广州西塔超高层绿色建筑使用后评价研究*

高文静， 黄 翼，肖大威，向荟琳

图1 广州西塔实景

1 研究背景

随着技术进步、经济发展和人口密度的增加，超高层建筑的数量和高度都在迅速发展。作为现代城市中的地标，超高层建筑在城市节地、拉动社会投资、扩大商贸活动、提升城市政治影响力和城市形象等方面具有独特作用，成为国家、民族以及城市经济崛起的象征[1]。但超高层建筑的兴起，也带来了一些问题。（1）超高层建筑能耗大。据统计，超高层建筑能耗明显高于一般大型公共建筑，其单位面积能耗为一般大型公共建筑的1～3倍，普通公共建筑的4～10倍[2]，并且同样功能的超高层建筑之间的能耗差距非常明显。（2）影响着城市环境，比如玻璃幕墙的光污染和热岛效应。（3）超高层建筑多采用封闭型围护结构、体量巨大，往往存在较严重的室内空气污染。（4）居住生活工作在超高层空间的人们远离自然、影响健康，不可避免的产生高层综合症等等[3]。为此，在满足超高层建筑使用功能要求的基础上，实施绿色策略尤为重要，以期减少建筑能耗，提高居住环境质量和城市生态环境质量。

图2 功能分区及垂直交通分析图

当前针对超高层建筑绿色设计的研究成果较为丰富，主要集中在节约资源（节能、节地、节水、节材），保护环境和减少污染方面，呈现出向生态化、智能化、人性化发展的趋势。何镜堂对超高层办公建筑是否符合人居环境持续发展和如何实现可持续设计两个问题进行了初步探讨，得出在用地十分紧张的大型、特大型城市，对超高层办公建筑的立项、选址、高度控制等关键性问题反复论证是可以满足人居环境持续发展的要求，并通过保护自然生态环境、改善区域城市环境、营造健康工作环境，从而实现可持续设计的结论[4]。孟庆林指出超高层建筑节能设计亟需解决的建筑节能模拟优化设计技术障碍、现行建筑节能设计标准约束不及、工程设计依据的节能目标短视等一些关键问题，并建议实施超高层建筑节能设计专项论证和审查制度[5]。肖大威对绿色建筑的发展过程进行预测和阐述，并对绿色建筑的局限性和发展完善方面做了探索，指出绿色建筑技术应该是“四节一环保+管理+智能化”[6]。黄惠菁等以珠江城和发展中心大厦为例，探讨幕墙、空调、电梯等方面的节能设计，以及可再生能源与建筑一体化设计的方式、方法[7]。总的来说，已有研究多偏向于绿色设计的物理检测、技术效能与措施，但以使用者为核心的超高层建筑绿色设计调查分析研究相对较少。使用后评估理论（POE）是指在建筑物建成若干时间后，以一种规范化、系统化的程式，收集使用者对环境的评价数据信息，经过科学的分析了解他们对目标环境的评判，体现的是一种以人为本的设计思想[8]。近年来，POE也逐渐渗透到绿色建筑领域，吴硕贤指出绿色建筑使用后评价是使用后评价的新发展，着重于对建筑的四节一环保和可持续发展方面的考量，对建筑业落实科学发展观、建成环境友好型、资源节约型社会起重要作用[9]。

广州西塔，又称广州国际金融中心，建筑高度440m，位于广州市新中轴线上，是建成当年仅次于上海环球国际金融中心的中国大陆第二高楼及华南第一高楼。广州西塔项目结构设计由ARUP设计公司完成方案及初步设计，华南理工大学建筑设计研究院对原方案进行了创新设计与优化，在具体施工图设计中大胆创新，灵活运用绿色建筑技术，尤其在节能和节材方面有所突破。2017年，经美国绿色建筑委员会的综合考评，广州西塔荣获LEED铂金级绿色建筑认证，成为国内第一个以LEEDV4标准获得运营阶段LEED铂金级认证的超高层地标建筑[10]。因此，本文选定广州西塔为研究对象，分别从建筑形体、空间组织、节能和节材四方面评估西塔超高层建筑的绿色成效和收益，并通过对办公人员、管理者和运营维护人员的问卷调查和访谈，获得西塔绿色建筑的使用效果反馈。

