環(huán)境國(guó)際公約履約大樓的綠色實(shí)踐

路斌 劉加根 章戀 柳建鋒/LU Bin, LIU Jiagen, ZHANG Lian, LIU Jianfeng

1 項(xiàng)目概況

環(huán)境國(guó)際公約履約大樓（簡(jiǎn)稱“履約大樓”，圖1～8）位于北京市西城區(qū)西直門與新街口豁口之間的北草廠路交口處的桃園危改小區(qū)H地塊，北臨北二環(huán)主路，南側(cè)為后英房胡同，是環(huán)境保護(hù)部環(huán)境保護(hù)對(duì)外合作中心利用國(guó)際無(wú)償援助資金開展的建設(shè)項(xiàng)目。履約大樓毗鄰西直門地鐵站與積水潭地鐵站，交通十分便利，建筑北側(cè)建設(shè)有20m寬綠化帶，視線開闊，綠化和環(huán)境空間條件優(yōu)越，建筑城市空間形態(tài)良好，具備較好的城市景觀緩沖空間。

大樓采用框架剪力墻混合結(jié)構(gòu)體系，總建筑面積為30 191m2，其中地上為鋼結(jié)構(gòu)，建筑面積為22 468 m2；地下為框架鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，建筑面積為7 723m2；地上9層，地下2層，檐口高36m。履約大樓地下一層為食堂、車庫(kù)及相關(guān)設(shè)備用房（圖5）；一、二層為公共區(qū)域，層高均為4.8m，為對(duì)外合作中心內(nèi)部以及外來(lái)工作人員使用的接待、會(huì)議及技術(shù)展示等服務(wù)區(qū)域（圖6）；三層至八層為綜合辦公區(qū)，層高3.67m（圖7）；九層為綜合辦公區(qū)及健身房、閱覽室等，層高為3.58m。每層分為東、西兩個(gè)辦公組團(tuán)，保證房間凈高為2.7m，走道凈高2.4m；并結(jié)合東、西內(nèi)庭以及中部生動(dòng)的雙層挑高空間，創(chuàng)造一個(gè)環(huán)境舒適、景觀幽雅的辦公環(huán)境。

圖1 東南立面

圖2 北立面

圖3 西中庭仰視

圖4 建筑幕墻及地下餐廳采光天窗

圖5 地下一層平面

圖8 建筑總平面

圖9 北京氣候條件分析

圖10 建筑圍護(hù)構(gòu)思

圖11 建筑遮擋分析

項(xiàng)目建設(shè)之初就確立了運(yùn)用最佳實(shí)用技術(shù)建設(shè)節(jié)能示范工程的目標(biāo)，通過(guò)中、意兩國(guó)的建筑師、工程師、建設(shè)者的通力合作，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)可持續(xù)發(fā)展建筑的目標(biāo)，并于2010年12月通過(guò)了由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部組織的綠色建筑示范工程驗(yàn)收及綠色建筑認(rèn)證，成為中國(guó)少數(shù)幾棟通過(guò)三星級(jí)綠色建筑運(yùn)行標(biāo)識(shí)認(rèn)證的綠色建筑

2 綠色實(shí)踐

作為一個(gè)從項(xiàng)目啟動(dòng)之初就立志要進(jìn)行深度“可持續(xù)設(shè)計(jì)”的建筑，履約大樓從方案到設(shè)計(jì)到施工及最后運(yùn)營(yíng)始終踐行諸多綠色建筑理念，本文著重從設(shè)計(jì)角度探尋履約大樓的深度可持續(xù)設(shè)計(jì)實(shí)踐。最佳實(shí)用技術(shù)運(yùn)用是整個(gè)大樓的核心設(shè)計(jì)理念，強(qiáng)調(diào)的是設(shè)計(jì)優(yōu)先、技術(shù)搭臺(tái)、環(huán)保結(jié)果。

