超高层五星级酒店和办公综合体绿色建筑研究

2012-08-01廖森林

山西建筑 2012年29期

廖森林

(华东建筑设计研究院有限公司，上海 200002)

1 项目背景

昆钢科技大厦位于昆明市中轴线南端、西昌路33号地块，项目用地面积29.99亩。基地南侧为城市主干道——滇池路，北侧为中央丽城二期住宅拟建用地，东西两侧为多层民用建筑。基地内地势平坦，西北侧由规划道路与城市干道相连，是一幢集高档办公楼和现代五星级酒店为一体的超高层综合性建筑。总建筑面积为148 629 m2，其中地上部分建筑面积为111 223 m2，地下建筑面积为37 406 m2，地上50层，总高度为220 m，其中1层～5层为酒店公共裙房楼层，6层～25层为办公楼层，26层～50层为酒店楼层。本项目建成后将是云贵高原第一高楼、昆明市的标志性建筑，更将是昆钢国有大企业的形象代表、昆钢企业文化的精髓体现。从绿色建筑角度，本项目将成为云贵高原第一个超高层绿色二星建筑(见图1)。

图1 昆钢科技大厦

2 项目绿色建筑概况

本项目拟申请为住房和城乡建设部二星级绿色建筑设计评价标识。现国内绿色建筑设计及评价的主要依据有三本:GB/T 50378-2006绿色建筑评价标准。建科〈2007〉205号绿色建筑评价技术细则。建科〈2007〉206号绿色建筑评价标识管理办法。绿色建筑针对建筑、结构、各机电专业的要求如下:建筑专业:考虑围护结构、遮阳、功能布局、门窗大小位置、可再利用材料、3R材料、隔声减噪、无障碍设施、导光管、屋顶绿化等指标。结构专业:结构体系优化、一体化设计、环保材料等指标。暖通专业:冷热源、空调方式及系统、COP、水泵、风机效率、分项计量等指标。给排水专业:建筑用水规划、水量平衡、避免漏损、节水器具、非传统水源利用、用水安全、雨水积蓄处理利用、景观绿化、浇灌、按用途计量等指标。电气专业:电气控制方式、照明控制方式、能耗计算方式、分项计量、电梯节能、照明密度、统一眩光值、显色指数等指标。

3 建筑专业的绿色建筑策略

建筑外围护结构的热工性不能仅仅满足《公共建筑节能设计标准》里的传热系数和遮阳系数，绿色建筑对围护结构的要求会更高一些，通常还需要因地制宜设计外遮阳系统。对应五星级酒店而言，通常会有大玻璃的幕墙面，这些地方不能单靠提供玻璃本身的传热系数来解决，如游泳池的玻璃天窗以及空中会所等部分，一定要采用外遮阳的系统，否则无法保证室内的热环境。同时，建筑外窗的开启率要满足10%的要求，这项指标用来保证室内空气的整体质量。《绿色建筑评价标准》中条目5.5.15采用合理措施改善室内或地下空间的自然采光效果就地下室采光提出了要求。本项目根据项目自身条件，采用在可行区域设置导光管的措施来达到改善地下室自然采光的要求。光导照明系统是通过室外的采光装置聚集自然光线，并将其导入系统内部，然后经由光导装置强化并高效传输后，由室内的漫射装置将自然光均匀导入任何需要光线的地方，本项目在地下车库和地下后勤办公以及机房照明部分采用，可大大节省该区域的照明能耗。对可再循环材料利用，该项目的策略为:外墙填充砌块应使用工业废弃物，粉煤灰为原料生产的轻集料加气块。整个塔楼实体幕墙背后的填充墙均采用这种材料。

4 暖通专业的绿色建筑策略

考虑到该项目是酒店和办公的综合体，办公酒店使用的时间不同以及负荷系统运行的经济性，办公和酒店分别独立设置中央空调冷源系统。主楼办公系统夏季空调冷负荷为3 165 kW，选用1台600RT的离心式冷水机组(冷水侧变流量)和1台300RT的螺杆式冷水机组(冷水侧变流量)，酒店部分(包括地下及地上裙房)选用2台700RT的离心式冷水机组和1台300RT的螺杆式冷水机组。冷冻水供回水温度为6℃/12℃，冷却水供回水温度为30℃/36℃。中央空调热源在地下2层设置4台4 t/h燃气锅炉提供蒸汽，为采暖及生活热水提供热量需求。办公部分、酒店裙房部分和酒店塔楼部分均设置独立的空调热水系统。此冷热源设置考虑了建筑不同功能区域的使用特性、运行时间的区别，是合理的系统形式。本项目中央空调水系统采用冷热四管制，空调冷水供回水温度为6℃/12℃，空调热水供回水温度为60℃/50℃。其中办公部分冷水系统为一次泵变频，酒店部分冷水系统为二次泵变频，冷水系统在26层设置换热器。办公、酒店部分采暖热水系统全部采用变频泵，酒店高区采暖热水由设置在42层的汽水换热器供给。水泵系统节能评价的关键在于水泵性能系数相对参照建筑系统的优劣，因为超高层的管道输送长度通常难以改变，该项目选用效率更高的水泵，满足《公共建筑节能设计标准》ER限值的要求。

