市绿色办公建筑建造全过程研究.ppt
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1、天津市绿色办公建筑建造全过程研究,建筑分院,第一部分 总述,未来10年将是我市经济发展进程的关键时期,也是我市办公建筑建设的高速发展期,从总体趋势看,节能、绿色的办公建筑因符合节能减排的时代需求,必将成为建设的主体,对绿色办公建筑的研究也必须及时跟进。建筑的“绿色”属性体现于建筑的全生命周期,建造过程的绿色控制是达到绿色目标的前提与必要条件。本课题针对办公建筑建造全过程进行研究,目的是为了在办公建筑的选址、设计、施工等环节探索方法,积累经验,为绿色办公建筑的大规模建造做技术准备。,研究背景,参照欧美国家的先进绿色建筑经验,我国于2006年发布实施绿色建筑设计规范及绿色建筑评价标准,相应国家节能
2、减排的号召,为减少建筑耗能,我市也已于2011年发布实施天津市绿色建筑设计标准,并制定了评价标准及具体方法,组建了绿色建筑星级相关评价机构。我市准备实施公建星级制,所有公共建筑在节能、节地、节水、节材及环境保护方面,都要达到绿建星级评价标准的要求。目前,各大设计院都在积极参与绿色建筑设计研究与培训,储备设计知识与设计人员,为抢占未来市场积极准备。我市建成绿色办公建筑很少,大多项目还处在摸索阶段。建筑设计院档案楼(绿建二星)、天友设计院办公楼(二星)等项目做了一些有益的尝试,通过了绿建评审,我院科研楼按照绿建三星标准进行建造,目前正在设计审查申报阶段。,本课题以我市办公建筑绿色建造全过程为研究对
3、象,内容包括办公建筑绿色目标制定、选址及规划、建筑绿色设计、现场施工等阶段,包括场地条件检测、绿色技术应用、材料选择与采购、施工现场组织等具体环节。结合绿建星级评价,总结设计文件、程序文件、建造过程文件的格式与深度标准。通过本课题研究,总结一套完整的绿色办公建筑建造方法与流程,用于培训设计人员,指导工程建造全过程,提高我院绿色设计咨询水平,完善我院市场竞争能力。,二、研究目标,1、总结办公建筑绿色建造全过程的系统方法。通过研究我市地域特点、资源特征以及办公建筑的使用特点,总结具有天津特色的办公建筑绿色建造的系统方法。2、探索多方协调工作的方式、方法。以我院科研楼为例,探索适应绿色建造的全新工作
4、方式,在统一绿色目标下,规划、设计、施工、监理、咨询部门、人员协同工作,各个建造环节紧密连接,保证绿色目标的实现。3、制定适合绿色工程实际操作需求的工作流程及各类文件、标准。通过课题研究,结合工程实例,制定适合绿色办公建筑建造的工作流程,以及规划、施工过程中的各类文件深度、标准。,三、课题创新点,1、研究成果可直接指导我院科研楼建设,达到预期绿色目标。2、研究成果可指导我院绿色建筑设计,提高我院绿色设计咨询水平。3、研究成果可指导我市绿色办公建筑的建造过程。,四、成果应用,五、研究内容,1、天津地域特征及办公建筑使用特点2、办公建筑绿色目标制定3、办公建筑绿色能源策略及技术措施4、办公建筑绿色
5、设计5、办公建筑绿色模拟6、办公楼绿色施工7、办公楼绿色评价,第二部分:天津地域特征及办公建筑使用特点,绿色建筑有很强的地域性,采用的设计手法、建造技术都应与所在地的地质条件、自然资源、气候气象等地域特征紧密结合,绿色办公建筑的建造也不例外。研究天津市绿色办公建筑必须熟悉天津的地域特征,同时还应研究办公建筑自身特点,从而有针对性的采取绿色措施。,一、天津市域自然地理特征1、地质特征天津地区在大地构造上可以划分成燕山褶皱带和属于新华夏系的华北沉降带两大构造单元。天津地处两大构造体系交界之处,尤其以第四纪以来的地壳活动最为明显。天津地区的地层主要有太上古届和中上元古界、古生界及新生界,其形成年代漫
