重庆国华天平大厦绿色超高层办公建筑设计实践Design Practice for Green Super-High Office Building-A Case Study ofGuohua Tianping Plaza in Chongqing

谢崇实（重庆市设计院，重庆400015）

重庆国华天平大厦绿色超高层办公建筑设计实践
Design Practice for Green Super-High Office Building-A Case Study ofGuohua Tianping Plaza in Chongqing

谢崇实
（重庆市设计院，重庆400015）

作为重庆首个绿色超高层三星级建筑，国华天平大厦从项目设计初期即对不同星级绿色建筑的技术体系进行技术经济可行性分析，确立了适宜的三星级绿色建筑技术体系，并一直贯穿项目的整个设计流程。该文重点对国华天平大厦绿色建筑的设计思路以及主要绿色建筑技术的应用进行阐述，为绿色超高层办公建筑在重庆地区的实施提供典型示范。

重庆；绿色建筑；设计实践；整合设计

1　项目概况

国华天平大厦位于重庆市江北嘴中央商务区。该商务区是一个集金融、保险、商务总部办公，同时兼容商业、服务业、居住等多种功能的金融中心区，总开发量约630万m2，是未来重庆市形象展示的窗口。国华天平大厦项目用地位于江北嘴中央商务区南侧滨江地段，北通中央公园、南临嘉陵江，交通便捷，景观条件优越。项目功能定位是包含金融总部机构及附属服务的高端金融类办公物业，总用地10893m2，总建筑面积140335.20m2，其中地下建筑面积53191.34m2，地上建筑面积87143.86m2。地上部分分为A、B两个塔楼，A塔31层，B塔26层，裙房11层。除裙房部分局部为展厅外，12层及以上均为标准办公空间（如图1、图2）。

国华天平大厦项目于2011年立项，2013年3月完成施工图设计，2015年1月完成主体竣工验收，2015年6月于北京中国城市科学研究会通过绿色超高层三星设计标识答辩，获得由住建部颁发的“三星级绿色建筑设计标识证书”

（如图3）。该项目已于2016年6月通过竣工验收，正式投入使用。

图1　国华天平大厦总平面图

图2　国华天平大厦滨江效果图

图3　重庆国华天平大厦三星级绿色建筑设计标识证书

2　绿色建筑设计策略与技术选择

2.1整合设计指导下的设计策略

1981年，生态设计先驱西姆范·德·莱恩（Sim Van Der Ryn）首次提出了“整合设计”的概念，认为“整合设计”是在建筑设计过程中和谐利用其它形式能量，并将这种利用体现在建筑环境的形式中。在这种原则的指导下，整合设计其实是一种非传统的绿色建筑设计的设计方法。在绿色建筑设计过程中，需要不同专业的工程师密切参与其中，利用自己的专业知识为绿色建筑设计提供全程技术支撑。

项目自立项伊始，就确定了以获得三星级绿色建筑设计标识为目标，力求将项目建成重庆地区首个具有绿色超高层三星设计标识的5A甲级办公楼，实现建筑与自然和谐共生，最大限度地节约资源、保护环境和减少污染，为建筑空间的使用者提供健康、舒适和高效的室内空间环境，成为重庆本地一个可持续办公物业的良好范例。

在项目的设计过程中，业主方从方案设计阶段开始，就建立了包含建筑师、结构工程师、机电工程师、智能化工程师、绿色建筑顾问、物业顾问、景观设计师、成本预算师、装修设计师等项目工程各相关方的综合性项目团队。由承担项目土建及机电设计的重庆市设计院作为项目总负责，立足于项目目标而不仅仅是绿色目标的视角来协调各个项目参与团队。在项目方案设计阶段，通过项目协调会进行绿色理念的宣贯；根据业主需求及项目特性，因地制宜地提出项目设计计划，从节地、节水、节能、节材、室内环境五个方面进行综合考虑；同时提出上述计划在施工过程中及物业管理中的计划及相关实施要求。这些工作，使得项目各方参与者自项目伊始便明确各自在项目设计建造过程中需要完成的工作要点，避免了传统绿色建筑设计模式中“先设计、后审图”带来的繁复，保证了项目的顺利推进以及设计施工的质量。

