淺析某辦公項目的中美綠色健康四認證頂尖設計之路

劉妍炯

（中國建筑科學研究院有限公司上海分公司，上海 200023）

0 引言

我國綠色建筑自 2006 年起，歷經(jīng)了 14 年的發(fā)展。綠色理念被廣泛普及的同時，健康理念已經(jīng)隨著時代的發(fā)展應運而生。

人們每天 90 % 的時間都在建筑室內工作、學習和生活，如何將建筑設計在綠色的基礎上融入健康元素，引領綠色健康的設計新趨勢，已然成為當下刻不容緩的研究課題。

本文通過對某辦公項目在中美四認證體系下的各專業(yè)設計選型，總結出四認證公建項目的設計要點和技術路線，為定位于綠色+健康的公建項目提供設計參考。

1 項目概況

辦公項目所在的用地紅線范圍內，整體地上建筑面積 229 763 m2、地下建筑面積 92 083.58 m2、用地面積 43 346 m2。其中：辦公項目總建筑面積 56 700m2，地上 31 層，建筑總高度 140.5 m，其中 1～4 層為配套商業(yè)、5 層為配套食堂、6～31 層為辦公。

辦公項目以中國綠色建筑設計運營三星級+中國健康建筑設計運營三星級+美國 LEED 鉑金級+美國WELL 鉑金級為設計目標，通過采用節(jié)能環(huán)保、健康舒適、生活便利、環(huán)境宜居、智慧運行 5 大先進技術，打造國內首屈一指的集中美四重認證于一身的綠色健康高舒適低能耗辦公大樓。

項目采用 5 大先進技術體系：

1）環(huán)境宜居：生態(tài)景觀、人文藝術、室外物理環(huán)境；

2）節(jié)能環(huán)保：雨水中水利用、呼吸式幕墻、太陽能光伏；

3）健康舒適：高效空調機組、一級節(jié)水器具、健康水質、室內空氣凈化、智能照明、綠色建材；

4）智慧運行：能源管理、空氣質量監(jiān)控發(fā)布、樓宇自控、水質在線監(jiān)測、智慧城市；

5）生活便利：健康出行、公共服務、室內外健身、物業(yè)管理。

2 綠色健康技術的劃時代實踐之路

2.1 環(huán)境宜居

2.1.1 生態(tài)景觀

1）透水鋪裝。透水鋪裝設計包括埋于地下的透水墊層。該系統(tǒng)可有效去除泥沙和其他污染物，降低和分散雨水徑流量，促進地下水的滲透（見圖 1）。設計類型包括透水瀝青、透水混凝土和植草磚，進行多種分層設計?？捎行Ы档筒煌杆娣e，增加雨水滲透，同時對徑流水質具有一定的處理效果。

圖1 雨水引導示意圖

項目景觀總用地面積 43 346.50 m2，室外道路和鋪裝面積（包括申報范圍中的道路、室外活動場地、停車場）21 711.85 m2，50 % 的鋪裝面積采用透水鋪裝，面積約為 10 855.93 m2。

2）屋頂綠化。通過在辦公項目屋頂種植綠色植物實現(xiàn)滯留雨水，同時實現(xiàn)其他如降低室溫等功能以節(jié)約能源，是 LID 管理策略中主要措施之一。根據(jù)不同植物和介質層，綠色屋頂在夏天一般可滯留 70 %～90 % 的降雨量，冬季可滯留 25 %～40 % 的降雨量。

經(jīng)設計，總屋頂面積 17 300m2，扣除屋頂設備安裝基礎、人行走道面積、屋頂可綠化面積 8 650m2，其中30 % 的屋頂可綠化面積為 2 595 m2（見圖 2）。

圖2 屋頂綠化設計

2.1.2 人文藝術

對于辦公建筑來說，置身于自然的視野和有藝術品裝飾的環(huán)境中，能夠激發(fā)正面的積極情緒，并緩解勞累的工作狀態(tài)。在辦公項目室內設計中，必須重點孕育員工與自然人文的先天聯(lián)系，創(chuàng)造有幸福感、歸屬感的辦公環(huán)境。

室內部分，辦公項目主要在 VIP 層和大堂分別設置了 30 m2的公共圖書室；每個標準層室內走道、樓梯間、休息區(qū)等公共空間均合理布置雕塑、油畫、書法等藝術品；在員工辦公空間，每 50 m2設置一株綠植，或結合室內生命墻進行設計（見圖 3），營造優(yōu)美的綠化環(huán)境、豐富員工的精神生活、緩解工作壓力、增添生活情趣。

圖3 室內生命墻示意圖

室外部分，結合項目整體室外規(guī)劃情況，在出入口、廣場、健身場地、步道、集中綠地等處合理設置藝術雕塑，美化環(huán)境的同時也能夠愉悅心情，提高人們室外健身的積極性。

