項目位于海淀區東北旺鄉,東臨東北旺西路,南臨西北旺南路,西臨西北旺鎮東路,北臨東北旺北路,用地性質為研發用地,主要使用功能為辦公、研發及配套設施。
項目將“綠色、低碳”理念貫穿設計、建設、運營過程,從節地、節能、節水、節材、室內環境質量、運營管理六方面考慮綠色建筑技術的綜合實施,科學運用綠色生態技術管理,實現項目的綠色運行。
2 工程概況
云計算創新示范基地建筑總面積為19176.5 m2,其中地上建筑面積11756.5 m2,地下建筑面積7420.0 m2。結構為現澆鋼筋混凝土框架結構體系,地上三層、地下一層,2012年8月工程立項,2013年10月完成施工圖審查,2013年7月工程開工,2015年4月工程竣工,2015年8月正式投入運營。該項目于2016年4月獲得綠色建筑二星級設計標識,于2018年6月獲得綠色建筑二星級運行標識。
圖1 建筑實景圖
項目以北京市綠色建筑二星級為建設目標,運用了大量建筑被動式設計技術和建筑綜合節能設計手段,對室內外的風、聲、光環境進行優化,采用了太陽能熱水、排風熱回收、市政中水、下沉庭院、地下導光管、節水灌溉、高效節能燈具等技術,旨在為使用人員提供舒適的室內環境和宜人的室外環境。
3 綠色建筑特點
3.1 節地與室外環境
項目選址無洪災、泥石流及含氡土壤的威脅,場地土壤氡檢測結果達標,安全范圍內無電磁輻射危害及火、爆、有毒物質等危險源。
交通噪聲是本項目的主要噪聲源,項目室外聲環境較好,可以滿足1類晝間不大于55 dB(A),夜間不大于45 dB(A)的標準要求。本項目場地內聲環境質量良好,經模擬計算,以及現場測試,區域人行活動高度處晝間噪聲值低于54.6dB(A),夜間低于44.2 dB(A),滿足《聲環境質量標準》(GB3096-2008)對1類區域的標準要求。
建筑平面布局采用合院的空間組合方式,在西南和東北方向較為通透,西南側建筑間距較大,東北側較小,夏季有利于場地通風,冬季則可以有效阻擋西北偏北風進入。因此項目在夏季時場地內人員活動高度的風速小于2.0m/s;冬季時場地內人員活動高度的風速小于4.0m/s,不影響冬季的人員出行;同時保證各建筑迎背風面壓差較大,具有形成良好室內自然通風的先決條件。
圖3 建筑布局效果圖
三種不同的建筑功能通過三種不同的動態折疊立面得以展現:東側機房因其不開窗立面被設計為最通透、最具沖擊力的像素立面,辦公室因其半私密性被設計為半透明的印刷玻璃幕墻立面,而庭院內的各功能方塊則采用最為簡約的鋁板和大開窗立面。
圖4 功能表皮-自保溫外墻系統和玻璃幕墻
圖5 功能表皮-彩釉low-e中空玻璃幕墻
圖6 功能表皮-像素化幕墻
玻璃幕墻的玻璃采用隱框6+12+6無色(超白)在線Low-E中空釉面玻璃,玻璃幕墻玻璃光反射率控制在0.3以下,可有效避免對周邊建筑造成光污染;室外景觀照明無溢散光,無光污染。
項目綠化選用北京鄉土植物,且包含喬、灌木的復層綠化。通過大量的綠地面積、透水鋪裝從而使透水地面面積比達到50%,有利于增加雨水滲透量,降低地表徑流。
圖7 透水地面與室外綠化
項目充分開發利用地下空間,地下建筑面積7420 m2,建筑占地面積4707 m2,地下建筑面積與建筑占地面積之比為158%,地下空間主要功能為停車場、餐廳、設備用房等。
圖8 地下車庫
項目區域交通便利,項目周圍500米以內有3個公交站:后廠村路(492m)、東北旺西路北口(400m)、軟件園西一路(313m)。包括軟件園一二期通勤車、軟件園二期通勤車、909路、963路、982路、運通205線。場地內設置鋼制鍍鋅螺旋型自行車擺放架。
圖9 場地自行車停放
3.2 節能與能源利用
項目外墻部位保溫材料均選用80mm厚玻璃棉板,熱橋部位保溫材料選用80mm厚玻璃棉板,屋頂部位保溫材料選用50mm厚擠塑聚苯板,外窗為“6+12A+6”式斷橋鋁合金Low-E中空鋼化玻璃。