以三星级绿色建筑标识为目标对设计团队提出了更复杂和综合的设计要求。参与该项目的重庆市设计院团队，曾完成重庆市首个一星级绿色建筑设计标识项目以及首个二星级绿色建筑设计标识项目，这些工程积累的宝贵经验，在帮助绿建顾问团队因地制宜地选择适合重庆本地的技术策略方面，起到了积极的推动作用。

2.2绿色技术的选择

在进行建筑方案设计的同时，项目各利益相关方即对项目绿色目标实施的可行性进行了分析，对实现不同等级绿色建筑的技术组合、增量成本、投资回报等进行了总体评估。在初步设计之前，业主方与项目团队在绿建顾问的协助下，基于《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2006［1］与《绿色超高层建筑评价技术细则》［2］，并结合《绿色建筑评价技术指南》［3］共同确定了实现绿色建筑三星设计标识目标的技术组合方案，用于指导项目的深化设计，以及施工流程（详见表1、表2）。经过业主方在施工图完成后的投资核算，与重庆本地常规的甲级写字楼比较，该项目的绿色建筑增量成本约为190元/m2。

表1　项目绿色建筑三星达标情况表

3　主要绿色建筑技术应用

3.1节地与室外环境

项目从规划初期即对项目周边进行了风环境模拟分析，用于指导项目的布局与规划设计，确立了“双塔+空中连廊”的规划设计方案，形成了清晰、流畅的自然通风通道以及景观视线通道。

重庆市主导风向为冬季北风，夏季西北风，春秋季西北偏北风。通过CFD技术进行的通风模拟结果可知，夏季建筑前后压差为3.45Pa，春秋季建筑前后压差为6.25Pa，满足风压自然通风的要求，有较高的室外环境舒适度。同时，无论冬季还是夏季，项目周边人行区域通风状况良好，人行高度处最大风速均小于5m/s，符合人行舒适度的要求（如图4、图5）。

图4　冬季1.5m高处风速矢量图

项目采用了屋顶绿化和垂直绿化，屋顶绿化位于裙房7层屋顶，塔楼连廊23层屋顶和塔楼B屋顶（如图6）。裙房7层的屋顶花园主要作为望江平台，布置有观赏性的地被植物。该项目在A塔楼西侧车库入口上方设有垂直绿化（如图7），面积约为331.1m2。绿化物种选择了适宜重庆气候和土壤条件的乡土植物（详见表3），采用包含乔、灌木的复层绿化；深根乔木种植土最小深度1.5m，浅根乔木种植土最小厚度0.9m，大灌木种植土最小厚度0.6m，确保植物成活率达到100%。

表2　项目绿色建筑技术选用表

图5　冬季1.5m高处风速分布图

图6　绿化布置示意图

图7　垂直绿化效果图

项目基地对外交通十分方便，轨道交通6号线大剧院站距离项目主要出入口不足500m，有利于办公人员通过公共交通绿色出行。同时，在停车位设置上，增加非机动车停车设施；并为特殊人员设置了12个无障碍停车位，由无障碍停车位直接推门即可进入大楼的电梯厅，方便快捷。项目充分开发地下空间，作为机动车、非机动车停车以及设备间。项目的地下建筑面积53191.34m2，地下建筑面积与建筑占地面积之比达到917.7%，占项目总建筑面积近4成，大大缓解了地面停车压力。

表3　主要绿化物种表

3.2节能与能源利用

对超高层办公建筑而言，节能是绿色建筑的一个重要内容，对于项目实际运营中的能耗降低具有重要意义。因此从项目设计之初，就确定了节能率65%的能耗目标。在项目设计过程中，设计团队与绿色顾问共同对围护结构热工性能、空调系统形式和效率、照明系统节能、智能化控制节能等方面进行技术分析，最终确定了设计方案。

围护结构方面，项目在设计中重点强化外墙及外窗的热工性能。外墙采用100mm厚垂直纤维岩棉保温板+200mm厚厚壁型烧结页岩空心砌块，传热系数0.55W/（m2·K）；外窗采用8mm半钢化+1.52PVB+8mm双银Low-E半钢化+12A+8mm钢化中空夹胶玻璃，传热系数2.10W/（m2·K），遮阳系数0.31，可见光透射比0.48。这使得围护结构热工性能实现全年采暖和空调负荷比节能设计标准参照值低3%以上。同时，幕墙可开启面积比超过5%，使过渡季节可通过开启外窗提高建筑室内的热舒适度。

