夏热冬暖地区绿色示范建筑的实践运营分析

张炜

深圳市建筑科学研究院研创中心总建筑师，长期从事绿色建筑、绿色规划研究与实践工作，主要建筑作品有深圳建科大楼、清华大学深圳研究生院、国家工商行政管理学院、深圳高级技工学校、深圳国际低碳城会展中心、广东省电力设计研究院办公基地等。

摘要：深圳建科大楼作为我国首批获得绿色建筑三星级设计和运维认证的办公类建设项目，其设计、实施和运营全过程立足我国当前政策环境、工艺技术、施工实施、管理使用等实际情况，努力实践绿色建筑理念、技术和方法。通过介绍建科大楼的设计目标和实际运行效果，从实践实施层面分析了绿色建筑的综合效益和示范价值。

关键词：绿色建筑 夏热冬暖 本土低耗 立体绿化 共享设计 绿色运维

在全面建设生态文明的大背景下，绿色建筑逐渐成为我国城市建设的主流方向。深圳建科大楼作为我国首批获得绿色建筑三星级设计和运维认证的项目，从2006年开始规划设计到2009年建成投入使用，已完成了四年的实际运维考验。这个过程也伴随着我国绿色建筑从标准研究、小范围试点到全面推广的成长过程，新的绿色建筑标准也在总结经验教训中继续向前推行。

建科大楼集中体现了深圳市建筑科学研究院有限公司（以下简称深圳建科院）叶青院长以“低成本”和“软技术”为核心的绿色建筑实现模式，这一适应中国国情的模式在近年来也得到了国内、国际的高度认同。回顾和分析深圳建科大楼从启动、策划、设计到今天走过的七年，也恰是从一个有典型意义的个案反映了绿色建筑在中国发展的缩影。

1、共享设计

建科大楼的策划设计，用一个词总结，就是“共享设计”，这是一种跨专业跨领域来协同项目功能需求、自然社会因素和综合绿色技术的方法。基于“平衡、时空、系统”的绿色技术哲学观，以“本土、低耗、精细化”的绿色技术指导原则和“政策、市场、技术联动”的绿色技术体系，并结合“平等的生命观”形成“共享”设计理念。

共享设计相对于传统设计方法更加强调“精宜之道”。“精”，是将常规设计、常规技术做精做细，从定性判断走向定量验证；“宜”是指紧密结合项目需求、地域气候特征、经济文化发展水平，将四新技术应用适宜化，同时形成针对项目自身个性化的技术路线；从精宜出发，工作模式也有相应的突破，通过集成化的组织模式、数字化的辅助手段、科学化的逻辑判断、持续化的效能验证等实现绿色目标。从方案创作开始，业主、建筑师、工程师、技术和材料专家、员工代表、外部专家等形成协同工作团队，新技术、新方法的应用评测过程都定量验证，大量应用创新的设计技术，利用计算机对项目能耗、通风、采光、噪声、太阳能等进行模拟分析。从建筑形态的空间布局与功能分布，到材料、窗口、外墙构造、立面形式等细节处理，都进行综合协同模拟。在国内较早引入BIM设计技术，对项目进行精细化模拟预演。改变常规项目用实际建设来验证实验的粗放模式。这些都为项目在前期整合各项技术、资源创造了有利条件。

2、绿色建筑示范推广

建科大楼的建设目标之一是通过自身的综合实践，为绿色建筑和绿色技术在本土落地生根提供可推广的示范作用，作为一个实验性与实用性需要兼顾的实际工程，我们力求在“示范”和“普及”之间取得平衡点，把握先进技术与适宜措施的协同，通过示范达到推广普及的目的。

建科大楼采用了一系列适宜的绿色技术共40多项（其中被动、低成本和管理技术占68%左右），每一项技术都是建科大楼这一整合运用平台上有机整体的一部分。

建科大楼的示范性主要体现在以下几方面：一是面向城市的示范性。在只有3000m2用地面积的基地上，建科大楼的总建筑面积达到1.82万m2，容积率为4，地上12层，地下2层，总建筑高度57.9m，属于典型的高密度集约化城市建设开发模式，体现了立体复合功能整合建设，向空中、向地下要发展空间，同时兼顾城市公共空间共享及城市物理环境、生态环境的协同优化。二是面向绿色建筑技术综合应用的示范性，如前述在绿色建筑技术上取得的突破；在低成本基础上，将各项适宜的绿色技术整合运用到一座我国目前典型城市条件下实际运行的办公楼中，将其节能、环保优势真正、全面地发挥出来，形成可复制推广的示范效应，真正推动华南地区绿色、节能建筑的普及。三是面向建设运营和绿色办公生活模式的示范性。

