目標和效果導向的綠色建筑正向設計探索
——以合肥明悅廣場項目為例

徐 舟 朱 煒

隨著國家標準《綠色建筑評價標準》（GB/T50378—2019）的執行，從國家和行業層面對綠色建筑的設計、施工與運維提出了更高的要求。提升綠色設計質量，讓使用者有真實的綠色與健康體驗，建設者獲得綠色收益，需要在項目的方案階段就開展基于正向理念的設計工作。所謂正向設計是有別于補丁式的“綠色”設計流程，即在規劃布局、建筑功能與造型設計過程中充分考慮綠色性能，以真正實現項目的綠色、環保目標[1]。

自2005年第一個全國性綠色建筑技術規定文件——《綠色建筑技術導則》頒布以來，截至2018年，全國和各地方頒布實施了53個各類綠色建筑設計規范性文件[2]。設計單位依據這些規范性文件開展設計，保障了綠色建筑工作的全面推進。但是大部分的設計單位以條目式的規范文件為依據，以實現綠色建筑規范為目標選用技術路線、開展設計，在建筑方案階段并未充分考慮綠色性能，以選用“合適、經濟”的技術、設備為方法，修補原建筑方案的不足，實現“綠色”的目標。

中天建設集團建筑設計研究院依托中天控股集團全國前列的工程服務、地產置業與社區服務事業優勢，長期開展綠色建筑項目的設計與服務，探索有中天特色的綠色建筑全生命周期建設路線，逐步摸索了一套以目標和效果為導向的綠色建筑正向設計方法。

1 正向綠色設計的工作思路（圖1）

圖1 正向綠色建筑設計工作路線

綠色建筑的設計與建設涉及建筑、結構、機電多個專業，以及相關的多項技術。對于各項技術的適用性進行分析，統計常用的綠色建筑技術，研究各項技術對建設項目的環境與經濟影響，篩選出適宜性的技術是開展正向綠色建筑設計的基礎[3]。

在設計過程中，利用成熟的綠色分析軟件在方案階段幫助建筑師有針對性地開展環境設計優化，是正向綠色設計的基本思路。分析不同的技術特點，針對項目的環境、功能特點，在“四節一環保”中有所取舍。項目設計的不同階段，設定不同的設計目標，以適宜性技術分析成果為基礎，開展建成環境模擬分析，進行多方案比較，擇優深化。

2 適宜性綠色技術分析與總結

總結以往綠色建筑工程的經驗，是開展今后工作的基礎。浙江大學葛堅教授團隊對浙江省獲得綠色建筑標識的辦公與居住建筑項目所采用的56類技術分析的結果顯示常用技術中有24類屬于建筑設計相關的技術[4-5]。這說明基于建筑設計的綠色正向技術重要性。

對浙江省的綠色建筑案例以及中天控股建設的綠色建筑案例所采用的技術開展統計。其中采用率超過50%的技術作為常用綠色技術，在項目設計中優先考慮。對于采用率不足50%的技術，單獨統計采用相關技術項目的建筑密度、建筑高度、綠地率、地下面積/建筑占地面積、建筑功能的關系，制定適宜性綠色建筑技術列表作為開展具體綠色設計的基礎（圖2）。

圖2 綠色適宜性技術分析流程

3 以目標與效果為導向的正向設計

基于以上基礎工作的成果，在具體項目的設計中分規劃布局與建筑設計兩個階段分別開展基于綠色目標與提升效果的設計。以中天設計2020年完成的合肥明悅廣場項目，在不同設計階段利用環境分析軟件，開展多方案對比，完成商業、辦公、酒店復雜綜合體的綠色二星設計。

合肥明悅廣場項目位于安徽省肥東縣的城市核心區域，定位為擁有二十四小時活力的一站式購物、餐飲、娛樂、辦公街區。項目總建筑面積13.9萬m2（其中地上9.9萬m2），容積率2.2，建筑密度45%，是一個高層高密度的商業綜合體。

基于綠色建筑適宜性技術的分析，將與建筑方案設計直接相關的場地熱舒適環境營造、噪聲控制、行人及休憩場所風環境、室內自然采光以及通風優化等5項技術作為正向優化設計的方向。

3.1 規劃設計

在與業主進行前期的項目定位與經濟技術指標討論后，明確項目的采用低層內街加兩幢高層板樓布局模式。在規劃布局時針對項目商業功能要求，提出通過優化設計改善場地室外商業經營環境的目標。

（1）布局模式的確定

分別對樓宇的高層板樓以及裙房布局的7種不同布局組合進行分類。其中方案A1-A4為不同的高層板樓布局模式，方案B1-B3是不同的裙房布局模式。對各布局模式下的場地熱、風、噪聲環境進行模擬，并根據結果對照新版《綠色建筑評價標準》的得分情況進行比對，選擇相對合適的方案（表1）。

