蘇州建筑的低碳實踐研究——以一科（蘇州）大廈為例

朱浩

（一科城市投資發展有限公司，江蘇 蘇州 215009）

1 引言

縱觀國內外都有對于美好家園的追求，國內各個朝代文人雅士造園修亭、游憩賞玩；國外 “人詩意地棲居于大地”的美好愿景［1］。人類文明史也就是人類從古至今對環境、生態及居住家園的理想建構和實踐探索的過程。

20世紀80年代以來，歐美、日本等發達國家紛紛提出了綠色建筑、生態建筑等概念，并相繼開展了適應各自國情的綠色建筑實踐。從20世紀90年代起，綠色建筑概念引入了中國，形成了廣泛共識［2］。尤其是2005年以來，在中國政府的推動和社會各界的參與下，通過認證的綠色建筑數量逐年遞增。各項統計數據均顯示，我國綠色建筑和建筑節能事業已實現了一個巨大的飛躍［3］。

享有“人間天堂”美譽的蘇州，伴隨著近年來的跨越式發展，已逐步成為長三角地區重要的中心城市之一。蘇州不僅在經濟、社會、創新等方面躋身全國前列，在綠色建筑的建設方面，也進行了低碳示范性的探索和實踐［4］。

圖1 全國各城市的綠色建筑（標識項目）數量統計［4］

本文以蘇州高新區一科城市投資發展有限公司的標桿性綠三星建筑——“一科（蘇州）大廈”為例，探討蘇州本土綠色建筑的低碳設計理念及其所應用的相關創新技術，以期對綠色建筑的實踐提供借鑒。

2 綠色建筑的內涵、特征及發展

2.1 定義及內涵

何謂“綠色建筑”？人們一般層面的理解認為，綠色建筑有別于普通建筑的鋼筋、水泥或其他材料塑造的建筑體，有著較為“綠色”生態的平面布局和立面裝飾。如逐漸應用廣泛的立體綠化、屋頂花園等做法。

除上述的狹義定義，國內外的學術界更推崇綠色建筑更廣義的內涵理解，即綠色建筑不僅僅是表面裝飾的“生態綠色”，而是指建筑對環境無害，能充分利用環境自然資源，并且在不破壞環境基本生態平衡條件下建造的建筑［2］。也有學者定義“綠色建筑”是能夠為人們提供健康、舒適、安全的居住、工作和活動的空間，同時在建筑全生命周期中實現高效率地利用資源、最低限度地影響環境的建筑物［5］。因此在廣義的界定下，綠色建筑又可稱為可持續發展建筑、生態建筑、回歸大自然建筑、節能環保建筑等。

本文參照2005年建設部公布的《綠色建筑評價標準》（征求意見稿）中的定義：綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內，最大限度地節約資源（節能、節地、節水、節材）、保護環境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。

2.2 特征和標識

2.2.1 綠色建筑特征

（1）節約資源與減少污染。綠色建筑是追求自然、建筑和人三者之間的和諧統一，并且符合可持續發展要求的建筑。節約資源和減少污染是綠色建筑的目的，也是最主要的特征之一。包括建筑節能、空間節地、建造節材、能耗節水和垃圾分類幾大方面。

綠色建筑的設計應該采用新的節能標準，盡可能節省外來能源。同時采取綜合的節能措施，如屋頂安裝太陽能光電板、社區雨水收集進行再利用、垃圾的無害化、資源化和減量化處理等措施。同時盡可能節約利用土地，摒棄盲目地追求建筑的高度、大面積的玻璃幕墻等建筑手段，真正實現節能減排的目的［6］。

（2）彈性設計與功能復合。建筑的彈性設計，是“綠色建筑”的另一原則，包括功能的靈活性、改、擴建的可能性和風格的適應性。綠色建筑需要充分考慮設計時的靈活性，在前期的規劃中留有足夠的余地，以適應將來改、擴建的可能。風格的適應性也需要與“綠色建筑”所倡導的可持續發展相契合?？山Y合當地的人文歷史，當下的新技術、新手段，創造性地發掘傳統的建筑語言，設計出一種更持久的、具有更大的適應性的建筑風格［2］。