6、长,较为连续。蓟县北部山区出露的中上元古界地层形成于距今18亿-8.5亿年前,属于海相、滨海相沉积,垂直厚度近万米。2、地貌环境天津地势以平原和洼地为主,堆积平原区面积达11192.7平方公里,约占全市总面积的93%。市域海拔由北向南逐渐下降,属于由燕山山脉向滨海平原的过,绿色建造流程表,课题创新点 全面总结办公建筑绿色建造全过程的系统方法。结合院科研楼建设工程,探索多方协调工作的方式、方法。设计出适合绿色工程实际操作需求的各类交接文件。成果应用 研究成果可直接指导我院科研楼建设,达到预期绿色目标。研究成果可指导我院绿色建筑设计,提高我院绿色设计咨询水平。研究成果可规范我市绿色办公建筑的建造过
7、程。,研究内容 办公楼绿色目标制定 星级目标、能源策略、特征技术措施、成本增量分析 办公楼选址与规划 环境评价、交通评价、发展评价 办公楼建筑绿色设计 节地、节能、节水、节材、环境保护 办公楼绿色软件模拟 风模拟、光模拟、能耗模拟等 办公楼绿色施工 办公楼绿色评价 办公楼绿色星级申报 办公楼绿色运营,3、气候天津市位于中纬度欧亚大陆东岸,全境属温带季风气候,主要受季风环流影响,四季较为分明。天津地区夏季受西太平洋副热带高气压影响,以吹偏南风为主;冬季则受蒙古冷高气压控制,盛行偏北风。天津地区的一月平均气温为-5.4到-3.0,七月平均气温为25.9到26.7,年平均气温为12.3,年降雨量为5
8、00700毫米,平均无霜期为196246天。4、水系天津市市域内河流密布、洼淀湿地亦广泛分布,河流和湿地的分布对天津城市布局有着较大的影响。天津地处海河流域下游,是海河五大支流南运河、北运河、子牙河、大清河、永定河的汇合处和入海口,素有“九河下梢”之称。海河的干流流经天津市域,市内主要河流包括:月牙河、卫津河、津河、新开河等。天津市存在淡水资源匮乏的资源型环境问题,人均占有量只有全国的1/15,特别是随着工业的快速发展,水资源供给更加紧张。此外,天津市境内存在地表水质污染、大气污染、土壤污染等环境问题。5、海洋天津海岸线地处渤海西部海域,长达302.62公里。天津的海洋面积3700多平方公里,
9、大量荒废滩涂可进行开发建设。自2010年起推行的海水淡化工程将解决城市的淡水不足问题。,6、自然资源6.1太阳能天津地区属于太阳能资源较丰富的二类地区,全年可利用天数约200天,可大规模加以利用。6.2地热天津市地下蕴藏着丰富的中低温地热资源,全市地热资源分布面积达8700平方千米,约占全市面积的80%,二十世纪九十年代以后开始大规模的将地热资源应用于供暖。6.3风能天津处于中国沿海风带上,近海海域有着丰富的风能资源,开发利用前景广阔。天津沿海70m高度年平均风速为5.56.1m/s,春季风速最大,夏季最小;37m/s的风速出现频率较高;主导风向为西北风、东南风和西南风。天津地区平均风速虽然不
10、是很高,但风频分布比较适合,具有稳定的主导风向,风的质量很好,且有效小时数高,风资源可利用时间较长。,6.4主要气象指标主导风向:夏季东南,冬季北、西北平均风速:夏季2.5(m/s),冬季3.0(m/s)基本雪压:0.4KN/m2基本风压:0.5KN/m2,高层0.6KN/m2最热月平均气温26.4C,极端最高气温39.7C,相对湿度78%最冷月平均气温4C,极端最低气温-22.9C,相对湿度53%夏季空调室外计算温度:33.4C 冬季空调室外计算温度:-11C冬季采暖室外计算温度:9C日最大降雨量158.1 mm平均年总降水量634.6 mm最大冻土深度为69cm年雷暴日数27.5,二、办公
