產(chǎn)業(yè)園區(qū)設(shè)計(jì)中綠色建筑理念的運(yùn)用

宋 斐

（上海交通大學(xué)設(shè)計(jì)研究總院有限公司，上海 200052）

0 引言

隨著環(huán)保、節(jié)能、綠色等理念日益深入人心，在建筑行業(yè)，綠色建筑受到的關(guān)注程度越來(lái)越高。探索創(chuàng)新融入綠色建筑理念已經(jīng)成為一種新的追求。劉紅旗[1]認(rèn)為，人類社會(huì)走綠色發(fā)展道路是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的重要支撐，只有如此生活品質(zhì)才能提升，生態(tài)環(huán)境才能得到保護(hù)。但是該條道路會(huì)充滿荊棘，除了要推動(dòng)理念、技術(shù)等層面大力革新外，通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程貫徹落實(shí)更是關(guān)鍵所在。翟宇[2]指出，隨著城鎮(zhèn)化的深入，國(guó)家對(duì)于建筑的環(huán)保、質(zhì)量、使用率等指標(biāo)的要求也越來(lái)越高，居住者對(duì)于住宅的宜居性、舒適性也提出了更高的要求。金禾等[3]指出，通過(guò)將綠色低碳理念融入高層建筑設(shè)計(jì)工作中，不僅能夠有效降低各項(xiàng)能源的消耗，還可以幫助國(guó)家緩解城市環(huán)境污染壓力，促進(jìn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)建設(shè)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。

在建筑設(shè)計(jì)中，合理地運(yùn)用綠色建筑理念，有助于提升自然資源的利用率，減少建筑污染物的排放，節(jié)約能源，從而為人們營(yíng)造出更加舒適、綠色、健康的工作和居住空間，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展理念的落實(shí)。當(dāng)前，國(guó)家對(duì)綠色建筑發(fā)展越來(lái)越重視，并迅速采取行動(dòng)，實(shí)施多項(xiàng)法規(guī)，致力于推動(dòng)綠色建筑轉(zhuǎn)型，創(chuàng)造更宜居、更可持續(xù)的城市。作為中國(guó)的超一線城市，上海在不斷完善和實(shí)施綠色建筑政策，自2019 年以來(lái)，上海100%的新建民用建筑（不涉及工業(yè)活動(dòng)的住宅建筑和公共建筑）實(shí)施了綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。本文結(jié)合上海嘉定產(chǎn)業(yè)園區(qū)項(xiàng)目，介紹了綠色建筑理念的實(shí)踐應(yīng)用模式，提出的綜合應(yīng)用新能源、信息系統(tǒng)等技術(shù)以及重視低碳綠色設(shè)計(jì)元素的運(yùn)用等策略建議，具有一定的創(chuàng)新性。

1 上海市綠色建筑的推進(jìn)情況

上海一直重視綠色建筑落地和質(zhì)量提升工作，近年來(lái)陸續(xù)頒布了相關(guān)政策文件，通過(guò)財(cái)政扶持手段，引導(dǎo)綠色建筑項(xiàng)目申報(bào)運(yùn)行標(biāo)識(shí)，推進(jìn)綠色建筑運(yùn)行相關(guān)工作。在新時(shí)代建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展要求背景下，綠色建筑迎來(lái)了新階段發(fā)展新需求，其理念內(nèi)涵進(jìn)入了新時(shí)代。面對(duì)綠色建筑從原先的“四節(jié)一環(huán)保”到“五性”的提升形勢(shì)，2019 年上海市開(kāi)啟了綠色建筑與建筑節(jié)能專項(xiàng)的“十四五”規(guī)劃研究，深入調(diào)研分析各個(gè)領(lǐng)域?qū)ｍ?xiàng)的工作現(xiàn)狀與存在問(wèn)題，研究提出“十四五”規(guī)劃思路，為科學(xué)編制“十四五”規(guī)劃奠定科學(xué)基礎(chǔ)。2020 年綠色建筑運(yùn)行標(biāo)識(shí)項(xiàng)目占全部標(biāo)識(shí)項(xiàng)目總數(shù)量的比例接近6%，上海市綠色建筑運(yùn)行水平穩(wěn)步提升[4]。