2.2 節(jié)能環(huán)保

2.2.1 雨水利用

項目設計采用地下封閉式結構，通過設置一體化雨水處理裝置，實現(xiàn)收集儲存的雨水回用的功能，回用點包括室外綠化灌溉、道路沖洗、車庫沖洗、洗車和冷卻塔補水。

經(jīng)計算，項目收集約 25 000 m2的場地屋面和屋面雨水，雨水回收量約為 8 122.9 m3，回用至綠化灌溉、道路沖洗、車庫沖洗、洗車和冷卻塔補水的處理后雨水年用水總量為 7 809.8 m3，雨水回收量基本可以滿足各回用點的用水要求，具體雨水回用量計算如表 1 所示，其中冷卻塔補水量計算如表 2 所示，表 1、2 均參考GB 50555－2010《民用建筑節(jié)水設計標準》中的相關用水定額。

表1 車庫沖洗、綠化灌溉、道路沖洗用水量

表2 冷卻塔補水量計算表

2.2.2 中水利用

辦公項目通過回收項目所在用地紅線內的其他樓棟廢水，經(jīng)過 MBR（Membrance Bioreactor，膜生物反應器）深度污水處理之后，去除雜質及有毒有害物質，達到國家雜用水水質標準，回用于項目整體用地范圍內樓棟的室內衛(wèi)生器具沖廁，具體處理工藝流程如圖 4 所示。經(jīng)計算，項目整體年用水量 517 986.1 m3/a，年沖廁用水量約為 119 963.8 m3/a，年回收量 116 683.2 m3/a，中水日處理量約為 400 m3/d，日沖廁水量約為 376.6 m3/d。

設置中水回用系統(tǒng)［1］可以有效地利用和節(jié)約寶貴的淡水資源，又可以減少污廢水排放量，減少水環(huán)境的污染，同時還可以緩解城市下水道的超負荷現(xiàn)象，年節(jié)水率可達到 30 % 以上。

圖4 中水 MBR 處理工藝流程圖

2.2.3 雙層呼吸式幕墻+中空百葉

辦公項目設計采用窄通道雙層呼吸式幕墻［2］，通過 CFD（Computational Fluid Dynamics，計算流體動力學）風速和溫度模擬雙層幕墻內層玻璃的表面溫度與外層玻璃內表面溫度差（10 ℃ 以上）；同時，通過呼吸幕墻的外循環(huán)作用，內層玻璃的外表面比室外空氣溫度也可以有所降低，從而最大程度降低建筑能耗損失。為進一步提高項目的節(jié)能效果，項目在內外兩道幕墻之中設置電動遮陽百葉，通過模擬分析，可遮擋 80 % 以上的太陽光直射，通過調節(jié)每一片百葉的遮陽角度［3］，可在達到遮陽效果的同時有更好的室內辦公視線，利用帶開關無線接收器，只需配置遙控器便可輕松實現(xiàn)對窗簾的遙控控制，開啟效果如圖 5 所示。控制方式也可以實現(xiàn)兼顧室內光照和遮陽的效果，當下部遮蔽滿足個人隱私要求的同時，上部打開使部分光線進入室內，滿足照度要求。

圖5 雙層呼吸式幕墻+中空自動百葉效果圖

2.2.4 可再生能源

辦公項目按照裝機容量 7 000 kVA 進行估算，按照1 % = 70 kVA，擬在 31 層屋頂布置面積約為 400 m2的太陽能光伏發(fā)電機組，光伏機組基礎布置如圖 6 所示，經(jīng)計算，年太陽能光伏發(fā)電量可以達到全年發(fā)電總量的1 % 以上。

圖6 屋頂光伏組件基礎布置圖

2.3 健康舒適

2.3.1 高效空調設備選型

冷熱源機組較 GB 50189－2015《公共建筑節(jié)能 設計標準》規(guī)定值提高 12 %。冷水機組性能系數(shù)相比 ashrae90.1 2010 table6.8.1 C 的要求提升 10 %?？諝庠礋岜脵C組性能系數(shù)相比 ashrae90.1 2010 table6.8.1 B 要求提升 10 %。

水泵、風機等設備及其他電氣裝置滿足現(xiàn)行國家標準的節(jié)能評價值要求。水泵功率滿足 Ashrae90.1 2010 appendix G 的要求。風機功率滿足 ashrae90.1 2010 table6.5.3.1.1 A 的要求，根據(jù)各機組風量和阻力段給定功率限值。

風機單位風量耗功率、空調循環(huán)水泵耗電輸冷（熱）比滿足國家節(jié)能標準值要求。

2.3.2 節(jié)水器具

以 GB/T 18870－2016《節(jié)水型產(chǎn)品技術條件與管理通則》為設計要求，除衛(wèi)生器具、綠化灌溉和冷卻塔以外的其他用水均采用了節(jié)水技術或措施。大便器、小便器、水龍頭、淋浴噴頭等衛(wèi)生器具的用水效率等級均達到 1 級要求。各衛(wèi)生器具的用水效率等級指標如表 3 所示。