建筑采用高效冷熱源機組,冷源系統選用2臺制冷量為818.0KW,COP為5.05的螺桿式冷水機組;空調熱水供、回水由2臺額定供熱量為930KW,熱效率為90%的真空熱水機組提供。
圖10 螺桿式冷水機組
圖11 真空熱水機組
地上辦公、研發、會議室部分空調風系統采用風機盤管加全熱交換新風系統,選用轉輪式熱回收機組,分別采用熱交換效率為63%(14臺型號為BMXB-D12T),熱交換效率為65%(7臺型號為BMXB-D16,1臺型號為BMXB-D20,1臺型號為BMXB-D26,3臺型號為BMXB-D30)的熱回收空氣處理機,空調房間排風經熱回收后排至室外。
項目采用集中非承壓太陽能熱水系統,在太陽能不足或陰雨天時采用輔助能源加熱,為食堂、衛生間提供生活熱水,集熱器面積300m2,儲熱水箱容量為15m3。太陽能熱水供應量3329.5m3,占生活熱水總需求量的比例為53%。
圖12 太陽能熱水系統
建筑照明均采用節能型光源。辦公室選用T5直管熒光燈,其它場所選用節能型光源。辦公室,設備房,公共走道,樓梯間等處的照明采用就地設置照明開關控制。地下車庫,數據機房等處的燈具采用智能照明控制系統控制。
圖13 節能燈具
根據本項目運營能耗數據,全年總用電量為2128160 kWh,其中數據中心全年用電量為1265183 kWh,扣除數據中心的特殊用電后,本項目常規辦公年總用電量為862977 kWh。按照電力(當量)0.1229kgce/kwh折算,本項目常規辦公年總消耗標煤106059.87kg。全年總用氣量為88404.82 m3,按照天然氣與標煤的折算系數1.33kgce/m3,折合標煤為117578.4 kg。因此,本項目常規辦公總能耗合計為223638.27 kgce。
3.3 節水與水資源利用
項目設計有生活給水系統,排水系統,消防給水系統,中水系統,熱水系統。本工程從園區市政給水管道引入兩路DN200接水口,常年供水壓力為0.3MPa。采用市政中水水源,供水壓力不小于0.3MP,由一根DN100中水管引入本建筑。中水用于室外綠化、道路沖洗、地下車庫沖洗及公共衛生間沖廁。工程采用重力流雨水排水系統,將建筑物屋頂雨水集中引入地面透水區域,人行道、庭院地面、下凹綠地、透水鋪裝等。
衛生潔具均采用節水型衛生器具,坐便器采用6L/3L兩檔,大便器采用腳踏閥,小便器采用節水型小便器,洗手盆采用紅外感應閥。
圖14 節水器具
項目對自來水、中水、熱水分別設置水表計量;在不同類別進水管上分別設有水表,建筑按衛生間、廚房、空調補水、綠化用水、車庫沖洗分別設水表計量。
圖15 分項計量水表
3.4 節材與材料資源利用
項目為現澆鋼筋混凝土框架結構體系,建筑造型簡約,建筑立面像素塊為裝飾性構件,經計算,裝飾性構件的造價為478800元,占工程總造價的比重為3.99‰。
項目主要采用北京、河北的建筑材料,施工現場500km 以內生產的建筑材料使用重量占建筑總材料重量比例達到98%以上。施工過程中將建筑施工、舊建筑拆除和場地清理時產生的固體廢棄物分類處理,并將其中可再利用材料、可再循環材料回收和再利用。該項目采用的所有石膏板都是以廢棄物(脫硫石膏)為原料生產的建筑材料,廢棄物摻量大于35%。
項目辦公空間采用開敞式,室內大部分空間采用玻璃隔斷等靈活隔斷,可減少重新裝修時的材料浪費和垃圾產生。
圖16 建筑隔墻、玻璃隔斷
3.5 室內環境質量
項目的合院布局有利于日照和采光,日照情況良好。建筑設三層通高的共享空間,通過屋頂采光天窗和陽光房形成立體的暖廊空間,可增加寒冷季節的活動共享空間,增強室內空間的舒適度,同時達到自然通風和采光的效果。采用Ecotect模擬軟件對建筑主要功能空間進行計算,建筑主要功能空間的平均采光系數均大于3.0%,室內自然采光良好。
圖17 暖廊空間
項目設有下沉庭院和導光管,可有效改善地下空間的采光、日照和通風條件。建筑地下一層頂部設置2個DN600的導光管,地下室內自然采光效果得到明顯改善,其平均采光系數為0.44%,其中10%的計算區域采光系數超過了0.5%。