2 產(chǎn)業(yè)園區(qū)項(xiàng)目概況

2.1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為嘉定·盛創(chuàng)三期項(xiàng)目，位于上海市嘉定區(qū)，是一座產(chǎn)業(yè)辦公綜合大樓?？偨ㄖ娣e超過(guò)5 萬(wàn)m2，由4 棟二類高層公共建筑及地下車庫(kù)組成。北鄰近太倉(cāng)市，南與嘉定區(qū)接壤。地塊位于上海市嘉定區(qū)澄瀏公路與嘉羅公路交叉口，距離11號(hào)線嘉定北站3.5km，距離嘉定中心醫(yī)院3.5km，距離上海繞城高速3.5km。項(xiàng)目所在區(qū)域周邊環(huán)境，工業(yè)基礎(chǔ)厚實(shí)，汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，營(yíng)商環(huán)境優(yōu)良，人文魅力充足。該項(xiàng)目在設(shè)計(jì)過(guò)程中，注重綠色建筑理念的融入，通過(guò)設(shè)計(jì)綠色建筑體系、綠色能源體系和綠色環(huán)境體系，打造了一個(gè)現(xiàn)代綠色建筑樣板工程。

2.2 綠色建筑的整體設(shè)計(jì)方案

項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)融合綠色建筑的核心理念與內(nèi)涵，提出了圍繞建筑體系、能源體系和環(huán)境體系打造現(xiàn)代綠色產(chǎn)業(yè)園區(qū)的方案。即源頭削減與外部抵消，通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能、設(shè)備節(jié)能、可再生能源三種主要方案實(shí)施。

2.2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能

維護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能，是現(xiàn)代綠色建筑節(jié)能的有效措施。例如，屋面選擇更高保溫性且具備較低的吸水率，可選保溫材料類型包括：擠塑聚苯板、模塑聚苯板、聚氨酯保溫板、泡沫玻璃等（根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整保溫層厚度）。維護(hù)結(jié)構(gòu)主要的功能是通過(guò)自身對(duì)外界溫度的吸收，在冬季起到保護(hù)室溫的作用；而在夏季又能夠在一定程度上降低室內(nèi)溫度，從而起到節(jié)約能源的作用。維護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能效果在短期內(nèi)可能不明顯，尤其是在使用的維護(hù)結(jié)構(gòu)材料性能不理想的情況下。因此，建筑設(shè)計(jì)人員，需要進(jìn)行精密的節(jié)能成本和效果分析計(jì)算，盡可能提高維護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的實(shí)際效果。

2.2.2 設(shè)備節(jié)能

建筑物中安裝著大量的各類設(shè)備，這些設(shè)備是否節(jié)能，對(duì)整個(gè)建筑的節(jié)能有著十分直接的影響。因此，設(shè)計(jì)人員在建筑設(shè)備選型方面，要盡可能選擇節(jié)能效果良好的設(shè)備。例如，通過(guò)高效冷熱源、節(jié)能照明、建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)建筑的設(shè)備節(jié)能。需要注意的一個(gè)問(wèn)題就是，如果不能夠及時(shí)獲取精確的能源消耗數(shù)據(jù)，并進(jìn)行系統(tǒng)分析，則容易導(dǎo)致忽視節(jié)能設(shè)備的實(shí)際節(jié)能效果。因此，當(dāng)采用可再生能源時(shí)，應(yīng)對(duì)其發(fā)電量及供冷熱量進(jìn)行單獨(dú)計(jì)量。隨著現(xiàn)代越來(lái)越多的節(jié)能設(shè)備和技術(shù)在建筑裝飾設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，選用適當(dāng)節(jié)能設(shè)備能夠有效降低建筑局部的能耗。

2.2.3 可再生能源利用

通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能資源的利用，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。年供暖空調(diào)、照明、生活熱水、電梯一次能源消耗量降低幅度≥50%，全年累計(jì)耗冷熱量降低幅度≥30%?？刂铺?yáng)能光伏板鋪設(shè)與屋頂綠化指標(biāo)，屋頂綠化覆土深度達(dá)到一定的深度才可計(jì)入綠地率。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮建筑屋頂?shù)慕ㄖY(jié)構(gòu)和屋頂綠化水平，并通過(guò)安裝太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，滿足部分用戶的熱水需要。目前，在建筑設(shè)備節(jié)能方面，已經(jīng)有不少光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)中的成功運(yùn)用案例，通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)收集光伏發(fā)電能源，電力能源可以供給建筑公共空間的照明系統(tǒng)，或者是作為停電狀態(tài)下的電梯備用電源，這種設(shè)計(jì)模式不僅能夠降低電梯突然斷電所造成的安全隱患，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)能的合理利用。

