綠色環(huán)保建筑整體解決方案——MSD-H2低碳示范樓給我們的啟示

王澤楠WANG Ze-nan

（天津泰達(dá)發(fā)展有限公司，天津 300457）

（Tianjin TEDA Development Company，Tianjin 300457，China）

建筑在人類生活中起到非常重要的作用，人類每天都要在各式各樣的建筑中度過絕大部分時(shí)間。而制造建筑和建筑運(yùn)行的過程對環(huán)境的影響是很大的。首先，建筑業(yè)所消耗的能源占社會(huì)全部能源消耗的40%以上；其次，建筑業(yè)耗電量巨大，占整個(gè)社會(huì)耗電量的68%；再次，建筑業(yè)的制造過程需要耗用大量清潔水源，其用水量占整個(gè)社會(huì)用水量的12%；最后，建筑業(yè)在建造出新環(huán)境的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量的工程垃圾，其垃圾排放量占城市垃圾總量的40%。

現(xiàn)在環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展越來越被全社會(huì)所重視，我們提倡建造綠色建筑，低碳消耗，那么，何為綠色建筑呢？所謂“綠色建筑”中的“綠色”，并不是指一般意義的立體綠化、屋頂花園那么簡單和表面，它是代表一種概念或象征，指建筑對環(huán)境的負(fù)面影響小，且能高效、充分利用各種資源、減少浪費(fèi)，并且在不破壞環(huán)境和生態(tài)平衡的條件下進(jìn)行建造和運(yùn)行，這樣的過程是可持續(xù)的，這樣建造出的建筑又可稱為可持續(xù)發(fā)展建筑、生態(tài)建筑、回歸大自然的建筑、節(jié)能環(huán)保建筑。

對于“綠色建筑”的概念，目前國際上比較認(rèn)可的定義是指為人類提供一個(gè)健康、舒適的活動(dòng)空間，同時(shí)最高效率地利用資源，最低限度地影響和改變環(huán)境的建筑物。由此，我們可以將“綠色建筑”的基本內(nèi)涵歸納為：減輕建筑對環(huán)境的負(fù)荷，即節(jié)約能源及資源；提供安全、健康、舒適性良好的生活空間；與自然環(huán)境親和，做到人及建筑與環(huán)境的和諧、持續(xù)發(fā)展。

綠色建筑相比傳統(tǒng)建筑有著后者所沒有的諸多特征：

①它在滿足目前需求的情況下，盡量減少對環(huán)境的影響；②將建筑對環(huán)境的影響和建筑物的經(jīng)濟(jì)性能之間的矛盾關(guān)系得到改善；③提高了建筑物的系統(tǒng)效率，節(jié)約能量和資源；④有助于提高在其內(nèi)工作和生活的人的工作效率，也改善了室內(nèi)環(huán)境的品質(zhì)；⑤整合建筑設(shè)計(jì)和施工過程，減少整個(gè)建筑生命周期的運(yùn)行費(fèi)用。

綠色建筑所追求的更高目標(biāo)是零能耗建筑，也就是建造及運(yùn)行過程不需要常規(guī)能源的建筑。在建設(shè)綠色建筑的同時(shí)，我們還要考慮到建筑的可持續(xù)性。在滿足當(dāng)前的住房和基礎(chǔ)設(shè)施需求的同時(shí)，不會(huì)危及到未來子孫后代滿足其自身需要的要求的建筑。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署對可持續(xù)建筑的定義是“建筑行業(yè)將環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和文化因素考慮在內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的途徑。具體而言，它涉及到建筑設(shè)計(jì)和管理、原料和建筑性能、能源和資源消耗等多個(gè)問題。而所有這些都屬于城市發(fā)展與管理范疇?！?/p>

根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)環(huán)境，運(yùn)用生態(tài)學(xué)、建筑技術(shù)科學(xué)的基本原理和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段等，合理安排并組織建筑與其他相關(guān)因素之間的關(guān)系，使建筑和環(huán)境之間成為一個(gè)有機(jī)的結(jié)合體，同時(shí)具有良好的室內(nèi)氣候條件和較強(qiáng)的生物氣候調(diào)節(jié)能力，以滿足人們居住生活的環(huán)境舒適，使人、建筑與自然生態(tài)環(huán)境之間形成一個(gè)良性循環(huán)系統(tǒng)。

要實(shí)現(xiàn)高性能綠色建筑需要從設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行這一建筑全壽命過程籌劃整體方案，充分體現(xiàn)綠色建筑生命周期價(jià)值的概念，強(qiáng)調(diào)從項(xiàng)目的規(guī)劃階段即最初方案設(shè)計(jì)到綜合考慮規(guī)劃、建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、園林等各專業(yè)有機(jī)整合，從多角度對項(xiàng)目進(jìn)行綜合考慮和設(shè)計(jì)，以確保在實(shí)現(xiàn)業(yè)主意圖的同時(shí)，使舒適、節(jié)能、環(huán)保、高效的設(shè)計(jì)原則始終貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)之中，保證項(xiàng)目在節(jié)能和環(huán)保方面的高性能。

