舜元科创园绿建三星实践项目的研究论文_杨鲁晨

上海东瑞建筑规划设计有限公司

摘要:本文介绍了上海舜元科创园的工程概况,在此基础上介绍了绿建三星实践项目。通过介绍其设计理念及其应用的相关技术,阐述了绿建三星实践项目的技术优化措施几个方面,按照整体优化的绿色节能先进理念进行绿色建筑的有益尝试,取得了良好的效益。

关键词:舜元科创园;绿建三星;实践项目

1 工程概况

上海舜元科创园由舜元控股集团有限公司投资建设,项目位于长宁区天山西路799号,总建筑面积为47530.21平方米,其中地下建筑面积17069.74平方米,地上建筑面积30460.47平方米。结构类型为框剪结构,地上7层,地下2层。该项目地上功能为科研办公用房,地下功能为员工餐厅、停车库及机电设备用房。本项目定位为办公及研发基地,积极探索低碳绿色发展模式的实践与推广,致力于实现在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能,节地,节水,节材),将节能率70%作为节能设计和运营的目标,同时也正在积极争取申报长宁区全球环境基金赠款项目和世界银行贷款项目本文以《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014为依据,对上海舜元科创园实际建筑进行技术研究,提出本项目应对绿建三星的可行性绿色技术,力争为绿色建筑设计提供参考和借鉴价值。同时通过对绿建三星标准的深入学习和实际应用,希望能为今后的绿色建筑设计、实践以及评价等工作提供借鉴价值。

2 绿建三星实践项目典型技术措施

绿色建筑的内涵包括四个方面:一是广义上的节能,除“四节”外,主要是强调减少各种资源的浪费;二是保护环境,强调的是减少环境污染,减少二氧化碳排放;三是满足人们使用上的要求,为人们提供“健康”、“适用”和“高效”的使用空间;四是强调 与自然和谐共生。由此可见,绿色建筑三星级设计是需要建筑、结构、设备、室内、景观、施工管理以及后期运营维护管理等各专业各领域共同参与的系统工程,且各专业的方案措施等都相互关联和影响,均衡分布。本文此次仅对建筑专业所采取的部分设计理念和应用的相关技术进行阐述。

2.1 场地生态、公共服务

基地的选择至关重要,这也与甲方的决策息息相关。然而设计拿到地块后,怎样从地块发掘和利用现有的资源,结合地貌进行场地设计和建筑布局,成为设计的关键开局。地块的南侧为新渔河道,北侧为天山西路,经过多次的摆布尝试以及多方面的考虑,还是决定将长条的建筑体布置在靠近天山西路沿线,将南侧空出作为建筑的后花园,一来可以结合河道进行景观设计,二来可以利用河道将景观用水、雨水等等综合开发利用,这样地下室的开挖也不会影响河道防护堤。再将整个场地的硬质路面做成透水沥青地面,雨水可以渗透利用,保证地面没有积水。这样既保证的原始场地的生态没有被破坏,反而强化了其生态系统的良好循环。

公共建筑服务功能的兼容性和服务对象的多样性是提高其利用率的重要表现。项目除了保障自己的基本需求外,还将一些可共享的功能空间服务于大楼以为的大众。

1)将地下一层的员工餐厅实现对外开放,原服务范围从本大楼人员扩展到周边居民和办公楼,为了避免内外人员的流线交叉和管理问题,专设一部楼梯供外来人员使用,大楼员工则通过内部通道进入餐厅;

2)把一层的卫生间向社会公众开放,并增设无障碍洁具等设施,外楼人员可通过大堂进入卫生间方便使用;

3)地下停车位通过智能化管理,错时向周边商业及居民实现资源共享,缓解停车难问题;

4)整个场地周边无围墙设计,无阻拦的场地绿化、园林景观都变成了周边居民免费的活动场地和公共空间,供人休憩漫步享受自然美景。

2.2 建筑功能的优化

1)合理设置停车场所是其后期使用便捷的重要保障。利用地下一层6.2米层高的优势,在建筑的东侧地下室设置一夹层做为非机动车库,这样可以保证车库的完整性,具备了抵抗风雨日晒及恶劣天气的条件;也可使车库的出入口与建筑保持一定的距离,并在地块边缘设置一条专属非机动车道,避免人车行混乱;汽车库共地下两层,地下一层充分利用他的层高优势,在局部设置了机械停车位,使总车位数提高到186辆,其中还设计了带充电桩的专属车位,为新能源汽车的推广使用提供捷径。

