基于綠色建筑理念的高速公路服務區設計研究

周詩欽 湖南省高速公路集團有限公司協調部副部長、中級工程師

一、綠色建筑理念的內涵

綠色建筑中的“綠色”泛指建筑在全壽命期內，通過低能耗的智能運維，最大限度地實現土地資源、電能源、水資源等能源的節約，在此基礎上為使用者提供高效舒適、健康環保的生活空間，保持人與自然和諧相處。其具體涉及超低能耗、產業化建筑施工及智能運維管理等多個方面，目的是通過能源節約促進人類社會經濟可持續發展。

1、超低能耗

我國廣泛使用的綠色性能指標為安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節約和環境宜居5 個部分，主要強調的是環境增益。在綠色建筑設計之初，全方位把控建筑耗能，除了照明、供暖、空調三部分外，利用能耗監測平臺對電器、熱水、炊事等多方面進行監測，時時關注室內環境，通過不斷調控對整體能耗進行優化。目前，許多綠色建筑都采用了地源熱泵供暖供冷、太陽能熱水2 種可再生能源技術，有效減少了煤、電、天然氣、水等資源的消耗，與現行公共建筑節能標準相比，這種綠色建筑每年可減少二氧化碳排放量40%以上。此外，建筑外窗都配備有電動外遮陽設備；建筑主體分層設置集中式新風系統并設機房，新風系統采用全熱回收裝置，設置微靜電高效空氣凈化器，保證PM2.5 過濾效率不低于97%；新風的送風管均設置消聲裝置，以削弱風管噪聲對使用者的影響[2]。

2、裝配式施工

為進一步減少能源浪費，國家出臺了相關文件以促進裝配式建筑產業發展，鼓勵發展資源集成模式，產業化建筑施工也將成為未來工程建設的重點模式。裝配式施工主要具有以下優點：一是節約耗材，對比傳統現澆模式節水20%以上，木材使用節約50%以上，節約50%左右的抹灰砂漿，整個建造過程中能極大降低能源消耗；二是降低環境污染，對比傳統建造方式能減少至少65%以上的建筑垃圾；三是工程安全性及工程質量顯著高于傳統建造模式，建造工程主體為工業化生產模式，相較傳統手工試作業有更大的質量優勢，施工精度也有大幅提高，誤差在毫米級，由于減少對人工的依賴，事故發生率較低；四是結構抗震性能好，這種裝配式建筑采用一次成型建筑設計方法，相較傳統建筑抗震性更強。

3、智能運維管理

《綠色建筑評價標準》實施以來進行過3次修改，最后都以“與自然和諧共生”為結尾，足以證明綠色建筑最關鍵強調的是人與自然的和諧關系。通過將現代化智能技術手段與建筑工程相融合，從改變自然變為融入自然——在綠色建筑中已廣泛采用智能遮陽系統、熱源地泵系統、太陽能光電技術、透水地面系統、智能監控、自動報警和滅火系統以及智能設備管理系統，這些新技術助推了運維管理智能化發展，通過內裝工業化使得色彩、空間、光環境與功能相適應；通過智能家居增強人體對環境的感知，最終為使用者帶來愉悅的體驗。通過智能管理平臺進行運維管理，可以確保使用者所處環境時刻以最佳狀態運作，盡享安全、舒適與便捷[3]。

二、基于綠色建筑理念的高速公路服務區設計思路

與城市建筑相比，高速公路服務區所處環境空曠，可能無法享受天然氣、供熱等豐富的市政設施資源，但卻擁有更好的風力、光能、綠地等自然資源。因此，在高速公路服務區建設過程中，要充分遵循因地制宜的原則，圍繞綠色節能進行規劃施工。

1、服務區建筑地址選擇原則：因地制宜，最大限度地實現建筑與自然的有機融合

為避免服務區建設造成的生態失衡，在地址選擇上，要盡量避開耕地及林地，選用荒地或者廢棄土地，將對自然的改造降至最小程度；盡量減少施工便道的建設，結合自然地形，做好服務區選址；結合周邊市政配套設施情況，充分考慮污染水、各類垃圾的排放及處置工作，減少對地表植被的損壞；建筑朝向要進行合理規劃，對太陽能、風能等進行充分利用，盡量利用自然光照，以減少對電能等能源的消耗[4]?？傊?，服務區的選址要充分考慮周邊環境，在為司乘人員提供舒適休憩服務的同時，最大限度地實現建筑與自然有機融合。

2、服務區建筑總體布局策略：合理進行功能分區，最大限度地提升資源使用率

服務區建筑要合理地對不同服務功能進行分區，通過對室內功能的合理安排，最大限度地提升資源使用率。以停車場建造為例，停車場與加油場所進行關聯布局，既要滿足來往車輛的耗能供給，還要使車輛避免堵塞，便捷到達停車場，同時要避免對主服務區域的建筑產生過多干擾[5]。例如，可以在選址中央建設服務區綜合大樓，分別建設前后2個停車場，后停車場作為大型客貨車的專門停車場地，減少此類重型車對服務區大樓的干擾。在停車場入口設置機修間，出口處建設加油站，同時，對前后停車場進行綠化，栽種大量喬木，為司乘人員提供舒適的停車環境。

