廣州西塔超高層綠色建筑使用后評價研究*

高文靜， 黃 翼，肖大威，向薈琳

圖1 廣州西塔實景

1 研究背景

隨著技術(shù)進步、經(jīng)濟發(fā)展和人口密度的增加，超高層建筑的數(shù)量和高度都在迅速發(fā)展。作為現(xiàn)代城市中的地標，超高層建筑在城市節(jié)地、拉動社會投資、擴大商貿(mào)活動、提升城市政治影響力和城市形象等方面具有獨特作用，成為國家、民族以及城市經(jīng)濟崛起的象征[1]。但超高層建筑的興起，也帶來了一些問題。（1）超高層建筑能耗大。據(jù)統(tǒng)計，超高層建筑能耗明顯高于一般大型公共建筑，其單位面積能耗為一般大型公共建筑的1～3倍，普通公共建筑的4～10倍[2]，并且同樣功能的超高層建筑之間的能耗差距非常明顯。（2）影響著城市環(huán)境，比如玻璃幕墻的光污染和熱島效應(yīng)。（3）超高層建筑多采用封閉型圍護結(jié)構(gòu)、體量巨大，往往存在較嚴重的室內(nèi)空氣污染。（4）居住生活工作在超高層空間的人們遠離自然、影響健康，不可避免的產(chǎn)生高層綜合癥等等[3]。為此，在滿足超高層建筑使用功能要求的基礎(chǔ)上，實施綠色策略尤為重要，以期減少建筑能耗，提高居住環(huán)境質(zhì)量和城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

圖2 功能分區(qū)及垂直交通分析圖

當前針對超高層建筑綠色設(shè)計的研究成果較為豐富，主要集中在節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材），保護環(huán)境和減少污染方面，呈現(xiàn)出向生態(tài)化、智能化、人性化發(fā)展的趨勢。何鏡堂對超高層辦公建筑是否符合人居環(huán)境持續(xù)發(fā)展和如何實現(xiàn)可持續(xù)設(shè)計兩個問題進行了初步探討，得出在用地十分緊張的大型、特大型城市，對超高層辦公建筑的立項、選址、高度控制等關(guān)鍵性問題反復(fù)論證是可以滿足人居環(huán)境持續(xù)發(fā)展的要求，并通過保護自然生態(tài)環(huán)境、改善區(qū)域城市環(huán)境、營造健康工作環(huán)境，從而實現(xiàn)可持續(xù)設(shè)計的結(jié)論[4]。孟慶林指出超高層建筑節(jié)能設(shè)計亟需解決的建筑節(jié)能模擬優(yōu)化設(shè)計技術(shù)障礙、現(xiàn)行建筑節(jié)能設(shè)計標準約束不及、工程設(shè)計依據(jù)的節(jié)能目標短視等一些關(guān)鍵問題，并建議實施超高層建筑節(jié)能設(shè)計專項論證和審查制度[5]。肖大威對綠色建筑的發(fā)展過程進行預(yù)測和闡述，并對綠色建筑的局限性和發(fā)展完善方面做了探索，指出綠色建筑技術(shù)應(yīng)該是“四節(jié)一環(huán)保+管理+智能化”[6]。黃惠菁等以珠江城和發(fā)展中心大廈為例，探討幕墻、空調(diào)、電梯等方面的節(jié)能設(shè)計，以及可再生能源與建筑一體化設(shè)計的方式、方法[7]?？偟膩碚f，已有研究多偏向于綠色設(shè)計的物理檢測、技術(shù)效能與措施，但以使用者為核心的超高層建筑綠色設(shè)計調(diào)查分析研究相對較少。使用后評估理論（POE）是指在建筑物建成若干時間后，以一種規(guī)范化、系統(tǒng)化的程式，收集使用者對環(huán)境的評價數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過科學(xué)的分析了解他們對目標環(huán)境的評判，體現(xiàn)的是一種以人為本的設(shè)計思想[8]。近年來，POE也逐漸滲透到綠色建筑領(lǐng)域，吳碩賢指出綠色建筑使用后評價是使用后評價的新發(fā)展，著重于對建筑的四節(jié)一環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展方面的考量，對建筑業(yè)落實科學(xué)發(fā)展觀、建成環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會起重要作用[9]。

