重慶國華天平大廈綠色超高層辦公建筑設(shè)計實(shí)踐Design Practice for Green Super-High Office Building-A Case Study ofGuohua Tianping Plaza in Chongqing

謝崇實(shí)（重慶市設(shè)計院，重慶400015）

重慶國華天平大廈綠色超高層辦公建筑設(shè)計實(shí)踐
Design Practice for Green Super-High Office Building-A Case Study ofGuohua Tianping Plaza in Chongqing

謝崇實(shí)
（重慶市設(shè)計院，重慶400015）

作為重慶首個綠色超高層三星級建筑，國華天平大廈從項目設(shè)計初期即對不同星級綠色建筑的技術(shù)體系進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性分析，確立了適宜的三星級綠色建筑技術(shù)體系，并一直貫穿項目的整個設(shè)計流程。該文重點(diǎn)對國華天平大廈綠色建筑的設(shè)計思路以及主要綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行闡述，為綠色超高層辦公建筑在重慶地區(qū)的實(shí)施提供典型示范。

重慶；綠色建筑；設(shè)計實(shí)踐；整合設(shè)計

1　項目概況

國華天平大廈位于重慶市江北嘴中央商務(wù)區(qū)。該商務(wù)區(qū)是一個集金融、保險、商務(wù)總部辦公，同時兼容商業(yè)、服務(wù)業(yè)、居住等多種功能的金融中心區(qū)，總開發(fā)量約630萬m2，是未來重慶市形象展示的窗口。國華天平大廈項目用地位于江北嘴中央商務(wù)區(qū)南側(cè)濱江地段，北通中央公園、南臨嘉陵江，交通便捷，景觀條件優(yōu)越。項目功能定位是包含金融總部機(jī)構(gòu)及附屬服務(wù)的高端金融類辦公物業(yè)，總用地10893m2，總建筑面積140335.20m2，其中地下建筑面積53191.34m2，地上建筑面積87143.86m2。地上部分分為A、B兩個塔樓，A塔31層，B塔26層，裙房11層。除裙房部分局部為展廳外，12層及以上均為標(biāo)準(zhǔn)辦公空間（如圖1、圖2）。

國華天平大廈項目于2011年立項，2013年3月完成施工圖設(shè)計，2015年1月完成主體竣工驗(yàn)收，2015年6月于北京中國城市科學(xué)研究會通過綠色超高層三星設(shè)計標(biāo)識答辯，獲得由住建部頒發(fā)的“三星級綠色建筑設(shè)計標(biāo)識證書”

（如圖3）。該項目已于2016年6月通過竣工驗(yàn)收，正式投入使用。

圖1　國華天平大廈總平面圖

圖2　國華天平大廈濱江效果圖

圖3　重慶國華天平大廈三星級綠色建筑設(shè)計標(biāo)識證書

2　綠色建筑設(shè)計策略與技術(shù)選擇

2.1整合設(shè)計指導(dǎo)下的設(shè)計策略

1981年，生態(tài)設(shè)計先驅(qū)西姆范·德·萊恩（Sim Van Der Ryn）首次提出了“整合設(shè)計”的概念，認(rèn)為“整合設(shè)計”是在建筑設(shè)計過程中和諧利用其它形式能量，并將這種利用體現(xiàn)在建筑環(huán)境的形式中。在這種原則的指導(dǎo)下，整合設(shè)計其實(shí)是一種非傳統(tǒng)的綠色建筑設(shè)計的設(shè)計方法。在綠色建筑設(shè)計過程中，需要不同專業(yè)的工程師密切參與其中，利用自己的專業(yè)知識為綠色建筑設(shè)計提供全程技術(shù)支撐。

項目自立項伊始，就確定了以獲得三星級綠色建筑設(shè)計標(biāo)識為目標(biāo)，力求將項目建成重慶地區(qū)首個具有綠色超高層三星設(shè)計標(biāo)識的5A甲級辦公樓，實(shí)現(xiàn)建筑與自然和諧共生，最大限度地節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境和減少污染，為建筑空間的使用者提供健康、舒適和高效的室內(nèi)空間環(huán)境，成為重慶本地一個可持續(xù)辦公物業(yè)的良好范例。