對于綠色建筑的整體方案考衡主要通過六大方面進(jìn)行，以期在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工階段即達(dá)到減少整個(gè)建筑對環(huán)境和使用者的影響：①可持續(xù)選址及規(guī)劃；②水資源的有效率用；③材料及資源的有效利用的有效利用；④能源消耗對大氣的影響；⑤最終建筑成果的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量；⑥設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)新。

這幾方面具體分析如下：在可持續(xù)選址及規(guī)劃方面應(yīng)注意的是：水土流失和沉積控制、建筑場地選擇、開發(fā)密度、廢置用地恢復(fù)和發(fā)展、新型便捷的交通，尤其是便捷的公共交通；減少建筑物的地點(diǎn)干擾，保護(hù)公共綠地并盡可能減少建筑占地面積；徑流管理，減少泛流以及對不可避免的泛流的處理；在景觀設(shè)計(jì)方面，應(yīng)盡可能減少和降低建筑物的熱島效應(yīng)，努力通過不止于屋頂?shù)钠渌砻娴拿阑屯庥^設(shè)計(jì)達(dá)到更好的效果；減少建筑物光污染；景觀處理應(yīng)充分考慮節(jié)水，力爭在節(jié)約水源消耗的同時(shí)實(shí)現(xiàn)景觀的美化，減少飲用水灌溉，充分利用廢水回收及處理技術(shù)。

天津首個(gè)低碳示范建筑，即2013年建成的泰達(dá)MSD-H2低碳示范樓，坐落在濱海新區(qū)內(nèi)的天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)（泰達(dá)），是中國首個(gè)同時(shí)獲得中國綠色三星認(rèn)證、美國Leed認(rèn)證、英國BREEAM認(rèn)證以及日本CASBEE認(rèn)證的商業(yè)樓宇（上述三個(gè)國外認(rèn)證是目前國際上公認(rèn)的綠色環(huán)保項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)證體系，代表了世界綠色項(xiàng)目的發(fā)展方向和理念）。泰達(dá)作為“中國國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)”，明確提出了將低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展作為區(qū)域新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要內(nèi)容，將立足濱海新區(qū)、天津市及周邊區(qū)域的低碳技術(shù)需求，搭建促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)技術(shù)交流的國際合作平臺(tái)，開展低碳示范項(xiàng)目，力爭成為低碳技術(shù)匯集地，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的和諧發(fā)展。

2010年3月成立了天津泰達(dá)低碳經(jīng)濟(jì)促進(jìn)中心，并在泰達(dá)現(xiàn)代服務(wù)產(chǎn)業(yè)區(qū)（MSD）內(nèi)建設(shè)H2低碳示范樓。泰達(dá)MSD地處濱海新區(qū)核心區(qū)，總建筑面積134萬平方米，定位國際甲級寫字樓及配套商業(yè)群體，打造現(xiàn)在服務(wù)業(yè)發(fā)展的國際化平臺(tái)，促進(jìn)金融產(chǎn)業(yè)、總部經(jīng)濟(jì)等高端服務(wù)業(yè)及生產(chǎn)型服務(wù)業(yè)的集聚。

H2低碳示范樓位于泰達(dá)MSD拓展區(qū)內(nèi)，占地約4800平方米，地上建筑面積1.2萬平方米，地上9層，地下2層，為國際甲級寫字樓及配套商業(yè)。建筑建成后，天津泰達(dá)低碳經(jīng)濟(jì)促進(jìn)中心將入駐，并吸引低碳產(chǎn)品企業(yè)入駐。低碳示范樓的相對節(jié)能量比國家2005年公共建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能約30%，節(jié)碳35%。

H2低碳示范樓的節(jié)能數(shù)據(jù)是如何實(shí)現(xiàn)的呢？

首先，在建筑外圍結(jié)構(gòu)方面，采用了高保溫隔熱材料，合理的窗墻比。建筑南立面采用雙層呼吸式通風(fēng)幕墻，底部和頂部設(shè)置百葉風(fēng)口，根據(jù)季節(jié)不同開啟和關(guān)閉百葉風(fēng)口，利用熱壓進(jìn)行通風(fēng)，減少室內(nèi)負(fù)荷。

其次，建筑平面上采用集中式布置，盡量減少外圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積，將核心筒布置在東西兩側(cè)，以減少能源消耗。

第三，綠化設(shè)計(jì)方面，將地面綠化、立面垂直綠化、屋頂綠化融為一體，創(chuàng)造宜人的城市生態(tài)建筑外環(huán)境，提高了室外空氣品質(zhì)，降低熱島效應(yīng)。室外廣場采用透水地面，雨水通過滲水表面進(jìn)入地下水，涵養(yǎng)地下水資源，同時(shí)降低廣場地面溫度。

