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北京市海淀区孵化加速器研发楼

信息来源:科技促进中心发布时间:2018年03月20日 浏览次数:

1 前言

  中关村软件园位于北京市海淀区东北旺区域。孵化加速器用地地块位于中关村软件园一期西南侧,处于软件园一期与二期分界线东北旺西路的东侧。项目用地为研发用地,由北京中关村软件园发展有限责任公司开发建设,主要使用功能为办公、研发及配套设施。

  该项目以“绿色、低碳”的设计、建设、运营理念,从节地、节能、节水、节材、室内环境质量、运营管理等六方面考虑绿色建筑技术的实施,运用绿色生态技术,实现全生命周期、全循环、低排放,低能耗建筑,以及科学的绿色运营管理。

2 工程概况

  项目总建筑面积为56748.32 m2,地上五层、地下一层,其中地上建筑面积44037.72 m2,地下建筑面积12710.60 m2。主要使用功能为办公、研发及配套设施,其结构形式为现浇钢筋混凝土框架结构体系。本项目2012年8月工程立项,2013年12月完成施工图审查,2013年7月工程开工,2015年3月工程竣工,2015年8月正式投入运营,2016年4月获得绿色建筑二星级设计标识证书。

  项目以北京市绿色建筑运行二星级为建设目标,从前期设计即关注绿色建筑技术的应用,项目的建设采取“因地制宜”、“就地取材”策略,对室内外的风、声、光环境进行分析和优化,设计及时采用运行系统节能技术,项目在节地、节能、节水、节材、室内环境质量及运营管理六个层面进行了系统的设计,重点使用了大量建筑被动式设计技术,建筑综合节能设计手段,采用了采光中庭、地源热泵系统、水蓄冷、排风热回收、市政中水、地下导光管、节水灌溉、高效节能灯具、场地物理环境模拟分析等技术,旨在为使用人员提供舒适的室内环境和宜人的室外环境。最终,该项目于2018年1月获得北京市绿色建筑运行二星级认证。

  

  1 建筑实景图

3 绿色建筑特点

  3.1 节地与室外环境

  项目选址无洪灾、泥石流及含氡土壤的威胁,场地土壤氡检测结果达标,安全范围内无电磁辐射危害及火、爆、有毒物质等危险源。

  交通噪声是本项目的主要噪声源,项目室外声环境较好,可以满足1类昼间不大于55 dB(A),夜间不大于45 dB(A)的标准要求。本项目场地内声环境质量良好,经模拟计算,以及现场测试,区域人行活动高度处昼间噪声值低于54.2dB(A),夜间低于44.4 dB(A),满足《声环境质量标准》(GB3096-2008)对1类区域的标准要求。

  形态拓扑的指状平面——基于对场地自身叙事的依赖,孵化加速器设计以场地的生态特征作为初始条件,依据建筑自身功能的属性要点,自然而不加修饰的编辑建筑初始拓扑形态。孵化加速器尽可能多的将场地环境引入建筑内部,通过修正圆形地块内的建筑平面形态呼应视线通廊,增加绿视率;每个瓣状的形态都各自拥有充分的面向自然环境的接触面,很好的适应了项目“功能均好”的特征要求。

  

  图2 建筑布局推演

  项目建筑平面布局呈花瓣状分布,在控制减少太阳西照的同时布置建筑长轴线与东西向成40度,从而使建筑迎风面与夏季主导风形成86度夹角,易于形成正压区造就穿堂风,7个独立花瓣充分展开并错落布置,从而减少与轴线垂直法线方向的进深。该建筑布局可减少与冬季北风的迎风面积,配合在建筑北侧种植乔木、灌木结合的复层绿化,能较好的起到阻挡冬季寒风的作用。

  

  图4 建筑布局效果图

  通过以上综合考虑的平面布局,在夏季时场地内人员活动高度的风速小于3.5m/s;冬季时场地内人员活动高度的风速小于5.0m/s,不影响冬季的人员出行;同时保证各建筑迎背风面压差较大,具有形成良好室内自然通风的先决条件。

  建筑外立面统一采取了水平带窗的设计,整体感更强。也使得室内对外的视线连续而不被打断,削弱了室内外墙体的分隔感和视觉上的心理距离,建筑形态与室外生态环境呈现出紧密的链接和嵌套关系。使用者置身于办公室中所看到的窗外景象是高绿化率的园区绿化景观,从而使办公室内达到很高的绿视率,使人仿佛就置身于自然之中,增强了办公空间的品质。

  

  图5 建筑外立面

  玻璃幕墙采用PA断桥铝合金中空(辐射率≤0.15)Low_E(在线)6无色+12A+6无色的玻璃,玻璃幕墙玻璃光反射率控制在0.3以下,可有效避免对周边建筑造成光污染;室外景观照明无溢散光,不存在光污染。

  

  图6 玻璃幕墙

  项目绿化选用北京乡土植物,且包含乔、灌木的复层绿化。项目通过大量的绿地面积、透水铺装从而使透水地面面积比达到83.1%,有利于增加雨水渗透量,降低地表径流。

  

  图7 透水地面(绿地)