在項目的設(shè)計過程中，業(yè)主方從方案設(shè)計階段開始，就建立了包含建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、機(jī)電工程師、智能化工程師、綠色建筑顧問、物業(yè)顧問、景觀設(shè)計師、成本預(yù)算師、裝修設(shè)計師等項目工程各相關(guān)方的綜合性項目團(tuán)隊。由承擔(dān)項目土建及機(jī)電設(shè)計的重慶市設(shè)計院作為項目總負(fù)責(zé)，立足于項目目標(biāo)而不僅僅是綠色目標(biāo)的視角來協(xié)調(diào)各個項目參與團(tuán)隊。在項目方案設(shè)計階段，通過項目協(xié)調(diào)會進(jìn)行綠色理念的宣貫；根據(jù)業(yè)主需求及項目特性，因地制宜地提出項目設(shè)計計劃，從節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能、節(jié)材、室內(nèi)環(huán)境五個方面進(jìn)行綜合考慮；同時提出上述計劃在施工過程中及物業(yè)管理中的計劃及相關(guān)實(shí)施要求。這些工作，使得項目各方參與者自項目伊始便明確各自在項目設(shè)計建造過程中需要完成的工作要點(diǎn)，避免了傳統(tǒng)綠色建筑設(shè)計模式中“先設(shè)計、后審圖”帶來的繁復(fù)，保證了項目的順利推進(jìn)以及設(shè)計施工的質(zhì)量。

以三星級綠色建筑標(biāo)識為目標(biāo)對設(shè)計團(tuán)隊提出了更復(fù)雜和綜合的設(shè)計要求。參與該項目的重慶市設(shè)計院團(tuán)隊，曾完成重慶市首個一星級綠色建筑設(shè)計標(biāo)識項目以及首個二星級綠色建筑設(shè)計標(biāo)識項目，這些工程積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)，在幫助綠建顧問團(tuán)隊因地制宜地選擇適合重慶本地的技術(shù)策略方面，起到了積極的推動作用。

2.2綠色技術(shù)的選擇

在進(jìn)行建筑方案設(shè)計的同時，項目各利益相關(guān)方即對項目綠色目標(biāo)實(shí)施的可行性進(jìn)行了分析，對實(shí)現(xiàn)不同等級綠色建筑的技術(shù)組合、增量成本、投資回報等進(jìn)行了總體評估。在初步設(shè)計之前，業(yè)主方與項目團(tuán)隊在綠建顧問的協(xié)助下，基于《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50378-2006［1］與《綠色超高層建筑評價技術(shù)細(xì)則》［2］，并結(jié)合《綠色建筑評價技術(shù)指南》［3］共同確定了實(shí)現(xiàn)綠色建筑三星設(shè)計標(biāo)識目標(biāo)的技術(shù)組合方案，用于指導(dǎo)項目的深化設(shè)計，以及施工流程（詳見表1、表2）。經(jīng)過業(yè)主方在施工圖完成后的投資核算，與重慶本地常規(guī)的甲級寫字樓比較，該項目的綠色建筑增量成本約為190元/m2。

表1　項目綠色建筑三星達(dá)標(biāo)情況表

3　主要綠色建筑技術(shù)應(yīng)用

3.1節(jié)地與室外環(huán)境

項目從規(guī)劃初期即對項目周邊進(jìn)行了風(fēng)環(huán)境模擬分析，用于指導(dǎo)項目的布局與規(guī)劃設(shè)計，確立了“雙塔+空中連廊”的規(guī)劃設(shè)計方案，形成了清晰、流暢的自然通風(fēng)通道以及景觀視線通道。

重慶市主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槎颈憋L(fēng)，夏季西北風(fēng)，春秋季西北偏北風(fēng)。通過CFD技術(shù)進(jìn)行的通風(fēng)模擬結(jié)果可知，夏季建筑前后壓差為3.45Pa，春秋季建筑前后壓差為6.25Pa，滿足風(fēng)壓自然通風(fēng)的要求，有較高的室外環(huán)境舒適度。同時，無論冬季還是夏季，項目周邊人行區(qū)域通風(fēng)狀況良好，人行高度處最大風(fēng)速均小于5m/s，符合人行舒適度的要求（如圖4、圖5）。

圖4　冬季1.5m高處風(fēng)速矢量圖

項目采用了屋頂綠化和垂直綠化，屋頂綠化位于裙房7層屋頂，塔樓連廊23層屋頂和塔樓B屋頂（如圖6）。裙房7層的屋頂花園主要作為望江平臺，布置有觀賞性的地被植物。該項目在A塔樓西側(cè)車庫入口上方設(shè)有垂直綠化（如圖7），面積約為331.1m2。綠化物種選擇了適宜重慶氣候和土壤條件的鄉(xiāng)土植物（詳見表3），采用包含喬、灌木的復(fù)層綠化；深根喬木種植土最小深度1.5m，淺根喬木種植土最小厚度0.9m，大灌木種植土最小厚度0.6m，確保植物成活率達(dá)到100%。

