模擬南北全玻璃幕墻（方案1）， 50%窗墻比（方案2）以及40%窗墻比（方案3）3個方案在相同圍護(hù)結(jié)構(gòu)條件下的采暖空調(diào)負(fù)荷（表5）、采光系數(shù)（表6）以及眩光指數(shù)（DGI）（圖6）。

圖6 三種圍護(hù)結(jié)構(gòu)的自然采光性能

空調(diào)負(fù)荷模擬結(jié)果顯示全玻璃幕墻方案的能耗是另兩個方案的約1.3倍。在自持物業(yè)的情況下，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)性比對，幫助業(yè)主確定采用混合幕墻的方案。對比主要功能房間的采光系數(shù)，方案2比方案3有一定優(yōu)勢，經(jīng)過立面開透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)位置的調(diào)整，方案3的自然采光性能接近方案2，兩個性能較差的房間（面積比較大）的采光性能有明顯優(yōu)勢。綜合分析三種方案的建筑能耗、室內(nèi)自然采光性能，采用以方案3為基礎(chǔ)開展進(jìn)一步的建筑平立面設(shè)計。

3.3 最終方案

通過在規(guī)劃與建筑方案設(shè)計兩個階段的建筑建成性能模擬數(shù)據(jù)對比，建筑師與業(yè)主可以對于方案優(yōu)化方向進(jìn)行有效溝通。確保項目的設(shè)計成果實現(xiàn)綠色、經(jīng)濟(jì)、健康、審美的多目標(biāo)統(tǒng)一。雖然在方案階段增加了建模與分析的工作，但由于設(shè)計溝通更為順暢，減少不必要的反復(fù)，設(shè)計的進(jìn)度也完全按照原有計劃進(jìn)行。

項目的成果也符合2019新版綠色建筑預(yù)評價二星級的要求（圖7）。

結(jié)語

綠色建筑的正向設(shè)計是以建筑的使用效果提升為目標(biāo)，在建筑方案設(shè)計時利用環(huán)境分析軟件模擬分析建成后的實際效果，選擇相對較優(yōu)的設(shè)計方案。

正向設(shè)計的基礎(chǔ)是對以往綠色案例的總結(jié)，統(tǒng)計不同功能不同條件下應(yīng)采用的技術(shù)組合。在具體設(shè)計過程中，基于前期的統(tǒng)計和分析，結(jié)合具體項目的特點、需求制定相應(yīng)的技術(shù)路線，并分別在規(guī)劃階段、設(shè)計深化階段有針對性地進(jìn)行環(huán)境模擬分析以指導(dǎo)設(shè)計優(yōu)化。在這個過程中，對規(guī)劃設(shè)計階段和單體設(shè)計階段有所側(cè)重，節(jié)能優(yōu)化目標(biāo)與環(huán)境優(yōu)化目標(biāo)需要綜合考慮。

中天設(shè)計在工程項目設(shè)計中全面開展正向化的綠色建筑設(shè)計，很好地推動了中天建設(shè)集團(tuán)的綠色建筑品牌打造。實際工作中仍存在對以往案例技術(shù)統(tǒng)計分類不夠精細(xì)，缺少對采用技術(shù)的實際投資成本及效益的經(jīng)濟(jì)性分析，需要在以后的工作中進(jìn)一步開展相關(guān)的探索。

資料來源：

文中所有圖表均為作者自繪或自攝。