“設(shè)計(jì)優(yōu)先”著重強(qiáng)調(diào)“因地制宜，被動(dòng)優(yōu)先，主動(dòng)技術(shù)優(yōu)化”，被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略的選擇是基于北京氣候條件以及場(chǎng)地條件的分析基礎(chǔ)之上，對(duì)建筑整體形態(tài)進(jìn)行全方位的控制。在控制過(guò)程中，建筑師、工程師、綠色建筑咨詢等各個(gè)領(lǐng)域設(shè)計(jì)者從方案階段即開始交流互動(dòng)，對(duì)于關(guān)鍵的問(wèn)題，采用模擬輔助設(shè)計(jì)的手段協(xié)助決策?！凹夹g(shù)搭臺(tái)”在于“主動(dòng)技術(shù)優(yōu)化”，通過(guò)高效的暖通空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)、節(jié)能燈具及照明控制以及節(jié)水技術(shù)等諸多措施，來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、優(yōu)異的室內(nèi)外環(huán)境，最終達(dá)到“環(huán)保結(jié)果”的目標(biāo)。

2.1 被動(dòng)式設(shè)計(jì)優(yōu)先

2.1.1 建筑體型

按照中國(guó)氣候帶劃分，北京地處寒冷地帶，其冬季氣溫小于5℃為2 603小時(shí)，夏季氣溫高于26℃為1 184小時(shí)（圖9），冬有采暖，夏需空調(diào)。同時(shí)，擬建地段北臨交通干道北二環(huán)主路，交通噪音較大，加之北京冬季盛行寒冷的西北風(fēng)，出于屏蔽北部噪音、阻擋西北寒風(fēng)的要求，建筑北立面在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量地封閉，較少使用保溫較差的透明圍護(hù)，窗戶設(shè)置僅滿足基本的采光需求。擬建場(chǎng)地南部為住宅小區(qū)，東西側(cè)為辦公大樓，周圍建筑對(duì)擬建建筑有一定的陽(yáng)光遮擋。基于以上幾點(diǎn)考慮，建筑體型在設(shè)計(jì)過(guò)程中確定了如下3個(gè)策略。

（1）小體型系數(shù)。建筑首先需要考慮盡可能減少建筑與室外的熱交換，降低熱損失。一個(gè)通常的途徑就是表面積最小化，即追求建筑體型簡(jiǎn)潔，以降低體型系數(shù)。履約大樓體型系數(shù)僅為0.13。

（2）坐北朝南，北合南開（圖10）。出于屏蔽北部噪音、阻擋北京冬季西北寒風(fēng)的要求，建筑北立面盡可能地封閉，且盡可能地降低保溫較差的透明面積，僅滿足基本的采光需求；與之相對(duì)應(yīng)的，建筑南立面盡可能地開敞，在合理的范圍內(nèi)增大開窗，最大限度自然通風(fēng)采光，冬季獲得太陽(yáng)得熱降低采暖負(fù)荷，夏季進(jìn)行自然通風(fēng)降低空調(diào)負(fù)荷。

（3）模擬輔助設(shè)計(jì)。在建筑設(shè)計(jì)同時(shí)，通過(guò)模擬輔助設(shè)計(jì)手段來(lái)幫助設(shè)計(jì)師確定最終建筑造型。

圖12 室外風(fēng)環(huán)境模擬

圖13 建筑北側(cè)室外微地形阻止冬季惡劣風(fēng)環(huán)境

首先對(duì)建筑最為關(guān)心的冬夏日照角度進(jìn)行分析。建筑北部無(wú)居住建筑，故不需要考慮對(duì)周圍建筑的日照遮擋影響問(wèn)題，相反的，需要研究毗鄰建筑產(chǎn)生的陰影和每個(gè)立面的日照水平，目的是找到圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最佳方案。通過(guò)模擬，可以發(fā)現(xiàn)建筑南立面全年都受到陽(yáng)光照射，西立面在下午受到陽(yáng)光直射，而東立面除了較高的樓層外，其余大部分時(shí)間形成陰影，因此需要采取不同的處理方法（圖11）。

其次，通過(guò)CFD手段，對(duì)不同階段的建筑體量室外風(fēng)環(huán)境進(jìn)行模擬優(yōu)化，從而達(dá)到一個(gè)可接受的最佳體量與室外環(huán)境布置。通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn)，由于與毗鄰建筑形成了風(fēng)口效應(yīng)，冬季在主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)情況下，最大風(fēng)速出現(xiàn)在建筑兩側(cè)通道處，相反，夏季東南風(fēng)由于南側(cè)建筑遮擋，室外風(fēng)速都在3m/s以下（圖12）?；诖朔治?，設(shè)計(jì)中著重解決冬季通道處風(fēng)環(huán)境惡劣之工況，通過(guò)在建筑北側(cè)營(yíng)造室外微地形以及種植喬灌結(jié)合綠化，形成綠化屏障，保證冬季的室外最大風(fēng)速低于5m/s，有效改善室外微環(huán)境（圖13）。