项目的冷热源由江北嘴2号能源中心供给。能源中心制冷采用高位电制冷+水源热泵+冰蓄冷技术，制热采用水源热泵的技术，冰蓄冷容量占设计日负荷30%，所有冷机效率均在5.65以上。并根据功能和使用特征进行空调分区设计，地下车库、大堂以及裙房部分的银行、展厅等采用吊装式空气处理机组或风机盘管组加独立新风空调系统；塔楼标准办公区则采用全空气单风道变风量VAV空调系统；设置排风热回收装置，采用转轮式全热回收方式，焓效率＞50%，热回收效率＞60%，各层排风系统单独设置，新风经过热回收机组处理后送至各空调机组或新风空调器。消防及监控室中心采用带热回收功能的多联式分体空调，由于消控间常年制冷，室外机放出的废热将直接回收利用于制备生活热水，热泵机组的制冷量为40kW。

照明系统按照各区域照明功率密度目标值进行设计，荧光灯采用T5、LED灯管，并采用建筑智能化系统对公共区域分区定时控制系统以及地下车库的感应控制系统进行统一管理。地下车库，裙房公共区域和A、B塔楼的公共区域一般照明均由BAS自动化控制系统通过时间设定达到定时和模式控制，地下车库同时配有感应控制。

自动扶梯与自动人行道具有节能拖动及节能控制装置，并设置自动控制自动扶梯与自动人行道启停的感应传感器。电梯具备按程序集中调控和群控的功能，并采用节能型能量需求不大于2.5KWh/（t·Km）。

低压配电出线安装智能电量表，设置建筑用能管理系统，对空调、楼层照明插座、动力用电等按功能和用途分别进行计量，并直接由建筑智能化系统进行管理。

3.3节水与水资源利用

在水资源综合利用方面，项目设计中选用节水型卫生洁具，坐便器采用节水型双冲马桶，小便器采用感应式低冲流量；洗手盆采用延时自闭及感应自闭式水嘴。地面绿化采用复层设计，植物种类均为耐旱性的本地植物，绿化灌溉采用微灌系统，100%采用江水源尾水工程项目处理过的中水进行绿化灌溉，达到100%不使用可饮用水灌溉。同时，项目以市政江水源尾水中水系统供水作为水景补水以及绿化浇灌、道路浇洒，地库冲洗等。非传统水源利用率达到了26.76%。

3.4节材与材料资源利用

作为150m高度的高层办公楼，两栋塔楼在21-23层通过一个连廊连接；项目外立面为全封闭幕墙，因项目位于江边，为了能有一个舒适的办公环境及最大化的临江面，减少结构构件的遮挡，结构设计团队对大厦的结构布置方案进行了比选。最终依据材料的经济性、可循环性和建筑空间使用的适用性等方面考虑，从混凝土框架核心筒结构、钢框架核心筒结构、型钢混凝土框架核心筒结构三种结构体系中，最终采用了混凝土框架-核心筒结构体系（详见表4）。项目采用的HRB400级以上的钢筋用量占受力钢筋总用量的89%，可循环材料用量比例10.37%。同时，业主在租户协议中要求办公区域采用可循环利用隔断，如轻钢龙骨石膏板隔墙、玻璃隔断等，实现项目可变化空间灵活隔断比例达到99.7%。此外，项目在建筑形体设计上采用了简约的现代风格，体现出高品质的现代办公建筑风格。外立面材料采用石材、金属及玻璃幕墙，干净简洁，无多余缀饰。项目无装饰性构建，减少了材料的不必要浪费。

表4　上部结构不同体系对比

3.5室内环境质量

办公楼对室内环境中的采光、噪声以及热舒适度控制要求较高。项目室内温湿度、新风量满足《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005［4］的设计要求。室内照度、照度均匀度、统一眩光值、光源显色性能均满足《建筑照明设计标准》GB50034-2004［5］的要求。外墙屋面均采用外保温体系，幕墙经结露校核，围护结构内表面温度均高于室内露点温度。

