产业园区设计中绿色建筑理念的运用

宋 斐

（上海交通大学设计研究总院有限公司，上海 200052）

0 引言

随着环保、节能、绿色等理念日益深入人心，在建筑行业，绿色建筑受到的关注程度越来越高。探索创新融入绿色建筑理念已经成为一种新的追求。刘红旗[1]认为，人类社会走绿色发展道路是实现可持续发展目标的重要支撑，只有如此生活品质才能提升，生态环境才能得到保护。但是该条道路会充满荆棘，除了要推动理念、技术等层面大力革新外，通过实践应用过程贯彻落实更是关键所在。翟宇[2]指出，随着城镇化的深入，国家对于建筑的环保、质量、使用率等指标的要求也越来越高，居住者对于住宅的宜居性、舒适性也提出了更高的要求。金禾等[3]指出，通过将绿色低碳理念融入高层建筑设计工作中，不仅能够有效降低各项能源的消耗，还可以帮助国家缓解城市环境污染压力，促进生态经济建设稳定持续发展。

在建筑设计中，合理地运用绿色建筑理念，有助于提升自然资源的利用率，减少建筑污染物的排放，节约能源，从而为人们营造出更加舒适、绿色、健康的工作和居住空间，促进可持续发展理念的落实。当前，国家对绿色建筑发展越来越重视，并迅速采取行动，实施多项法规，致力于推动绿色建筑转型，创造更宜居、更可持续的城市。作为中国的超一线城市，上海在不断完善和实施绿色建筑政策，自2019 年以来，上海100%的新建民用建筑（不涉及工业活动的住宅建筑和公共建筑）实施了绿色建筑标准。本文结合上海嘉定产业园区项目，介绍了绿色建筑理念的实践应用模式，提出的综合应用新能源、信息系统等技术以及重视低碳绿色设计元素的运用等策略建议，具有一定的创新性。

1 上海市绿色建筑的推进情况

上海一直重视绿色建筑落地和质量提升工作，近年来陆续颁布了相关政策文件，通过财政扶持手段，引导绿色建筑项目申报运行标识，推进绿色建筑运行相关工作。在新时代建筑业高质量发展要求背景下，绿色建筑迎来了新阶段发展新需求，其理念内涵进入了新时代。面对绿色建筑从原先的“四节一环保”到“五性”的提升形势，2019 年上海市开启了绿色建筑与建筑节能专项的“十四五”规划研究，深入调研分析各个领域专项的工作现状与存在问题，研究提出“十四五”规划思路，为科学编制“十四五”规划奠定科学基础。2020 年绿色建筑运行标识项目占全部标识项目总数量的比例接近6%，上海市绿色建筑运行水平稳步提升[4]。

2 产业园区项目概况

2.1 项目概况

本项目为嘉定·盛创三期项目，位于上海市嘉定区，是一座产业办公综合大楼。总建筑面积超过5 万m2，由4 栋二类高层公共建筑及地下车库组成。北邻近太仓市，南与嘉定区接壤。地块位于上海市嘉定区澄浏公路与嘉罗公路交叉口，距离11号线嘉定北站3.5km，距离嘉定中心医院3.5km，距离上海绕城高速3.5km。项目所在区域周边环境，工业基础厚实，汽车产业发达，营商环境优良，人文魅力充足。该项目在设计过程中，注重绿色建筑理念的融入，通过设计绿色建筑体系、绿色能源体系和绿色环境体系，打造了一个现代绿色建筑样板工程。

2.2 绿色建筑的整体设计方案

项目设计团队融合绿色建筑的核心理念与内涵，提出了围绕建筑体系、能源体系和环境体系打造现代绿色产业园区的方案。即源头削减与外部抵消，通过围护结构节能、设备节能、可再生能源三种主要方案实施。

2.2.1 围护结构节能

维护结构节能，是现代绿色建筑节能的有效措施。例如，屋面选择更高保温性且具备较低的吸水率，可选保温材料类型包括：挤塑聚苯板、模塑聚苯板、聚氨酯保温板、泡沫玻璃等（根据实际情况调整保温层厚度）。维护结构主要的功能是通过自身对外界温度的吸收，在冬季起到保护室温的作用；而在夏季又能够在一定程度上降低室内温度，从而起到节约能源的作用。维护结构的节能效果在短期内可能不明显，尤其是在使用的维护结构材料性能不理想的情况下。因此，建筑设计人员，需要进行精密的节能成本和效果分析计算，尽可能提高维护结构节能的实际效果。

2.2.2 设备节能

建筑物中安装着大量的各类设备，这些设备是否节能，对整个建筑的节能有着十分直接的影响。因此，设计人员在建筑设备选型方面，要尽可能选择节能效果良好的设备。例如，通过高效冷热源、节能照明、建筑能耗监测系统等技术措施，实现建筑的设备节能。需要注意的一个问题就是，如果不能够及时获取精确的能源消耗数据，并进行系统分析，则容易导致忽视节能设备的实际节能效果。因此，当采用可再生能源时，应对其发电量及供冷热量进行单独计量。随着现代越来越多的节能设备和技术在建筑装饰设计中的运用，选用适当节能设备能够有效降低建筑局部的能耗。

