國內(nèi)外綠色高層建筑比較研究

文/北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 鄭文元

北京市生態(tài)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院 宋秀杰

0 引言

20世紀(jì)90年代我國引入綠色建筑設(shè)計(jì)理念。21世紀(jì)初期，各國均建立適合本地實(shí)際的綠色建筑評價(jià)體系，隨著材料科學(xué)的進(jìn)步及節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，我國綠色建筑進(jìn)入推廣普及階段，綠色建筑得以大規(guī)模實(shí)踐與發(fā)展，各國皆已構(gòu)建綠色建筑評估體系，但評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不同。本文通過國內(nèi)外不同案例對比，分析我國與英國綠色建筑的異同。

1 朝陽公園廣場A1/A2主樓

1.1 項(xiàng)目概況

朝陽公園廣場A1/A2主樓位于北京市朝陽區(qū)六里屯,朝陽公園南側(cè)。項(xiàng)目將“城市山水”理念融于建筑設(shè)計(jì)，通過建筑手法體現(xiàn)中國山水文化寓意。建筑外觀采取山與水的寫意設(shè)計(jì)，完美融入城市風(fēng)景。建筑師以朝陽公園為湖，2座高塔為峰，獨(dú)棟建筑為坡，辦公區(qū)域?yàn)榧梗≌瑸閹n，使整個(gè)項(xiàng)目形成一幅優(yōu)美的水墨山水畫。

該項(xiàng)目于2016年4月獲得我國綠色建筑二星級設(shè)計(jì)標(biāo)識并于2018年6月獲得運(yùn)行標(biāo)識，同時(shí)獲得美國LEED CS金級認(rèn)證。

1.2 土地利用

該項(xiàng)目是27，28層的超高層辦公樓，總建筑面積108143.00m2。地上建筑面積與建筑占地面積之比為2038.62%，地下建筑面積與建筑占地面積之比為569.14%。地下空間主要為商業(yè)、汽車庫、自行車庫、設(shè)備用房等對日照并無太多需求的空間，為通風(fēng)采光要求更高的辦公區(qū)域騰出空間。由于場地位于北京市中心商圈，土地成本高昂，無法在地面布置諸多綠化，因此該項(xiàng)目利用垂直空間，將水平綠地垂直化，在提高土地利用率的同時(shí)改善室內(nèi)環(huán)境。

1.3 節(jié)水措施

項(xiàng)目市政中水于2017年9月開通，運(yùn)行8個(gè)月后的市政中水用水量為10879m2，自來水總用水量為11777m2，主樓中的衛(wèi)生器具均為節(jié)水型，建筑物內(nèi)均采用節(jié)水型給水配件。項(xiàng)目利用市政中水進(jìn)行沖廁、場地綠化、道路澆灑、景觀補(bǔ)水等，室外綠化采用節(jié)水灌溉方式，滴頭流量小于25m2/h。項(xiàng)目非傳統(tǒng)水源利用率高達(dá)48%。

1.4 節(jié)材措施

該項(xiàng)目采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)與玻璃幕墻體系，應(yīng)用以下節(jié)材措施。

1）材料循環(huán) 工程建設(shè)中建筑施工、舊建筑拆除和場地清理產(chǎn)生的固體廢棄物均應(yīng)進(jìn)行分類處理，可再利用的材料回收比例達(dá)93%。

2）運(yùn)用高性能材料 建設(shè)主鋼筋采用HRB400級(或以上)鋼筋9333.35t,高強(qiáng)度鋼筋作為主筋的比例為100%。

3）材料本土化 施工階段優(yōu)先采用本地建材。

4）選用以廢棄物為原料的建筑材料 以脫硫石膏為原料生產(chǎn)的紙面石膏板用量占同類建筑材料的比例達(dá)61%。

1.5 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

屋頂采用100mmA級巖棉板，外墻采用130mm巖棉板，幕墻采用8mm鋼化中空玻璃以實(shí)現(xiàn)保溫。

采用獨(dú)立空調(diào)冷源系統(tǒng)，樓內(nèi)設(shè)置2臺風(fēng)冷機(jī)組。這些高效冷熱源可對能量進(jìn)行高效利用，減少不必要的損失。各標(biāo)準(zhǔn)層分別設(shè)置1臺變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組，滿足內(nèi)、外區(qū)的空調(diào)送風(fēng)要求。變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組可在過渡季節(jié)實(shí)現(xiàn)新風(fēng)系統(tǒng)70%運(yùn)行，最大限度節(jié)能。地下商業(yè)采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，采用轉(zhuǎn)輪式全熱回收，熱回收效率大于60%。

