广东新广厦建筑设计院有限公司广州分公司
摘要:绿色建筑设计是建筑领域的重要发展方向，本文依托实际案例，从建筑设计艺术与技术相结合的角度，探讨绿色技术的具体应用设计途径以及技术效果，与同行交流。
关键词：建设工程；建筑设计；绿色技术
当下，现代化迅速发展，全球经济建设不断推进的同时，资源能源危机也越来越严重，人们越来越关注可持续发展。而建筑行业的不断发展促使建筑材料、能源的消耗不断增加，合理处理好建筑行业与自然资源的关系,是促进建筑行业与自然环境可持续发展的关键。
1.项目概况
某个金融服务区商业地块地势平坦，四面临城市干道，中间有运河分隔，运河也直接连接中央广场。
项目总占地面积为4.3万m2，总建筑面积为24.7万m2，建筑地上9～18层不等，拥有二层地下停车场。规划采用围合式建筑形态，在空间上主要考虑与中央水广场周边环境相融合，多边形建筑形体组合成生动活泼的城市空间结构，共同构成主次分明的有机中央商务区城市空间(图1)。
1—1号楼;2—2号楼;3—3号楼;4—4号楼;5—5号楼;6—6号楼;7—7号楼;8—8号楼。
图1总平面
根据项目总体规划，中央轴线的双子塔楼为本区城市空间的主体地标性建筑，其与南面的中央水广场和科技文化中心形成科技园中央商务区的核心区。为了避免与双子塔楼点状高层建筑相雷同，金融服务区的建筑体量和形态采用风格统一的内院式建筑形式，并构成具有共同特征、相互毗连的建筑群。
总体布局北侧和东南角为行政管理办公楼，西边和东边为银行商业办公楼。东边的行政管理办公楼和银行商业办公楼设计中显得雄伟和高大，西边的银行商业办公楼则相对低矮开敞，除了北侧的行政管理建筑和东侧的两栋银行商业建筑以外，每栋建筑都有各自的景观绿色庭院，与中央水广场的中央景观带呼应。南、北两个地块通过两个层面的桥梁连接在一起，建筑之间的绿色景观带将建筑紧密结合在一起。中间运河区域构成富有特色的下沉运河滨水广场，并与中央水广场的中央景观带通过水系直接相连。
2.绿色建筑技术的运用
绿色建筑技术目前虽然通过设计标准、条例被大力推广，但在规划设计、建筑设计、施工、运营等方面仍存在一些问题。比如:由于城市快速发展，早期的规划缺乏预见性，许多城市出现了由于拓宽道路而导致大量仍在寿命周期内的房屋被拆除，造成极大的资源浪费和环境污染;建筑立面中设计大面积的玻璃幕墙，导致建筑能耗增加，光污染增强。其次，在施工和后期运营维护中，存在由于施工人员缺乏专门的技术培训导致保温防水等设施达不到施工设计要求，进而增加后期维护成本。项目景观环境建设中，由于设计不当或者选材、工艺等问题，如草坪面积过大、铺装垫层难以透水、缺乏雨水引流及再利用设施等，造成雨水难以蓄存，给城市排水增加负担。另外，有些项目还是难以摆脱以经济利益为首位的思维惯性，只突出绿色建筑技术中的一项或几项为噱头进行营销，造成一些绿色建筑技术难以实质性推广。
根据国家低碳生态城示范区的要求，建设项目作为新区CBD建筑，在考虑建筑外观新颖性、标志性的同时，在设计中充分考虑建筑节能和环保建筑材料的使用，着重提高了景观绿化和生态环保的要求，并在建筑电气和建筑设备技术上使用了多种新技术。
2.1太阳能技术
太阳能作为一种纯天然能源，被广泛应用于绿色建筑项目中。目前太阳能的利用主要有3种形式:太阳能转化为电能，如光伏太阳能电池;太阳能转化为热能，如太阳能热水器;太阳光直接利用，如光导管采光系统。
2.1.1光伏和节电设计
太阳能光伏发电是一项比较成熟的技术，广泛应用于各种领域。光伏电池板主要由半导体材料制成，且制作形式灵活，可根据实际需求安装，因此多被设置于建筑屋顶。本项目在1号楼和6号楼上设置了带有备用储能装置的太阳能光伏设备，产生的电能在完成蓄电池的充电后，多余的电量输出到公共电网，在停电的情况下，可以利用光伏设备进行紧急供电。在建筑内部通过合理的自然光采光设计和运动感应照明开关来控制室内照明，达到节能的目的。
