绿色建筑_超高层建筑绿色策略和设计

1、超高层建筑绿色策略和设计Green Strategy & Designing of Super High-rise Building2目目 录录超高层建筑的生态设计特点超高层建筑的生态设计特点现有超高层建筑存在的问题现有超高层建筑存在的问题广州某绿色超高层建筑设计实例广州某绿色超高层建筑设计实例绿色建筑星级评估绿色建筑星级评估生态技术的增量成本生态技术的增量成本3n建筑的高度变化导致相关参数的变异建筑的高度变化导致相关参数的变异 高度超过100米以上除太阳辐射可以认为基本不变以外，其它的气象参数都会发生很大的变化 地面风速是取自地面高度10米处，如地面风速为2米秒时，则在100米的高空

2、风速会依据指数规律提高到3米秒，若高达400500米时风速可达到5米秒以上 度随高度的变化也会有明显的降低，通常会有每百米高度的温度下降0.61.0n现行建筑节能设计标准中涉及到遮阳、通风等技术的规定，现行建筑节能设计标准中涉及到遮阳、通风等技术的规定，对超高层建筑无法适用对超高层建筑无法适用n超高层建筑的节能设计仅仅局限于当前建筑节能超高层建筑的节能设计仅仅局限于当前建筑节能50的目的目标，不符合国家长远发展要求标，不符合国家长远发展要求超高层建筑的特点超高层建筑的特点4上海金茂大厦上海金茂大厦单层玻璃、新风不足，室内环境差美国芝加哥希尔斯大厦美国芝加哥希尔斯大厦遮阳设置不合理，当地风速、建

3、筑形体、朝向考虑不全面现有超高层建筑存在的问题现有超高层建筑存在的问题5绿色超高层建筑设计实例绿色超高层建筑设计实例n地点：广州地点：广州n塔楼高度：塔楼高度：475.8 mn建筑面积：建筑面积： 塔楼：24.94 万m2 裙楼：6.42 万m2 地下：18 万m2n设计目标：设计目标： 绿色建筑“三星级”n设计理念：设计理念： 建筑、环境、人的和谐统一6广州气候状况分析广州气候状况分析辐射与温度全年空气温度、湿度、辐射分布全年干球温度分布全年直射辐射分布全年相对温度分布全年散射辐射分布朝向与通风 年辐射最佳朝向全年风玫瑰冬季风玫瑰夏季风玫瑰7n节地与室外环境节地与室外环境 透水地面、塔楼空中

4、花园、附属楼屋顶花园n节能与能源利用节能与能源利用 绿灯塔、夹层风力发电、呼吸幕墙和综合遮阳体系、水源热泵、光电技术、势能电梯、地下车库LED照明、附属楼自然通风n节水与水资源利用节水与水资源利用 雨水利用、其他节水措施n节材与材料资源利用节材与材料资源利用n室内环境质量室内环境质量 地下车库导光筒采光、诱导通风适用生态技术体系适用生态技术体系8盛行风和盛行风和地域环境地域环境 本地污染本地污染 噪音噪音 环境承载能力环境承载能力 规范和标准规范和标准周边建筑周边建筑太阳轨迹太阳轨迹防护林带防护林带和遮阳和遮阳ACCESS ANDPARKING建筑朝向建筑朝向节地与室外环境节地与室外环境9n垂

5、直绿化垂直绿化 丰富建筑形式，改善建筑环境n生态效益生态效益 改善微气候，调节室内温湿度，吸收二氧化碳，放出氧气，提高空气质量n空中花园面积空中花园面积 200/千名办公人员，共需空中花园面积 4200 2000 空中花园位于95层的建筑观光层 建筑中每隔8层设计一个高达4层楼，面积为200的独立花园，全楼自上至下共11个，总面积 2200 塔楼空中花园塔楼空中花园包含水，植物和假山的花园平面图包含水，植物和假山的花园平面图 包含植物和木平台的花园平面图包含植物和木平台的花园平面图 10n设计理念设计理念 “绿”，绿色建筑的引领者 “灯塔”，广东省的标志性建筑n具体措施具体措施 在东塔楼顶架设