3、绿色运行使用

建科大楼是一座实际运行中的真实的城市建筑，它在示范建设技术的同时，更大的示范是一群建科人探索在一座“绿色建筑”里创新、绿色、环保、生态的办公与生活模式。这也是绿色建筑的最终目标，由建筑提供一个平台，让人们有机会在这个平台上实现绿色生活。下面以几个代表性工作生活场景，来分析绿色建筑在实际使用中给人们带来的变化。

3.1 开放的架空绿化门厅

建科大楼的门厅没有像普通建筑那样封闭起来，而是与一片人工湿地和绿化结合在一起，利用首层6m高的空间，形成一个与城市环境共享的开放空间。南方地区夏长而冬短，传统的地方建筑多采用架空开放的设计，利用较高、通透的空间，加上遮阳和绿化来形成适宜的环境。空调在办公建筑普及后，人们渐渐忘却了这一简单的、适宜自然的方式，转而全面依赖热工空调。建科大楼希望倡导一种将首层空间架空开放的模式，如果城市里的建筑都能提供这样的空间，能够为步行的居民提供连续的避雨、防晒通廊，同时在近地面形成更加通透的自然通风环境，连续的遮阳空间，也可有效地降低近地表的空气温度，缓解暴晒地面和建筑产生的城市热岛效应。没有围墙的开放空间，也会使偶然经过建科大楼的市民产生对绿色建筑的兴趣，想进来看看。

3.2 可以健身的楼梯间

进入建科大楼，首先看到的不是电梯厅而是对面开放式的楼梯间。光线和通风会自然地引领人们通过大厅来到楼梯间。同是开敞的室外空间，省却了封闭的楼梯间和厚重的防火门，让人们选择走楼梯更加自然。空间设计会影响和创造新的行为模式，多走楼梯、少用电梯的健康生活方式也在各个楼层的布局中得到体现。建科大楼中上下几层楼的部门间交通占到平时工作交通的绝大多数，现有布局和舒适的楼梯间使得工作人员大部分都选择走楼梯，大大减少了电梯的能耗。楼梯间也成为建筑中一个积极的公共空间，很多茶歇小会、偶然的交流都在楼梯间中进行，由此楼梯间这一传统“非使用面积”的交通空间也在绿色建筑中成为功能更加丰富的“使用空间”。

3.3 自然光线和自然通风的办公室

建科大楼的标准层像一个“凹”字形，楼的中央不是室内办公，而是一个开放的室外平台，作为一个中枢连接周边的办公、交通和配套功能。通过这样的设计安排，人们要去其他办公室、楼梯电梯间甚至洗手间，都需要走出室内空间，来到室外的平台。人的一天大部分时间在工作场所度过，传统的设计平面，让人很少有机会离开人工环境去接触自然。建科大楼的设计让每层的工作人员不像是在一个高层的办公楼里，而是像在一个小庭院里办公。这些或大或小的平台成为人们活动交流的场所。

3.4 精确而节约的空调

建科大楼针对不同区域采用了不同的空调系统，以适应对空间温度调节的多样化需求。对于大空间办公区域，采用了温湿度独立控制的溶液除湿空调系统。这种系统针对南方地区湿热的特色，将传统用来除湿的能耗大大降低，同时将室外空气中的粉尘、细菌等通过溶液除湿新风系统进行过滤，除湿后干净的新风通过末端和办公家具一体化设计的新风管道送到每个使用者面前，让所有人都沐浴在均匀的新风环境中。同时可以个性化地根据自己需要来调节和开关风量，最大限度地将舒适健康与节能降耗统一起来。

3.5 室外花园里的会议室

建科大楼正式的室内会议室不多，大量的会议、接待和讨论都分布在大楼各处的绿化平台上进行。位于六楼空中架空层的花园会议室是最突出的代表。这里举行的会议甚至比正式的会议室更多，经常订不到。建科大楼给人们提供多种选择的机会，在室外环境适宜的时候，人们大多还是会选择更加舒适健康的室外来进行会议和交流活动。在中国传统建筑中，建筑不仅仅是室内外这样简单的两个层次，檐廊、亭台以及可以全部打开的外墙都是人们充分享用自然的设计。建科大楼的报告厅也将这一传统建筑特色加以现代演绎，外墙可以全部打开，让人们有机会在自然通风和光线中进行交流。

