產(chǎn)業(yè)園區(qū)的綠色建筑設(shè)計(jì)

葛子勤， 劉曉宇

(1.合肥高新建設(shè)投資集團(tuán)公司，安徽 合肥 230088;2.深圳市建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司合肥分院，安徽 合肥 230061)

0 引 言

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，大多數(shù)城市為促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、提高區(qū)域創(chuàng)新能力，相繼建設(shè)各類型產(chǎn)業(yè)園區(qū)。何為產(chǎn)業(yè)園區(qū)？聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)園區(qū)是在一大片土地上聚集若干個(gè)企業(yè)的區(qū)域。近年來，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的規(guī)模越來越大，功能要求也越來越齊全，除了科研辦公、產(chǎn)品展示、中試廠房、檢測(cè)試驗(yàn)等基本需求外，商業(yè)配套、廚房餐飲、游泳健身、會(huì)議接待等需求也突顯出來。由于產(chǎn)業(yè)園區(qū)功能的全面及復(fù)雜，對(duì)各個(gè)專業(yè)的要求相應(yīng)提高，那么，如何在大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)園區(qū)建筑群中，體現(xiàn)可持續(xù)的綠色建筑設(shè)計(jì)，節(jié)約資源與能耗，顯得尤為重要，需在方案設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行綜合考慮，重點(diǎn)把控。

1 產(chǎn)業(yè)園區(qū)的典型綠色建筑設(shè)計(jì)技術(shù)措施

社會(huì)不斷發(fā)展，產(chǎn)業(yè)也具有多樣性的特征，很多勞動(dòng)者生活、工作相互交融，因此產(chǎn)業(yè)園區(qū)往往會(huì)成為鏈接城市、產(chǎn)業(yè)和生活的有機(jī)社區(qū)，綠色園區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)更應(yīng)合理考慮使用者的需求,努力創(chuàng)造優(yōu)美、和諧的環(huán)境，提高建筑室內(nèi)舒適度，改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，保障安全，降低環(huán)境污染，同時(shí)為人們提高工作效率創(chuàng)造條件。產(chǎn)業(yè)園區(qū)的綠色建筑設(shè)計(jì)，提倡以被動(dòng)式設(shè)計(jì)手法為主。

1.1 地下室采光通風(fēng)設(shè)計(jì)

地下空間的合理開發(fā)利用對(duì)于城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著較大的推動(dòng)作用：一是能緩解土地供需矛盾。地下空間的開發(fā)利用減小了用地面積，把城市平面外向擴(kuò)展變成城市立體發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了土地多重使用。二是優(yōu)化了基地環(huán)境。地下空間開發(fā)利用能減小對(duì)基地周圍環(huán)境的破壞。三是改善交通狀況。開發(fā)地下空間能夠有效地疏散人流和車流，緩和地面交通，有效改善路面狀況、加快車流速度。四是能促進(jìn)人防和防災(zāi)、避災(zāi)工作。

產(chǎn)業(yè)園區(qū)的地下室通常范圍較大，如何改善地下室的自然采光和通風(fēng)環(huán)境，是綠色建筑設(shè)計(jì)需要考慮的重要問題，可以通過設(shè)置采光通風(fēng)井、下沉庭院，以及導(dǎo)光筒的方式來實(shí)現(xiàn)。

經(jīng)開區(qū)智能裝備園項(xiàng)目的大地下室在非人防區(qū)域通過設(shè)置下沉庭院、12個(gè)采光通風(fēng)井和36個(gè)導(dǎo)光筒，有效改善了采光和通風(fēng)環(huán)境。采光通風(fēng)井和導(dǎo)光筒盡量做到均勻的布置在不同的防火分區(qū)，沿車道布置，更合理，同時(shí)還避開了地面消防登高場(chǎng)地。(圖1)

圖1 智能裝備園地下室下沉庭院、采光通風(fēng)井和導(dǎo)光筒位置示意

該項(xiàng)目的餐廚服務(wù)部分即位于中心下沉庭院處，下沉庭院的設(shè)置，亦有效改善了餐廚部分的環(huán)境質(zhì)量。(圖2)

圖2 智能語(yǔ)音產(chǎn)業(yè)園下沉廣場(chǎng)及采光井位置示意

再如智能語(yǔ)音產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目，方案結(jié)合基地已建區(qū)域與城市道路的高差，合理設(shè)置景觀庭院與下沉庭院，豐富空間層次，提升園區(qū)整體景觀品質(zhì)。(圖3)