表2　項目綠色建筑技術(shù)選用表

圖5　冬季1.5m高處風(fēng)速分布圖

圖6　綠化布置示意圖

圖7　垂直綠化效果圖

項目基地對外交通十分方便，軌道交通6號線大劇院站距離項目主要出入口不足500m，有利于辦公人員通過公共交通綠色出行。同時，在停車位設(shè)置上，增加非機(jī)動車停車設(shè)施；并為特殊人員設(shè)置了12個無障礙停車位，由無障礙停車位直接推門即可進(jìn)入大樓的電梯廳，方便快捷。項目充分開發(fā)地下空間，作為機(jī)動車、非機(jī)動車停車以及設(shè)備間。項目的地下建筑面積53191.34m2，地下建筑面積與建筑占地面積之比達(dá)到917.7%，占項目總建筑面積近4成，大大緩解了地面停車壓力。

表3　主要綠化物種表

3.2節(jié)能與能源利用

對超高層辦公建筑而言，節(jié)能是綠色建筑的一個重要內(nèi)容，對于項目實(shí)際運(yùn)營中的能耗降低具有重要意義。因此從項目設(shè)計之初，就確定了節(jié)能率65%的能耗目標(biāo)。在項目設(shè)計過程中，設(shè)計團(tuán)隊與綠色顧問共同對圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能、空調(diào)系統(tǒng)形式和效率、照明系統(tǒng)節(jié)能、智能化控制節(jié)能等方面進(jìn)行技術(shù)分析，最終確定了設(shè)計方案。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面，項目在設(shè)計中重點(diǎn)強(qiáng)化外墻及外窗的熱工性能。外墻采用100mm厚垂直纖維巖棉保溫板+200mm厚厚壁型燒結(jié)頁巖空心砌塊，傳熱系數(shù)0.55W/（m2·K）；外窗采用8mm半鋼化+1.52PVB+8mm雙銀Low-E半鋼化+12A+8mm鋼化中空夾膠玻璃，傳熱系數(shù)2.10W/（m2·K），遮陽系數(shù)0.31，可見光透射比0.48。這使得圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能實(shí)現(xiàn)全年采暖和空調(diào)負(fù)荷比節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)參照值低3%以上。同時，幕墻可開啟面積比超過5%，使過渡季節(jié)可通過開啟外窗提高建筑室內(nèi)的熱舒適度。

項目的冷熱源由江北嘴2號能源中心供給。能源中心制冷采用高位電制冷+水源熱泵+冰蓄冷技術(shù)，制熱采用水源熱泵的技術(shù)，冰蓄冷容量占設(shè)計日負(fù)荷30%，所有冷機(jī)效率均在5.65以上。并根據(jù)功能和使用特征進(jìn)行空調(diào)分區(qū)設(shè)計，地下車庫、大堂以及裙房部分的銀行、展廳等采用吊裝式空氣處理機(jī)組或風(fēng)機(jī)盤管組加獨(dú)立新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)；塔樓標(biāo)準(zhǔn)辦公區(qū)則采用全空氣單風(fēng)道變風(fēng)量VAV空調(diào)系統(tǒng)；設(shè)置排風(fēng)熱回收裝置，采用轉(zhuǎn)輪式全熱回收方式，焓效率＞50%，熱回收效率＞60%，各層排風(fēng)系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置，新風(fēng)經(jīng)過熱回收機(jī)組處理后送至各空調(diào)機(jī)組或新風(fēng)空調(diào)器。消防及監(jiān)控室中心采用帶熱回收功能的多聯(lián)式分體空調(diào)，由于消控間常年制冷，室外機(jī)放出的廢熱將直接回收利用于制備生活熱水，熱泵機(jī)組的制冷量為40kW。

照明系統(tǒng)按照各區(qū)域照明功率密度目標(biāo)值進(jìn)行設(shè)計，熒光燈采用T5、LED燈管，并采用建筑智能化系統(tǒng)對公共區(qū)域分區(qū)定時控制系統(tǒng)以及地下車庫的感應(yīng)控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。地下車庫，裙房公共區(qū)域和A、B塔樓的公共區(qū)域一般照明均由BAS自動化控制系統(tǒng)通過時間設(shè)定達(dá)到定時和模式控制，地下車庫同時配有感應(yīng)控制。