   

  图8 透水地面(透水混凝土)

   

  图9 室外绿化

  项目充分开发利用地下空间,地下建筑面积12710.6 m2,建筑占地面积10810.8 m2,地下建筑面积与建筑占地面积之比为117.6%,地下空间主要功能为停车场、设备用房等。

   

  图10 地下车库和设备用房

  项目区域交通便利,项目周围500米以内有3个公交站:加速器站(52m)、运动场东站(455m)、中心湖西站(281m)。主要是软件园一二期通勤车。本项目360个机动车停车位均设置在地下,地上设有自行车停车位。

  

  图11 场地自行车停放

  3.2 节能与能源利用

  外墙部位保温材料均选用75mm厚岩棉,热桥部位保温材料选用75mm厚岩棉,屋顶部位保温材料选用50mm厚挤塑聚苯板,外窗为“6+12A+6”式断桥铝合金Low-E中空钢化玻璃。

  空调冷热源采用大小机搭配模式,共选用3台机组:2台螺杆式地源热泵机组,1台小型全热回收螺杆式地源热泵机组;总制冷量3960kW,主机+水蓄冷联合供冷下总制冷量4316kW;总制热量4236 kW;空调冷冻水进出口温度为7/12℃,热水进出水温度为:55/50℃;空调冷(热)水系统为两管制,水平管道同程,竖向管道异程;共布置换热孔800个,换热孔深度为120m。

  

  

  图12 地源热泵机房

  项目采用水蓄冷系统:利用现有消防水池,水池容积约270立方米作为蓄冷槽夏季低谷电时段可以使用1台螺杆式地源热泵热回收机组蓄冷。蓄冷系统包括270立方米蓄冷槽、板式换热器以及控制系统,设计蓄冷量为2198kWH。白天高峰电时段蓄冷槽放冷和基载主机联合供冷,既可以减少主机装机容量及初投资,又减少空调系统的运行费用。

  项目设集中热水供应系统,为全楼公共卫生间洗手盆和厨房提供53℃热水,热源来自空调系统地源热泵提供的55℃热水。1台全热回收型螺杆式地源热泵机组全年用于制冷及生活热水制备,夏季制冷热回收模式运行,夏季制冷供冷水7/12℃,同时回收冷凝热后提供热水55/50℃,再通过板式换热器进行热回收制备卫生热水50℃。冬季切换为热泵模式运行,直接提供热水55/50℃进行制备50℃卫生热水。

  会议及办公区域采用风机盘管+新风热回收系统,新风热回收系统采用带表冷段及加湿段的板式全热回收新风处理机组。热回收新风处理机组内置采用焓交换效率为大于65%的全热交换装置,回收排风所带的冷负荷。

  建筑照明均采用节能型光源。办公室选用T5直管荧光灯,其它场所选用节能型光源。办公室,设备房,公共走道,楼梯间等处的照明采用就地设置照明开关控制。地下车库,数据机房等处的灯具采用智能照明控制系统控制。

   

  图13 节能灯具

  3.3 节水与水资源利用

  项目设计有生活给水系统,排水系统,消防给水系统,中水系统,热水系统,雨水回用系统。本工程从规划三号路园区市政给水管道两个DN200给水接口处两路接入,常年供水压力为0.3MPa。园区采用市政中水,园区市政供水压力不小于0.3MP,由一根DN100中水管引入本建筑。中水用于本工程绿化道路冲洗、公共卫生间冲厕、地下车库冲洗等。

  项目采用重力流雨水排水系统,3年设计重现期。车库坡道出入口雨水按50年设计重现期。本项目对屋面室外平台和场地雨水重现期按10年计算,收集雨水经处理后需达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T 18920-2002标准,补充至中水水箱,用于卫生间冲厕。本项目建设后硬化面积为8276m2,配建雨水收集池1个,有效容积500m³。

  

  

  图14 市政中水、雨水一体化处理设备

  室外绿地内设置雨水花园、浅草沟等,有利于雨水的入渗。绿化采用滴灌、微喷灌等节水灌溉方式。

   

  图15 雨水花园、浅草沟

  

  图16 节水灌溉

  卫生洁具均采用节水型卫生器具,坐便器采用6L/3L两档,大便器采用脚踏阀,小便器采用节水型小便器,洗手盆采用红外感应阀。

   

  图17 节水器具

  项目用水分计量按照不同使用用途 进行水量的分别计量。项目对自来水、中水、热水分别设置水表计量;本项目在总进水管上分别设有水表,建筑按卫生间、厨房、空调补水、绿化用水、车库冲洗等等分别设水表计量。

   

  图18 分项计量水表

  

  图19 水表数据采集系统

  3.4 节材与材料资源利用

  项目为现浇钢筋混凝土框架结构体系,建筑造型简约,项目主入口设置白色金属装饰架,主入口设置门斗,经计算,装饰性构件的造价不超过工程总造价的5‰。

  

  图20 建筑主入口

  建筑材料本地化控制在于减少材料运输过程的资源,降低对环境的污染,本项目主要采用北京、河北等的建筑材料,施工现场500km 以内生产的建筑材料使用重量占建筑总材料重量比例达到98%以上。