圖3 結(jié)合地形進(jìn)行的設(shè)計(jì)

1.2 設(shè)備平臺(tái)細(xì)節(jié)控制

產(chǎn)業(yè)園區(qū)目前最常用的空調(diào)形式為多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)室外機(jī)的擺放位置是關(guān)乎空調(diào)系統(tǒng)能效的一個(gè)重要因素，一般可放置于室外綠化地帶、裙房屋面、設(shè)備平臺(tái)等處。產(chǎn)業(yè)園區(qū)塔樓層數(shù)較多，一般常見于放置于每層設(shè)備平臺(tái)，但是國(guó)內(nèi)很多產(chǎn)業(yè)園區(qū)室外機(jī)放置于設(shè)備平臺(tái)處，夏季常常出現(xiàn)制冷不足、死機(jī)等問題，其主要原因是熱短路造成的。

熱短路的引起原因是空調(diào)外機(jī)出風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口距離過近，空調(diào)進(jìn)風(fēng)口吸入排風(fēng)口排出的熱風(fēng)，空調(diào)處理后排風(fēng)溫度進(jìn)一步提高，排出的更熱的風(fēng)被進(jìn)風(fēng)口吸入進(jìn)一步處理排出，最終空調(diào)進(jìn)風(fēng)溫度超過系統(tǒng)能處理的極限導(dǎo)致空調(diào)死機(jī)。以夏季制冷為例，常見導(dǎo)致熱短路的情況有以下2種：

(1) 空調(diào)外機(jī)處的百葉過于密集，導(dǎo)致熱風(fēng)回流被進(jìn)風(fēng)口吸入。

(2)上下層之間進(jìn)出風(fēng)口距離較近導(dǎo)致上層進(jìn)風(fēng)口吸入下層吹出的熱風(fēng)。

兩種熱短路的情況都是因?yàn)榭照{(diào)外機(jī)沒有合理組織進(jìn)出風(fēng)，導(dǎo)致室外機(jī)附近排風(fēng)和進(jìn)風(fēng)氣流交叉，所以設(shè)備平臺(tái)的細(xì)節(jié)控制很重要，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮至少兩面臨空，百葉間距考慮適當(dāng)加大，百葉的偏轉(zhuǎn)角度控制在10度左右上傾，改善散熱情況。

1.3 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)

太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)在建筑上的應(yīng)用屬于分布式發(fā)電的一種，是拓展國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)的一個(gè)重要方向。太陽(yáng)能光伏建筑一體化，即將太陽(yáng)能發(fā)電(光伏)產(chǎn)品集成或結(jié)合到建筑上的技術(shù)，它不但具有外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的功能，同時(shí)又能產(chǎn)生電能供建筑使用。光伏系統(tǒng)附著在建筑物上主要完成發(fā)電任務(wù)，與建筑物功能不發(fā)生沖突。一體化建筑除要求美觀外，還要求通過科學(xué)的計(jì)算和設(shè)計(jì)，滿足建筑構(gòu)件所要求的強(qiáng)度、防雨、熱工、防雷、防火等技術(shù)條件。

針對(duì)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的光伏設(shè)計(jì)，由于通常為群體建筑，且高層、多層、底層建筑共存，需要格外注意光伏板的光斑效應(yīng)——光伏電池片因被遮蔽而成為其它光伏電池的負(fù)載導(dǎo)致發(fā)熱的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)確保9∶00至15∶00光伏方陣無日照遮擋。

1.4 海綿城市策略

根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，城市建設(shè)將強(qiáng)調(diào)優(yōu)先利用植草溝、滲水磚、雨水花園、下沉式綠地等“綠色”措施來組織排水，以“慢排緩釋”和“源頭分散”控制為主要規(guī)劃設(shè)計(jì)理念，既避免了洪澇，又有效的收集了雨水。在創(chuàng)新三期項(xiàng)目中，結(jié)合景觀采用了幾種響應(yīng)海綿城市的策略。(圖4)