2.1.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑外圍護(hù)作為室內(nèi)外空間的唯一屏障，其熱工性能決定了整個(gè)建筑系統(tǒng)的能耗狀況。大樓設(shè)計(jì)合理吸收了北京市《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》地方標(biāo)準(zhǔn)的精髓，對(duì)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)做了如下幾點(diǎn)“氣候應(yīng)對(duì)化”策略。

（1）小窗墻比，合理應(yīng)用透明幕墻。在玻璃幕墻日益流行的今天，如何合理地利用玻璃幕墻這把“雙刃劍”已成為所有建筑師不可避免的話題。大面積玻璃幕墻在建筑立面美觀角度較實(shí)墻有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，但是由于過(guò)大的玻璃幕墻以及性能設(shè)計(jì)的不合理、施工質(zhì)量差等原因，致使采用大玻璃幕墻建筑物的采暖、空調(diào)能耗劇增。與實(shí)體非透明墻相比，玻璃幕墻建筑通常夏熱冬冷，冬季幕墻內(nèi)表面溫度低，容易產(chǎn)生結(jié)露，冷輻射嚴(yán)重，室內(nèi)舒適度差；夏季炎熱如蒸籠，空調(diào)能耗高；有的幕墻建筑過(guò)渡季無(wú)法開窗通風(fēng)，空調(diào)、采暖時(shí)間長(zhǎng)，且眩光嚴(yán)重，影響室內(nèi)的正常使用。針對(duì)以上研究，建筑最終確定窗墻比如表1所示，屬于同類建筑中的較低水平。

（2）提高建筑保溫隔熱性能。在能耗模擬軟件優(yōu)化指導(dǎo)之下，建筑最終圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)及綜合遮陽(yáng)系數(shù)設(shè)計(jì)值如表1所示。

（3）南、北主入口設(shè)置旋轉(zhuǎn)門，保證建筑的密閉效果，以減少能源消耗。幕墻氣密性達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑幕墻》中3級(jí)要求。

2.1.3 遮陽(yáng)設(shè)計(jì)

建筑南立面采用了玻璃幕墻系統(tǒng)，能夠在冬季有效吸收太陽(yáng)輻射從而降低建筑采暖負(fù)荷，但在夏季，如不精心設(shè)計(jì)遮陽(yáng)，即使是使用了遮陽(yáng)系數(shù)小于0.5的中空Low-E玻璃，幕墻仍然會(huì)成為空調(diào)能耗超高的“罪魁禍?zhǔn)住?。基于以上共識(shí)，建筑合理采用了外遮陽(yáng)與內(nèi)遮陽(yáng)相結(jié)合的技術(shù)。

（1）外遮陽(yáng)設(shè)計(jì)

建筑外遮陽(yáng)主要出于降低運(yùn)行能耗角度考慮，防止夏季過(guò)多的太陽(yáng)輻射熱進(jìn)入到室內(nèi)。通過(guò)綜合考慮各種形式的遮陽(yáng)方案，包括可調(diào)遮陽(yáng)與固定遮陽(yáng)分析，最終確定建筑遮陽(yáng)方案如下：北立面不設(shè)置遮陽(yáng)裝置，東、西、南立面外窗上部設(shè)500mm寬水平鋁合金遮陽(yáng)板（圖14、15），東南弧墻外結(jié)合建筑造型設(shè)鋁合金遮陽(yáng)百葉（建筑方案之初為可調(diào)遮陽(yáng)，經(jīng)過(guò)比選及安全性分析，最終方案設(shè)定為固定角度的固定遮陽(yáng)，圖16）。

圖14 西、南側(cè)水平遮陽(yáng)

圖15 南側(cè)水平遮陽(yáng)

圖16 南側(cè)弧墻遮陽(yáng)

圖17 建筑剖面（注：方案階段選用圓形光線反射裝置，最終設(shè)備購(gòu)買為方形。）

圖18 中庭追光系統(tǒng)