11、建筑的特征我国办公建筑分类尚未统一标准,结合我市规划、消防相关规定,可从规模和使用性质对办公建筑进行分类。按照建筑规模划分为:小型办公建筑;建筑面积一般在1万平方米以下。中型办公建筑;建筑面积一般在1万3万平方米。大型办公建筑;建筑面积一般在3万平方米以上。大型办公建筑有的建筑面积可达十万平方米以上,如津塔、117大厦等。按照使用性质划分为:行政办公建筑用于政府行政部门办公使用。科研办公建筑用于大专院校、科研院所办公使用一般办公建筑用于一般性商业办公使用不论规模与性质,我市办公建筑建设、使用呈现如下特点:,1、建设量大随着滨海新区的开发开放,我市经济对外交流的逐渐活跃,对办公建筑的需求快速增长
12、。据消防部门统计,目前我市建成高层办公建筑越600幢,再建高层办公建筑约400幢,近年开发建设的办公建筑以接近30年来建设总量的2/3。2011年,我市办公建筑在建面积720万平米,2012年在建面积为790万平米,这一数据在未来几年将逐步递增。2、建筑能耗大办公建筑的设备耗能较大,如电梯、水泵、风机、照明等消耗大量电能,公共厕所、厨房、冷塔消耗大量的水,直燃空调机组消耗大量燃气。我市居住建筑设计以达到四步节能标准,节能率75%,平米能耗年平均约12Kwh/m2。办公建筑依据我市公共建筑节能设计标准设计节能率为50%,平米能耗年平均约为居住建筑的10倍,办公建筑节能潜力较大。3、多建于城市中心
13、地段由于城市中心交通方便、经贸活动频繁,所以各类机构均倾向于在城市中心地带建造或租用办公建筑,以便集中办公、处理公务和经营等事项。我市金融、贸易、信息等办公建筑多集中于和平路、小白楼、友谊路一带,未来西站、天钢柳林以及滨海新区的新兴城市中心将出现大批办公建筑。这将影响我市总体交通规划、市政规划以及居住新区规划。,4建筑规模大,人口密度大我市再建办公建筑多为高层建筑,楼体高、层数多、建筑面积大,办公单位集中,其间可以拥有几家甚至几十家租赁单位,工作人员以及往来客人将形成巨大的人流,这将会给办公建筑的绿色运营工作带来难度。5设备先进复杂办公建筑内部一般都配有先进的设施设备,如给排水系统、供电系统、
14、中央空调、高速电梯、保安消防系统、通讯系统、照明系统等,还有中央空调、楼宇设备自动化控制系统、楼宇办公自动化系统、楼宇智能化管理系统等。这一方面加大了建筑能耗,另一方面也提高了建筑智能化,为能源合理分配、使用提供了软硬件条件。6功能多样化办公建筑一般还拥有自己的设备层、停车场,以及商场、商务、娱乐、餐饮、健身房等工作与生活辅助设施。功能多样化带来用能的多样化,同时也带来节能手段的多样化。7使用时间集中一般来说,办公建筑使用时间比较集中,多数在早8点以后、下午6点以前。上班时间整个物业是人来人往,川流不息,下班后是人去楼空,冷清异常。这一特点决定了办公建筑的合理用能方式。深入了解办公建筑使用特点
15、,有助于针对性进行设计,针对性采取建造措施以实现绿色目标。,第三部分 绿色办公建筑建造过程研究,一、办公建筑绿色目标绿色办公建筑在建设之初需明确绿色目标,简单说就是绿色星级。绿色星级的确定需结合项目自身特点、建造条件、以及投资情况,最终确定采用技术策略及具体绿色措施。1、绿色星级划分绿色建筑分为绿色居住建筑和绿色公共建筑,办公建筑属于典型公共建筑。按照国家及我市相关绿色建筑评价标准,绿色办公建筑根据六类指标评定、得分情况,划分为一星级、二星级和三星级三个等级。,2、绿色星级评定天津市以颁布绿色建筑评价标准、绿色建筑评价技术细则,按照建筑满足六类指标项数及总分划定绿色建筑星级。参与评价的六类指标