2 广州西塔超高层建筑的绿色绩效评估

2.1 建筑形体

广州西塔的形体设计为纺锤外型（图1）。稳固的三角形体形能减少侧移，钢管混凝土巨型斜交网格外筒抗侧抗扭刚度好，加上整个筒中筒的结构也使得建筑物自重轻，可抗八级地震（广州抗震设防烈度为七级）[11]。骨架式结构的刚度可抵御水平风力，取代常规伸臂桁架的重质结构，在不使用阻尼器的情况下就可减小水平位移，也使得建筑内部大中庭无需更多主要支撑结构，创造无柱空间，丰富视觉效果。

2.2 空间组织

广州西塔位于广州中央商务区珠江新城西南部，是集办公、酒店、休闲娱乐为一体的综合性商务中心。建筑出入口直接连通地铁三、五号线，并且有多个公交车站和的士站汇聚。写字楼标准层面积有2369～3000m2，实用率达66.3%～67.9%[12]。设有56台电梯，采用高速大容量的特色双轿厢电梯系统，不超过30s的候梯时间，高效快速满足垂直运输需求（图2）。

2.3 绿色节能

广州西塔选用了透明玻璃幕墙，采用了中空双层镀银Low-e玻璃，透光率高达70%，不仅比普通玻璃节能六成以上，还避免了市民普遍关心的光污染问题。同时，写字楼楼层配备电动窗帘，可根据太阳光的强烈程度自动进行窗帘调节，既可由中央控制，也可由用户自行控制（图3）。该方案通过模拟计算和经济分析得出节能率提高30%，回收期为8.1年，每年能耗节省1014万元。

广州西塔采用分布式智能控制系统实现对建筑内耗能机电设备（包含暖通、给排水、照明、电梯、高低压配电）等能耗，进行全面管理及节能运行控制，使建筑能耗降低约25%。除此以外创建了各种功能融为一体的集约化智能及安全控制中心机房（图4），减少了30%的机房面积，降低投资，减少值班人员，提高了运营效率。

2.4 绿色节材

在节材方面，为超高层建筑设计的外筒与楼层面的连接做出了典范，采用斜交式钢管柱预应力索连接板与柱，节省了在每层增设在楼板内的钢板，解决了外筒（网柱）与楼板连结的难题。同时创新了钢管网柱的构造（图5），减薄斜叉网柱的外壁厚度约2cm，减轻了整体荷载，解决了柱轴力分布不均问题[13]。这两项创新按损耗率8%计算，节约净用钢量1.278万吨。当时采用钢型号Q345GJCZ25中厚钢板，按综合造价9000元/吨计，节约材料费1.2亿元。

3 广州西塔办公环境满意度调查

3.1 评估方法

通过问卷调研、使用者采访和焦点小组访谈三种方式，征求各方使用者意见，进而对项目使用情况做出反馈和评价。在实施步骤方面，先根据实地预调研制定问卷内容，随后进行焦点小组访谈和使用者访谈，并根据广州西塔不同访谈者所提问题与建议对问卷进行修正，以及便于普通公众理解的口语化文字进行优化，最后展开数据收集与分析工作。其中焦点小组涉及西塔管理者和运营维护人员两方代表6人，办公人员30人。在西塔写字楼现场1～65F随机发放并回收60份问卷，此外在专业调查网站“问卷星”上发放并回收261份问卷，其中有效问卷共计300份，有效问卷率为93.5%。

3.2 各项评估指标

在评估指标选取方面，参考《绿色建筑后评估技术指南》和《健康建筑评价标准》，不局限于有利于身体健康的建筑物理环境评估，还包括满足人们心理和精神需求，以及适应气候变化、社会多样化等需求的评估[14]，结合广州西塔实际使用情况，运用层次分析法（AHP）[15]形成以建成环境的外部空间和内部空间为评价维度的指标体系（表 7）。对满意度影响因素的评价参考量表划分等级，按照“非常不满意”、“不满意”、“一般”、“满意”和“非常满意”五个等级设置选项，从低到高分别赋值为 -2、-1、0、1、2。