自動扶梯與自動人行道具有節(jié)能拖動及節(jié)能控制裝置，并設(shè)置自動控制自動扶梯與自動人行道啟停的感應(yīng)傳感器。電梯具備按程序集中調(diào)控和群控的功能，并采用節(jié)能型能量需求不大于2.5KWh/（t·Km）。

低壓配電出線安裝智能電量表，設(shè)置建筑用能管理系統(tǒng)，對空調(diào)、樓層照明插座、動力用電等按功能和用途分別進(jìn)行計量，并直接由建筑智能化系統(tǒng)進(jìn)行管理。

3.3節(jié)水與水資源利用

在水資源綜合利用方面，項目設(shè)計中選用節(jié)水型衛(wèi)生潔具，坐便器采用節(jié)水型雙沖馬桶，小便器采用感應(yīng)式低沖流量；洗手盆采用延時自閉及感應(yīng)自閉式水嘴。地面綠化采用復(fù)層設(shè)計，植物種類均為耐旱性的本地植物，綠化灌溉采用微灌系統(tǒng)，100%采用江水源尾水工程項目處理過的中水進(jìn)行綠化灌溉，達(dá)到100%不使用可飲用水灌溉。同時，項目以市政江水源尾水中水系統(tǒng)供水作為水景補(bǔ)水以及綠化澆灌、道路澆灑，地庫沖洗等。非傳統(tǒng)水源利用率達(dá)到了26.76%。

3.4節(jié)材與材料資源利用

作為150m高度的高層辦公樓，兩棟塔樓在21-23層通過一個連廊連接；項目外立面為全封閉幕墻，因項目位于江邊，為了能有一個舒適的辦公環(huán)境及最大化的臨江面，減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件的遮擋，結(jié)構(gòu)設(shè)計團(tuán)隊對大廈的結(jié)構(gòu)布置方案進(jìn)行了比選。最終依據(jù)材料的經(jīng)濟(jì)性、可循環(huán)性和建筑空間使用的適用性等方面考慮，從混凝土框架核心筒結(jié)構(gòu)、鋼框架核心筒結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土框架核心筒結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)體系中，最終采用了混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系（詳見表4）。項目采用的HRB400級以上的鋼筋用量占受力鋼筋總用量的89%，可循環(huán)材料用量比例10.37%。同時，業(yè)主在租戶協(xié)議中要求辦公區(qū)域采用可循環(huán)利用隔斷，如輕鋼龍骨石膏板隔墻、玻璃隔斷等，實(shí)現(xiàn)項目可變化空間靈活隔斷比例達(dá)到99.7%。此外，項目在建筑形體設(shè)計上采用了簡約的現(xiàn)代風(fēng)格，體現(xiàn)出高品質(zhì)的現(xiàn)代辦公建筑風(fēng)格。外立面材料采用石材、金屬及玻璃幕墻，干凈簡潔，無多余綴飾。項目無裝飾性構(gòu)建，減少了材料的不必要浪費(fèi)。

表4　上部結(jié)構(gòu)不同體系對比

3.5室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量

辦公樓對室內(nèi)環(huán)境中的采光、噪聲以及熱舒適度控制要求較高。項目室內(nèi)溫濕度、新風(fēng)量滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005［4］的設(shè)計要求。室內(nèi)照度、照度均勻度、統(tǒng)一眩光值、光源顯色性能均滿足《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2004［5］的要求。外墻屋面均采用外保溫體系，幕墻經(jīng)結(jié)露校核，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度均高于室內(nèi)露點(diǎn)溫度。

項目94%以上的主要功能房間的室內(nèi)采光系數(shù)滿足要求。同時，9層廣場設(shè)有水景，水景底部采用鋼化夾膠透明玻璃，與地下車庫直接相連，為8層地下車庫提供天然采光，該層19.79%的面積滿足地下車庫采光要求。

在噪聲控制方面，辦公室之間隔墻采用輕鋼龍骨石膏板，雙層雙面，內(nèi)填50mm厚巖棉。玻璃幕墻采用8mm半鋼化+ 1.52PVB+8mm雙銀Low-E半鋼化+12A+8mm鋼化中空夾膠玻璃，阻隔室外噪聲。主要的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備均設(shè)于地下室機(jī)房內(nèi)，機(jī)房由土建作吸聲處理，通風(fēng)機(jī)和循環(huán)水泵等設(shè)備均選高效、低噪聲及振動小的設(shè)備，且均設(shè)置橡膠或彈簧減震器或彈簧減振吊鉤，配套電機(jī)均設(shè)隔音罩。