圖18 下沉庭院、導光管
建筑迎、背風面壓差較大,且內外幕墻均存在較大面積的可開啟部分,有助于建筑室內自然通風。建筑主要功能空間最高空氣齡各層分別為1800s、1800s和900s,即換氣次數分別大于2次/h、2次/h和4次/h,滿足北京市《綠色建筑評價標準》DB11/T825-2011對公共建筑室內自然通風的要求。
在餐廳、會議室及人員密集的辦公室設置二氧化碳濃度傳感器,該項目進行了二氧化碳濃度控制,根據CO2濃度控制新風機組風機變速運行,新風機組均自帶風機變頻控制模塊,在節能的同時保證足夠的新風量,使室內二氧化碳濃度小于800 PPM。
項目在地下一層設置CO監測點,地下一層送風機、排風機監控,當車庫內CO濃度超過30mg/m3時,CO探測器超限報警與地下停車場內送排風機聯動,保證CO濃度在一定范圍內。系統控制集成后通過總線接入樓宇設備監控系統。
圖19 空氣質量監控系統
3.6 運營管理
項目物業單位通過了ISO 14001環境管理體系認證,運行中制定有完善的《節約用電管理制度》,對于節約用電進行了詳細的規定;同時還制定有《能源管理激勵制度》,明確物業管理人員的節約能源(節電、節水)的權利和義務,通過激勵制度把降低能源的指標與員工的經濟獎勵結合,使行為節能落實有力。
項目建筑智能化系統定位合理,信息網絡系統功能完善,運行安全可靠。主要包括綜合布線系統、樓宇自控系統、冷熱源自動控制系統、節能用電管理系統、視頻監控系統圖、門禁管理系統、停車場管理系統、殘疾人求助系統、多媒體會議系統、一卡通系統等,實現了“智能辦公”為人服務和“以人為本”的理念。
圖20 中控室
圖21 樓宇自控系統
圖22 冷熱源自動控制系統
圖23 節能用電管理系統
項目投入運行期間以來,物業單位對空調通風系統等設備進行定期清洗、維護和保養,滿足國家標準《空調通風系統清洗規范》GB19210規定。定期清洗系統的過濾網和過濾器,保證送風、送水管道的通暢。
項目在室外場地、建筑入口、電梯廳等處設置分類收集垃圾桶,生活垃圾進行日產日清,每日消殺,無異味、無遺撒,營造了良好的日常環境。
4 效益分析
4.1 經濟效益
項目通過一系列綠色建筑技術的集成實施,有效地降低了建筑的運行能耗,取得較大的經濟效益。
節能:本項目綜合利用高效圍護結構、高性能空調系統、低照明功率密度、自然采光等措施來節約建筑能耗。云計算項目全年常規辦公總能耗合計為223638.27 kgce,即1819676.73 kwh,按照總建筑面積1.92萬m2計算,單位建筑面積耗電量指標為94.77 kWh/ m2?a;與北京市公共建筑能耗統計的平均耗電量指標101.17 kWh/ m2?a相比,項目的節電率為6.3%。因此,年總節電量為122880 kWh。
節水:本項目實際用水量為16161m3,按照總建筑面積1.92萬m2計算,單位建筑面積耗水量指標為0.84 m3/ m2?a;與北京市公共建筑能耗統計的平均耗水量指標1.284 m3/m2·a相比,項目的節水率為34.6%。因此,年總節水量為8524.8 m3。
按北京市商業用電0.96元/kWh,自來水費7.15元/噸進行計算,本項目全年的節電費約為11.8萬元、節約水費6.1萬元,合計17.9萬元。
4.2 環境效益
項目通過節能節水措施,可減少一次能源標煤15.1噸,減少水耗8.5噸,即減少二氧化碳排放量39.6噸,減少二氧化硫排放量128.35公斤,減少氮氧化物排放量7.4公斤,具有良好的環境效益。
4.3 社會效益
項目將可持續發展的理念貫穿于規劃設計、建筑設計、建材選擇、施工、物業管理過程,營造出人與自然、資源與環境、人與室內環境的和諧發展,不僅提升了建筑自身的辦公、生活質量,并通過積極宣傳綠色建筑知識,向使用者真實展示了中關村軟件園的綠色理念和成果。對促進綠色建筑的健康發展起到一定技術示范作用