16、分别为节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、材料与材料资源利用、室内环境质量和运营管理。每类指标一般项总分为100分,各类指标得分按所占权重计入基本分,基本分加加分项得分构成评价总分。,按照我市绿色建筑评价标准中相关要求,绿色建筑在满足六列指标同时,还用综合考虑其创新点、推广价值和综合效益,并按此实质加分项。总得分由基本分和加分项得分两部分构成,总得分是评定获奖等级的依据。总得分的计算方法如下:基本分=指标一般项得分权值+优选项得分0.20总得分=基本分+加分项得分,二、能源策略及技术措施绿色办公建筑在计划之初,需对建设条件进行分析,结合地理条件、市政设施条件确定用能方案,充分利用
17、太阳能、地热能、风能、潮汐能以及天然气(可燃冰)等清洁能源,充分利用热点联产、水(污水)源热泵等技术,用于建筑的制热、制冷、发电、采光,以实现建造、运营节能的目的。1、能源策略1.1太阳能热水随这办公环境舒适度的提高,对热水需求量增大。目前太阳能热水以广泛用于我是新建办公建筑,是成熟可靠的绿色用能技术,通过楼顶架设太阳能集热板或将太阳能热水器与建筑一体化设计,为办公建筑提供热水。1.2太阳能光伏发电架设太阳能光伏发电板获取电能技术已非常成熟,但因造价高、并网难等问题,未在建设中广泛使用,目前我市大量用于路灯照明,办公建筑中运用较少。随着太阳能电池效率的提高和并网问题的解决(政府推动),太阳能发
18、电终将在办公建筑中大量应用。我国已能商品化生产的单晶硅、非晶硅太阳能电池的效率分别为1213和46,多晶硅太阳能电池也有少量在试生产,效率为1012。发电并网可使太阳能发电由个体化转为系统化,减少蓄电池的应用,减少环境污染。,1.3、风力发电风力发电系统目前在我国发展也比较迅猛,相对太阳能光电系统而言总体成本较低,是很有前途的一种可再生能源发电系统形式。我市风力资源较丰富,尤其是滨海地区,风力发电技术可在办公建筑建造中推广,但面临并网问题。1.4、地热能地热能采用地源热泵系统加以利用,工作原理主要是通过工作介质流过埋设在土壤中的管材来吸取土壤的热量(制热时)及排出热量(制冷时)到土壤中。我市地
19、热资源丰富,利用率较高。截至2012年年底的统计数据,天津全市登记在册的地热开采井285眼,2012年总开采量为3250万立方米,开发地热相当于年节约标准煤26.5万吨,减少二氧化碳排放量63.2万吨。天津地热供暖小区及公建有213个,面积约为1553万平方米,约占全市集中供暖总面积的5%,是全国利用地热资源供暖规模最大的城市。办公建筑可将地热能用于空调系统,用于建筑采暖制冷。1.5、潮汐能天津的海岸线持续增长,从2000年的146.53公里增长至2012年的302.62公里。滨海地区可利用海水潮汐现象,发展潮汐能发电。1.6、水(污水)源热泵技术利用热泵技术,提取水源、污水源中等残留能量,用
20、于建筑的采暖制冷。临近河流、湖泊、水(污水)厂的办公建筑可考虑利用此项技术。1.7、热电联产我市建有多座热电厂,可将发电过程中产生的废热水用于建筑空调系统。,2、绿色特征技术措施在绿色办公建筑设计阶段,应结合建筑模型的模拟分析及绿色预评估中暴露的问题,考虑适宜的绿色技术,对办公建筑各类指标做针对性技术分析,以达到安全舒适,节能环保的总体要求。具体项目可更具自身条件选择性采取技术措施,满足绿色六类指标的相关要求。,自然采光技术 在地下一层设置导光筒,实现地下一层车库自然采光和改善裙房三层自然采光的作用。屋顶绿化 在三层裙房屋顶采取屋顶绿化的方式,开拓绿化空间。铺设300厚种植土,种植各种耐寒常绿