廣州西塔，又稱廣州國際金融中心，建筑高度440m，位于廣州市新中軸線上，是建成當年僅次于上海環(huán)球國際金融中心的中國大陸第二高樓及華南第一高樓。廣州西塔項目結(jié)構(gòu)設(shè)計由ARUP設(shè)計公司完成方案及初步設(shè)計，華南理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院對原方案進行了創(chuàng)新設(shè)計與優(yōu)化，在具體施工圖設(shè)計中大膽創(chuàng)新，靈活運用綠色建筑技術(shù)，尤其在節(jié)能和節(jié)材方面有所突破。2017年，經(jīng)美國綠色建筑委員會的綜合考評，廣州西塔榮獲LEED鉑金級綠色建筑認證，成為國內(nèi)第一個以LEEDV4標準獲得運營階段LEED鉑金級認證的超高層地標建筑[10]。因此，本文選定廣州西塔為研究對象，分別從建筑形體、空間組織、節(jié)能和節(jié)材四方面評估西塔超高層建筑的綠色成效和收益，并通過對辦公人員、管理者和運營維護人員的問卷調(diào)查和訪談，獲得西塔綠色建筑的使用效果反饋。

2 廣州西塔超高層建筑的綠色績效評估

2.1 建筑形體

廣州西塔的形體設(shè)計為紡錘外型（圖1）。穩(wěn)固的三角形體形能減少側(cè)移，鋼管混凝土巨型斜交網(wǎng)格外筒抗側(cè)抗扭剛度好，加上整個筒中筒的結(jié)構(gòu)也使得建筑物自重輕，可抗八級地震（廣州抗震設(shè)防烈度為七級）[11]。骨架式結(jié)構(gòu)的剛度可抵御水平風力，取代常規(guī)伸臂桁架的重質(zhì)結(jié)構(gòu)，在不使用阻尼器的情況下就可減小水平位移，也使得建筑內(nèi)部大中庭無需更多主要支撐結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造無柱空間，豐富視覺效果。

2.2 空間組織

廣州西塔位于廣州中央商務(wù)區(qū)珠江新城西南部，是集辦公、酒店、休閑娛樂為一體的綜合性商務(wù)中心。建筑出入口直接連通地鐵三、五號線，并且有多個公交車站和的士站匯聚。寫字樓標準層面積有2369～3000m2，實用率達66.3%～67.9%[12]。設(shè)有56臺電梯，采用高速大容量的特色雙轎廂電梯系統(tǒng)，不超過30s的候梯時間，高效快速滿足垂直運輸需求（圖2）。

2.3 綠色節(jié)能

廣州西塔選用了透明玻璃幕墻，采用了中空雙層鍍銀Low-e玻璃，透光率高達70%，不僅比普通玻璃節(jié)能六成以上，還避免了市民普遍關(guān)心的光污染問題。同時，寫字樓樓層配備電動窗簾，可根據(jù)太陽光的強烈程度自動進行窗簾調(diào)節(jié)，既可由中央控制，也可由用戶自行控制（圖3）。該方案通過模擬計算和經(jīng)濟分析得出節(jié)能率提高30%，回收期為8.1年，每年能耗節(jié)省1014萬元。

廣州西塔采用分布式智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)對建筑內(nèi)耗能機電設(shè)備（包含暖通、給排水、照明、電梯、高低壓配電）等能耗，進行全面管理及節(jié)能運行控制，使建筑能耗降低約25%。除此以外創(chuàng)建了各種功能融為一體的集約化智能及安全控制中心機房（圖4），減少了30%的機房面積，降低投資，減少值班人員，提高了運營效率。

2.4 綠色節(jié)材

在節(jié)材方面，為超高層建筑設(shè)計的外筒與樓層面的連接做出了典范，采用斜交式鋼管柱預(yù)應(yīng)力索連接板與柱，節(jié)省了在每層增設(shè)在樓板內(nèi)的鋼板，解決了外筒（網(wǎng)柱）與樓板連結(jié)的難題。同時創(chuàng)新了鋼管網(wǎng)柱的構(gòu)造（圖5），減薄斜叉網(wǎng)柱的外壁厚度約2cm，減輕了整體荷載，解決了柱軸力分布不均問題[13]。這兩項創(chuàng)新按損耗率8%計算，節(jié)約凈用鋼量1.278萬噸。當時采用鋼型號Q345GJCZ25中厚鋼板，按綜合造價9000元/噸計，節(jié)約材料費1.2億元。