3.6 与自然生态共生的大楼

建科大楼占用了3000m2的用地，设计之初，有个理念是希望通过立体的补偿恢复同样多面积的空间给自然。建筑中从地下室到屋顶的绿化平台、花池，经过几年的经营和自我完善，形成一个微型的生态系统，自然界总是顽强地体现出它的生命力和修复能力，只要人们稍微提供生存的机会，树木、灌木和各种花草都在这有限的人工环境中顽强生长，有了植物就引来了动物和昆虫，空中的小池塘里养着小鱼和蝌蚪，员工自己养的小兔子在花园里穿行蹦跳。蚊虫的问题也很多样化，但比前期刚建成时少了许多。因为蚊虫多了，吃蚊虫的壁虎、蜘蛛、小鸟也在这里安了家。爬藤类的植物把几根混凝土柱子和斜梁都变成了绿树，乔灌草搭配的生态绿化也给混凝土的架空空间提供了更丰富细微的微环境，大楼投入使用四年来，很多植物都已经不是原先种植的，一些小鸟或风带来的物种在大楼里都生存下来。立面上花池里很多鸟窝也已经孵化出很多小鸟。建科大楼更像一棵有生命的大树，四季不同，年年常新。

4、实际运行效果分析

根据建科大楼实际运行能耗监测数据，大楼获得了良好的绿色节能效果，特别是空调和照明系统的节能效果尤为明显——与当地同类建筑平均水平比较，年单位建筑面积空调能耗低50%，年单位建筑面积照明能耗低71%，年单位建筑面积总能耗低59%。

4.1 空调能耗降低约50%

深圳地区空调运行具有明显的季节性，空调季节一般为4～11月，其中6～9月为空调高峰期。根据能耗监测记录，在炎热的7～9月，建科大楼空调能耗比某典型同类建筑低约20%～30%；在较凉爽的10月，建科大楼空调能耗比该典型同类建筑低近80%，初步估算建科大楼空调运行时间缩短60%。根据数据统计全年空调能耗约为15.9kW·h/m2，比当地同类建筑平均水平低50%。由此可见，建科大楼主要能耗节约的贡献并不依赖先进节能的空调系统，更来自于合理的建筑形态和布局设计带来对空调依赖的减少。对过渡季节更有效地利用自然条件来创造适宜的室内环境。

4.2 照明能耗降低约70%

照明的节能情况统计，更加说明了被动式技术的贡献率远高于采用节能灯具的贡献。根据实际检测的照明能耗数据，建科大楼与该典型同类建筑的逐月照明能耗均比较稳定。估算建科大楼全年照明插座能耗为14.1kW·h/m2，比该典型同类建筑低72%，比当地同类建筑平均水平低70%。建科大楼“凹”字形布局以及遮阳反光板的设计，基本使得建筑在绝大多数的白天不需要开灯照明。

根据深圳地区办公建筑逐月能耗特点及建科大楼能耗数据，初步估算建科大楼单位建筑面积年均能耗为44.4kW·h/m2，比当地同类建筑年平均水平109kW·h/m2低59%，常规能源消耗降低63%。按此能耗水平计算，在50年的设计使用周期内，建科大楼共可节约常规电能约5472万kW·h，间接减少CO2排放5.4万t。

值得一提的是，以上节能效果是在保证高品质办公环境的前提下取得的。根据建科大楼针对声、光、热环境及空气品质的满意度调查结果显示，大楼使用者满意率为91%。

4.3 非传统水源利用率为42%

建科大楼为办公类建筑，大楼生活用水由自来水、中水两部分组成。大楼自来水由市政管网供给，中水主要来源于收集的雨水和生活污水。建科大楼中水主要用于各层卫生间冲厕用水和大楼立体绿化浇灌用水。根据统计显示，建科大楼2011年全年中水利用量为4699m3，中水利用率达到42%，大幅度减少了自来水水耗。按中水对传统水源的替代率估算，全年节约自来水用量为4699m3，节水效益显著。

5、结语

建科大楼倡导和实践的低成本和软技术绿色建筑体系，结合地域气候特点，与建科人积极主动地倡行绿色办公生活模式有机结合。以七年来的全过程实践为适宜中国国情的绿色建筑实现路径做出了有益的探索和示范。

如今的建科大楼已全面实现了最初的建设目标：夏热冬暖地区绿色建筑技术的示范楼；新技术、新材料、新设备、新工艺的实验展示基地；生态、能源、环境数据采集分析中心；建筑技术特别是绿色建筑技术的科普教育基地；取得了突出的社会效益——经初步测算分析，1.8万m2规模的整座大楼每年可减少运行费用约150万元，其中相对常规建筑节约电费145万元，节约水费5.4万元，节约标煤610t，每年可减少CO2排放1622t，在当今全社会的节能减排事业中贡献了自己的力量。

与此同时，建科大楼通过与城市公共空间融合的建筑形态和开放的展示流线，以积极的态度向每一个前来的市民展示绿色、生态、节能技术的应用和实时运行情况，以更直观、“可触摸”的方式普及宣传绿色建筑，使绿色、生态、可持续发展理念和绿色生活方式深入人心。