基于綠色建筑理念的高速公路服務區(qū)設計研究

周詩欽 湖南省高速公路集團有限公司協(xié)調部副部長、中級工程師

一、綠色建筑理念的內涵

綠色建筑中的“綠色”泛指建筑在全壽命期內，通過低能耗的智能運維，最大限度地實現(xiàn)土地資源、電能源、水資源等能源的節(jié)約，在此基礎上為使用者提供高效舒適、健康環(huán)保的生活空間，保持人與自然和諧相處。其具體涉及超低能耗、產業(yè)化建筑施工及智能運維管理等多個方面，目的是通過能源節(jié)約促進人類社會經濟可持續(xù)發(fā)展。

1、超低能耗

我國廣泛使用的綠色性能指標為安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節(jié)約和環(huán)境宜居5 個部分，主要強調的是環(huán)境增益。在綠色建筑設計之初，全方位把控建筑耗能，除了照明、供暖、空調三部分外，利用能耗監(jiān)測平臺對電器、熱水、炊事等多方面進行監(jiān)測，時時關注室內環(huán)境，通過不斷調控對整體能耗進行優(yōu)化。目前，許多綠色建筑都采用了地源熱泵供暖供冷、太陽能熱水2 種可再生能源技術，有效減少了煤、電、天然氣、水等資源的消耗，與現(xiàn)行公共建筑節(jié)能標準相比，這種綠色建筑每年可減少二氧化碳排放量40%以上。此外，建筑外窗都配備有電動外遮陽設備；建筑主體分層設置集中式新風系統(tǒng)并設機房，新風系統(tǒng)采用全熱回收裝置，設置微靜電高效空氣凈化器，保證PM2.5 過濾效率不低于97%；新風的送風管均設置消聲裝置，以削弱風管噪聲對使用者的影響[2]。

2、裝配式施工

為進一步減少能源浪費，國家出臺了相關文件以促進裝配式建筑產業(yè)發(fā)展，鼓勵發(fā)展資源集成模式，產業(yè)化建筑施工也將成為未來工程建設的重點模式。裝配式施工主要具有以下優(yōu)點：一是節(jié)約耗材，對比傳統(tǒng)現(xiàn)澆模式節(jié)水20%以上，木材使用節(jié)約50%以上，節(jié)約50%左右的抹灰砂漿，整個建造過程中能極大降低能源消耗；二是降低環(huán)境污染，對比傳統(tǒng)建造方式能減少至少65%以上的建筑垃圾；三是工程安全性及工程質量顯著高于傳統(tǒng)建造模式，建造工程主體為工業(yè)化生產模式，相較傳統(tǒng)手工試作業(yè)有更大的質量優(yōu)勢，施工精度也有大幅提高，誤差在毫米級，由于減少對人工的依賴，事故發(fā)生率較低；四是結構抗震性能好，這種裝配式建筑采用一次成型建筑設計方法，相較傳統(tǒng)建筑抗震性更強。

3、智能運維管理

《綠色建筑評價標準》實施以來進行過3次修改，最后都以“與自然和諧共生”為結尾，足以證明綠色建筑最關鍵強調的是人與自然的和諧關系。通過將現(xiàn)代化智能技術手段與建筑工程相融合，從改變自然變?yōu)槿谌胱匀弧诰G色建筑中已廣泛采用智能遮陽系統(tǒng)、熱源地泵系統(tǒng)、太陽能光電技術、透水地面系統(tǒng)、智能監(jiān)控、自動報警和滅火系統(tǒng)以及智能設備管理系統(tǒng)，這些新技術助推了運維管理智能化發(fā)展，通過內裝工業(yè)化使得色彩、空間、光環(huán)境與功能相適應；通過智能家居增強人體對環(huán)境的感知，最終為使用者帶來愉悅的體驗。通過智能管理平臺進行運維管理，可以確保使用者所處環(huán)境時刻以最佳狀態(tài)運作，盡享安全、舒適與便捷[3]。

