綠色建筑技術(shù)在公共建筑中的應(yīng)用實(shí)踐
——以南京江北新區(qū)市民中心為例

杜森

南京江北新區(qū)建設(shè)和交通工程質(zhì)量安全監(jiān)督站 江蘇 南京 210031

引言

綠色建筑是指在其全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源，減少污染，有效保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，為人們提供健康、舒適和高效的使用空間，且能夠更好地與自然和諧共生的建筑。綠色建筑常常通過(guò)多種綠色技術(shù)的集成應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)，綠色技術(shù)是指能減少環(huán)境污染、節(jié)能減耗的技術(shù)、工藝或產(chǎn)品的總稱[1]。隨著我國(guó)綠色建筑迅速發(fā)展，綠色建筑我國(guó)對(duì)節(jié)能降碳的貢獻(xiàn)非常突出，其中公共建筑占新建建筑項(xiàng)目的比例約為30%，能源消耗占據(jù)較高比例[2]。為進(jìn)一步貫徹落實(shí)我國(guó)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)要求，如何實(shí)現(xiàn)綠色建筑技術(shù)在公共建筑中更廣泛地應(yīng)用，降低其全壽命周期內(nèi)碳排放量，已經(jīng)成為當(dāng)下公共建筑發(fā)展趨勢(shì)和研究熱點(diǎn)。本文旨在結(jié)合南京江北新區(qū)市民中心項(xiàng)目為案例，探索綠色建筑技術(shù)在公共建筑中的應(yīng)用路徑，以期為同類建筑的建設(shè)提供一定的參考。

1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目位于南京江北新區(qū)，占地面積約23000m2，總建筑面積約75000m2，項(xiàng)目地下1層地上6層，由公共服務(wù)中心、市民中心、新區(qū)城市展陳區(qū)三部分組成，是集城市展示、公共服務(wù)、市民活動(dòng)、配套設(shè)施等為一體的多功能城市館。項(xiàng)目由中國(guó)工程院孟建民院士擔(dān)當(dāng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，方案借鑒南京瞻園，取意古典寶盒，以緩緩打開(kāi)的意向營(yíng)造具有東方意境的公共建筑，造型新穎，形態(tài)優(yōu)美，是集外形和功能和諧統(tǒng)一的建筑力作。項(xiàng)目預(yù)制裝配率達(dá)到65%以上，已獲得綠色建筑三星級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)及運(yùn)行標(biāo)識(shí)。

2 綠色建筑技術(shù)應(yīng)用

2.1 節(jié)地與室外環(huán)境

項(xiàng)目選址于位江北新區(qū)核心區(qū)中央大道東南側(cè)盡頭與長(zhǎng)江濱水公園交接處的開(kāi)放空間處，項(xiàng)目周邊多種公交出行方式，地內(nèi)設(shè)有自行車停車庫(kù)及自行車停車位，提倡綠色出行，減少?gòu)U氣排放。設(shè)置了下沉式活動(dòng)廣場(chǎng)及屋頂花園，不僅可以提供室外共享空間，同時(shí)可以降低傳熱和熱島效應(yīng)，減少向室內(nèi)傳熱，減少室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷，也可以作為降低雨水徑流的有效手段，減少雨水外流。

2.2 節(jié)能與能源利用

2.2.1 自然通風(fēng)與采光。項(xiàng)目處于夏熱冬冷地區(qū)，充分考慮場(chǎng)地自然條件，合理設(shè)計(jì)建筑體形、朝向和窗墻比，通過(guò)日照模擬、室外風(fēng)環(huán)境模擬和室內(nèi)自然通風(fēng)模擬等方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證良好的自然通風(fēng)和采光條件。屋頂采用70mm擠塑聚苯板+120mm鋼筋混凝土，外墻采用200mm加氣混凝土+噴涂玻璃保溫棉、外窗采用6mm中透光Low-E+12mm氬氣+6mm透明-隔熱金屬窗框，同時(shí)設(shè)置垂直遮陽(yáng)。

2.2.2 高效節(jié)能設(shè)備及系統(tǒng)。項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)選用高效風(fēng)機(jī)和水泵，空調(diào)處理機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組和機(jī)械通風(fēng)機(jī)的單位風(fēng)量耗功率均滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，空調(diào)水系統(tǒng)采用變頻調(diào)速運(yùn)行，部分負(fù)荷可有效降低輸配能耗。項(xiàng)目二層活動(dòng)室辦公室、三層活動(dòng)室、六層辦公室區(qū)域設(shè)置4臺(tái)熱泵式熱回收型溶液調(diào)濕新風(fēng)機(jī)組，全熱回收效率≥65%，經(jīng)熱濕交換，分別回收排風(fēng)所帶的冷（熱）量，熱交換效率65%。