（3）創造健康舒適的環境。通過建筑與街道的關系，與周邊建筑、環境的協調，創造出舒適的公共空間。建筑的室內環境營造方面，通過建筑的自然采光、自然通風、室內的綠化營造，形成良性的完整體系，同時盡量減少使用人工合成材料，充分利用陽光、自然通風等資源，節省能源，為居住者創造一種接近自然的感覺。

2.2.2 綠色建筑的標識

上述綠色建筑的特征為綠色建筑的充分條件，但并非必要條件。只有通過相關測評機構對建筑的設計與實際性能進行評估，頒發綠色證書予綠色建筑，才能作為綠色建筑的評定和最終標識。

2006年6月，建設部頒布實施了中國的《綠色建筑評價標準》（GB／T50378－2006），這是結合中國國情的首部有關綠色建筑的國家標準。隨后又公布了《綠色建筑評價技術細則》，并通過全國綠色建筑創新獎、“雙百工程”及“綠色建筑十佳設計方案”等活動在全國大力推廣綠色建筑。我國《綠色建筑評價標準》將綠色建筑分為“★”一星級、“★★”二星級、“★★★”三星級三個等級，不僅可以使綠色建筑從一個專業術語轉變為建筑項目管理的一般流程，而且有效取締了冒牌綠色建筑的生存空間［3］。

表1 劃分綠色建筑等級的項數要求（公共建筑）

2.3 發展與實踐

20世紀90年代以來，綠色建筑的概念被首次引入我國的建筑界。以節約能源與資源，保護環境，與自然和諧共生為宗旨，綠色建筑所提倡的節能環保生活被越來越多的中國建筑學者所接受［7］。1996年“綠色建筑體系研究”被國家自然科學基金會列為“九五”計劃重點資助課題。

21世紀以來，隨著全球對節能環保的重視，“綠色建筑”已經成為當前建筑的主流發展方向［8，9］?！毒G色生態住宅小區建設要點與技術導則》、《國家康居示范住宅小區建設要點與技術導則》、《中國生態住宅技術評估手冊》、《綠色建筑評價標準》、《綠色建筑評價標識實施細則》等的陸續出臺，因地制宜地推動我國綠色建筑的健康發展是構建以低碳為特征的建筑體系的重要舉措，必將對我省兩型社會建設產生積極的促進作用［2］。

除了理論和規范的出臺，我國大城市如北京、上海、深圳、杭州等地正在積極開展適合自己的綠色建筑關鍵技術體系的研究和應用。北京奧運會水立方、2010年世博會城市最佳實踐區“滬上·生態家”和世博演藝中心、深圳市華僑城體育中心擴建工程、杭州綠色建筑科技館、中國杭州低碳科技館等年度全國綠色建筑示范項目［10］，將成為我國綠色建筑理論應用、技術展示和后續研發的平臺。

3 蘇州綠色建筑及一科（蘇州）大廈的建筑實踐

3.1 蘇州綠色建筑概況

一科（蘇州）大廈項目集商業與寫字樓一體的綠色科技生態創意中心，內設開敞辦公室、研發實驗室、綠色產品展示區、綠色生活商業區，打造蘇州市展現綠色科技建筑理念與特征的綠色科技示范項目。綠化設計“點、線、面”相結合，立意創造一個優雅宜居、自然和諧并具有獨特風格和市場競爭力的高品質樓宇。

項目貫徹“生態建筑”理念，嚴格按不低于綠色建筑評價標準（GB／T50378－2006）的三星標準進行設計，嚴格控制相關指標，整合各方面資源，進行綜合規劃設計，力求打造綠色生態公共建筑，突出項目亮點，實現技術創新。

3.2 一科（蘇州）大廈的建筑實踐

3.2.1 周邊及區位

一科（蘇州）大廈位于高新區獅山街道南端。東側至明星村工商實業公司西側邊線；南側至明星村工商實業公司北側邊線；西側至運星物流東側邊線；北側至向陽路南側邊線。規劃總用地面積約7330.7m2。