表1 建筑布局模式對比表

（2）建筑布局優化分析

商業廣場可能會組織各種商業活動，是室內商業功能的自然延伸。商業廣場及周邊人行道路的物理環境對夏熱冬冷地區的商業綜合體的商業氛圍營造較為重要。理想的商業活動場地希望夏天有較多遮蔭，冬季避免北風的侵襲，同時周邊噪聲得到有效控制。分別針對以上三個方面進行模擬分析，并根據新標準進行預評分。

采用熱島模擬軟件分別模擬不同方案的夏季場地內熱島強度（表2），對比不同方案在熱島強度數值在國標中的得分，A1、B1、B3三個方案布局模式熱島強度最低（圖3）。

表2 不同布局模式熱島效應對比表

圖3 不同布局模式熱島評價得分對比

圖4 不同方案室外風環境評價得分對比

采用CFD軟件分別模擬各方案夏季與冬季場地通風效果（表3）。夏季條件下，各方案場地內人們活動區內都有無風區；冬季條件下只有A1方案室外人行區風速低于5m/s，可能的戶外休息區風速低于2m/s，室外風速放大系數小于2，在場地入口處的巷道風效應最小。因此，在場地通風比較中A1方案較優。

表3 不同布局模式場地通風效果對比表

采用環境噪聲軟件分別分析各方案晝夜環境噪聲情況（表4），模擬周邊快速路設計車速60km/h，城市干道設計車速40km/h，小型車400輛/h，中心城40輛/h的條件下，交通噪聲對場地的影響。A1和B3方案能夠達到較好的效果。

表4 不同布局模式場地噪聲情況對比表

對比7種布局模式下的熱島效應、場地通風和交通噪聲模擬數據，A1方案布局模式的綜合效果較好，因此作為規劃布局的深化方案開展建筑單體深化設計（圖5）。

圖5 不同方案噪聲環境評價得分對比

3.2 建筑設計

建筑的整體造型選擇受到業主、管理部門等多方面因素影響。在整體方案確定后，通過對建筑的能耗與自然采光分析，可以幫助建筑師選擇合適的細節設計、構造措施優化造型設計。

本項目在與業主協商后采用幕墻的圍護結構形式。對于是否采用全玻璃幕墻形式，建筑師需要用數據說服業主采納更為合理的立面形式。在設計過程中，對比模擬南北全玻璃幕墻（方案1）， 50%窗墻比（方案2）以及40%窗墻比（方案3）3個方案在相同圍護結構條件下的采暖空調負荷（表5）、采光系數（表6）以及眩光指數（DGI）（圖6）。

圖6 三種圍護結構的自然采光性能

空調負荷模擬結果顯示全玻璃幕墻方案的能耗是另兩個方案的約1.3倍。在自持物業的情況下，經過經濟性比對，幫助業主確定采用混合幕墻的方案。對比主要功能房間的采光系數，方案2比方案3有一定優勢，經過立面開透明圍護結構位置的調整，方案3的自然采光性能接近方案2，兩個性能較差的房間（面積比較大）的采光性能有明顯優勢。綜合分析三種方案的建筑能耗、室內自然采光性能，采用以方案3為基礎開展進一步的建筑平立面設計。

3.3 最終方案

通過在規劃與建筑方案設計兩個階段的建筑建成性能模擬數據對比，建筑師與業主可以對于方案優化方向進行有效溝通。確保項目的設計成果實現綠色、經濟、健康、審美的多目標統一。雖然在方案階段增加了建模與分析的工作，但由于設計溝通更為順暢，減少不必要的反復，設計的進度也完全按照原有計劃進行。

項目的成果也符合2019新版綠色建筑預評價二星級的要求（圖7）。

結語

綠色建筑的正向設計是以建筑的使用效果提升為目標，在建筑方案設計時利用環境分析軟件模擬分析建成后的實際效果，選擇相對較優的設計方案。

正向設計的基礎是對以往綠色案例的總結，統計不同功能不同條件下應采用的技術組合。在具體設計過程中，基于前期的統計和分析，結合具體項目的特點、需求制定相應的技術路線，并分別在規劃階段、設計深化階段有針對性地進行環境模擬分析以指導設計優化。在這個過程中，對規劃設計階段和單體設計階段有所側重，節能優化目標與環境優化目標需要綜合考慮。

中天設計在工程項目設計中全面開展正向化的綠色建筑設計，很好地推動了中天建設集團的綠色建筑品牌打造。實際工作中仍存在對以往案例技術統計分類不夠精細，缺少對采用技術的實際投資成本及效益的經濟性分析，需要在以后的工作中進一步開展相關的探索。

資料來源：

文中所有圖表均為作者自繪或自攝。