3 綠色設(shè)計(jì)理念的具體應(yīng)用

3.1 建筑體系

3.1.1 注重辦公建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能

該產(chǎn)業(yè)園區(qū)項(xiàng)目辦公區(qū)和商業(yè)區(qū)面積合計(jì)占到總建筑面積的70%以上。辦公建筑的耗能較高，尤其是空調(diào)能耗，甚至能夠占到建筑總能耗的50%。設(shè)計(jì)人員通過(guò)提高外圍墻體的保溫隔熱性能，實(shí)現(xiàn)空調(diào)能耗的降低。在控制造價(jià)的前提下，通過(guò)控制各朝向窗墻面積比，采用30mm 厚無(wú)機(jī)保溫干粉砂漿和200mm 厚加氣混凝土砌塊（B05 級(jí)）設(shè)計(jì)成外保溫方式達(dá)到建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求。無(wú)熱橋處理過(guò)程中，要注意屋頂女兒墻、穿墻管線、出挑構(gòu)件做無(wú)熱橋設(shè)計(jì)，確保保溫層連續(xù)，樓屋面保溫層設(shè)置防水層。

3.1.2 立面設(shè)計(jì)降低能耗

受制于高導(dǎo)熱和氣密性不穩(wěn)定等因素，窗戶往往是能源消耗的最薄弱環(huán)節(jié)。如何控制窗墻比的合理性，對(duì)建筑能耗有著非常大的關(guān)系?？紤]到項(xiàng)目所在地區(qū)的氣候，夏季炎熱冬季相對(duì)較暖。因此，立面的設(shè)計(jì)應(yīng)有利于自然通風(fēng)，其目的是加強(qiáng)建筑群熱量的擴(kuò)散，快速降溫。通過(guò)這種方式，降低了窗墻比，有助于實(shí)現(xiàn)建筑立面的節(jié)能。降低能耗，體現(xiàn)了綠色建筑的設(shè)計(jì)理念。

3.1.3 設(shè)置合理的外遮陽(yáng)系統(tǒng)

該項(xiàng)目在外立面造型塑造時(shí)充分借用外遮陽(yáng)系統(tǒng)作為一種靈活的立面元素，南面選用電動(dòng)偏心沖孔型水平遮陽(yáng)系統(tǒng)，東西北三面選用電動(dòng)折疊窗式遮陽(yáng)系統(tǒng)。電動(dòng)遮陽(yáng)系統(tǒng)采用智能化集中控制，緊密結(jié)合項(xiàng)目場(chǎng)地周邊環(huán)境，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效率最大化。智能化控制系統(tǒng)采取自動(dòng)風(fēng)力控制、自動(dòng)光線控制、自動(dòng)追蹤控制。自動(dòng)風(fēng)力控制，當(dāng)處于自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，風(fēng)力控制功能默認(rèn)打開(kāi)。通過(guò)分析設(shè)置適當(dāng)?shù)娜~片保護(hù)風(fēng)力級(jí)數(shù)，既達(dá)到滿足正常使用要求又能達(dá)到保護(hù)葉片的要求。當(dāng)外部風(fēng)力達(dá)到設(shè)定風(fēng)力級(jí)數(shù)時(shí)，葉片自動(dòng)關(guān)閉。自動(dòng)光線控制，在小于設(shè)定光照度（最小光照度，例1 000LUX）時(shí)，該區(qū)域遮陽(yáng)板全部開(kāi)啟；在最小光照度和最大光照度之間時(shí)，該區(qū)域遮陽(yáng)板根據(jù)具體實(shí)際光照度可設(shè)置擇不同的開(kāi)啟角度。以10°為單位開(kāi)啟動(dòng)作；在大于最大光照度時(shí)，該區(qū)域遮陽(yáng)板全部關(guān)閉。

3.2 能源體系

3.2.1 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)

太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑節(jié)能設(shè)計(jì)領(lǐng)域，運(yùn)用較為廣泛的一種節(jié)能設(shè)計(jì)模式?？紤]到產(chǎn)業(yè)園區(qū)所在的地理位置，光照條件較好，而且建筑頂層適合安裝太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，因此，產(chǎn)業(yè)園區(qū)設(shè)計(jì)人員通過(guò)在屋頂層架空屋面板設(shè)置太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，使用清潔可再生能源為淋浴間提供熱水，實(shí)現(xiàn)了公共建筑三星級(jí)綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)要求的太陽(yáng)能提供熱水量達(dá)到建筑熱水消耗量的10%的目標(biāo)。