表3 各衛(wèi)生器具的用水效率等級指標

2.3.3 環(huán)境空氣凈化

由于項目所處地區(qū)室外空氣條件并不優(yōu)質，而美國健康 WELL 鉑金級對于室內空氣質量的要求又極其嚴格，所以項目綜合考慮了空氣處理能力以及室內的空氣質量處理后的品質保證，選擇了與辦公大樓中央空調不相連的獨立空氣過濾系統(tǒng)，通過空氣質量傳感器來控制系統(tǒng)的啟停和加載負荷。

表4 傳統(tǒng)過濾與駐電極凈化技術的對比表

圖7 駐電極空氣凈化技術處理流程示意圖

2.3.4 綠色建材

綠色建材是指在全生命周期內可減少對天然資源消耗和減輕對生態(tài)環(huán)境影響，具有“節(jié)能、減排、便利、可循環(huán)”特征的建材產(chǎn)品。

目前綠色建材評價標識是指依據(jù)綠色建材評價技術要求，確定建材的相應等級。標識等級從低到高分為一星級、二星級、三星級（標識 LOGO 如圖 8 所示）。并且綠色建材的應用比例，已經(jīng)作為得分項被納入了 GB 50378－2019《綠色建筑評價標準》7.2.18 條。

圖8 綠色建材標識

根據(jù)《綠色建材評價技術導則（試行）》（第一版），可以進行綠色建材評價的產(chǎn)品類別包括：砌體材料、保溫材料、預拌混凝土材料、建筑節(jié)能玻璃、陶瓷磚、衛(wèi)生陶瓷、預拌砂漿。

辦公項目在采購過程中，會針對玻璃幕墻、混凝土、砌體保溫材料等進行嚴格比選，盡可能提高綠色建材標識的材料用量。

2.4 智慧運行

由于近年來室內空氣質量問題受到了廣泛關注，辦公項目兼顧國家綠建標準、健康標準，同時參考北歐室內空氣質量標準，通過“全樓新風系統(tǒng)+室內污染物監(jiān)測發(fā)布系統(tǒng)”設計，綜合提高室內辦公品質，空氣質量發(fā)布系統(tǒng)界面效果圖如圖 9 所示。

工業(yè)4.0、智能制造等概念在行業(yè)內掀起了很大的熱潮，未來的市場將以消費者為主，定制化、智能化和專業(yè)化將成為發(fā)展趨勢，企業(yè)如果不能持續(xù)創(chuàng)新，便難逃被淘汰的命運。當前智能制造成為行業(yè)熱點詞，面對如此的發(fā)展趨勢，有人大膽創(chuàng)新，有人望而止步。而臺達作為一家歷史悠久的企業(yè)，能夠做到從外部趨勢來審視企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，不斷的研發(fā)創(chuàng)新，逐步打造出成功的企業(yè)品牌。2018年11月12日，由全球電源管理與散熱解決方案提供商臺達組織，以“打造智慧城市樣本，助力企業(yè)轉型升級”為主題的案例探訪活動在武漢正式啟動，跟隨臺達的腳步，體會企業(yè)的成功之道。

圖9 空氣質量發(fā)布系統(tǒng)效果示意圖

2.5 生活便利

2.5.1 室內健身

與室外健身相比，室內健身運動可以不受天氣、空氣質量等室外環(huán)境因素限值，合理配置室內健身場地和器材對保障人員健康具有十分重要的意義。

辦公項目在室內設置 285 m2健身房，同時根據(jù)建筑總人數(shù)的 0.5 %，合理設置免費供員工使用的健身器材，例如提高心肺功能的跑步機、橢圓機、劃船器、健身車，促進肌肉強化的組合器械、舉重床、全蹲架、上拉欄等，并且配有使用說明。

2.5.2 室外健身

按照整個項目規(guī)劃用地 43 346.5 m2核算：在項目商業(yè)裙房屋頂上分撒設置小型種植農(nóng)場，總面積 200 m2，滿足總用地面積的 5 %；在戶外，結合景觀設置 87 m2的室外交流場地，滿足總用地面積的 0.2 %；同時設置 350 m2的室外健身場地，滿足總用地面積的 0.8 %，同時配備多種免費健身器材。

室外步行場地設有直飲水設施，與室外健身場地直飲水設施共用，力求鼓勵人們將健康、生活、運動有機結合。由于整個項目用地東西長和南北長均不超過 200 m，故室外直飲水點合理設置 4 個，采用分散式直飲水設備，且室外直飲水設備可以與室外交流場地 100 m 范圍內設有直飲水設施共用（建議室外健身場地與室外交流場地設置時就近考慮）。

3 結語

當下，中美綠建雙認證項目已經(jīng)不再具備領先地位，中美綠色+健康多重認證已經(jīng)逐漸成為開發(fā)商、設計師的新“寵兒”。本文通過對當下最為主流的綠色+健康標準組合認證的重點技術進行剖析，力求幫助設計師們設計出更為優(yōu)秀的建筑作品，推動綠色、健康建筑事業(yè)的發(fā)展！Q