3.3 调研结果与分析

图3 玻璃幕墙及电动窗帘

图4 消防总控制室

图5 斜交网格结构

表1 问卷可靠性分析结果

运用SPSS25.0统计分析软件对数据进行信度分析，结果显示各维度克朗巴赫α系数（16个项目）均＞0.700（表1），表明量表有较高的信度，具备进一步统计研究的价值；运用SPSS25.0软件中的“因子分析”做效度检测，结果显示问卷的KMO值为0.927＞0.6，且Bartlett球形检验显著水平Sig.=0.000（表2），说明此问卷适合做因子分析。

对于个人背景属性，如性别、年龄、办公楼层、办公区域与满意度之间的关系运用SPSS25.0软件非参数检验中的双独立样本检验和K检验方法进行研究（表3～6），对于16项单项指标的使用者满意度情况采用李克特量表分析法进行分析，分析结果如下（表7）。

3.3.1 个人背景属性中，性别、办公楼层和办公区域在部分指标的满意度上存在显著差异。

女性受访者在空间布局与体验、物理环境舒适度上的满意度明显低于男性（表3）。在空间布局与体验上的差异性主要集中在电梯系统、安全感两个分项上，原因在于楼层较高给女性带来的畏惧感以及缺乏对电梯系统的信赖。此外，女性对室内声环境、热环境、空气品质方面较为敏感，建议在室内物理环境的设计与调配中以女性的感受为主要参考标准。

开敞式办公区的物理环境舒适度满意率较低，尤其是在声、热环境上与独立办公室存在显著差异（表4）。原因在于开敞式办公区人员密度较大，并且多临近楼层公共区域，容易受外界噪声影响，建议加强开敞区域的空调管理，提升办公区与公共区隔墙、天花、地板的隔声性能。

以楼层为变量，在物理环境舒适度上存在显著差异，其中30～50F的受访者对声环境、热环境和空气质量的满意度最低且与其他楼层差异明显（表5、6）。通过回访发现，此段楼层租户多为销售、网络服务、地产等企业，人员较为密集、内部办公环境嘈杂；此外该楼段的30、31、48、49F为避难层和设备层，设备的减震系统老化等也会对该区域造成噪音影响。

3.3.2 西塔超高层建筑的整体形态和总体布局的处理体现绿色建筑的内涵，让使用者满意度最高。

西塔超高层建筑的外观设计讲求形式本身的生态逻辑并强调与环境和谐共生，而并非“形式”本位、视觉至上。有87%的受访者认为西塔是广州的标志性建筑，90%的受访者认为西塔钢网交织的通透水晶建筑造型具有艺术性和美感，并表示在西塔办公可以提高个人心理上的优越感和愉悦感。89%的受访者对西塔外部交通可达性表示满意，认为场地设计、流线设计合理，各种交通出行方式都较为顺畅。其中地铁是受访者最主要的出行方式，其次是自驾，受访者对西塔地下车库的停车流线、出入口配置、停车位数量的满意率为60%，有较多受访者指出西塔地下车库空气不流通、停车位不足以及指引不清晰导致停车效率低，建议采用更加智能化的停车场车位引导系统，并增加指示牌，从而合理有效地调度车辆，提高停车效率。

表3 性别与满意率的双独立样本检验

表4 办公区域与物理环境舒适度的双独立样本检验

表5 楼层因素K检验结果

表6 楼层因素与物理环境舒适度的K检验结果

表7 评价指标框架和使用者满意度情况

3.3.3 人性化的空间布局能够提升用户的体验感和安全感

在室内空间与布局的分项指标中，满意率最高的是电梯系统，得益于清晰的标识说明、合理的电梯转换层以及局部采用的高速大容量双层轿厢，缩短了候梯时间，给用户带来便捷舒适的乘梯体验。流线组织方面，清晰的引导标识、母婴室等人性空间以及智能化节能、节水器具的设置，得到了80%用户的认可，但有较多受访者表示将后勤用房置于交通核内，使得空间紧凑但缺乏实际应用的趣味性和灵活性（图6）。而满意率最低的一项是绿化景观，60%的受访者表示身处封闭高层环境中容易使人失去平衡感、感到压抑和孤独，希望有空中庭院，并提议在电梯转换层增加咖啡厅、空中花园等交流共享空间，提升空间景观品质。