2)建筑与周边环境的有效结合,让建筑完美领略园区风景,保证大部分房间良好的户外视野十分重要。大体量的地下建筑所带来的出地面的风井和疏散楼梯困扰着每个项目,它们的出现让环境景观和视觉感受带来一些遗憾,本项目同样如此。首先一部高约3米楼梯矗立在大楼的正前方,虽然距离大楼10多米远,但视觉感官无法忽略,设计时通过调整地下室防火分区,在满足疏散距离的情况下,将楼梯进行移位转换,利用场地内下沉广场的开敞式疏散楼梯,将车库地下二层至地下一层的疏散与下沉广场至地面的疏散有效的结合,从而把楼梯出地面的部分最终移除。出地面的风井也亦如此,在不影响风井有效排放和吸进的情况下,将风井水平隐藏在覆土层引致场地的边缘再出地面竖起,这样不仅保证了场地的完整性,让景观工程师的设计大放异彩,同时也保证了地库废气在边缘排放,使得人员活动范围内空气的清洁,更是给整个场地的视觉上带来了不可忽视的效果。

3)地下室往往是一幢大楼的百宝箱,它被注入了无数的功能,车库、设备房、垃圾房、卫生间、餐厅和厨房等等,因为它不能够直接对外,所以地下室空气质量和环境的保证也极其重要。为了避免地下室各功能区域的空气和污染物串通到其它空间和室外活动场所,设计对各功能区域的位置与地面空间的关系进行了精细的考量:首先把垃圾房和厨房隔油池进行双门处理,增加一个缓冲空间,防止气味及污染物的外泄,并把它们设置在靠近汽车坡道出入口的隐蔽位置,将该汽车坡道设计成小货车可直接进入的高度,保证小货车进入地下室对污染物垃圾进行封闭处理及运输,另外给它们设置独立的排风系统,其出地面的排风口也控制在整个场地的下风口;第二,在车库内设置一氧化碳和二氧化碳探测器,确保其浓度不超标,保证的空气的安全,同时也给车库的空气循环系统带来了一定的节能效应。

2.3 建筑、结构及室内设计的连续性

1)建筑的平面和建筑体型通常是密不可分的,规整的平面必然造就良好的建筑形态,也深深影响结构体系的选择。本项目平面为一个方整的矩形,1:3的宽长比不仅具有极高的空间感受和利用率,也给结构体系的合理性和抗震性夯实基础。

2)平面设计之初,在建筑的中部设计了一个1—5层的中庭,但在结构计算的中发现,它不仅对整个结构体系有一定的破坏性,也对结构用材有一定的不合理性;后将中庭范围降至1-2层,不仅保持了建筑所需的效果,也为后期结构预制钢梁柱的标准化模数化奠定基础。

3)建筑造型要素的简洁,并且没有大量装饰性的构件。一层由少量的装饰柱和落地门窗组成,二层至屋顶的四周均由玻璃幕墙围和,落地的大玻璃给整个空间带来极佳的自然采光;幕墙的四边都合理设置了可开启窗,也可满足后期空间变化需求,也大大增强了室内空气的通透行,正南北的朝向也保证了阳光的正常接受,创造出在开豁的空间沐浴着阳光,呼吸着新鲜空气美好景象。

4)土建工程与装修工程一体化设计是节材的一个重要标准。在建筑设计过程中,经过协调让室内设计师提前介入,对建筑的公共部分进行设计,与土建的设计有效的结合,将部分室内的内容直接反应到土建图纸中去,从而避免了后期装饰产生不必要的资源浪费。