一是美味獼猴桃嫁接對萼獼猴桃雄性營養系，親合力最好，成活率可以達到80%以上，而且嫁接出來的樹長勢良好，不會出現“小腳”，也沒有發現潰瘍病感染。嫁接的苗木生產出來的果實口感好，不影響品質。張清明認為，對萼獼猴桃的雄性優系有望成為獼猴桃嫁接砧木首選。由此可以初步確定，美味獼猴桃選用水楊桃嫁接時，應選擇水楊桃里邊的雄性營養系，并采用高位嫁接法建園（克服“小腳”現象）。

3、服務區建筑物環境設計維度：合理利用朝向、綠化、材質，提升建筑環境舒適度

（1） 朝向選擇

可按照地域不同設計不同朝向的服務區綜合建筑，在體型上適合采用長方形，以南北朝向為主，減少日出及落日對窗戶玻璃的直照，有效利用夏季自然風實現熱能散發，以減少空調耗能。

（2） 有效利用建筑綠化增加舒適度

通過內外部綠化，如利用大型盆栽對內庭進行美化，增加濕度；大型喬木種植對外部環境進行優化，減少揚塵，提升往來人員的舒適感。

（3） 服務區廣場地面材質選擇

目前，我國較早建造的服務區多采用硬質的混凝土地面作為廣場地面建設的主要材料，這種材料雖耐磨且具有較高的承載力，但其過于吸熱，反射率較高，在夏季吸收較高熱量的同時向外反射熱能，這種炙熱感會降低來往人員的舒適度。因此，建議在小型車停車廣場及步行區域選擇透水性更好的地面材質。

（4） 服務區節能設備設計思路：設計與應用可循環再生、能耗低的節能系統與設備

一是屋頂光伏發電節能。高速公路服務區在向司乘人員提供服務的過程中離不開電能的使用，在建筑設計中可以采用屋頂光伏發電，在電能使用上實現自給自足，減少污染物排放，達到節能環保效果。

二是為過往車輛提供清潔與再生能源。在服務區加油站的建設過程中，需要預留出電動汽車的充電樁的位置及LNG 加氣站預留位置。

三是實現水資源循環利用。在南方多雨的地區可以安裝雨水回收系統及凈化系統，作為公共衛生區域及草坪灌溉等雜用水使用。此外，可以在服務區公共衛生間安裝感應便器及紅外感應水龍頭，既能保證衛生，又能實現節能。

三、基于綠色建筑理念的高速公路服務區設計案例

1、服務區選址

該高速公路為東西走向，最初選址時，在確定服務區應建的大體區域后，采取了分段排除法，做到了因地制宜，最大限度地實現了建筑與自然的有機融合。該區域東側為一片林場，西側有大量耕地，但在其間有一廢棄工廠，占地面積約3000 m2。為減少對環境的破壞，經與相關部門溝通，將廢棄工廠作為服務區建設用地，建了上下兩層，總面積為1350 m2的服務區綜合大樓。

2、主要綠色節能技術設計

基于綠色建筑理念，該高速公路服務區進行了合理的功能分區，最大限度地提升資源使用率。

（1）溫度控制設計

一是朝向設計。服務區建筑設計為南北朝向，建筑東西兩側為實墻，在一定程度上避免了陽光透過玻璃幕墻增加室內溫度的問題。二是墻體材料設計。建筑外墻使用新型環保材料，降低了夏季高溫對大樓內部的熱能輻射，在冬季也能起到保溫作用。三是建筑門窗設計。使用塑鋼架框及雙層中空玻璃，更好地提升了整體建筑對溫度控制的性能。四是屋頂材料設計。使用50 mm 以上厚度的擠塑聚苯板對屋頂進行覆蓋，減少了外部環境對服務區綜合樓內部溫度的影響。

（2）節水設計

在服務區綜合樓前方及后方的步行區域地面以下安裝深圳某公司設計的雨水收集系統，同時與該公司合作，安裝了污水凈化系統，將雨水及污水統一處理為雜水，用于服務區內的綠化灌溉、公共衛生間用水等，提高了水能源地節約水平。

（3）光伏發電設計

在服務區屋頂安裝光伏發電系統，能解決服務區全部用電的60%以上，有效減少了服務區電能消耗。

（4）太陽能供暖設計

屋頂安裝太陽能集熱板，解決冬季服務區室內取暖及全年熱水供應，減少了對不可再生資源的依賴。

3、環境設計

一是服務區綠化設計。在小型車停車場種植喬木，減少揚塵；在大型車停車場種植草坪，美化環境。

二是地面透氣、透水性設計。除大型車停車場外，小型車停車場及步行區均采用透水性、透氣性較好的材質鋪設，減少了地面對熱能的吸收，提升了司乘人員的舒適感。

三是綜合樓內部綠化。綜合樓內部放置了大量綠色盆栽，在美化室內環境的同時有效提高了室內濕度。