項(xiàng)目所涉及燈具、開(kāi)關(guān)、電源均采用節(jié)能、高功效型。全國(guó)首例360°圓形建筑泛光系統(tǒng)工程所有可控?zé)艟呔捎弥悄芸刂葡到y(tǒng)統(tǒng)一集控，通過(guò)定制軟件設(shè)置不同的播放場(chǎng)景，并可根據(jù)時(shí)間需求編輯不同的播放列表，實(shí)現(xiàn)分時(shí)節(jié)能[3]。各主要功能房間等處的照明采用就地照明開(kāi)關(guān)控制；地下車庫(kù)、公共走道等處的照明采用BA系統(tǒng)集中控制；樓梯間等處的照明采用自熄式節(jié)能開(kāi)關(guān)控制。在面積較大的房間按照使用條件和天然采光條件采用分區(qū)分組控制。

圖1 360°圓形建筑泛光系統(tǒng)

2.2.3 可再生能源建筑應(yīng)用。項(xiàng)目率先用上“江水空調(diào)”，采用江北新區(qū)江水源熱泵能源站集中冷熱源，由建筑東北側(cè)新區(qū)冷熱源室外管網(wǎng)接一路冷熱水至本建筑地下一層熱交換機(jī)房，經(jīng)換熱后供本項(xiàng)目使用。通過(guò)采取江水源熱泵、冰蓄冷、水蓄熱這些新能源技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電力削峰填谷，最大程度利用江水溫差能，最高效、合理地提高自然資源利用能效，降低碳排放的同事還將退水用于黑臭水治理，實(shí)現(xiàn)能源的協(xié)同發(fā)展。利用江水循環(huán)，為建筑內(nèi)部提供高效、優(yōu)質(zhì)、低成本的集中供冷供熱服務(wù)，比現(xiàn)有建筑節(jié)能30%以上。

2.3 節(jié)水與水資源利用

2.3.1 雨水回收系統(tǒng)。項(xiàng)目充分融入海綿城市建設(shè)理念，打造雨水回用系統(tǒng)、綜合管廊系統(tǒng)，促成生態(tài)水循環(huán)，突出滲、滯、蓄、凈、用、排的功能，使市民中心生態(tài)環(huán)境的建設(shè)又邁向了更先進(jìn)的發(fā)展平臺(tái)，整個(gè)項(xiàng)目室外建立雨水回收系統(tǒng)和太陽(yáng)能補(bǔ)充能源等技術(shù)，同時(shí)項(xiàng)目所有管線綜合通過(guò)新區(qū)已建地下管廊進(jìn)入項(xiàng)目。設(shè)置雨水收集池，對(duì)基坑降水、場(chǎng)內(nèi)雨水、車輛沖洗等水資源經(jīng)過(guò)三級(jí)沉淀池收集于雨水收集池，然后循環(huán)應(yīng)用于車輛沖洗、灑水降塵、綠化灌溉等。

2.3.2 建筑熱水系統(tǒng)。項(xiàng)目職工餐廳供應(yīng)的熱水由太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)供給，項(xiàng)目最高日用熱水量為4.4m3/d，最高日最大時(shí)熱水用量0.83m3/d，項(xiàng)目廚房集中熱水均由太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)供給，并采用電輔助加熱。

2.3.3 景觀中庭水幕循環(huán)水處理技術(shù)。中庭“疊落式”景觀水池采用順流式循環(huán)方式，通過(guò)預(yù)凈化、多層超精細(xì)過(guò)濾、消毒等工序，實(shí)現(xiàn)水資源再生利用。通過(guò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，全方位實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)控、臭氧監(jiān)控、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警等功能。

2.4 節(jié)材與材料利用

2.4.1 高效預(yù)制裝配。整個(gè)項(xiàng)目遵循綠色和可循環(huán)發(fā)展理念，建筑預(yù)制裝配率超65%，大大減少了建筑垃圾的產(chǎn)生，提高了建筑效率。項(xiàng)目地上主體的內(nèi)、外墻板均采用預(yù)制式墻板。四至六層為鋼結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)15000t鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件全部預(yù)制工廠化制作，鋼構(gòu)件經(jīng)BIM深化逐一確定構(gòu)件加工尺寸，減少鋼材損耗，節(jié)約材料。

2.4.2 施工現(xiàn)場(chǎng)材料因地制宜。現(xiàn)場(chǎng)采用接木機(jī)等設(shè)備，將短木料集中處理連接成長(zhǎng)木方，現(xiàn)場(chǎng)主干道及場(chǎng)地采用混凝土預(yù)制道板和鋼板道路，可周轉(zhuǎn)利用。廢舊鋼筋、廢舊模板重新加工，制作成排水溝篦子、后澆帶蓋板、試塊籠、墊塊，廢料循環(huán)再利用。臨建設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化，環(huán)保型可拆裝裝配式活動(dòng)房，加強(qiáng)使用維護(hù)重復(fù)使用。安全防護(hù)定型化、工具化、標(biāo)準(zhǔn)化、采用拆遷、可回收材料。