2.1.2光热
太阳能热能技术是利用太阳能收集装置，包括平板型集热器、真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器(槽式、碟式和塔式)4种，在住宅设计中主要被用于家庭热水供应或空气调节系统。
本项目中对于有热水需求的集中厨房采用太阳能热水系统，屋面设有太阳能集热器、集热水箱和集热循环水泵，冷水经太阳能加热后供厨房用热水，热水供水系统设循环水泵，同时热水系统设辅助加热设施(图2)。
图27号楼屋顶的太阳能集热装置
2.1.3光导管采光
目前，我国照明用电量大约占到总发电量的13%，在建筑照明中采用发光二极管灯及智能控制、合理利用日光照明等都是绿色照明技术在我国发展的主要方向。
光导管日光照明系统是一种无需电力的照明系统。这种方式主要是用于无法自然采光大进深空间、地下室或者自然采光面积与照度不足的空间，是自然采光的有效补充。导光管通过采光罩收集室外自然光线，通过特殊光传输材料输送到内部漫反射装置，再均匀柔和地照射进室内。光导管采光相较于传统顶部天窗采光有明显的优势:室内照明效果不会因外部光线角度的变化而发生改变，照射面积大且光线柔和;安装形式灵活多样，甚至导光管可以采用弯管，适用更广。此外，其成本低，使用寿命长，无需消耗电能就可达到高品质照明效果，大大节省照明电耗、改善室内光环境，是很好的太阳光利用式。另外剔除价格等因素，导光管还具备长度越长，导热系数越低，隔热效果越好的优点，对室内温度隔热方面有益处(图3)。
图3光导管地面装置与地下照明实景
本项目有二层地下室，面积达到81956m2，在平衡各项经济性和合理性的前提下，在地下一层利用STGC530－Y导光管进行照明，采光覆盖面积为10251m2左右。车库的照度按照100lx、单位面积用电量8kW?h/m2、用电8h/d计量，可每天节约用电量达到约656kW?h。如果按照全天候用电24h，每天节约用电量将达1968kW?h。
2.2节水设计
公共建筑中常规采用的节水技术在本项目中均有体现。比如:建筑一、二层充分利用市政管网压力直接供水，三层及以上采用变频给水设备增压供水，卫生器具均采用节水型卫生器具，公共卫生间采用红外感应水龙头和冲洗阀;生活污水经化粪池处理，厨房含油废水经隔油池后排入市政污水管网。
2.2.1雨水收集利用
公共建筑用地面积规模大，一般有较高的景观绿化的要求，后期运营中景观用水量也较大。江南城市多雨，在设计中考虑雨水的利用是解决水资源紧缺、缓解城市水危机、改善城市水环境的有效措施。雨水收集系统多数由弃流过滤系统、蓄水系统、净化系统组成。项目地块内设置集中雨水收集池，地面上采用高密度聚乙烯缝隙式排水沟与坐凳和路牙融为一体(图4)，不但增加了收水面积，且效果美观，缝隙式排水沟与地下室的雨水回用系统相连接，雨水经收集处理后用于室外绿化喷淋浇灌，景观水池补水以及建筑内卫生间等，节约了项目日后的维护成本。
2.2.2污水源热泵系统
污水源热泵系统是一种新型的节能减排技术，通过交换器将污水与中介水换热，将中介水中的热能供应到室内采暖或者制冷系统中，这个过程中处理机消耗少量电能，极大程度地降低了建筑空调系统电力消耗，具有节能、环保、经济等特点。
1—深灰色花岗岩块石烧面1000mm×200mm×120mm，200mm厚C25混凝土;2—HDPE侧缝式排水沟(C25混凝土保护层);3—铺装材料;4—100C厚15mm混凝土垫层;5—下部结构。
图4缝隙式排水沟
本项目中的污水源热泵系统利用了太科园内的污水源热泵分布式能源站，采用合同能源管理模式(EMC)，一套系统冬夏两用，实现三联供、集约化使用。在地下只需设置换热机房，这样既不产生废渣、废水、废气和烟尘，且平时无设备的维护运保问题。这种方式也避免了传统污水源热泵运营模式中各阶段各自为政、条块分割、缺乏联系、缺失制约造成运行投资控制不严、投资风险大等缺点。