圖4 創(chuàng)新三期海綿城市場(chǎng)地策略

透水地坪：透水地坪代替普通硬質(zhì)鋪地可以有效降低場(chǎng)地徑流量，從源頭減少?gòu)搅髁浚刂茍?chǎng)地雨水。

下凹式綠地：項(xiàng)目地下室頂板覆土不高，不適合設(shè)置雨水花園，雨水下滲以下凹式綠地為主?？紤]到地塊土壤為黏土土質(zhì)，滲透性較差，植物長(zhǎng)期淹水會(huì)導(dǎo)致根部缺氧，設(shè)計(jì)綠地標(biāo)高比道路和鋪地標(biāo)高低5～10 cm，降雨時(shí)雨水從硬質(zhì)鋪地排入綠地內(nèi)完成下滲過程，可一定程度有效降低場(chǎng)地徑流。

雨水花園：本項(xiàng)目地塊范圍大，場(chǎng)地高差較大，場(chǎng)地內(nèi)結(jié)合豎向現(xiàn)狀設(shè)置雨水花園，提高場(chǎng)地雨水消納能力。

植草卵石溝：雨水中含有很多細(xì)砂類物質(zhì)，這些物質(zhì)直接排入土壤會(huì)破壞土質(zhì)，所以在道路鋪地和綠地的交界處設(shè)置植草卵石溝，過濾掉雨水中的細(xì)砂，防止污染進(jìn)入綠地，初步凈化雨水水質(zhì)。

一些產(chǎn)業(yè)園區(qū)，為了進(jìn)一步打造優(yōu)美的科研辦公孵化環(huán)境，會(huì)設(shè)計(jì)水景。在雨水進(jìn)入景觀水體之前設(shè)置前置塘、緩沖帶等前處理設(shè)施，或?qū)⑽菝婧偷缆酚晁尤刖G地，經(jīng)綠地、植草溝等處理后再進(jìn)入景觀水體，有效控制雨水面源污染。景觀水體應(yīng)采用非硬質(zhì)池底及駁岸，為水生動(dòng)植物提供棲息條件，并通過水生動(dòng)植物對(duì)水體進(jìn)行凈化。

1.5 室內(nèi)空間自然采光設(shè)計(jì)

側(cè)窗采光是產(chǎn)業(yè)園區(qū)建筑最常用的采光方式，科研辦公建筑大部分采用單側(cè)窗采光。側(cè)窗的大小、形式、位置都會(huì)對(duì)建筑室內(nèi)自然光環(huán)境產(chǎn)生影響，《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50033-2013)中規(guī)定：辦公建筑中的辦公室屬于Ⅲ類采光等級(jí)，采用側(cè)窗采光時(shí)，Ⅲ類采光等級(jí)的辦公室、會(huì)議室參考平面上的室內(nèi)天然光照度標(biāo)準(zhǔn)值為450 lx。

對(duì)室內(nèi)采光效果影響較大的因素包括窗墻比、玻璃透射率、室內(nèi)飾面反射比三方面。由于現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)大多數(shù)產(chǎn)業(yè)園裝修都是在企業(yè)進(jìn)駐后自行設(shè)計(jì)，室內(nèi)飾面反射比難以進(jìn)行統(tǒng)一控制。大部分玻璃的可見光透射比都在0.6～0.75，在空間進(jìn)深較大時(shí)盡量選用高透光玻璃。

1.6 室內(nèi)空間自然通風(fēng)設(shè)計(jì)

現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)園區(qū)的科研辦公外窗大多采用幕墻體系，選用平行外推窗和懸窗(含上懸窗、中懸窗)較多。使用PHOENICS軟件對(duì)同樣工況下不同開窗的通風(fēng)換氣效果進(jìn)行模擬(室外風(fēng)速按2 m/s)，結(jié)果如圖5所示。

圖5 三種開窗形式自然通風(fēng)效果示意

從有效通風(fēng)換氣結(jié)果來看，平行外推窗最優(yōu)，中懸窗次之，上懸窗較差。平行外推窗由于造價(jià)偏高，相對(duì)于懸窗來說，使用較少；中懸窗和上懸窗對(duì)比來看，前者的自然通風(fēng)換氣效果更佳，故從實(shí)用性角度出發(fā)，可以首選中懸窗。

2 結(jié)束語(yǔ)

產(chǎn)業(yè)園區(qū)的綠色建筑設(shè)計(jì)技術(shù)措施有很多，本文結(jié)合實(shí)例，著重介紹了幾種較為典型的技術(shù)措施，對(duì)今后產(chǎn)業(yè)園區(qū)項(xiàng)目的綠色建筑設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。