圖19 吊裝掛件反射裝置

圖20 室內(nèi)反光板原理及實(shí)物照片

圖21 建筑北側(cè)高側(cè)采光窗

圖22 地下食堂采光天窗

（2）內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)計(jì)

內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)計(jì)從原理上分析，對(duì)建筑能耗影響很小，因?yàn)橄募咎?yáng)得熱已經(jīng)進(jìn)入到室內(nèi)并成為空調(diào)負(fù)荷，但是通過(guò)內(nèi)遮陽(yáng)的使用，避免了陽(yáng)光直接射入室內(nèi)，保證了靠窗工作區(qū)間的熱舒適度。東、西中庭天窗設(shè)置電動(dòng)遮陽(yáng)簾。

2.1.4 自然通風(fēng)與自然采光

結(jié)合東、西雙中庭統(tǒng)籌建筑自然通風(fēng)與自然采光是建筑設(shè)計(jì)的一大亮點(diǎn)。整個(gè)大樓平面布局圍繞東、西中庭展開，中庭設(shè)計(jì)之初即賦予了調(diào)節(jié)大樓內(nèi)部“微氣候”的概念，中庭的大小以及頂部的開口面積是根據(jù)辦公室自然通風(fēng)與自然采光的需求決定，東、西中庭尺寸分別為12.80m×7.35m、12.80m×12.80m（圖17）。

（1）自然通風(fēng)

通過(guò)東、西中庭的設(shè)置，能夠有效地通過(guò)熱壓效應(yīng)建立起穩(wěn)定的自然通風(fēng)，結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)確定適宜的頂部開口尺寸：夏季和過(guò)渡季開啟進(jìn)行熱壓自然通風(fēng)，降低能耗的同時(shí)增加室內(nèi)外空氣的互動(dòng)，提高室內(nèi)空氣品質(zhì)；冬天關(guān)閉，形成溫室效應(yīng)，保證室內(nèi)適宜的氣候。

（2）采光優(yōu)化

圖23 ECOTECT采光模擬驗(yàn)證

中庭能夠有效地改善室內(nèi)頂部自然采光效果，但隨著建筑的增高，中庭底部的采光效果較中庭上部大打折扣?；诖耍ㄖ谥型ロ敳堪惭b太陽(yáng)光反射裝飾，能夠在不同的日照時(shí)間內(nèi)有效地將太陽(yáng)光反射到中庭底部，增加中庭底部的天然采光性能（圖18）。同時(shí)，在中庭內(nèi)部通過(guò)枝狀的吊裝掛件反射裝置，可以有效地將光線反射至各個(gè)方向，增強(qiáng)室內(nèi)的自然采光均勻度（圖19），使中庭周邊走廊的天然采光系數(shù)平均值明顯增加，人工照明耗電量則有所降低。通過(guò)模擬，建筑中庭周邊走廊的照明耗電量由采用追光系統(tǒng)前的4 928.48kWh降為3 511.33kWh，為原有的71.25%，每年節(jié)省照明耗電量1 417.15kWh。

除了中庭改善建筑內(nèi)部自然采光外，由于建筑外區(qū)空間進(jìn)深較大（一般側(cè)窗采光有效區(qū)域?yàn)榕R窗6～10m），仍然需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)對(duì)策如下：南向結(jié)合內(nèi)遮陽(yáng)的反光板，可以將室外光線反射至屋頂天花板，從而增加采光進(jìn)深（圖20）；北側(cè)采用條狀的高側(cè)窗，增加自然采光進(jìn)深（圖21）；同時(shí)，合理結(jié)合地上采光窗設(shè)置，改善地下室采光水平（圖4、22）。

通過(guò)以上措施，采用ECOTECT軟件進(jìn)程驗(yàn)證模擬，大樓內(nèi)主要功能空間室內(nèi)采光系數(shù)滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求的面積占主要功能區(qū)總面積的78.7%（表2、圖23）。

2.2 空調(diào)與照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.1 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）溫濕度獨(dú)立控制的創(chuàng)新實(shí)踐