2.4 节能技术优化措施

1)建筑的围护结构是建筑的重要组成部分,围护结构的保温措施对整个建筑的节能效应也是起到绝对作用的,比通过提高设备的节能性来降低建筑能耗的效果来的更好,保温材料的经济效益也相对较低。本项目中围护结构热工性能在满足国家标准的基础上进行了大幅的提高:外墙保温系统由50mm的岩棉板,更换为30mmSTP超薄型真空绝热板,传热系数由0.69W/(m2.K)提高到0.40W/(m2.K),STP超薄型真空绝热板其具有很好的保温效果,且超薄超轻;屋面保温系统由140mm泡沫玻璃板,更换为200mm挤塑聚苯板,传热系数由0.45W/(m2.K)提高到0.18W/(m2.K),并在屋顶种植绿化,绿化率达到50%;大面积的采用玻璃幕墙作为建筑围护结构,可想而知对幕墙的热工性能有多高的要求,甲方也大胆创新,从德国引进的旭格单元幕墙系统,具有极高的气密性和节能性,为幕墙热工性能的提高提供了必要的条件,玻璃幕墙系统采用断热铝合金型材,中空钢化夹胶玻璃(四玻双腔),玻璃类型为6mm+1.52PVB+6mmLOW-E+9Ar(黑暖边条)+6mmLOW-E+9Ar(黑暖边条)+6mm;传热系数1.3W/(m2.K)一开始并未达到,后经与幕墙技术人员商量,在窗户的2个腔体中加入黑色暖边条,从而满足了要求,并且比现有国家节能标准降低超过30%。

2)在如何使用可再生能源成为较热话题的当下,该怎么结合项目本身设置一些合理的可再生能源设施?太阳能光伏发电成为我们的首选。该项目位于虹桥机场限高范围圈,周边建筑高度也相对不高,太阳光照射比较充裕,设置光伏发电有着较好的自然条件,太阳能光伏发电系统安装方便,价格适宜,对建筑结构、载荷的影响很小。经过测算,计划在屋顶设置800平米的光伏板,经济投入也相对合理,其一年的发电量占大楼总耗电量的1%,此方案也得到业主的同意,也为绿色建筑三星级的设计增辉添彩。

3)建筑的遮阳措施也是降低建筑能耗的重要措施之一,因本项目外立面甲方要求颇高,不同意使用建筑外遮阳,后经多次讨论把窗帘作为内遮阳使用。但甲方引进的此窗帘非一般窗帘:智能电动内遮阳。他表现为三个特点:1,两层垂直帘,一个低透光一个高透光,根据遮阳还是遮光自动选择;2,窗帘会和室外的小气象站连接,根据太阳的高度角自动升降,避免太阳的直射;3,室内温度感应系统与其连接,根据太阳高度对窗帘的影响进行温度提示,从而调节空调温度,起到遮阳恒温的效果。

项目在设计阶段,各专业通过科学的整体设计,集成绿化配置、自然通风、自然采光、低能耗围护结构、太阳能利用、雨水利用、分项计量、绿色建材和智能控制等高新技术,充分展示人文与建筑、环境及科技的和谐统一。不仅可满足人们的生理和心理需求,而且能源和资源的消耗最为经济合理,对绿色环境的冲击最小。在绿色建筑项目实施过程中,技术措施的选择是最大的难题。以统计分析和实验、模拟相结合为研究手段,对技术措施选择方法的建立、双认证中节能和舒适性措施选择进行了研究。在本项目中,充分考虑和利用建筑本身一些优势条件,如甲方投入选择的四玻两腔幕墙玻璃等,在后期节能设计中加以利用,以节能、高效以及尽可能少的新增加经济投入为原则,合理有效的考虑技术措施。

3 结语

上海舜元科创园的规划设计综合考虑经济实用和因地制宜等因素,重视被动优先、主动技术优化等技术策略因素,采用精细化的模拟手段辅助建筑和机电系统优化设计,实现对围护结构、外墙、幕墙系统、照明、空调系统、可再生能源系统以及景观设计方案的优化,扩大了绿色建筑以及可再生能源推广教育与宣传展示的社会效应,为上海市提供了一个有益的实践示范。

参考文献

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[5]王利珍,谭洪卫.上海绿色建筑的现状及发展研究.上海节能[J].2011.

论文作者:杨鲁晨

论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期

论文发表时间:2017/9/21

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