东湖国家自主创新示范区公共服务中心绿色建筑技术运用

杨勇凯，邹淄旻

（中信建筑设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430014）

1 概述

东湖国家自主创新示范区公共服务中心位于武汉光谷，基地面积20.1ha，总建筑面积14.73 万m2（见图1）。建设地块是一处背靠山峦的景观用地，内有水塘，植被丰富。为最大限度地保护山峦天际线和基地自然肌理，将服务中心设计成一个由独立的低层单体组成的建筑聚落。

整个建筑群落围绕一个主广场和三个院落展开。主广场是建筑群落的中心，它依次和西院、北院和东院相通。建筑形成连续的半围合面，向广场和院落展开。院落的半围合状态和高宽比，保证了在此休息和交流的人的舒适度。项目设计结合当地气候特点、场地既有环境，因地制宜的选用合理绿色、节能技术进行综合应用，达到国家绿色建筑三星标准。

图1 东湖国家自主创新示范区公共服务中心

2 绿色建筑技术应用

2.1 构建通风廊道

武汉常年风速较低，夏季风速仅为1.6m/s，规划设计如何改善场地微环境成为首要任务。建筑设计整体布局采用分散式建筑体量，同时对建筑局部进行架空，形成灰空间，提升各院落的空间感及舒适度，构建通风廊道。通过CFD 模拟，局部架空后场地平均风速由1.2m/s 提升至1.8m/s，整个园区的通风效率可提高50%。

2.2 多层次的屋顶绿化

采用多空间层次的屋顶绿化的方式（见图2），在节约土地的同时，既能增加绿化覆盖率，提高绿化在二氧化碳固定方面的作用，又可以改善屋顶的保温隔热效果。

图2 多空间层次的屋顶绿化

场地铺设了大面积的复合绿化，有效减少城市及场区气温逐渐升高和气候干燥状况，降低热岛效应，调节微气候。同时增加场地雨水与地下水涵养，改善生态环境及强化天然降水的地下渗透能力，补充地下水量，减少因地下水位下降造成的地面下陷，减轻排水系统负荷，减少雨水的尖峰径流量。

整个园区绿地率达到38.5%，室外透水地面比例达到53.4%。

2.3 自然通风

自然通风不仅能够提高室内舒适度，还能够相应的降低建筑的耗能，起到在过渡季节部分或全部取代空调的作用。通过多区域网络法模拟，对建筑各房间进行了详细分析，幕墙部分的开启比达到19.3%，外窗可开启比达到43.0%，各楼室内通风换气次数达到了2.8 次/h以上。

2.4 自然采光

为改善室内空间的自然采光效果，建筑设计采用了小进深（18M）双向采光设计，保证绝大多数的日间不使用人工照明。经模拟计算，该项目有76.7%的主要功能空间满足采光规范要求，设计建筑相比于参考建筑年照明能耗降低了49.5 万kWh，降幅达26.0%。

2.5 建筑外遮阳一体化

武汉夏季炎热，太阳辐射强度大。各单体建筑在设计根据不同朝向，合理地设置了不同外挑、不同间距、不同角度垂直外遮阳，外遮阳的SC 值在0.75 ～0.90。在大幅降低进入室内的太阳辐射的情况下，也防止室内眩光，同时满足建筑外部的美观需求。

立面采用简洁的序列组合，局部予以变化，形成整体协调稳重的建筑气质；结合各朝向不一样的遮阳需求，采用不同材料、间距、长度的竖向百叶，形成立面丰富的变化，到达建筑效果与外遮阳一体化（见图3）。

图3 建筑外遮阳一体化

2.6 围护结构节能

通过围护结构热工性能的优化，建筑全年能耗比50%节能标准对应的参照系统还节能26.3%，相当于节能63.15%。

2.7 场地雨水收集利用

武汉年降雨量丰富，利用场地既有低洼水塘设计为景观水体，作为雨水收集系统蓄水池，引导雨水进入景观水体（3 万m2）进行调蓄（见图4），雨水收集量达到2.7万m3，即可满足回用绿化灌溉，又提升了场地土壤含水量，相比采用市政给水灌溉，单项年节约费用约2.26 万元。

图4 雨水收集系统蓄水池

2.8 温湿度独立控制的空调系统

武汉常年湿度较大，夏季相对湿度普遍在80%以上，除湿负荷比例较大。常规空调难以保证既节能又做到保证室内舒适，项目采用温湿度独立空调系统，夏季对新风进行降温除湿处理，冬季对新风进行加热加湿处理，从而避免了常规系统中温湿度联合处理所带来的能源浪费和空气品质降低的问题。由新风来调节湿度，显热末端调节温度，可满足房间热湿比不断变化的要求，避免了室内湿度过高或过低的现象。建筑的全年空调采暖能耗降低了220.5 万kWh，降幅达到26.3%。

2.9 新风热回收及室内空气质量监测系统

项目采用溶液调湿全热回收新风机组，不仅可以精确控制室内的湿度，还可以对排风进行全热回收，预冷预热新风。

为了营造健康的室内环境，在建筑室内设置合理的空气监测系统，在主要功能房间，利用传感器对室内主要位置的二氧化碳和空气污染物浓度进行数据采集，将所采集的有关信息传输至计算机或监控平台，进行数据存储、分析和统计，二氧化碳和污染物浓度超标时能实现实时报警；检测进、排风设备的工作状态，并与室内空气污染监控系统关联，实现自动通风调节。

2.10 可再生能源利用

该项目仅体育中心设置了生活热水，由太阳能集热系统提供，比例达到48.4%。

2.11 能源监控平台

项目搭建能源监控平台对照明、空调、特殊用电等分类独立计量，能源管理平台对各能耗环节进行全面实时采集、数据分析、趋势预测，提供详细的能源数据报表与趋势分析表，实现节能管理。

3 绿色建筑增量成本分析

通过合理选择绿色技术应用，项目绿色建筑增量成本仅124.7 元/m2，增加总成本1838.8 万元（见表1）。在合理的投资条件下，不仅实现了节地、节能、节水、节材的目标，同时也创造出了一个健康舒适的室内环境。

表1 绿色建筑增量成本

4 结束语

项目尊重原有场地的地形地貌，与周边环境融为一体，使场地保持良好的生态环境；采用先进绿色设计理念，因地制宜的绿色技术，建筑节能率达63.15%，取得良好经济效益和社会环境效益。