项目94%以上的主要功能房间的室内采光系数满足要求。同时，9层广场设有水景，水景底部采用钢化夹胶透明玻璃，与地下车库直接相连，为8层地下车库提供天然采光，该层19.79%的面积满足地下车库采光要求。

在噪声控制方面，办公室之间隔墙采用轻钢龙骨石膏板，双层双面，内填50mm厚岩棉。玻璃幕墙采用8mm半钢化+ 1.52PVB+8mm双银Low-E半钢化+12A+8mm钢化中空夹胶玻璃，阻隔室外噪声。主要的运转设备均设于地下室机房内，机房由土建作吸声处理，通风机和循环水泵等设备均选高效、低噪声及振动小的设备，且均设置橡胶或弹簧减震器或弹簧减振吊钩，配套电机均设隔音罩。

考虑到展厅和餐厅人员比较密集，人流变化较大，展厅和餐厅每个房间各设置2个CO2传感器，根据室内的CO2浓度值监控新风阀的开度。办公部分也设置CO2传感器，根据办公室内CO2浓度值和新风温度增加/减少新风量或全新风运行，充分利用新风免费供冷并确保CO2浓度维持在卫生标准限值内。在地下车库排风口处设置CO气体浓度传感器，自动控制风机运行。各房间均设置控制面板，可独立控制温湿度。

3.6运营管理

项目设置建筑设备监控系统（BAS）对整个建筑的机电设备的状态进行检测和远程控制，以达到最佳节能效果，实现节能减排的控制目标，定制合理保养计划，延长机电设备使用寿命，提高办公运营环境舒适程度和设备运行的自动监测能力。BAS系统监控设备包括以下设备与系统：空调换热站、变风量空调机组、新风换气机、新风机组、单风道型VAV、并联型FPB、送风机、排风机、排风（烟）机、空调冷却循环水系统、公共照明、电梯与消防电梯、自动扶梯、智能化管网叠压供水设备、生活水可调式减压阀组、排水（污）等设备。对空调系统的各个设备和状态进行监控和调整。

4　结语

由于超高层办公要实现三星级绿色建筑具有一定的技术难度，因而对设计团队提出了更复杂和综合的设计要求。这些要求使得设计团队在完成项目规划、建筑、结构、机电、智能化等专业设计的同时，需要与景观、幕墙、环境资源、室内装修、绿色建筑、LEED等顾问咨询团队密切配合，更加注重设计协调运作，实现项目整体的绿色建筑目标。

项目建筑节能率达到66.78%，68%空调采暖以及10.99%的生活热水量采用可再生能源，非传统水源利用率达到25.36%，可再循环建筑材料用量比达到11.63%，各项指标均充分体现了“四节一环保”的绿色设计理念。作为重庆市首个商业地产领域三星级绿色建筑设计标识项目，以及首个三星级绿色建筑设计标识超高层项目，其绿色建筑设计流程和技术体系应能作为重庆地区超高层办公类绿色建筑的一个示范性案例。

［1］中华人民共和国住建部.GB/T 50378-2006绿色建筑评价标准［S］.北京：中国建筑工业出版社，2006.

［2］中华人民共和国住建部.绿色超高层建筑评价技术细则［S］.北京：中国建筑工业出版社，2012.

［3］住房和城乡建设部科技发展促进中心.绿色建筑评价技术指南［S］.北京：中国建筑工业出版社，2010.

［4］中华人民共和国住建部.GB50189-2005公共建筑节能设计标准［S］.北京：中国建筑工业出版社，2005.

［5］中华人民共和国住建部.GB50034-2004［建筑照明设计标准［S］.北京：中国建筑工业出版社，2004.

责任编辑：孙苏，李红

As the firstgreen super-high office building of three stars in Chongqing,Guohua Tianping Plaza,the technicaland econom ic feasibility of the technology system for variousgreen buildingsare analyzed at its initialdesign stage,so a technology system suitable for three-stargreen building is confirmed and applied throughout thewhole design process.This paper focuseson design thoughtsand themain technological application of Guohua Tianping Plaza,agreen building,in hopeofoffering some references.

Chongqing;green building;design practice;integration design

TU247

A

1671-9107（2016）10-0011-05

10.3969/j.issn.1671-9107.2016.10.011

2016-07-06

谢崇实（1984-），男，广西贺州人，研究生，工程师，主要从事绿色建筑整合设计。