2.2.3 可再生能源利用

通过对太阳能资源的利用，实现建筑节能。年供暖空调、照明、生活热水、电梯一次能源消耗量降低幅度≥50%，全年累计耗冷热量降低幅度≥30%。控制太阳能光伏板铺设与屋顶绿化指标，屋顶绿化覆土深度达到一定的深度才可计入绿地率。因此，在进行设计时，要综合考虑建筑屋顶的建筑结构和屋顶绿化水平，并通过安装太阳能热水系统，满足部分用户的热水需要。目前，在建筑设备节能方面，已经有不少光伏储能系统的建筑设计中的成功运用案例，通过储能系统收集光伏发电能源，电力能源可以供给建筑公共空间的照明系统，或者是作为停电状态下的电梯备用电源，这种设计模式不仅能够降低电梯突然断电所造成的安全隐患，同时也实现了对太阳能的合理利用。

3 绿色设计理念的具体应用

3.1 建筑体系

3.1.1 注重办公建筑的围护结构节能

该产业园区项目办公区和商业区面积合计占到总建筑面积的70%以上。办公建筑的耗能较高，尤其是空调能耗，甚至能够占到建筑总能耗的50%。设计人员通过提高外围墙体的保温隔热性能，实现空调能耗的降低。在控制造价的前提下，通过控制各朝向窗墙面积比，采用30mm 厚无机保温干粉砂浆和200mm 厚加气混凝土砌块（B05 级）设计成外保温方式达到建筑节能标准要求。无热桥处理过程中，要注意屋顶女儿墙、穿墙管线、出挑构件做无热桥设计，确保保温层连续，楼屋面保温层设置防水层。

3.1.2 立面设计降低能耗

受制于高导热和气密性不稳定等因素，窗户往往是能源消耗的最薄弱环节。如何控制窗墙比的合理性，对建筑能耗有着非常大的关系。考虑到项目所在地区的气候，夏季炎热冬季相对较暖。因此，立面的设计应有利于自然通风，其目的是加强建筑群热量的扩散，快速降温。通过这种方式，降低了窗墙比，有助于实现建筑立面的节能。降低能耗，体现了绿色建筑的设计理念。

3.1.3 设置合理的外遮阳系统

该项目在外立面造型塑造时充分借用外遮阳系统作为一种灵活的立面元素，南面选用电动偏心冲孔型水平遮阳系统，东西北三面选用电动折叠窗式遮阳系统。电动遮阳系统采用智能化集中控制，紧密结合项目场地周边环境，实现节能效率最大化。智能化控制系统采取自动风力控制、自动光线控制、自动追踪控制。自动风力控制，当处于自动状态时，风力控制功能默认打开。通过分析设置适当的叶片保护风力级数，既达到满足正常使用要求又能达到保护叶片的要求。当外部风力达到设定风力级数时，叶片自动关闭。自动光线控制，在小于设定光照度（最小光照度，例1 000LUX）时，该区域遮阳板全部开启；在最小光照度和最大光照度之间时，该区域遮阳板根据具体实际光照度可设置择不同的开启角度。以10°为单位开启动作；在大于最大光照度时，该区域遮阳板全部关闭。

3.2 能源体系

3.2.1 太阳能热水系统

太阳能热水系统是现代建筑节能设计领域，运用较为广泛的一种节能设计模式。考虑到产业园区所在的地理位置，光照条件较好，而且建筑顶层适合安装太阳能热水系统，因此，产业园区设计人员通过在屋顶层架空屋面板设置太阳能热水系统，使用清洁可再生能源为淋浴间提供热水，实现了公共建筑三星级绿色建筑标准要求的太阳能提供热水量达到建筑热水消耗量的10%的目标。

3.2.2 VRV 变频空调系统

产业园区项目因为所处地块地质条件不佳，无法满足地源热泵和水源热泵的安装要求，因此通过仔细能耗分析比选，采用VRV 变频空调系统进行能耗控制。VRV 变频空调系统由模块式变频空调机组构成，可灵活分区分层控制，根据需求人数及使用面积调控启动机组，不会造成不必要的能源浪费[5]。此外，大空间空调区域设置全热交换式换气机，既引入室外新风，又排除室内污浊空气、并回收排风中冷量，节约新风处理能耗，选用的全热交换式换气机热回收效率≥65%。

3.2.3 其他节能设计

项目全部采用感应式节水器具，所选器具满足《绿色建筑评价标准》及《绿色建筑评价技术细则》的要求，节水率可达30%以上。通过将市政供水经过多层过滤膜处理后再经臭氧消毒，水质达到国家饮用水标准，可供直饮。项目所有照明均采用LED 节能灯，LED 光源是目前最为环保、节能的照明方式，使用寿命长、照度高、能耗小。除重要机房及消防设备外，所有动力设备配电及照明控制都采用了时控功能，办公场所的照明兼具时控和手动功能，方便节能。