地上部分每層DDC箱中皆有CO2濃度監(jiān)測輸入模塊，可與新風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動，監(jiān)測CO2濃度，并根據(jù)監(jiān)測值調(diào)節(jié)新風(fēng)比，保證室內(nèi)舒適度。

在人工照明領(lǐng)域，主樓采用綠色節(jié)能的高效光源，具有良好的顯色性和適宜色溫。公共空間采用智能照明控制系統(tǒng)，根據(jù)不同需求、時(shí)段及自然光環(huán)境設(shè)定多種場景模式，與傳統(tǒng)建筑照明相比節(jié)能62%。

1.6 室內(nèi)外環(huán)境設(shè)計(jì)

1）室外環(huán)境 建筑在造型上模仿山的形狀，樓的外立面大量采用深色玻璃幕墻。主樓立面的深色材料可吸收陽光，降低室內(nèi)空間的陽光直射。但玻璃反射太陽光，增加城市熱島效應(yīng)。

2）室內(nèi)環(huán)境 通過在室內(nèi)首層大堂中庭的樓面挖洞，引導(dǎo)自然光進(jìn)入室內(nèi)空間并改善地下室自然采光。地下廣場的水池可在夏季作為冷卻系統(tǒng)，降低建筑內(nèi)部溫度。為彌補(bǔ)自然通風(fēng)不足，建筑立面采用特殊的透氣幕墻及大面積開敞式辦公區(qū)等，以增強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)效果，改善室內(nèi)辦公環(huán)境。

由于建筑過多關(guān)注與北側(cè)公園的呼應(yīng)，導(dǎo)致其與周邊建筑不協(xié)調(diào)，影響居民的使用感受。為使建筑外觀形似山巒，保證立面流線的完整性，設(shè)計(jì)盡量減少外開窗，以避免對建筑形體的破壞，但缺少窗戶的立面給室內(nèi)通風(fēng)帶來壓力。

2 彭博新歐洲總部大樓

2.1 項(xiàng)目概況

彭博新歐洲總部大樓獲得了BREEAM評級，達(dá)到98.5%的評分。這是迄今為止建筑設(shè)計(jì)階段評分最高的辦公建筑，較同規(guī)模辦公樓節(jié)約35%的能源及73%的水資源。其位于倫敦英格蘭銀行和圣保羅大教堂之間，是倫敦金融城的中心地帶，占地3.2英畝，擁有超10萬m2的辦公及零售面積。

2.2 土地利用

綠色高層建筑的需求之一即提高土地利用率，本項(xiàng)目容積率達(dá)8.0，對土地資源利用較充分。

1）經(jīng)濟(jì) 彭博新歐洲總部大樓所在的倫敦金融城是全世界土地價(jià)值最高的區(qū)域之一，如不采用高層建筑形式，其單位面積的建筑空間需求難以滿足。

2）承載量 作為彭博公司的總部大樓，建筑需承載4000多位員工，因此，需將建筑垂直發(fā)展，向天空與地下索要空間，以滿足使用者對空間的需求。

3）環(huán)境友好 在滿足基本功能需要的同時(shí)還可留出一定公共空間，如在大樓入口處，由3個(gè)公共廣場連接建筑與城市，廣場中心地帶可提供宜人的公共空間。

2.3 節(jié)水措施

1）節(jié)約用水 彭博新歐洲總部大樓是英國首個(gè)運(yùn)用真空廁所裝置的建筑，可使沖洗用水量降至最低，再搭配感應(yīng)式水龍頭等常規(guī)節(jié)水裝置，構(gòu)成建筑內(nèi)部的綜合節(jié)水系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該系統(tǒng)每年節(jié)水2500萬L，足以填滿10個(gè)奧林匹克游泳池。

2）水資源回收 建筑可有效回收水資源，包括屋頂雨水、冷卻塔排污水及灰水源。這些水經(jīng)管道流入凈水設(shè)備，被處理為使用水。該系統(tǒng)可節(jié)省70%的飲用水，并提高75%的用水效率。

2.4 節(jié)材措施

建筑使用的材料約90%來自英國本土，基本實(shí)現(xiàn)就地取材有利于材料的運(yùn)輸及補(bǔ)充，可減少材料浪費(fèi)。

設(shè)計(jì)師著重對現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)進(jìn)行重復(fù)利用，構(gòu)建可追蹤廢棄物的獨(dú)特廢物管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)大量的廢物重復(fù)使用及回收。利用以上措施，彭博新歐洲總部大樓實(shí)現(xiàn)施工期95%的廢物回收率。