3 廣州西塔辦公環(huán)境滿意度調(diào)查

3.1 評估方法

通過問卷調(diào)研、使用者采訪和焦點小組訪談三種方式，征求各方使用者意見，進而對項目使用情況做出反饋和評價。在實施步驟方面，先根據(jù)實地預(yù)調(diào)研制定問卷內(nèi)容，隨后進行焦點小組訪談和使用者訪談，并根據(jù)廣州西塔不同訪談?wù)咚釂栴}與建議對問卷進行修正，以及便于普通公眾理解的口語化文字進行優(yōu)化，最后展開數(shù)據(jù)收集與分析工作。其中焦點小組涉及西塔管理者和運營維護人員兩方代表6人，辦公人員30人。在西塔寫字樓現(xiàn)場1～65F隨機發(fā)放并回收60份問卷，此外在專業(yè)調(diào)查網(wǎng)站“問卷星”上發(fā)放并回收261份問卷，其中有效問卷共計300份，有效問卷率為93.5%。

3.2 各項評估指標

在評估指標選取方面，參考《綠色建筑后評估技術(shù)指南》和《健康建筑評價標準》，不局限于有利于身體健康的建筑物理環(huán)境評估，還包括滿足人們心理和精神需求，以及適應(yīng)氣候變化、社會多樣化等需求的評估[14]，結(jié)合廣州西塔實際使用情況，運用層次分析法（AHP）[15]形成以建成環(huán)境的外部空間和內(nèi)部空間為評價維度的指標體系（表 7）。對滿意度影響因素的評價參考量表劃分等級，按照“非常不滿意”、“不滿意”、“一般”、“滿意”和“非常滿意”五個等級設(shè)置選項，從低到高分別賦值為 -2、-1、0、1、2。

3.3 調(diào)研結(jié)果與分析

圖3 玻璃幕墻及電動窗簾

圖4 消防總控制室

圖5 斜交網(wǎng)格結(jié)構(gòu)

表1 問卷可靠性分析結(jié)果

運用SPSS25.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行信度分析，結(jié)果顯示各維度克朗巴赫α系數(shù)（16個項目）均＞0.700（表1），表明量表有較高的信度，具備進一步統(tǒng)計研究的價值；運用SPSS25.0軟件中的“因子分析”做效度檢測，結(jié)果顯示問卷的KMO值為0.927＞0.6，且Bartlett球形檢驗顯著水平Sig.=0.000（表2），說明此問卷適合做因子分析。

對于個人背景屬性，如性別、年齡、辦公樓層、辦公區(qū)域與滿意度之間的關(guān)系運用SPSS25.0軟件非參數(shù)檢驗中的雙獨立樣本檢驗和K檢驗方法進行研究（表3～6），對于16項單項指標的使用者滿意度情況采用李克特量表分析法進行分析，分析結(jié)果如下（表7）。

3.3.1 個人背景屬性中，性別、辦公樓層和辦公區(qū)域在部分指標的滿意度上存在顯著差異。

女性受訪者在空間布局與體驗、物理環(huán)境舒適度上的滿意度明顯低于男性（表3）。在空間布局與體驗上的差異性主要集中在電梯系統(tǒng)、安全感兩個分項上，原因在于樓層較高給女性帶來的畏懼感以及缺乏對電梯系統(tǒng)的信賴。此外，女性對室內(nèi)聲環(huán)境、熱環(huán)境、空氣品質(zhì)方面較為敏感，建議在室內(nèi)物理環(huán)境的設(shè)計與調(diào)配中以女性的感受為主要參考標準。

開敞式辦公區(qū)的物理環(huán)境舒適度滿意率較低，尤其是在聲、熱環(huán)境上與獨立辦公室存在顯著差異（表4）。原因在于開敞式辦公區(qū)人員密度較大，并且多臨近樓層公共區(qū)域，容易受外界噪聲影響，建議加強開敞區(qū)域的空調(diào)管理，提升辦公區(qū)與公共區(qū)隔墻、天花、地板的隔聲性能。