3.2.2 功能及業態

本項目在業態上需要滿足綠色低碳的需求，包涵“科技生態－人文生態－商業生態”三層含義。首先，一科（蘇州）大廈的定位為綠色、科技、應用技術生態辦公樓，因此主要引進入駐對象為綠色、低碳、科技建筑區域代理商、設計單位、研發機構、綠色建材（技術）供應商，并設綠色、低碳的研發中心區域；其次，需要創造人文生態的空間，倡導生態、人文生活方式，入駐如會所、高端精致生活展示館等；第三，打造商業生態空間，根據入駐人員的基本要求、配套安排倡導綠色健康生活理念的高檔商業場所。

圖2 項目整體及外立面效果示意

3.2.3 景觀及綠化

本項目在設計中結合建筑內外環境及綠色建筑理念，采用以下措施。首先，一科（蘇州）大廈的首層地面綠化結合架空內庭水景濕地園林再配以屋頂綠化、既符合景觀要求，又滿足節能要求。其次，利用通天的中庭和底層開放架空空間創造自然通風系統。尤其是辦公部分的空間景觀組織，設計將八個方形空間呈不規則的組合一起，各空間鏈接處有通風空隙，再結合中庭，保證了良好的通風。第三，外墻設計綠色垂吊植物除遮陽外更提供了富含氧氣及負離子的新鮮空氣，創造宜人的使用環境。

圖3 項目外墻垂直綠化示意

3.2.4 技術經濟指標

本項目是蘇州高新區著力打造的標桿性綠色三星建筑。項目總占地面積約為7330.7m2，建筑占地面積2760m2，地上建筑面積為20754.54m2，地下面積5562.89 m2。建筑地上共8層，其中1層為內庭水景濕地園林，2～6層為辦公區，8層用作高檔商務用房，周邊環境良好，市政配套設施完備。各項技術經濟指標如表2所示。

表2 項目概況和相關技術經濟指標

3.2.5 節能技術措施

本項目通過地源熱泵、全新風系統－全熱回收系統、綠化、透水地面、外墻保溫系統－外遮陽系統、節能燈具、節水器具、雨水收集系統、節水噴灌、地下車庫日光照明系統、智能化系統、自動監控系統、分項計量、CO2濃度監測系統、可再循環材料利用、室內裝修、光伏發電和能量回饋電梯等17項成熟綠色節能新技術的應用，達到綠色節能的目的（圖4）。

下文將結合17項技術創新中的5項，進行描述說明。選取的5項綠色節能新技術的應用為：①地源熱泵，②全新風系統－全熱回收系統，③外墻保溫系統－外遮陽系統，④雨水收集系統，⑤地下車庫日光照明系統（表3）。

（1）地源熱泵。按照本項目所在地的氣候特點，空調系統能耗在建筑總能耗中占有較大的比重，結合國家政策趨勢，倡導綠色能源、節能環保理念，在本項目中全年的空調與采暖、生活洗浴熱水由地源熱泵系統與其他能源方式共同解決，滿足最大的功能需求。

地源熱泵機組運行時，不消耗水也不污染水，不需要鍋爐，不需要冷卻塔，也不需要堆放燃料廢物的場地，環保效益顯著。地源熱泵機組的電力消耗，與空氣源熱泵相比也可以減少40%以上；與電供暖相比可以減少70%以上，它的制熱系統比燃氣鍋爐的效率平均提高近50%，比燃氣鍋爐的效率高出了75%。

地能分別在冬季作為熱泵供熱的熱源和夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的熱量取出來，提高溫度后，供給室內采暖；夏季，把室內的熱量取出來，釋放到地能中去。通常地源熱泵消耗1kW·h的能量，用戶可以得到4kW·h以上的熱量或冷量。