2.4.3 “裝配式+3D打印”服務(wù)中心。江北新區(qū)市民中心游客服務(wù)中心位于市民中心主入口處，項(xiàng)目采用裝配式3D打印外墻+裝配式清水混凝土（GRC+GRE）內(nèi)裝+虛擬與現(xiàn)實(shí)耦合工程管理系統(tǒng)的智 能建造技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了3D打印全裝配式綠色智慧建筑，并利用固廢處置再利用技術(shù)，推動(dòng)低碳、環(huán)保節(jié)能智慧建造技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。3D打印橫向構(gòu)件 交接處的豎向縫構(gòu)成立面豎向線條，與主館的豎向百葉相呼應(yīng)，簡(jiǎn)潔純粹的“月光寶盒”的盒子立面與主館風(fēng)格達(dá)到和諧統(tǒng)一。

3 其他綠色適宜技術(shù)

3.1 中式“傳統(tǒng)園林”中庭

圖2 “傳統(tǒng)園林”中庭

為把建筑環(huán)境裝扮得更加和諧美觀以展現(xiàn)江北新區(qū)歷史、人文、自然的風(fēng)貌，體現(xiàn)“市民中心”親民、美好、奮進(jìn)的時(shí)代精神，彰顯傳統(tǒng)園林在現(xiàn)代建筑中的延續(xù)和發(fā)展。在建筑中庭打造九景：瞻亭、留音橋、云霞如意、妙水疊瀑、珍珠泉涌、曲水玉瀾、獅嶺雄姿、花韻迎賓和松濤景庭，表達(dá)景觀意境，營(yíng)造自然氛圍，提升市民的舒適感。

3.2 建筑信息模型（BIM）全過(guò)程應(yīng)用

圖3 BIM模型

項(xiàng)目在設(shè)計(jì)之初，就有針對(duì)性的應(yīng)用BIM技術(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙并嚴(yán)格按照BIM標(biāo)準(zhǔn)體系搭建建筑、結(jié)構(gòu)、MEP、幕墻、鋼結(jié)構(gòu)各專業(yè)基礎(chǔ)模型，并由BIM負(fù)責(zé)人組織該項(xiàng)目各專業(yè)負(fù)責(zé)人對(duì)模型進(jìn)行檢查，核對(duì)模型與實(shí)際圖紙是否一致，確保各專業(yè)BIM模型完整沒(méi)有遺漏。在項(xiàng)目施工階段，項(xiàng)目組建BIM小組，為指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工提供技術(shù)支持；應(yīng)用BIM技術(shù)將整個(gè)施工的過(guò)程與現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)BIM管線綜合、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)可視化、預(yù)制件加工、施工方案優(yōu)化、減少溝通時(shí)間等，并有效地、及時(shí)地避免錯(cuò)誤的發(fā)生，減少返工，降低成本，提高工作效率。

3.3 智慧環(huán)保工地

項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置智慧工地體驗(yàn)區(qū)、樣板展示區(qū)，設(shè)置PM2.5環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備和噪聲檢測(cè)儀，當(dāng)空氣指數(shù)超過(guò)設(shè)定指標(biāo)將自行啟動(dòng)霧炮機(jī)、塔吊、圍墻噴淋系統(tǒng)；定時(shí)定點(diǎn)監(jiān)控噪音；現(xiàn)場(chǎng)主入口設(shè)置自動(dòng)洗車場(chǎng)、過(guò)水池以及高壓水槍等車輛沖洗裝置，設(shè)置沖洗抓拍系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)車輛清洗實(shí)時(shí)監(jiān)控，自動(dòng)抓拍車輛未清洗、沖洗不干凈的行 為上傳到平臺(tái)。

3.4 梭形百葉外墻遮陽(yáng)系統(tǒng)

項(xiàng)目采用國(guó)內(nèi)單體最大的外墻遮陽(yáng)系統(tǒng)，以上下圓梭形百葉系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)音樂(lè)寶盒形式，完美的融合了建筑立面效果和遮陽(yáng)系統(tǒng)，魚(yú)型的遮陽(yáng)構(gòu)造采用外側(cè)孔，內(nèi)側(cè)微孔的形式既不影響室內(nèi)觀感效果，又完美滿足遮陽(yáng)要求

4 結(jié)束語(yǔ)

綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為建筑行業(yè)的必然選擇，它不僅能達(dá)到節(jié)能減碳、降低公共建筑的能源損耗、減少污染的目標(biāo)，同時(shí)也為人們提供健康、適用、高效的使用空間，最大限度地實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共生。通過(guò)以上工程實(shí)踐，在公共建筑全壽命周期融合綠色建筑技術(shù)，通過(guò)雨水回收利用、高效空調(diào)照明設(shè)備選用、節(jié)材優(yōu)化設(shè)計(jì)、自然通風(fēng)、建筑外遮陽(yáng)系統(tǒng)、江水源熱泵、BIM技術(shù)等多項(xiàng)綠色技術(shù)的集成應(yīng)用，有力促進(jìn)綠色公共建筑建設(shè)不斷向更高層次邁進(jìn)，希望對(duì)公共建筑綠色節(jié)能高質(zhì)量發(fā)展起到一定借鑒作用。