三林基地社區服務中心綠色建筑技術應用分析

■ 俞泓霞 Yu Hongxia 古小英 Gu Xiaoying張 超 Zhang Chao 趙為民 Zhao Weimin

0 引言

在政府大力倡導綠色建筑的形式下，保障性住房作為政府的主導項目，是推廣綠色建筑設計的最佳平臺。在新建的保障性住房中推廣應用綠色建筑技術，不僅可加快建筑綠色化進程，而且將有效緩解資源消耗的壓力，具有相當的實踐和示范意義。目前，綠色建筑技術已在一些保障性住房中得到應用，而對于保障性住房配套公建中綠色建筑技術的集成應用，目前的研究和運用還較少。

三林基地社區服務中心針對保障性住房配套公建的特點，在建設之初，采用了建筑自遮陽、自然通風、自然采光、圍護結構節能、地源熱泵空調系統、雨水回收利用、立體綠化等多項綠色建筑技術(圖1)。充分體現循環經濟所倡導的“減量化、再利用、再循環”原則，是綠色建筑技術集成的智慧結晶，也是面向社會開放的具綠色、生態、環保、科普教育和示范功能的公共服務場所。

因此，本文以三林基地社區服務中心為案例(圖2)，通過分析各項綠色建筑技術的應用方案及實施效果，為保障性住房社區服務中心中綠色建筑技術的運用提供可借鑒的經驗。

圖1 三林基地社區服務中心效果圖

1 三林基地社區服務中心項目概況

三林基地社區服務中心位于三林基地東側，規劃范圍西臨菜場用地，南靠和炯路，北臨商業用地，東接公交首末站用地。三林基地社區服務中心總占地面積9 476.4m2，總建筑面積10 860m2，其中地上建筑面積9 342m2，地下建筑面積1 518m2。三林基地社區服務中心建成后主要用作社區街道辦事處、工商和稅務的辦公場所。

圖2 三林基地社區服務中心實景圖

三林基地社區服務中心分為三個區域：社區服務區、辦公區及停車區。用地南區布置開放式廣場，用地中區布置社區服務綜合辦公大樓，北區布置集中停車區。

2 三林基地社區服務中心綠色建筑技術應用及效果評價

三林基地社區服務中心在建設之初，即將“綠色”理念融入設計方案之中，針對保障性住房配套公建的特點，三林基地社區服務中心綠色建筑技術集成如圖 3所示。

圖3 三林基地社區服務中心綠色建筑技術集成應用示意圖

2.1 被動式綠色建筑設計策略及效果評價

圖4 三林基地社區服務中心建筑自遮陽原理圖

2.1.1 建筑自遮陽

旨在打造經濟性節能建筑的三林基地社區服務中心，自遮陽技術在其中得以使用。一方面利用陽臺阻擋夏季陽光透過下層建筑外窗進入室內，另一方面建筑南向略有前傾，與垂直面有5°的夾角，因而當夏季太陽高度角較大時，下層建筑均處于上層建筑的陰影之中，即上層建筑構件可對下層建筑起到遮陽效果，而冬季太陽高度角較小時，室內仍可達到良好的采光效果。三林基地社區服務中心建筑自遮陽原理如圖4所示。

通過日照模擬分析，夏至日建筑南立面典型外窗一天都處于全部遮擋的狀態，北立面典型外窗至11:00以后都處于全部遮擋的狀態，可有效阻擋陽光射入室內；冬至日南立面未出現被全部遮擋的狀態，室內能夠獲取一定量的陽光。

2.1.2 自然采光

2.1.2.1 中庭采光頂及天井自然采光

三林基地社區服務中心從建筑設計的角度出發，在建筑設計之初就關注自然光的運用，結合建筑形體，在建筑內區4層以下設置了中庭，內區4層以上是與外部連通的天井，室外光線透過采光頂及外窗透明部分進入建筑內部，可有效改善室內光環境。

根據自然采光效果分析，中庭采光頂及中庭上方天井可有效改善建筑內區的自然采光效果，建筑天井的設計使社區服務中心四層主要功能區域采光系數不低于3%的建筑面積比例為79.65%。

2.1.2.2 “下沉式庭院”自然采光

三林基地社區服務中心在建筑的南面采用了“下沉式庭院”的設計方案，陽臺的地坪和地下室的地坪等高，寬度為3.9m，“下沉式庭院”不僅可大大增強自然采光效果，而且可減少甚至避免地下空間的封閉感，并可為人們提供半室外的休憩活動空間，豐富建筑空間環境的情趣。

通過“下沉式庭院”設計，地下室采光系數不低于0.5%的建筑面積比例為45.29%。

2.1.3 中庭及通風豎井自然通風

三林基地社區服務中心內區中庭頂部的采光頂有一定可開啟面積(圖5)，同時，樓梯間設置了與外界連通的通風豎井，過渡季節可充分利用中庭頂部的排氣口及通風豎井的“煙囪效應”(圖6)，依靠室內外的風壓及熱壓差，把室內熱空氣排向室外，形成有組織的自然通風，在室外氣候適宜時通過自然通風達到調節室內熱環境的目的。