（2）全新風系統、全熱回收系統。本項目空調系統采用全熱回收和新風處理系統。夏季顯熱效率達到69%，濕效率達到67%。冬季顯熱效率達到71%，濕效率達到71%。健康全新風系統經過除塵、消毒、除濕等多級處理的新鮮空氣，以略低于室內的溫度并以小于0.2m／s的速度，從地面踢腳或窗下送出，無噪聲和吹風感。

圖4 項目可應用的綠色節能方式匯總

表3 5大主要技術詳細

通過全新風系統和全熱回收系統，建筑內的新鮮清潔空氣直接送入工作區，先經過人體，這樣就可以保證人體處于一個相對清潔的空氣環境中，從而有效地提高了工作區的空氣品質。

（3）外墻保溫系統、外遮陽系統。外墻保溫可以防止建筑內部能量的損失，阻止建筑外部熱量的侵入?，F有圍護結構的保溫形式主要有三種，即內保溫、自保溫和外保溫。目前最廣泛應用的保溫形式是外保溫方式，相對于前兩種保溫形式，其保溫的實現效果較好（表4、表5）。

本項目采用先進的外墻保溫系統，在夏季降低室內墻體的內表面溫度，減輕因墻體輻射和傳熱給室內帶來的多余熱量；在冬季保持室內的熱量不散發和外漏，同時保證墻體內表面的溫度高于室內空氣的露點溫度，防止墻體結露、滲水等不良現象。

表4 圍護結構的三種保溫形式比較

表5 外遮陽系統的分類標準

（4）雨水回收利用系統。雨水收集不僅可以達到節能減排、綠色環保，減少雨水的排放量，同時可以應對緊急情況（如火災、干旱）能有水可取。此外可以節約自來水，減少水處理的成本。雨水收集系統，是指雨水收集的整個全過程，包括雨水的“收集－處理－利用”三個階段。

本項目采用雨水回收利用系統設計，收集屋面、地面雨水，處理后用于景觀、道路澆灑及景觀水池補水。初期雨水經過多道預處理環節，保證了所收集雨水的水質。采用蓄水模塊進行蓄水，有效保證了蓄水水質，同時不占用空間，非傳統水源利用率10.63%。通過壓力控制泵和雨水控制器可以很方便地將雨水送至用水點，處理后的雨水將定期觀測水質并清理打掃處理池。

（5）地下車庫日光照明系統。導光筒，是綠色建筑咨詢行業對光導照明系統的稱呼。導光筒能夠利用高反射的光導管，將陽光從室外引進到室內，可以穿越吊頂，穿越覆土層，并且可以拐彎，可以延長，繞開障礙，將陽光送到任何地方，是一種綠色、健康、環保、無能耗的照明產品。

本項目的地下車庫采用1200mm的圓形導光筒，集光器材料的透光系數大于0.89，導光筒內壁反光材料的反射系數應大于0.96；出光口漫射器材的透光系數應大于0.88，可滿足地下車庫75lx標準，同時，每年還可以節約大量的照明用電（圖5）。

圖5 導光筒安裝示意

4 結語

綠色建筑將可持續發展的理念貫穿于規劃設計、建筑設計、建材選擇、節能運行、綠色施工等等各個方面。同時通過有效的節約能源，減輕建筑本身對環境的負荷，必然成為未來建筑的發展趨勢。

本文以蘇州高新區一科（蘇州）大廈為例，詳細介紹了設計階段所采用的綠色技術策略，包括地源熱泵、全新風系統－全熱回收系統外墻保溫系統－外遮陽系統、雨水收集系統和智能化系統等在內的17項領先技術。一科（蘇州）大廈在可持續綠色建筑設計方面作出了非常有益的嘗試，營造出人與自然、資源與環境、人與室內環境和諧發展的局面，為夏熱冬冷地區的城市公共設施建設提供了示范與引導作用。

相信在不久的將來，蘇州建筑乃至中國建筑，將會進一步吸取中國傳統文化中蘊含的零耗能綠色建筑精髓，并加以提煉形成適合我國國情的低能耗、無污染綠色建筑。且隨著社會進步和科技發展，中國的綠色建筑將成為人類運用科技手段尋求與自然和諧共存，持續發展的理想建筑模式。

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