溫濕度獨(dú)立控制是近年來(lái)暖通實(shí)踐過(guò)程中比較大的創(chuàng)新之一，其核心特點(diǎn)在于摒棄常規(guī)的空調(diào)室內(nèi)溫度與濕度一起控制的措施，采用不同系統(tǒng)單獨(dú)控制室內(nèi)溫度與濕度。常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)為了除濕，空調(diào)冷凍水出水溫度一般都在7℃以下，冷機(jī)能效比（COP）較出水溫度16℃情況下要低20%～30%左右。溫濕度獨(dú)立控制策略的基本思路是通過(guò)不同的系統(tǒng)分別控制室內(nèi)的溫度和濕度，單獨(dú)控制室內(nèi)溫度的系統(tǒng)冷機(jī)出水溫度能夠高達(dá)16℃，系統(tǒng)綜合COP大大提高，從而達(dá)到高效節(jié)能的目的，其可采用的末端一般為：以去除顯熱負(fù)荷為目的的輻射末端或者干式風(fēng)機(jī)盤管等干式末端裝置，大樓主體選用了吊頂式空氣誘導(dǎo)器（冷梁）作為干式末端裝置（圖24）；而室內(nèi)潛熱則由以去除潛熱負(fù)荷為目的的送風(fēng)系統(tǒng)作為末端裝置，即新風(fēng)系統(tǒng)。

表1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)做法、傳熱系數(shù)及綜合遮陽(yáng)系數(shù)設(shè)計(jì)值

表2 建筑各功能區(qū)采光模擬結(jié)果總統(tǒng)計(jì)

圖24 冷梁誘導(dǎo)通風(fēng)系統(tǒng)

圖25 冷梁室內(nèi)氣流組織

圖26 雨水收集池構(gòu)造

圖27 雨水收集池實(shí)地照片

冷熱源部分，大樓采用了一臺(tái)離心機(jī)組和一臺(tái)水冷螺桿雙工況制冷機(jī)組，離心制冷機(jī)負(fù)責(zé)全樓的低溫冷凍水（冷凍水供/回水溫度7℃/12℃），為全樓的空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組及首層和地下一層的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)提冷源，由于采用了高效離心機(jī)，機(jī)組滿負(fù)荷COP能達(dá)到7.85。螺桿機(jī)組負(fù)責(zé)全樓的高溫冷凍水（冷凍水供/回水溫度16℃/19℃,），為冷梁（吊頂式空氣誘導(dǎo)器）、二層至九層風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)和地下一層廚房操作間新風(fēng)機(jī)組提供冷源，機(jī)組COP能達(dá)到9。

需要強(qiáng)調(diào)的，冷梁系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中取消了風(fēng)機(jī)，從而降低了運(yùn)行噪音。從冷梁流出的空氣形成兩股方向相反的氣流，沿著吊頂流向冷梁的兩側(cè)，這樣的氣流形成了非常好的室內(nèi)氣流組織，且冷梁的冷凍水供水溫度較傳統(tǒng)空調(diào)高，減小了換熱溫差，避免了在冷梁下活動(dòng)的人有吹風(fēng)感及干冷的感覺，提高了空調(diào)系統(tǒng)的舒適度（圖25）。

（2）其他節(jié)能措施應(yīng)用

① 所有的水泵采用變頻控制。

② 使用特性比較獨(dú)立的物業(yè)用房、首層展廳（銀行）、首層咖啡廳等功能房間，根據(jù)實(shí)際功能需求，靈活選用中央空調(diào)（VRV）或分體式空調(diào)器等空調(diào)設(shè)施，避免“因?yàn)橐粋€(gè)房間整座大樓空調(diào)都需開啟”的不節(jié)能運(yùn)行概率的出現(xiàn)。

③ 采用排風(fēng)熱回收技術(shù)降低新風(fēng)負(fù)荷，排風(fēng)和新風(fēng)在屋頂?shù)男嘛L(fēng)機(jī)組內(nèi)進(jìn)行熱交換后排至室外。

④采用環(huán)境友好型制冷劑。

2.2.2 照明設(shè)計(jì)及控制優(yōu)化

大樓內(nèi)的辦公室燈具采用Dali數(shù)字調(diào)光技術(shù)。由于室內(nèi)空間的縱深不同，自然采光強(qiáng)度出現(xiàn)變化：近窗區(qū)域采光條件好，不需要人工照明；而遠(yuǎn)窗區(qū)域采光條件差，就需要一定的人工照明來(lái)補(bǔ)光?；谶@一特點(diǎn)，設(shè)計(jì)在辦公室照明引入了恒照度控制概念，恒照度是指人工照明和自然照明互補(bǔ)，使工作面保持在工作所需的照明程度上。與之相對(duì)應(yīng)的是在辦公區(qū)內(nèi)，按照8m柱距的區(qū)域設(shè)置移動(dòng)感應(yīng)及照度探測(cè)器，對(duì)覆蓋區(qū)域內(nèi)人員的存在情況進(jìn)行探測(cè)同時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)照度，從而達(dá)到照明節(jié)能的目的。