圖5 中庭可開啟采光頂

圖6 通風豎井

室內考慮熱壓和風壓共同作用下進行自然通風模擬結果顯示，隨室外溫度降低，各樓層人流活動區域室內溫度成下降趨勢，當室外溫度為22℃時，通過中庭自然通風基本可以保證室內人流活動區域溫度在26℃以內，滿足熱舒適性要求。

2.1.4 圍護結構節能技術

三林基地社區服務中心外墻采用自保溫系統，主體部位為240mm奧伯復合型混凝土多孔保溫磚[1]，熱橋部位采用35mm無機保溫砂漿外保溫系統，外墻傳熱系數為0.81W/(m2·K)。三林基地社區服務中心屋面為種植屋面，并采用50mm泡沫玻璃保溫板，屋面傳熱系數為0.56 W/(m2·K)。三林基地社區服務中心的外窗采用塑鋼普通中空玻璃窗（5+12A+5），外窗傳熱系數為2.7 W/(m2·K)、遮陽系數為0.83(圖7、8)。

圖7 三林基地社區服務中心外窗

圖8 三林基地社區服務中心外窗

圖9 三林基地社區服務中心地源熱泵空調機組及銘牌照片

圍護結構權衡計算結果表明，在不考慮設備因素的條件下，三林基地社區服務中心全年建筑總能耗為102.12 kWh/(m2·K)，與基準建筑相比，節能率為50.71%；窗框、窗玻璃表面、熱橋樓板、熱橋柱、墻角等部位內表面最高溫度均高于室內空氣露點溫度，不會發生結露。

2.2 主動式綠色建筑設計策略及效果評價

2.2.1 地源熱泵空調系統

為了減少空調系統能耗，三林基地社區服務中心采用土壤源熱泵空調系統，服務區域為地下1層至2層。項目夏季總冷負荷為532.6kW，冬季總熱負荷為274 kW。冷熱源為地源熱泵機組（制冷量300.8kW，制熱量299.7）1臺和螺桿式冷水機組（制冷量300.5kW）1臺(圖9)。

地埋管位于三林基地社區服務中心綜合辦公大樓南側廣場區域，共設置了110口地源井，分28個支路、4個區域，豎直埋管均為單U 型，孔徑130mm，有效深度110m，埋管間距5m×4m，管材為Φ32PE管。

三林基地社區服務中心項目地下1層、1層、2層展示區域及大空間區域采用吊裝式空氣處理機，2層會議室末端采用風機盤管。

經測試，三林基地社區服務中心地源熱泵空調機組夏季工況下的機組能效比為5.43，系統能效比4.21。與常規水冷冷水機組+燃煤鍋爐系統相比，全年可節約標準煤28.7t，減少CO2排放71.0t，減少SO2排放0.6t，減少粉塵排放0.3t，節約費用9.6萬元。

2.2.2 雨水和河道水綜合利用

三林基地社區服務中心采用雨水回收和河道水利用技術，凈化后出水用于菜場的地面沖洗、社區事務服務中心的沖廁、公交車輛沖洗以及道路沖洗、綠化澆灌。針對三林基地社區服務中心部分的特點，選擇收集屋面雨水，并棄流初期雨水。雨水和河道水綜合處理流程如圖10所示：

圖10 三林基地社區服務中心雨水和河道水綜合處理流程

2.2.3 立體綠化

2.2.3.1 種植屋面

三林基地社區服務中心6層屋面及4層中庭屋面均為種植屋面(圖11)。三林基地社區服務中心周邊均為經濟適用住房，建筑密度較大，在配套公建的屋頂上采用種植屋面不僅可改善住區生態環境、減緩“熱島效應”，屋頂花園的設計也可為周邊經適房住戶提供一個環境優美的觀賞場所(圖12)。

2.2.3.2 垂直綠化

在三林基地社區服務中心的南北向都采用了垂直綠化，達到夏季遮陽的效果，冬季植物自然掉落，不影響冬季陽光輻射(圖13)。

圖11 六層種植屋面

圖12 四層種植屋面

2.3 綠色建筑技術成本效益分析

根據測算，三林基地社區服務中心各項綠色建筑技術的增量成本約為442.9萬元，每年產生的經濟效益約37.59萬元。其中，被動式的綠色建筑技術增量成本有限，但均能產生一定的經濟效益和生態效益，在保障性住房社區服務中心中具有較大的推廣應用的價值。

圖13 三林基地社區服務中心垂直綠化照片

3 結語

通過對三林基地社區服務中心綠色建筑技術的應用及效果評價可知，綠色建筑技術在保障性住房社區服務中心中的運用應該本著“被動優先、主動優化”、“效益優先、經濟合理”、“以人為本、綠色生態”的設計理念，即在成本控制的基礎上，選用適宜的綠色建筑技術，并以被動式的綠色建筑技術為主，盡可能在有限的資金投入上達到最大程度節能、節地、節材、節水及保護環境的目的。

[1]王君若.上海地區建筑圍護結構外墻保溫技術現狀和發展方向[J].上海建材. 2010,6:11-12.