3.3 环境体系

3.3.1 雨水收集系统

设计人员考虑到项目所在地区降雨量较大，而且现有的雨水收集技术成熟完善，通过收集雨水再利用能够最大限度地节约水资源。通过在地下一层设置雨水收集池和雨水净化过滤系统收集硬屋面及绿化屋面雨水，用于园林灌溉、卫生设施用水及洗车、景观水池等用水，节约水资源。

3.3.2 大楼的夜景设计

为了节能及降低造价，产业园区项目的夜景照明未另外设置夜景灯具，而是利用沿外墙的一排办公灯具兼做夜景内透灯具，该部分灯具既可受夜景控制箱集中控制，也可受现场的办公场所的开关控制。在灯具的选择上，使用的是节能效果明显的LED 灯，通过合理的开关灯控制，在满足大楼夜景欣赏需求的同时，又能够最大限度地节约能源。

3.3.3 噪声控制

噪声污染是现代城市建筑设计过程中，容易忽视的一个重要问题。然而噪声污染对人体的影响很大，不仅容易埋下潜在的身体健康隐患，而且也容易导致人们的心情变得烦躁。本项目在设计过程中，针对可能受到的来自周边交通干线的噪声，产业园区项目涉及人员，在噪声控制设计方面，综合考虑建筑位置、噪声源情况，通过幕墙减小外部外层玻璃开口，从而起到了良好的隔音效果。另外，还通过玻璃夹层设计，外层双玻采用真空玻璃，也在很大程度上降低了噪声污染。

4 建筑设计中绿色建筑理念的应用对策

4.1 加强对环境因素的分析工作

建筑设计中绿色设计理念的运用，需要综合考虑建筑项目周边的环境。而通过详细的环境勘察，是设计人员了解建筑周边各种环境因素的有效措施。例如，在勘察过程中，发现周边环境中有可以利用的资源，通过合理的设计，使得建筑物能够充分利用周围的资源，从而能够在一定程度上实现降低能耗的目的[6]。又如，针对建筑物周围绿色植被的生长环境进行勘察分析，如果适合种植绿色植被，则可以考虑通过绿色植被降低建筑顶层夏季光照的温度，从而能够有效控制空调用电。

4.2 重视环保型建筑材料的采用

现代建筑新型建筑材料在节能降耗方面已经取得了很大的进步，因此，建筑人员在进行设计时，可以考虑合理运用绿色节能建筑材料[7]。例如，商业办公楼的外立面设计时，外墙部分常常使用岩棉夹芯复合板，这一材料能够有效实现隔热、防火、隔音的多重作用，在保证安全的同时实现了节能。在运用绿色节能建筑材料实现节能降耗目标的同时，设计人员还应当考虑，提高建筑材料的回收利用，探索运用一些能够循环利用的材料，这样能够实现整体建筑材料使用总量的控制，体现了绿色建筑设计中，减少对环境压力的设计理念。又如，运用绿色植被材料，南京垂直森林项目，以绿色坦克和阳台的交会处为特色，遵循了垂直森林的原型，沿着立面，数千棵树木和从23 种当地物种倾泻而下的植物覆盖面积为6 000m2。该项目中的绿色植被，每年吸收多达25t 的CO2，每天产生约60kg 的O2。

4.3 需要重视低碳绿色设计元素

低碳绿色设计元素的运用，是降低建筑整体能耗的重要方式。设计者要对建筑物所在区域的资源进行有效整合，在满足用户需求的前提下，充分运用当地的气候条件，结合建筑物自身的特点，融入低碳绿色设计元素，科学设计建筑结构，降低建筑的资源消耗。例如，对于降水丰沛的地区，设计人员可以考虑在建筑设计过程中，要妥善利用自然降水，对其进行收集，自然雨水可以用来进行景观植物的浇灌、城市道路洒水等。尤其是对于地势较为低洼的广场建筑的设计，在低洼的广场中央，设计雨水收集系统，建造成本较低，而雨水收集量大，收集过程中几乎不会消耗能源，通过这种模式能够在很大程度上降低建筑本身的水资源消耗[8]。

5 结论

本文从绿色建筑设计的理念内涵和重要意义出发，阐述了当前绿色建筑发展的现状以及上海绿色建筑发展的相关政策引导。然后结合嘉定·盛创三期实际案例，详细论述了绿色建筑设计理念的实践运用情况。研究认为，该产业园区在设计上，充分考虑了当前上海地区绿色建筑相关政策文件的规范和要求，通过设计绿色建筑体系、绿色能源体系和绿色环境体系，整体提升了项目建筑的绿色水平，实现了建筑节能降耗的目标，对上海地区绿色建筑的发展，具有一定的示范作用。