2.3 節(jié)水設(shè)計(jì)

2.3.1 雨水收集回滲

圖28 大樓主體鋼結(jié)構(gòu)

圖29 蜂窩鋁復(fù)合大理石板

圖30 硅藻土墻面涂料

圖31 大廳碎大理石壓制地磚

圖32 太陽(yáng)能集熱器

圖33 太陽(yáng)熱水系統(tǒng)原理

在雨水利用方面，采用了雨水收集回滲的方式，設(shè)置兩個(gè)兼有蓄水功能的景觀水池，集蓄大樓場(chǎng)地內(nèi)雨水，用于雨水回滲。通過(guò)滲排龍濾水層將雨水滲透到周圍土壤內(nèi)，改善周圍土壤環(huán)境。雨水回滲流程是：首先流入雨水收集池，其表面鋪有200mm厚、兼作景觀用的雜色天然卵石，卵石下鋪約100mm厚石英砂濾水層，之后為無(wú)紡布隔離濾水層，無(wú)紡布下面就是滲排龍濾水層，多余的雨水可通過(guò)大礫石后滲入土壤，改善土壤生態(tài)環(huán)境（圖26、27）。

2.3.2 節(jié)水器具及中水利用

衛(wèi)生間內(nèi)采用節(jié)水衛(wèi)生潔具，如大便器、自帶遠(yuǎn)紅外自動(dòng)沖洗閥的小便器及非觸摸紅外感應(yīng)式水嘴。所有水嘴、沖便器系統(tǒng)、便器沖洗閥、淋浴器等衛(wèi)生設(shè)備需符合《節(jié)水型生活用水器具》(CJ164-2002)標(biāo)準(zhǔn)。

大樓內(nèi)預(yù)設(shè)中水系統(tǒng)，在市政中水管網(wǎng)達(dá)到接入條件后，可接入市政中水。中水系統(tǒng)用于本建筑的沖廁用水，道路場(chǎng)地澆灑及綠化用水等。

2.4 節(jié)材設(shè)計(jì)

大樓主體結(jié)構(gòu)所用混凝土全部采用預(yù)拌混凝土，減少了對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的污染，地上部分主體結(jié)構(gòu)采用鋼框架結(jié)構(gòu)（圖28），大大降低了樓體結(jié)構(gòu)重量，同時(shí)鋼材可以實(shí)現(xiàn)再回收利用。另外大樓外墻體材料采用新型隔熱保溫墻體材料，如高效復(fù)合砌塊、隔熱Low-E玻璃斷橋復(fù)合幕墻等。在裝飾材料的選用上盡可能采用綠色環(huán)?？稍偕牟牧希瑑?nèi)墻粉刷選用了硅藻土墻體材料（圖30），其本身不具有污染性，還能吸收裝修和家具散發(fā)出來(lái)的有害氣體，如甲醛等。室外實(shí)體幕墻采用蜂窩鋁復(fù)合大理石板（圖29），具有材料重量輕、節(jié)省結(jié)構(gòu)鋼材及石材用量、減少環(huán)境破壞等效果。另外為了提高廢物利用率，體現(xiàn)節(jié)能、綠色環(huán)保的理念，大樓內(nèi)大廳鋪設(shè)的地磚是利用大理石的邊角料粉碎加工而成，相對(duì)普通大理石而言，還具有外形美觀平整、圖案顏色豐富多樣的特點(diǎn)（圖31）。

2.5 可再生能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.5.1 太陽(yáng)能熱水利用

項(xiàng)目采用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)為餐飲廚房、各樓衛(wèi)生間洗手盆提供熱水，利用防凍液作為載熱劑，采用帶蓄熱功能的電加熱器作為輔助熱源。貯熱式電加熱器的運(yùn)行充分利用低谷電價(jià)，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。為了實(shí)現(xiàn)集熱系統(tǒng)的集熱性能最優(yōu)化，通過(guò)模擬分析確定集熱器的角度為40°（圖32、33）。