考慮到展廳和餐廳人員比較密集，人流變化較大，展廳和餐廳每個房間各設(shè)置2個CO2傳感器，根據(jù)室內(nèi)的CO2濃度值監(jiān)控新風(fēng)閥的開度。辦公部分也設(shè)置CO2傳感器，根據(jù)辦公室內(nèi)CO2濃度值和新風(fēng)溫度增加/減少新風(fēng)量或全新風(fēng)運(yùn)行，充分利用新風(fēng)免費(fèi)供冷并確保CO2濃度維持在衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)。在地下車庫排風(fēng)口處設(shè)置CO氣體濃度傳感器，自動控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行。各房間均設(shè)置控制面板，可獨(dú)立控制溫濕度。

3.6運(yùn)營管理

項目設(shè)置建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）對整個建筑的機(jī)電設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行檢測和遠(yuǎn)程控制，以達(dá)到最佳節(jié)能效果，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的控制目標(biāo)，定制合理保養(yǎng)計劃，延長機(jī)電設(shè)備使用壽命，提高辦公運(yùn)營環(huán)境舒適程度和設(shè)備運(yùn)行的自動監(jiān)測能力。BAS系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備包括以下設(shè)備與系統(tǒng)：空調(diào)換熱站、變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)換氣機(jī)、新風(fēng)機(jī)組、單風(fēng)道型VAV、并聯(lián)型FPB、送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、排風(fēng)（煙）機(jī)、空調(diào)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、公共照明、電梯與消防電梯、自動扶梯、智能化管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備、生活水可調(diào)式減壓閥組、排水（污）等設(shè)備。對空調(diào)系統(tǒng)的各個設(shè)備和狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整。

4　結(jié)語

由于超高層辦公要實(shí)現(xiàn)三星級綠色建筑具有一定的技術(shù)難度，因而對設(shè)計團(tuán)隊提出了更復(fù)雜和綜合的設(shè)計要求。這些要求使得設(shè)計團(tuán)隊在完成項目規(guī)劃、建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、智能化等專業(yè)設(shè)計的同時，需要與景觀、幕墻、環(huán)境資源、室內(nèi)裝修、綠色建筑、LEED等顧問咨詢團(tuán)隊密切配合，更加注重設(shè)計協(xié)調(diào)運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)項目整體的綠色建筑目標(biāo)。

項目建筑節(jié)能率達(dá)到66.78%，68%空調(diào)采暖以及10.99%的生活熱水量采用可再生能源，非傳統(tǒng)水源利用率達(dá)到25.36%，可再循環(huán)建筑材料用量比達(dá)到11.63%，各項指標(biāo)均充分體現(xiàn)了“四節(jié)一環(huán)?！钡木G色設(shè)計理念。作為重慶市首個商業(yè)地產(chǎn)領(lǐng)域三星級綠色建筑設(shè)計標(biāo)識項目，以及首個三星級綠色建筑設(shè)計標(biāo)識超高層項目，其綠色建筑設(shè)計流程和技術(shù)體系應(yīng)能作為重慶地區(qū)超高層辦公類綠色建筑的一個示范性案例。

［1］中華人民共和國住建部.GB/T 50378-2006綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

［2］中華人民共和國住建部.綠色超高層建筑評價技術(shù)細(xì)則［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

［3］住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技發(fā)展促進(jìn)中心.綠色建筑評價技術(shù)指南［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

［4］中華人民共和國住建部.GB50189-2005公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

［5］中華人民共和國住建部.GB50034-2004［建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

As the firstgreen super-high office building of three stars in Chongqing,Guohua Tianping Plaza,the technicaland econom ic feasibility of the technology system for variousgreen buildingsare analyzed at its initialdesign stage,so a technology system suitable for three-stargreen building is confirmed and applied throughout thewhole design process.This paper focuseson design thoughtsand themain technological application of Guohua Tianping Plaza,agreen building,in hopeofoffering some references.

Chongqing;green building;design practice;integration design

TU247

A

1671-9107（2016）10-0011-05

10.3969/j.issn.1671-9107.2016.10.011

2016-07-06

謝崇實(shí)（1984-），男，廣西賀州人，研究生，工程師，主要從事綠色建筑整合設(shè)計。