本项目风系统中，裙房部分除3层电梯厅及3层宴会厅外(此两部分空调机房设置在4层)，均为空调机组及新风机组设置在服务区域本层;办公部分采用风机盘管加新风系统，新风机组均布置在服务区域本层。而酒店的新风机组分别设置在26层、42层的空调机房。而酒店咖啡厅、西餐厅、会所空调机组设置在50夹层的空调机房。在这里值得强调的是空调机组及新风的单位风量耗功率需满足《公共建筑节能设计标准》的要求，同时该项参数也是绿色建筑设计的主要评价指标。

本项目中央空调末端系统设计原则如下:大堂、大餐厅等大空间房间采用定风量全空气系统，就近设置为其服务的空调机房。办公区域的空调系统采用风机盘管加新风系统。酒店客房、小餐厅、服务用房等小房间采用风机盘管加新风系统。此末端系统设计原则合理，符合各类型功能空间的空调系统特点。在这里需要强调指出的是办公区域、酒店客房、小餐厅、服务用房的风机盘管加新风系统应有可调装置，各房间可独立开启并可独立调节。同时若冷热源部分推荐考虑的温湿度独立空调系统在办公区域可行，其风机盘管应选用干式风机盘管。

本项目目前设计未对空调系统用电计量方式进行详细说明，依照《绿色建筑评价标准》的可选项，对于用电分项计量的要求需要对中央空调系统冷机、热源、输配系统的用电进行分项计量。即冷机、热源、水泵、风机、风盘系统分别设置用电计量装置。

5 给排水专业的绿色建筑策略

该项目是集办公，酒店，餐厅于一体的综合性超高层建筑，在用水规划方面，根据不同的功能房间进行水量计算，确保各功能房间能满足各自需求;由于该建筑为综合性建筑，因此给水采用分质分区的给水系统，这样既便于管理，也可以大大节省相关设备的能耗。

该建筑中水源水量大，因此设置了中水系统，用中水进行道路冲洗、绿化灌溉及景观用水。同时，酒店各功能区域按管理公司要求分别进行计量。办公、中水、冷却补水等按使用功能分区不同分别进行计量。

昆钢科技大厦的生活给水管采用薄壁不锈钢管，环压连接。消防管道采用内外壁热镀锌钢管，大于DN70沟槽式连接，不大于DN70丝扣连接。冷却塔补给水管采用钢塑管，沟槽式连接，循环冷却水管道采用内壁涂塑直缝焊接钢管，焊接或法兰连接。污废排水管、通气管采用机制柔性接口排水铸铁管。此外，本项目为综合性建筑，办公、酒店均采用节水器具，公共卫生间采用感应式水嘴和感应式小便器冲洗阀。

6 电气专业的绿色建筑策略

本项目共设10台变压器以及1台柴油发电机组提供建筑用电。在建筑物地下1层设置主变配电所，在建筑物10层设置办公塔楼(6层～25层)变电所;在 26层设置宾馆塔楼(26层～41层)变电所;在42层设置宾馆塔楼(42～屋顶层)变电所。对绿色建筑而言，变配电系统设计除了分配合理之外，需要在变电所中将空调冷热源用电(冷热源机组)、输配系统用电(空调水泵、风机、风机盘管)、照明系统用电分别设置配电系统，并在各自的配电系统中加装计量装置，满足分项计量要求。

从建筑耗能设备角度而言，建筑的耗电量主要包括照明系统、空调系统、锅炉(如供餐饮、卫生热水、泳池、给水排水)、电梯及办公设备等。如图2所示为典型星级酒店设备耗电量的比例，由图2可见空调系统、照明系统和给水排水动力设备是酒店建筑的主要电耗设备，其中空调系统是电耗能的首要环节。

图2 某星级酒店设备耗电量比例

对照明能耗而言，主要功能空间采用T5节能灯，在满足房间照度要求的同时降低照明功率密度，达到降低照明能耗的目的。绿色建筑对房间的要求如下:对办公空间来说，照明功率密度为15 W/m2，对应照度值为500;对酒店客房而言，客房部分照明功率密度为13 W/m2，对应照度值为300;餐厅部分照明功率密度为11 W/m2，对应照度值为200;多功能厅部分照明功率密度为15 W/m2，对应照度值为300;客房走廊照明功率密度为4 W/m2，对应照度值为50(媒体采访部分设单独的插座);门厅部分照明功率密度为13 W/m2，对应照度值为300。

对电梯部分的耗能而言，需要选用为节能型电梯的，电梯的能耗跟其运行时间、客流量大小、本身的效率、有无能量回收装置密切相关。而对于特定建筑，电梯的运行时间、客流量大小无法改变，只有进一步提高电梯的运行效率或增加能量回收装置来进行节能。具体到该项目，建筑电梯能耗的主要组成部分为直梯运行能耗，可以通过增加电能回馈装置来进一步节能(由于造价原因，此项目未实施)。直梯属于位势能负载，负载力矩的方向随着轿厢载荷的不同而变化，因为它是由轿厢与对重的重力差决定，是一种利用电梯运行中的位势能负载工况，将势能及动能转变为电能并加以利用的节能方式。目前，制动电阻上消耗的能量占到电梯总用电量的25%～35%，若按照能量回馈装置，则直梯的节能量非常可观。