3.3.4 节能、节材、智能化设计等绿色建筑技术在一定程度上提高了室内物理环境舒适度

通过对西塔办公物理环境的调查发现，使用者对空间的声环境以及空气质量满意度较高，但对光、热环境两项的评价较为复杂。分项指标中满意度最高的是光环境，受访者表示玻璃幕墙给办公环境带来充足的自然光以及良好的视觉体验。得益于西塔独特的筒中筒建筑结构，提供270°环绕无敌景观，珠江新城CBD的一系列景观尽收眼底。并且每部分进深尺寸在8～15m之间时，空间有效利用率较高、光线充足、空间感适当，适合工作的需要。但同时玻璃幕墙又引发新的问题，尤其是西晒对光环境以及热环境产生一定消极影响，而自动窗帘也在一定程度上改善阳光照射带来的温度上升以及强烈光线对办公带来的干扰（图7），80%的受访者也表示更愿意选择窗边的位置。西塔是华南首个实施空气品质管理的超高层建筑，采用实时室内空气质量检测系统，严格控制温湿度、充足新风供给、控制室内外污染控制等手段，实现PM2.5阻截率99%，甲醛和苯去除率90%，确保为大厦提供健康、舒适、环保的工作环境，有80%的受访者对空气品质表示满意。

3.3.5 良好的运营维护得益于设计与运营人员的及时跟进

广州西塔投入使用近十年，整体维护状况良好，有86%的受访者对物业和安保的服务感到满意，但也存在一些问题。例如玻璃幕墙清洗困难；裙楼屋顶被设计为开放空间，但由于管理问题不会对写字楼开放，如何最大限度的开发写字楼公共活动空间成为设计方以及物业管理重点考虑的问题；另外智能化系统也存在一些不完善的地方，例如远程控制，集中抽表等功能需要加强及完善。今后在设计过程中应当加强建筑的智能化设计，考虑预留智能化管理系统相关的设备、管线空间，为后期智能化管理系统建设以及升级提供必要的硬件设施。

结语

图6 办公楼层平面图

图7 使用自动窗帘的办公空间

作为具有代表性的超高层办公建筑，广州西塔在设计之初就满载期许，其独特的区域高度及功能组合成为广州具有魅力和商务能量的标志性建筑，为广州经济发展注入新动力。本文在其投入使用10年后，对其建成环境的使用后评估进行研究。结合西塔绿色建筑实测数据分析和实际运行状态的调查，从形体设计、空间组织、节能设计和节材设计四方面评估西塔超高层建筑的整体绿色绩效，并通过线上线下开展用户主观感受调查，对室内外空间环境、运营与管理进行综合评估，得到16项单项指标的满意度情况以及个人背景属性对各项指标满意度的影响情况。结果表明：（1）广州西塔在节能、节材、节水、智能化等方面采用的多项绿色技术，不仅带来明显的经济效益和社会效益，也提升了用户的室内物理环境舒适度和办公体验。（2）广州西塔在设计阶段就引入绿色咨询，并在投入使用期间，多次进行建筑的能耗数据调查以及租户满意度调查，从而做出智能化等更新改造及物业服务的调整，使得有更多的新产品、新技术被应用到西塔中。（3）广州西塔在建筑形体、外部交通、电梯系统、空气品质、物业服务等方面得到了用户较好的满意度评价，但在绿化景观、热环境、流线组织等方面得到用户的满意度较低。女性的感觉比男性细腻，要求较高，尤其在空间布局与体验在和室内物理环境舒适度方面的满意度主观评价分值较低，超高层绿色建筑设计应更加注重女性的生理和心理需求。（4）智能化、生态化、人性化设计是超高层建筑绿色设计的发展趋势，不仅基于人们的精神、情感诉求，也有对生活和工作品质更高的追求，这是目前西塔超高层建筑优化设计中需要加强的地方。

致谢:感谢华南理工大学建筑设计研究院、广州越秀商业地产投资管理有限公司、广州越秀城建仲量联行物业服务有限公司的支持及课题组各研究人员实地调研、问卷访谈的辛勤工作。

图、表来源

图1：由广州越秀城建仲量联行物业服务有限公司提供；

图5：由华南理工大学建筑设计研究院提供；

其余图、表来自作者拍摄和绘制。