二、基于綠色建筑理念的高速公路服務區(qū)設計思路

與城市建筑相比，高速公路服務區(qū)所處環(huán)境空曠，可能無法享受天然氣、供熱等豐富的市政設施資源，但卻擁有更好的風力、光能、綠地等自然資源。因此，在高速公路服務區(qū)建設過程中，要充分遵循因地制宜的原則，圍繞綠色節(jié)能進行規(guī)劃施工。

1、服務區(qū)建筑地址選擇原則：因地制宜，最大限度地實現(xiàn)建筑與自然的有機融合

為避免服務區(qū)建設造成的生態(tài)失衡，在地址選擇上，要盡量避開耕地及林地，選用荒地或者廢棄土地，將對自然的改造降至最小程度；盡量減少施工便道的建設，結合自然地形，做好服務區(qū)選址；結合周邊市政配套設施情況，充分考慮污染水、各類垃圾的排放及處置工作，減少對地表植被的損壞；建筑朝向要進行合理規(guī)劃，對太陽能、風能等進行充分利用，盡量利用自然光照，以減少對電能等能源的消耗[4]?？傊諈^(qū)的選址要充分考慮周邊環(huán)境，在為司乘人員提供舒適休憩服務的同時，最大限度地實現(xiàn)建筑與自然有機融合。

2、服務區(qū)建筑總體布局策略：合理進行功能分區(qū)，最大限度地提升資源使用率

服務區(qū)建筑要合理地對不同服務功能進行分區(qū)，通過對室內功能的合理安排，最大限度地提升資源使用率。以停車場建造為例，停車場與加油場所進行關聯(lián)布局，既要滿足來往車輛的耗能供給，還要使車輛避免堵塞，便捷到達停車場，同時要避免對主服務區(qū)域的建筑產生過多干擾[5]。例如，可以在選址中央建設服務區(qū)綜合大樓，分別建設前后2個停車場，后停車場作為大型客貨車的專門停車場地，減少此類重型車對服務區(qū)大樓的干擾。在停車場入口設置機修間，出口處建設加油站，同時，對前后停車場進行綠化，栽種大量喬木，為司乘人員提供舒適的停車環(huán)境。

一是美味獼猴桃嫁接對萼獼猴桃雄性營養(yǎng)系，親合力最好，成活率可以達到80%以上，而且嫁接出來的樹長勢良好，不會出現(xiàn)“小腳”，也沒有發(fā)現(xiàn)潰瘍病感染。嫁接的苗木生產出來的果實口感好，不影響品質。張清明認為，對萼獼猴桃的雄性優(yōu)系有望成為獼猴桃嫁接砧木首選。由此可以初步確定，美味獼猴桃選用水楊桃嫁接時，應選擇水楊桃里邊的雄性營養(yǎng)系，并采用高位嫁接法建園（克服“小腳”現(xiàn)象）。

3、服務區(qū)建筑物環(huán)境設計維度：合理利用朝向、綠化、材質，提升建筑環(huán)境舒適度

（1） 朝向選擇

可按照地域不同設計不同朝向的服務區(qū)綜合建筑，在體型上適合采用長方形，以南北朝向為主，減少日出及落日對窗戶玻璃的直照，有效利用夏季自然風實現(xiàn)熱能散發(fā)，以減少空調耗能。

（2） 有效利用建筑綠化增加舒適度

通過內外部綠化，如利用大型盆栽對內庭進行美化，增加濕度；大型喬木種植對外部環(huán)境進行優(yōu)化，減少揚塵，提升往來人員的舒適感。

（3） 服務區(qū)廣場地面材質選擇

目前，我國較早建造的服務區(qū)多采用硬質的混凝土地面作為廣場地面建設的主要材料，這種材料雖耐磨且具有較高的承載力，但其過于吸熱，反射率較高，在夏季吸收較高熱量的同時向外反射熱能，這種炙熱感會降低來往人員的舒適度。因此，建議在小型車停車廣場及步行區(qū)域選擇透水性更好的地面材質。