2.3立面系统与遮阳技术
建筑外立面风格很大程度上受到材料的影响。1号、3号、6号、8号楼由干挂石材、大尺度玻璃幕墙、镂空金属网等组合构成整体建筑群立面风格。建筑的外墙由柱架结构和直立固定的玻璃板材组成。在每一层中都有特定房间的窗户可以开启，可开启的窗翼都被一层可透视的金属网所覆盖，这样在既保证防护安全的前提下，又保证了窗后房间自然通气和换气的畅通，同时也起到了隔离直射阳光的功能。在满足30%的建筑外窗可开启的同时，设置了另外一种可供开启的窗户增加通风。在白天，垂直立于玻璃外墙外的金属板既有划分外墙区域的作用，又为外墙带来了生气。安装在金属网后面的发光二级管照明系统在夜间可以在外墙上提供丰富多彩的灯光效果。
构成中央水广场东侧空间区域的银行商业建筑———2号、4号、5号、7号楼立面风格相对坚实封闭。小尺度的玻璃幕墙在暖色系的钢筋混凝土外墙上形成很好的对比关系。外墙的装饰色彩透过表皮覆盖的金属网透出柔和的颜色，与金属的光泽融合在一起。这一金属网把所有银行建筑在视觉上完美地融合为一个整体。所有窗户都由垂直固定的玻璃板和一个可以开启的窗翼组成。外层金属网将在固定玻璃板的位置取消，在可开启的窗翼部分则保留金属网，这样在保证防护安全的前提下，又保证了窗后房间自然通气和换气的畅通。夜间，室内灯光透过金属网为建筑带来了更加多彩的立面感受。
为了避免外部遮阳系统繁琐的维护工作以及立面整体风格的需要，建筑的遮阳设计采用室内防晒设备———防晒薄膜与卷帘窗相结合的设计。防晒薄膜可以反射紫外线，同时又是透明的，它可以在与玻璃板相距5cm的轨道内电动化操作。根据需要，它可以从下向上地升起。在窗口上方的1/3范围内安装可反射的卷帘窗，可以按个人的需要随意开启和关闭。在半开启的状态下，它能把阳光反射到天花板上，为室内提供了辅助自然光。通过这些措施较好地降低了建筑制冷设备的能耗，从而达到了节能目的。
2.4绿化设计
公共建筑中通过设置庭院，在丰富建筑空间、流线的同时，可以有效提升室内与室外的景观视觉感受，同时改善周边建筑的微气候环境。服务区南北西侧六栋建筑都设计有不同主题的庭院景观，向着中央水广场的方向敞开，与中央水广场的中央景观带呼应。而根据最终用途的不同，设计中为每一个内庭院开发自己的设计主题，让每个内院都独树一帜(图5)。
图5下沉庭院实景
随着城市密度的增加和建筑多层化趋势，城市绿化向立体空间发展，以拓展绿色空间，增加建筑中的自然因素和绿化覆盖率。本项目在所有建筑裙楼顶上都设置了可供休憩的屋顶花园，与中央广场的中央景观带呼应，营造了舒适优美的城市开放空间，改善建筑本身小气候条件(图6)。屋顶种植的植被层，在夏季能显著降低屋顶的温度，冬季则有保温的效果。屋顶绿化和庭院植物一样，能净化小环境的空气质量，并且对雨水的储存和屋顶排水有一定的作用。雨天储水，降低屋顶排水量，平时通过蒸发作用，可以降低屋顶温度，同样对建筑节能起着积极作用。另外，屋顶绿化使屋顶结构处于相对稳定的温度状态下，可以避免一些由温度变化引起的屋面结构开裂的问题，对保护屋面也有显著效果。
图6屋顶花园实景
3.结束语
总之，当前社会发展的共同主题是可持续发展,对于建筑事业来说也是如此,绿色建筑作为一种新型的建筑理念,是未来建筑发展的必然趋势,体现了未来建筑的可持续性发展。文章结合实际案例，对建筑工程的绿色施工展开了探究，就其绿色设计以及施工技术进行了论述，旨在促进绿色施工在建筑领域的发展以及应用，实现建筑事业的可持续发展。
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