第四，利用自然采光。地下室設(shè)置采光天井，通過地下采光天井，將綠化和自然光引入地下，美化環(huán)境的同時(shí)節(jié)約電能消耗；地下室局部采用垂直光導(dǎo)管技術(shù)，通過高效反射材料，將自然光引入地下室，用于地下室的照明；辦公區(qū)域采用水平光導(dǎo)管技術(shù)，通過水平光管技術(shù)將自然光引入到建筑內(nèi)部，節(jié)約建筑照明消耗，同時(shí)可以起到自然光殺菌的衛(wèi)生效果。

第五，在建筑材料的選用上，土建用材盡量采用可回收、可循環(huán)材料以及廢棄物材料，并優(yōu)化設(shè)計(jì)節(jié)約材料用量，室內(nèi)裝修材料選用環(huán)保型材料，追求舒適、高雅但不奢華的效果。

第六，充分利用自然低碳能源。在裙房屋頂設(shè)置太陽能集熱板，滿足地下室衛(wèi)生間及淋浴用水；利用太陽能光伏發(fā)電為建筑物日常運(yùn)營提供部分電力能源，通過日照分析，選取日照比較充足的南立面和屋頂設(shè)置太陽能光伏發(fā)電板，每年發(fā)電量預(yù)計(jì)約46MWh，能夠?yàn)榻ㄖ\(yùn)營提供4.1%的電能；充分利用地?zé)崮茉?，空調(diào)冷熱源均采用地源熱泵技術(shù)，利用地表淺層地?zé)豳Y源，吸收或放出熱量，達(dá)到冬季供熱夏季制冷的目的，并同時(shí)與太陽能熱水系統(tǒng)結(jié)合，為建筑使用者提供生活熱水，從而大幅度降低空調(diào)電耗。

在H2低碳建筑示范樓中采用了高效率機(jī)電系統(tǒng)及設(shè)備：溫濕度獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng)，溶液調(diào)濕新風(fēng)處理機(jī)組與地緣熱泵結(jié)合，達(dá)到溫度與濕度獨(dú)立控制，節(jié)約了除濕的能耗，大大降低了空調(diào)電耗；地板送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的采用使得氣流循環(huán)效果好，提升空間舒適性，同時(shí)減小空氣輸送動(dòng)力，減少風(fēng)機(jī)能耗，并且減小機(jī)電管線占用空間的高度，增大了建筑層高；無機(jī)房電梯及電梯能源再生技術(shù)，采用無機(jī)房電梯減少了設(shè)備用房面積，同時(shí)采用電梯能源再生回饋技術(shù)，將電梯重載下行或輕載上行運(yùn)行的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，回饋于電網(wǎng)；應(yīng)用變頻風(fēng)機(jī)與水泵及高效電機(jī)，空調(diào)水泵和風(fēng)機(jī)均采用變頻技術(shù)，根據(jù)負(fù)荷的變化，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變大馬拉小車的狀況。

除了以上提到的主要技術(shù)措施，該建筑還從設(shè)計(jì)角度考慮其他可持續(xù)發(fā)展的措施：比如，在通往城市公共交通方向上設(shè)置便捷的人行出口，以鼓勵(lì)使用公共交通；提供便捷的環(huán)保型機(jī)動(dòng)車專用停車點(diǎn)，鼓勵(lì)人們使用小排量及環(huán)保能源的機(jī)動(dòng)車；設(shè)置適量的自行車存放點(diǎn)，鼓勵(lì)使用自行車作為交通工具；增大樓梯間的采光面積，提高裝飾標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)工作人員多走樓梯，節(jié)約電梯能耗；使用中水沖廁，同時(shí)安裝節(jié)水型潔具，減少用水消耗；自然采光與燈光、窗簾控制系統(tǒng)結(jié)合，減少照明用電；增大過渡季節(jié)風(fēng)量及自然通風(fēng)，減少制冷機(jī)開啟時(shí)間，節(jié)約電能。

在綠色生態(tài)和可持續(xù)性發(fā)展愈發(fā)為社會(huì)所重視，并逐步融入我們生活的今天，泰達(dá)MSD先行邁出這一步，H2低碳示范樓的建設(shè)和日后運(yùn)行雖然只是一個(gè)開始，但它對于綠色建筑整體方案的籌劃和實(shí)現(xiàn)提供了實(shí)驗(yàn)性的實(shí)物范例，也為今后的綠色建筑發(fā)展方向提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。

[1]美國綠色建筑委員會(huì)（USGBC）.綠色建筑評估體系[M].（Leadership in Energy&Environmental Design Building Rating System）.

[2]宗敏編著.綠色建筑設(shè)計(jì)原理[M].

[3]（美）尤德森.J.綠色建筑集成設(shè)計(jì)[M].