（4） 服務區(qū)節(jié)能設備設計思路：設計與應用可循環(huán)再生、能耗低的節(jié)能系統(tǒng)與設備

一是屋頂光伏發(fā)電節(jié)能。高速公路服務區(qū)在向司乘人員提供服務的過程中離不開電能的使用，在建筑設計中可以采用屋頂光伏發(fā)電，在電能使用上實現(xiàn)自給自足，減少污染物排放，達到節(jié)能環(huán)保效果。

二是為過往車輛提供清潔與再生能源。在服務區(qū)加油站的建設過程中，需要預留出電動汽車的充電樁的位置及LNG 加氣站預留位置。

三是實現(xiàn)水資源循環(huán)利用。在南方多雨的地區(qū)可以安裝雨水回收系統(tǒng)及凈化系統(tǒng)，作為公共衛(wèi)生區(qū)域及草坪灌溉等雜用水使用。此外，可以在服務區(qū)公共衛(wèi)生間安裝感應便器及紅外感應水龍頭，既能保證衛(wèi)生，又能實現(xiàn)節(jié)能。

三、基于綠色建筑理念的高速公路服務區(qū)設計案例

1、服務區(qū)選址

該高速公路為東西走向，最初選址時，在確定服務區(qū)應建的大體區(qū)域后，采取了分段排除法，做到了因地制宜，最大限度地實現(xiàn)了建筑與自然的有機融合。該區(qū)域東側為一片林場，西側有大量耕地，但在其間有一廢棄工廠，占地面積約3000 m2。為減少對環(huán)境的破壞，經與相關部門溝通，將廢棄工廠作為服務區(qū)建設用地，建了上下兩層，總面積為1350 m2的服務區(qū)綜合大樓。

2、主要綠色節(jié)能技術設計

基于綠色建筑理念，該高速公路服務區(qū)進行了合理的功能分區(qū)，最大限度地提升資源使用率。

（1）溫度控制設計

一是朝向設計。服務區(qū)建筑設計為南北朝向，建筑東西兩側為實墻，在一定程度上避免了陽光透過玻璃幕墻增加室內溫度的問題。二是墻體材料設計。建筑外墻使用新型環(huán)保材料，降低了夏季高溫對大樓內部的熱能輻射，在冬季也能起到保溫作用。三是建筑門窗設計。使用塑鋼架框及雙層中空玻璃，更好地提升了整體建筑對溫度控制的性能。四是屋頂材料設計。使用50 mm 以上厚度的擠塑聚苯板對屋頂進行覆蓋，減少了外部環(huán)境對服務區(qū)綜合樓內部溫度的影響。

（2）節(jié)水設計

在服務區(qū)綜合樓前方及后方的步行區(qū)域地面以下安裝深圳某公司設計的雨水收集系統(tǒng)，同時與該公司合作，安裝了污水凈化系統(tǒng)，將雨水及污水統(tǒng)一處理為雜水，用于服務區(qū)內的綠化灌溉、公共衛(wèi)生間用水等，提高了水能源地節(jié)約水平。

（3）光伏發(fā)電設計

在服務區(qū)屋頂安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，能解決服務區(qū)全部用電的60%以上，有效減少了服務區(qū)電能消耗。

（4）太陽能供暖設計

屋頂安裝太陽能集熱板，解決冬季服務區(qū)室內取暖及全年熱水供應，減少了對不可再生資源的依賴。

3、環(huán)境設計

一是服務區(qū)綠化設計。在小型車停車場種植喬木，減少揚塵；在大型車停車場種植草坪，美化環(huán)境。

二是地面透氣、透水性設計。除大型車停車場外，小型車停車場及步行區(qū)均采用透水性、透氣性較好的材質鋪設，減少了地面對熱能的吸收，提升了司乘人員的舒適感。

三是綜合樓內部綠化。綜合樓內部放置了大量綠色盆栽，在美化室內環(huán)境的同時有效提高了室內濕度。