2.5.2 光伏一體化設(shè)計(jì)

在利用光熱的同時(shí)，大樓充分利用自身?xiàng)l件進(jìn)行光伏一體化設(shè)計(jì)實(shí)踐：在大樓西南側(cè)安裝有光電幕墻，利用太陽(yáng)能進(jìn)行光伏發(fā)電，發(fā)電量約為20KW，可并入建筑內(nèi)電網(wǎng)，整個(gè)系統(tǒng)無(wú)人值守，自動(dòng)保護(hù)（圖34）。通過(guò)2010年1月～12月全年統(tǒng)計(jì)，光伏發(fā)電量為9 878kWh，占建筑總用電比例0.68%（圖35）。

3 回顧與反思

圖34 光伏發(fā)電幕墻

圖35 光伏發(fā)電發(fā)電量統(tǒng)計(jì)分析

履約大樓于2009年投入使用，至今已有兩年時(shí)間。在“因地制宜，被動(dòng)優(yōu)先，主動(dòng)技術(shù)優(yōu)化”的設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下，履約大樓參考2006年頒布的國(guó)家“綠色三星”標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，綜合采用了包括建筑一體化遮陽(yáng)、高效圍護(hù)結(jié)構(gòu)、東西雙中庭及中庭追光系統(tǒng)，有效實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)與采光設(shè)計(jì)；采用溫濕度獨(dú)立控制理念，結(jié)合高溫冷水機(jī)組及冷梁（吊頂式空氣誘導(dǎo)器）系統(tǒng)大幅度降低空調(diào)采暖能耗；采用帶有照度及存在感應(yīng)裝置的數(shù)字智能照明系統(tǒng)，對(duì)照明實(shí)現(xiàn)分區(qū)控制降低照明能耗；采用雨水收集及市政中水利用，節(jié)約水資源消耗，改善土壤生態(tài)環(huán)境；利用太陽(yáng)能光熱提供大樓生活熱水及太陽(yáng)能光伏發(fā)電等多項(xiàng)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的綠色示范技術(shù)，營(yíng)造了一個(gè)優(yōu)良辦公環(huán)境，最大可能地降低建筑能耗的同時(shí)，也為寒冷地區(qū)辦公類綠色建筑的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)有益的實(shí)踐示范。

從兩年多來(lái)的運(yùn)行實(shí)踐及住建部綠色示范工程驗(yàn)收情況來(lái)看，筆者認(rèn)為，在建筑項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中應(yīng)注意以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

（1）建筑設(shè)計(jì)應(yīng)首先從能源、建筑的全生命周期運(yùn)營(yíng)角度入手，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析；同時(shí)在建筑設(shè)計(jì)之初就應(yīng)對(duì)建筑的運(yùn)行管理予以考慮。

（2）從能源綜合利用的角度選取適合的中央空調(diào)運(yùn)用方式，開展系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；同時(shí)，在設(shè)備采購(gòu)時(shí)，重點(diǎn)考慮涉及提高能效的設(shè)備、設(shè)施。

（3）關(guān)注室內(nèi)的熱舒適度預(yù)測(cè)，特別是建筑南北、上下的可能出現(xiàn)的區(qū)位溫差過(guò)大問(wèn)題。

（4）確定合理的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)備布置方案，降低流程能耗損失及減少補(bǔ)熱電量消耗。

（5）由于太陽(yáng)能光電設(shè)施與外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì)，難以使光伏發(fā)電板處于最佳發(fā)電角度，在以后的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)引起重視。

總體說(shuō)來(lái)，履約大樓建設(shè)是中、意兩國(guó)環(huán)境管理部門以及設(shè)計(jì)師旨在踐行“綠色、低碳”的有益嘗試，是適時(shí)最佳實(shí)用技術(shù)運(yùn)用的探索。項(xiàng)目于2010年成功通過(guò)國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部綠色建筑示范工程驗(yàn)收并獲得了綠色建筑三星認(rèn)證，其成功經(jīng)驗(yàn)為北京地區(qū)辦公樓類型項(xiàng)目選用實(shí)用、可行技術(shù)建設(shè)綠色節(jié)能建筑起到一定的示范作用。