以樓層為變量，在物理環(huán)境舒適度上存在顯著差異，其中30～50F的受訪者對聲環(huán)境、熱環(huán)境和空氣質(zhì)量的滿意度最低且與其他樓層差異明顯（表5、6）。通過回訪發(fā)現(xiàn)，此段樓層租戶多為銷售、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、地產(chǎn)等企業(yè)，人員較為密集、內(nèi)部辦公環(huán)境嘈雜；此外該樓段的30、31、48、49F為避難層和設(shè)備層，設(shè)備的減震系統(tǒng)老化等也會對該區(qū)域造成噪音影響。

3.3.2 西塔超高層建筑的整體形態(tài)和總體布局的處理體現(xiàn)綠色建筑的內(nèi)涵，讓使用者滿意度最高。

西塔超高層建筑的外觀設(shè)計講求形式本身的生態(tài)邏輯并強調(diào)與環(huán)境和諧共生，而并非“形式”本位、視覺至上。有87%的受訪者認為西塔是廣州的標志性建筑，90%的受訪者認為西塔鋼網(wǎng)交織的通透水晶建筑造型具有藝術(shù)性和美感，并表示在西塔辦公可以提高個人心理上的優(yōu)越感和愉悅感。89%的受訪者對西塔外部交通可達性表示滿意，認為場地設(shè)計、流線設(shè)計合理，各種交通出行方式都較為順暢。其中地鐵是受訪者最主要的出行方式，其次是自駕，受訪者對西塔地下車庫的停車流線、出入口配置、停車位數(shù)量的滿意率為60%，有較多受訪者指出西塔地下車庫空氣不流通、停車位不足以及指引不清晰導(dǎo)致停車效率低，建議采用更加智能化的停車場車位引導(dǎo)系統(tǒng)，并增加指示牌，從而合理有效地調(diào)度車輛，提高停車效率。

表3 性別與滿意率的雙獨立樣本檢驗

表4 辦公區(qū)域與物理環(huán)境舒適度的雙獨立樣本檢驗

表5 樓層因素K檢驗結(jié)果

表6 樓層因素與物理環(huán)境舒適度的K檢驗結(jié)果

表7 評價指標框架和使用者滿意度情況

3.3.3 人性化的空間布局能夠提升用戶的體驗感和安全感

在室內(nèi)空間與布局的分項指標中，滿意率最高的是電梯系統(tǒng)，得益于清晰的標識說明、合理的電梯轉(zhuǎn)換層以及局部采用的高速大容量雙層轎廂，縮短了候梯時間，給用戶帶來便捷舒適的乘梯體驗。流線組織方面，清晰的引導(dǎo)標識、母嬰室等人性空間以及智能化節(jié)能、節(jié)水器具的設(shè)置，得到了80%用戶的認可，但有較多受訪者表示將后勤用房置于交通核內(nèi)，使得空間緊湊但缺乏實際應(yīng)用的趣味性和靈活性（圖6）。而滿意率最低的一項是綠化景觀，60%的受訪者表示身處封閉高層環(huán)境中容易使人失去平衡感、感到壓抑和孤獨，希望有空中庭院，并提議在電梯轉(zhuǎn)換層增加咖啡廳、空中花園等交流共享空間，提升空間景觀品質(zhì)。

3.3.4 節(jié)能、節(jié)材、智能化設(shè)計等綠色建筑技術(shù)在一定程度上提高了室內(nèi)物理環(huán)境舒適度

通過對西塔辦公物理環(huán)境的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，使用者對空間的聲環(huán)境以及空氣質(zhì)量滿意度較高，但對光、熱環(huán)境兩項的評價較為復(fù)雜。分項指標中滿意度最高的是光環(huán)境，受訪者表示玻璃幕墻給辦公環(huán)境帶來充足的自然光以及良好的視覺體驗。得益于西塔獨特的筒中筒建筑結(jié)構(gòu)，提供270°環(huán)繞無敵景觀，珠江新城CBD的一系列景觀盡收眼底。并且每部分進深尺寸在8～15m之間時，空間有效利用率較高、光線充足、空間感適當，適合工作的需要。但同時玻璃幕墻又引發(fā)新的問題，尤其是西曬對光環(huán)境以及熱環(huán)境產(chǎn)生一定消極影響，而自動窗簾也在一定程度上改善陽光照射帶來的溫度上升以及強烈光線對辦公帶來的干擾（圖7），80%的受訪者也表示更愿意選擇窗邊的位置。西塔是華南首個實施空氣品質(zhì)管理的超高層建筑，采用實時室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)，嚴格控制溫濕度、充足新風供給、控制室內(nèi)外污染控制等手段，實現(xiàn)PM2.5阻截率99%，甲醛和苯去除率90%，確保為大廈提供健康、舒適、環(huán)保的工作環(huán)境，有80%的受訪者對空氣品質(zhì)表示滿意。