2.5 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)

1）室內(nèi)用電 每層樓宇的天花板頂燈皆為LED燈。天花板并非大片LED燈，而是每顆燈都接通光源，并由1個(gè)頂燈通過天花板進(jìn)行光的折射，更高效地利用光源，節(jié)省用電。大樓使用50萬個(gè)LED燈，較典型的熒光辦公室照明系統(tǒng)節(jié)省40%的能源。天花板實(shí)際是沖壓金屬板，打磨過的鋁板形成花瓣式樣，組合成為天花板，故具有光反射、制冷、吸聲等作用，屬于不同元素整合而成的節(jié)能系統(tǒng)。

2）通風(fēng)設(shè)備 具備呼吸功能的鱗片外墻承載建筑的核心功能，是整棟大樓最關(guān)鍵的通風(fēng)設(shè)備。為使建筑自然降溫，建筑外立面117個(gè)遮陽板可自動開合通風(fēng)。通過鱗片的打開與閉合，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、濕度及空氣質(zhì)量的功能，既節(jié)省能源，又避免普通機(jī)械設(shè)備運(yùn)作產(chǎn)生污染。

3）智能氣流系統(tǒng) 建筑立面安置的智能二氧化碳傳感控制系統(tǒng)可根據(jù)任何給定時(shí)間占據(jù)建筑物區(qū)域的大致人數(shù)來分配空氣，根據(jù)占用時(shí)間及模式動態(tài)調(diào)整氣流,該系統(tǒng)每年可減少CO2排放量約300t。

4）現(xiàn)場熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）發(fā)電中心 其能在單一、高效的系統(tǒng)中提供建筑所需熱量及電力。相較于普通發(fā)電機(jī)組，其能有效減少碳排放，提高空氣質(zhì)量。該過程產(chǎn)生的廢熱還可循環(huán)用于冷卻及加熱。根據(jù)測算，該系統(tǒng)每年可減少CO2排放量500～750t。

5）屋頂?shù)奶柲馨蹇蔀榇髲B提供額外電力，減少對外部能量的需求。

2.6 室內(nèi)外環(huán)境設(shè)計(jì)

1）室外環(huán)境 得益于精心打造的外墻，大樓與周邊的英格蘭銀行和圣保羅大教堂等充滿歷史氣息的建筑十分和諧。工整精確的建筑外形，如鎏金一般的古銅色建筑色調(diào)，使外墻立面既富有工藝美感，又具有歷史韻味。

2）室內(nèi)環(huán)境 開放的氛圍在辦公樓內(nèi)隨處可見。進(jìn)入正門可見接待處上方連續(xù)平滑的環(huán)狀頂板，包裹整個(gè)空間，人們可在此聊天。螺旋坡道是整棟辦公樓的核心，210m長的螺旋青銅“坡道”將每個(gè)員工與辦公空間“連接”。為員工設(shè)計(jì)環(huán)形辦公桌，得益于其特定角度，既可保證隱私，又方便小團(tuán)隊(duì)隨時(shí)交流。桌子還具有電動升降的人性化設(shè)計(jì)，使員工從坐姿換為站姿時(shí)也能繼續(xù)辦公，降低對身體的危害。

3 結(jié)語

朝陽公園廣場A1/A2主樓位于城市東西功能軸上，是北京市標(biāo)志性綠色高層建筑，其運(yùn)用的綠色建筑技術(shù)在北京市起到示范作用，彰顯出建筑師對土地、水資源、材料、能源及居住環(huán)境的思考。相較于傳統(tǒng)高層塔樓，其采用的綠色可持續(xù)設(shè)計(jì)及建筑技術(shù)為城市及周邊環(huán)境帶來較好體驗(yàn)。

彭博新歐洲總部大樓作為發(fā)達(dá)國家可持續(xù)高層建筑范例，應(yīng)用較多綠色建筑技術(shù)，通過絕無僅有的通風(fēng)方式、別出心裁的LED燈、成熟的凈水設(shè)備及人性化開放式的辦公環(huán)境，得到較高的BREEAM得分。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國綠色建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展日趨成熟。未來，綠色建筑將作為建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的重要舉措，實(shí)現(xiàn)數(shù)量及質(zhì)量上的突破與飛躍。