3.2.2 VRV 變頻空調(diào)系統(tǒng)

產(chǎn)業(yè)園區(qū)項(xiàng)目因?yàn)樗幍貕K地質(zhì)條件不佳，無(wú)法滿足地源熱泵和水源熱泵的安裝要求，因此通過(guò)仔細(xì)能耗分析比選，采用VRV 變頻空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行能耗控制。VRV 變頻空調(diào)系統(tǒng)由模塊式變頻空調(diào)機(jī)組構(gòu)成，可靈活分區(qū)分層控制，根據(jù)需求人數(shù)及使用面積調(diào)控啟動(dòng)機(jī)組，不會(huì)造成不必要的能源浪費(fèi)[5]。此外，大空間空調(diào)區(qū)域設(shè)置全熱交換式換氣機(jī)，既引入室外新風(fēng)，又排除室內(nèi)污濁空氣、并回收排風(fēng)中冷量，節(jié)約新風(fēng)處理能耗，選用的全熱交換式換氣機(jī)熱回收效率≥65%。

3.2.3 其他節(jié)能設(shè)計(jì)

項(xiàng)目全部采用感應(yīng)式節(jié)水器具，所選器具滿足《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》及《綠色建筑評(píng)價(jià)技術(shù)細(xì)則》的要求，節(jié)水率可達(dá)30%以上。通過(guò)將市政供水經(jīng)過(guò)多層過(guò)濾膜處理后再經(jīng)臭氧消毒，水質(zhì)達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，可供直飲。項(xiàng)目所有照明均采用LED 節(jié)能燈，LED 光源是目前最為環(huán)保、節(jié)能的照明方式，使用壽命長(zhǎng)、照度高、能耗小。除重要機(jī)房及消防設(shè)備外，所有動(dòng)力設(shè)備配電及照明控制都采用了時(shí)控功能，辦公場(chǎng)所的照明兼具時(shí)控和手動(dòng)功能，方便節(jié)能。

3.3 環(huán)境體系

3.3.1 雨水收集系統(tǒng)

設(shè)計(jì)人員考慮到項(xiàng)目所在地區(qū)降雨量較大，而且現(xiàn)有的雨水收集技術(shù)成熟完善，通過(guò)收集雨水再利用能夠最大限度地節(jié)約水資源。通過(guò)在地下一層設(shè)置雨水收集池和雨水凈化過(guò)濾系統(tǒng)收集硬屋面及綠化屋面雨水，用于園林灌溉、衛(wèi)生設(shè)施用水及洗車、景觀水池等用水，節(jié)約水資源。

3.3.2 大樓的夜景設(shè)計(jì)

為了節(jié)能及降低造價(jià)，產(chǎn)業(yè)園區(qū)項(xiàng)目的夜景照明未另外設(shè)置夜景燈具，而是利用沿外墻的一排辦公燈具兼做夜景內(nèi)透燈具，該部分燈具既可受夜景控制箱集中控制，也可受現(xiàn)場(chǎng)的辦公場(chǎng)所的開(kāi)關(guān)控制。在燈具的選擇上，使用的是節(jié)能效果明顯的LED 燈，通過(guò)合理的開(kāi)關(guān)燈控制，在滿足大樓夜景欣賞需求的同時(shí)，又能夠最大限度地節(jié)約能源。

3.3.3 噪聲控制

噪聲污染是現(xiàn)代城市建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，容易忽視的一個(gè)重要問(wèn)題。然而噪聲污染對(duì)人體的影響很大，不僅容易埋下潛在的身體健康隱患，而且也容易導(dǎo)致人們的心情變得煩躁。本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)過(guò)程中，針對(duì)可能受到的來(lái)自周邊交通干線的噪聲，產(chǎn)業(yè)園區(qū)項(xiàng)目涉及人員，在噪聲控制設(shè)計(jì)方面，綜合考慮建筑位置、噪聲源情況，通過(guò)幕墻減小外部外層玻璃開(kāi)口，從而起到了良好的隔音效果。另外，還通過(guò)玻璃夾層設(shè)計(jì)，外層雙玻采用真空玻璃，也在很大程度上降低了噪聲污染。