  施工过程中将建筑施工、旧建筑拆除和场地清理时产生的固体废弃物分类处理,并将其中可再利用材料、可再循环材料回收和再利用。本项目采用的所有石膏板都是以废弃物(脱硫石膏)为原料生产的建筑材料,废弃物掺量大于35%。

  项目办公空间采用开敞式,室内大部分空间采用玻璃隔断等灵活隔断,可减少重新装修时的材料浪费和垃圾产生。

  图21玻璃隔断

  3.5 室内环境质量

  项目建筑布局合理,自身日照情况良好,且周边无居住建筑。本项目建筑总平面布局经过CFD辅助优化设计,合院布局有利于日照和采光。

  建筑设三层通高的共享空间,通过屋顶采光天窗和阳光房形成立体的暖廊空间,应对北方的寒冷季节室外活动空间的不足地域性特点,增强室内空间的舒适度,利用自然,达到通风采光的效果。采用Ecotect模拟软件对建筑主要功能空间进行计算,可知建筑主要功能空间的平均采光系数均大于3.0%,室内自然采光良好。

   

  图22 采光中庭

  

  图23 遮阳反光板与自然采光效果

  项目设有导光管,可有效改善地下空间的采光、日照和通风条件,建筑地下一层顶部设置10个DN600的导光管。地下室内自然采光效果得到明显改善,其平均采光系数为0.15%,其中7.55%的计算区域采光系数超过了0.5%。

   

  图24 导光管

  项目内外幕墙均存在较大面积的可开启,且建筑迎、背风面压差较大,有助于室内自然通风。孵化加速器 1F、2F、4F室内自然通风状况良好,主要功能空间最高空气龄分别约为1500s、1200s、1600s,即换气次数分别大于2.4次/h、3次/h、2.2次/h,满足北京市《绿色建筑评价标准》DB11/T825-2011对公共建筑室内自然通风的要求。

  项目在工作区设置二氧化碳浓度传感器,进行二氧化碳浓度控制,根据CO2浓度控制新风机组风机变速运行,新风机组均自带风机变频控制模块,在节能的同时保证足够的新风量,使室内二氧化碳浓度小于800 PPM。

  地下一层送风机、排风机监控,诱导风机启停监控,CO探测器超限报警与地下停车场送排风机及诱导风机联动,系统控制集成后通过总线接入楼宇设备监控系统。

  

  图25  CO传感器

   

  图26  CO2与新风联动

  3.6 运营管理

  项目物业管理通过了ISO 14001环境管理体系认证,管理单位制定有完善的《节约用电管理制度》,对于节约用电进行了详细的规定;同时还制定有《能源管理激励制度》,明确物业管理人员的节约能源(节电、节水)的权利和义务,把降低能源的指标与员工的经济利益挂钩,使节能工作落到实处,建设节约型物业管理公司。

  项目建筑智能化系统定位合理,信息网络系统功能完善,运行安全可靠。主要包括综合布线系统、楼宇自控系统、地源热泵自动控制系统、节能用电管理系统、视频监控系统图、门禁管理系统、停车场管理系统、残疾人求助系统、多媒体会议系统、一卡通系统等,实现了“智能办公”为人服务和“以人为本”的理念。

   

  图27 中控室

  

  图28 楼宇自控系统

  

  图29 地源热泵自动控制系统

  

  图30 节能用电管理系统

  项目投入运行期间以来,物业单位对空调通风系统等设备进行定期清洗、维护和保养,满足国家标准《空调通风系统清洗规范》GB19210规定。定期清洗系统的过滤网和过滤器,保证送风、送水管道的通畅。

  为营造绿色建筑的良好的环境氛围,增强职工节约资源的意识,达到垃圾“减量化、资源化、无害化”目的。项目在室外场地、建筑入口、电梯厅等处设置分类收集垃圾桶,生活垃圾进行日产日清,每日消杀,无异味、无遗撒。

  在运营阶段,物业单位严格执行节能、节水、环境保护、绿化管理等管理制度,实施能源激励措施,切实做到绿色运维,节约能源,实现全寿命周期的绿色建筑。

4 效益分析

  该项目将可持续发展的理念贯穿于规划设计、建筑设计、建材选择、施工、物业管理过程,营造出人与自然、资源与环境、人与室内环境的和谐发展。不仅提升了建筑自身的办公、生活质量,项目经验成果的扩散,有利于宣传绿色建筑知识,并向社会公众真是的展示中关村软件园的绿色理念和成果,为园区类企业在绿色、环保和节能方面提供表率作用,对绿色建筑技术的展示和绿色理念的推广宣传起到重要的促进作用,具有显著的社会效益。

  通过该项目经验成果的扩散,以及项目的公开展示和宣传作用,为绿色园区的绿色运营和管理提供了可借鉴的经验;同时也让人们更形象、更深刻的认识到绿色建筑能带来的舒适性的提高,从而引导建筑设计向良性、环保、可持续方向发展,对促进绿色建筑技术的健康发展起到重要的技术示范作用。

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