21、的草坪花卉,改善屋顶热工性能。太阳能热水系统 在裙房屋顶布置太阳能热水系统提供餐厅用热水,塔楼屋顶布置太阳能系统提供健身中心淋浴用水,实用经济地利用可再生能源减少化石能源的使用量。地源热泵系统 在场地南侧,拟建地下车库边界以外,红线内区域钻孔,埋设换热管,设置地源热泵系统,为科研楼裙楼提供冷热源,高效节能。外遮阳系统可调外遮阳是阻隔太阳辐射的良好屏障,能有效阻隔太阳辐射于室外,是保证建筑节能的重要措施,对提高夏季节能效果非常明显,科研楼南侧、东侧和西侧采用可调节外遮阳系统。,天津泰达园林建设有限公司研发楼项目位于天津市滨海新区,总占地面积约14919.08,总建筑面积13378.07,建筑地上
22、五层,局部地下一层,主要功能为泰达园林企业的办公使用及企业产品形象展示,设计为绿色三星办公楼,采取了以下绿色特征技术措施:废弃场地再利用:原有场地为盐碱地,通过对原有场地进行检测和改良使之变为废为利,不仅是节地的有效措施,而且改善城市环境。综合绿化系统:项目采用屋顶绿化,在一至五层可垂直绿化的墙面、护栏、小品等处采用垂直绿化。吸尘降噪,提高办公人员的工作效率。且室外设有人工湿地景观,美化环境。活动外遮阳:在建筑东、西向设置电动铝合金卷帘外遮阳。即有效阻挡了夏季进入室内的日照得热,不影响建筑的立面效果又改善了室内热环境。又能降低建筑能耗。可再生能源利用:采用分散式太阳能热水系统,热水供本大楼生活
23、洗手用,占建筑生活热水需求的71.23%。排风热回收:采用全热新风交换机,热回收效率高于60%,高效回收排风能量,可有效减少新风处理能耗。室内空气质量监控系统:当室内污染物浓度超标后自动报警,联动开启新风系统,实现自动通风调节。,3、成本增量分析在确定绿色目标和绿色技术之后,应对成本增量(相对于一般建筑)进行分析,计算一次性初投资、运行费用及成本回收期,结合分析结果,调整资金投入,或调整绿色技术手段和绿色目标。成本增量分析主要用于项目决策,成本投入和产生效益并不成正比,适宜的技术、适当的投入对绿色办公建筑的建造更为重要,现实的目标、合理的成本增量应是绿色办公建筑的追求方向。根据采用绿色技术情况
24、,一般规模绿色办公建筑成本增量如下:一星:50-70元/平方米二星:100-150元/平方米三星:200-400元/平方米成本增量分析主要用于项目决策,成本投入和产生效益并不成正比,适宜的技术、适当的投入对绿色办公建筑的建造更为重要,现实的目标、合理的成本增量应是绿色办公建筑的追求方向。,以下表格是我院科研楼绿色成本增量及回收期分析,在采用地源热泵、节能外遮阳、热回收、风力发电、光伏发电及其他绿色技术,满足绿色三星标准的情况下,成本增量总计1158万元人民币,单位面积成本增量362元/平方米,三、办公建筑绿色设计绿色办公建筑营造的关键环节在于绿色设计,绿色目标制定后,需按照评价标准的六类指标相
25、应要求开展设计,反复调整设计方案,直至适应项目自身条件,同时满足相关评价要求。绿色办公楼设计应从选址规划阶段开始,体现对土地、能源、水资源、建设材料的节约与合理利用,体现对环境保护,在此原则下,选择适宜的地块,适宜的建造方法与技术进行办公建筑的建造。,1、绿色办公建筑选址绿色办公建筑选址要点主要是选址安全、安静。绿色办公建筑选址应避开地震不利地段,避免建在土壤氡含量高的地块上,远离电磁辐、火、爆炸、有毒物质等危险源,远离噪声或采取有效隔离措施,保证建筑自身安全,保证建筑使用者能够安全使用,在安静的环境中工作。1.1地震不利地段办公建筑选址应避开对建筑抗震不利地段,如地址断裂带、易液化土、人工填
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