4 建筑設(shè)計(jì)中綠色建筑理念的應(yīng)用對(duì)策

4.1 加強(qiáng)對(duì)環(huán)境因素的分析工作

建筑設(shè)計(jì)中綠色設(shè)計(jì)理念的運(yùn)用，需要綜合考慮建筑項(xiàng)目周邊的環(huán)境。而通過(guò)詳細(xì)的環(huán)境勘察，是設(shè)計(jì)人員了解建筑周邊各種環(huán)境因素的有效措施。例如，在勘察過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)周邊環(huán)境中有可以利用的資源，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，使得建筑物能夠充分利用周圍的資源，從而能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)降低能耗的目的[6]。又如，針對(duì)建筑物周圍綠色植被的生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行勘察分析，如果適合種植綠色植被，則可以考慮通過(guò)綠色植被降低建筑頂層夏季光照的溫度，從而能夠有效控制空調(diào)用電。

4.2 重視環(huán)保型建筑材料的采用

現(xiàn)代建筑新型建筑材料在節(jié)能降耗方面已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，因此，建筑人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以考慮合理運(yùn)用綠色節(jié)能建筑材料[7]。例如，商業(yè)辦公樓的外立面設(shè)計(jì)時(shí)，外墻部分常常使用巖棉夾芯復(fù)合板，這一材料能夠有效實(shí)現(xiàn)隔熱、防火、隔音的多重作用，在保證安全的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。在運(yùn)用綠色節(jié)能建筑材料實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)的同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)當(dāng)考慮，提高建筑材料的回收利用，探索運(yùn)用一些能夠循環(huán)利用的材料，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)整體建筑材料使用總量的控制，體現(xiàn)了綠色建筑設(shè)計(jì)中，減少對(duì)環(huán)境壓力的設(shè)計(jì)理念。又如，運(yùn)用綠色植被材料，南京垂直森林項(xiàng)目，以綠色坦克和陽(yáng)臺(tái)的交會(huì)處為特色，遵循了垂直森林的原型，沿著立面，數(shù)千棵樹(shù)木和從23 種當(dāng)?shù)匚锓N傾瀉而下的植物覆蓋面積為6 000m2。該項(xiàng)目中的綠色植被，每年吸收多達(dá)25t 的CO2，每天產(chǎn)生約60kg 的O2。

4.3 需要重視低碳綠色設(shè)計(jì)元素

低碳綠色設(shè)計(jì)元素的運(yùn)用，是降低建筑整體能耗的重要方式。設(shè)計(jì)者要對(duì)建筑物所在區(qū)域的資源進(jìn)行有效整合，在滿足用戶需求的前提下，充分運(yùn)用當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，結(jié)合建筑物自身的特點(diǎn)，融入低碳綠色設(shè)計(jì)元素，科學(xué)設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)，降低建筑的資源消耗。例如，對(duì)于降水豐沛的地區(qū)，設(shè)計(jì)人員可以考慮在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，要妥善利用自然降水，對(duì)其進(jìn)行收集，自然雨水可以用來(lái)進(jìn)行景觀植物的澆灌、城市道路灑水等。尤其是對(duì)于地勢(shì)較為低洼的廣場(chǎng)建筑的設(shè)計(jì)，在低洼的廣場(chǎng)中央，設(shè)計(jì)雨水收集系統(tǒng)，建造成本較低，而雨水收集量大，收集過(guò)程中幾乎不會(huì)消耗能源，通過(guò)這種模式能夠在很大程度上降低建筑本身的水資源消耗[8]。

5 結(jié)論

本文從綠色建筑設(shè)計(jì)的理念內(nèi)涵和重要意義出發(fā)，闡述了當(dāng)前綠色建筑發(fā)展的現(xiàn)狀以及上海綠色建筑發(fā)展的相關(guān)政策引導(dǎo)。然后結(jié)合嘉定·盛創(chuàng)三期實(shí)際案例，詳細(xì)論述了綠色建筑設(shè)計(jì)理念的實(shí)踐運(yùn)用情況。研究認(rèn)為，該產(chǎn)業(yè)園區(qū)在設(shè)計(jì)上，充分考慮了當(dāng)前上海地區(qū)綠色建筑相關(guān)政策文件的規(guī)范和要求，通過(guò)設(shè)計(jì)綠色建筑體系、綠色能源體系和綠色環(huán)境體系，整體提升了項(xiàng)目建筑的綠色水平，實(shí)現(xiàn)了建筑節(jié)能降耗的目標(biāo)，對(duì)上海地區(qū)綠色建筑的發(fā)展，具有一定的示范作用。