3.3.5 良好的運營維護得益于設(shè)計與運營人員的及時跟進

廣州西塔投入使用近十年，整體維護狀況良好，有86%的受訪者對物業(yè)和安保的服務(wù)感到滿意，但也存在一些問題。例如玻璃幕墻清洗困難；裙樓屋頂被設(shè)計為開放空間，但由于管理問題不會對寫字樓開放，如何最大限度的開發(fā)寫字樓公共活動空間成為設(shè)計方以及物業(yè)管理重點考慮的問題；另外智能化系統(tǒng)也存在一些不完善的地方，例如遠程控制，集中抽表等功能需要加強及完善。今后在設(shè)計過程中應(yīng)當加強建筑的智能化設(shè)計，考慮預(yù)留智能化管理系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備、管線空間，為后期智能化管理系統(tǒng)建設(shè)以及升級提供必要的硬件設(shè)施。

結(jié)語

圖6 辦公樓層平面圖

圖7 使用自動窗簾的辦公空間

作為具有代表性的超高層辦公建筑，廣州西塔在設(shè)計之初就滿載期許，其獨特的區(qū)域高度及功能組合成為廣州具有魅力和商務(wù)能量的標志性建筑，為廣州經(jīng)濟發(fā)展注入新動力。本文在其投入使用10年后，對其建成環(huán)境的使用后評估進行研究。結(jié)合西塔綠色建筑實測數(shù)據(jù)分析和實際運行狀態(tài)的調(diào)查，從形體設(shè)計、空間組織、節(jié)能設(shè)計和節(jié)材設(shè)計四方面評估西塔超高層建筑的整體綠色績效，并通過線上線下開展用戶主觀感受調(diào)查，對室內(nèi)外空間環(huán)境、運營與管理進行綜合評估，得到16項單項指標的滿意度情況以及個人背景屬性對各項指標滿意度的影響情況。結(jié)果表明：（1）廣州西塔在節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水、智能化等方面采用的多項綠色技術(shù)，不僅帶來明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，也提升了用戶的室內(nèi)物理環(huán)境舒適度和辦公體驗。（2）廣州西塔在設(shè)計階段就引入綠色咨詢，并在投入使用期間，多次進行建筑的能耗數(shù)據(jù)調(diào)查以及租戶滿意度調(diào)查，從而做出智能化等更新改造及物業(yè)服務(wù)的調(diào)整，使得有更多的新產(chǎn)品、新技術(shù)被應(yīng)用到西塔中。（3）廣州西塔在建筑形體、外部交通、電梯系統(tǒng)、空氣品質(zhì)、物業(yè)服務(wù)等方面得到了用戶較好的滿意度評價，但在綠化景觀、熱環(huán)境、流線組織等方面得到用戶的滿意度較低。女性的感覺比男性細膩，要求較高，尤其在空間布局與體驗在和室內(nèi)物理環(huán)境舒適度方面的滿意度主觀評價分值較低，超高層綠色建筑設(shè)計應(yīng)更加注重女性的生理和心理需求。（4）智能化、生態(tài)化、人性化設(shè)計是超高層建筑綠色設(shè)計的發(fā)展趨勢，不僅基于人們的精神、情感訴求，也有對生活和工作品質(zhì)更高的追求，這是目前西塔超高層建筑優(yōu)化設(shè)計中需要加強的地方。

致謝:感謝華南理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院、廣州越秀商業(yè)地產(chǎn)投資管理有限公司、廣州越秀城建仲量聯(lián)行物業(yè)服務(wù)有限公司的支持及課題組各研究人員實地調(diào)研、問卷訪談的辛勤工作。

圖、表來源

圖1：由廣州越秀城建仲量聯(lián)行物業(yè)服務(wù)有限公司提供；

圖5：由華南理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院提供；

其余圖、表來自作者拍攝和繪制。