6、涡轮发电机组6 组，每组发电功率 50 kW，总发电功率 300 kW绿绿灯塔灯塔屋顶风机布置屋顶风机布置 11塔楼结构体系塔楼结构体系 n设计依据设计依据 广州有效风能密度200 W/以上 风速和高度：地面2米/秒，100米高空3米/秒，400-500米时5米/秒以上 设备层有可利用空间n具体措施具体措施 5个通风夹层，层高4-5m 选用涡轮机组直径为4m，每组发电功率按2kW，每个通风间层发电功率可达到60kW 考虑部分情况只能实现双向有效发电，功率取40kW，全部通风间层可达 400 kW夹层风力发电夹层风力发电12通风夹层风机布置通风夹层风机布置 n布置方案布置方案 角部风速增加很大，

7、是架设发电机组的最佳位置 围绕核心筒在角部设置开口，开口大小占立面1/4左 一个角部设置 10 组n储电方式储电方式 蓄电池组投资过大 设置自动控制和并网保护装置减少并网的“回流”干扰n风力发电机房风力发电机房 核心筒内部或相邻设备间，约510夹层风力发电夹层风力发电13n视觉效果视觉效果屋面顶部，建议采用显示结合方式，在外立面上凸显出涡轮发电机通风夹层中设置的涡轮发电机组，采用隐式布置，通过在外立面作贯通处理，将风引入夹层内部同时在立面可形成均匀条带状分布n噪音问题噪音问题噪声源：啮合的齿轮对或齿轮组、由于互撞和摩擦激起齿轮体的振动、由转动轴等旋转机械部件产生周期作用力激发的噪声等在风机基座

8、处做专用的钢弹簧减震处理当风速超过风力发电机组最大有效工作风速（切出风速）时，风机自动切断n啸叫问题啸叫问题适当加大夹层开口风力涡轮发电机组错落排布，尽可能大的增加阻尼作用，减小流进、留出夹层的风速经CFD分析，当来流风速为10 m/s时，通过上述措施，可减小至 5 m/s 左右，有效控制啸叫的产生夹层风力发电夹层风力发电14n设计依据设计依据 夏季漫长，太阳辐射强烈 超高层建筑无法使用活动外遮阳 面江位置需满足观景需求n具体措施具体措施 塔楼部分朝向采用呼吸幕墙（中置活动百叶帘） 塔楼 15 层以下采用中空百叶玻璃 附属办公楼采用垂直百叶机翼外遮阳 附属商场采用水平叶片机翼外遮阳呼吸幕墙和综

9、合遮阳体系呼吸幕墙和综合遮阳体系广州市太阳辐射强度分布图广州市太阳辐射强度分布图 15n呼吸幕墙呼吸幕墙 布置区域：右图黄线之间 遮阳系数：百叶帘全关闭状态SC 0.25，全收起时SC 0.60 外循环的气流组织方式 外层钢化玻璃，内层中空高透Low-E玻璃 铝合金百叶帘采用从上到下的控制方式，轨道为导轨式（在有气流情况下较稳定） 设置反光板以提供室内采光 廊道接力通风，宽度600-1000mm呼吸幕墙和综合遮阳体系呼吸幕墙和综合遮阳体系呼吸幕墙布置位置呼吸幕墙布置位置16呼吸幕墙和综合遮阳体系呼吸幕墙和综合遮阳体系呼吸幕墙内置活动百叶帘呼吸幕墙内置活动百叶帘 廊道接力通风廊道接力通风 17n

10、附属办公楼附属办公楼 嵌入墙体的垂直百叶机翼外遮阳 全收起时SC0.60，全遮挡时SC0.30 宽度为 800 mm左右的单翼型铝合金叶片 可根据阳光角度自动控制叶片角度 叶片应有 30%以上面积穿孔，孔直径为 5 mm左右呼吸幕墙和综合遮阳体系呼吸幕墙和综合遮阳体系 垂直叶片机翼外遮阳垂直叶片机翼外遮阳（广州发展中心）（广州发展中心）18n附属商场附属商场 水平叶片机翼外遮阳 全收起时SC0.60，全遮挡时SC0.30 叶片离开里面 0.5 m左右，有利于自然通风 可根据阳光角度自动控制叶片角度 400 mm的单翼型叶片呼吸幕墙和综合遮阳体系呼吸幕墙和综合遮阳体系19n设计依据设计依据 公用

11、建筑的电梯用电量占建筑总用电量的17%-25%以上 电动机拖动负载消耗的电能占电梯耗电量的 70% 以上n设计方案设计方案 额定载重量1350kg（20人）以上的大容量电梯 多台面对面排列的群控电梯，侯梯厅深度不小于相对的轿箱深度之和 本项目不满足规范要求，建议增大侯梯厅深度至 3.1 m以上势能电梯势能电梯20n设计依据设计依据 LED照明系统可在满足光照需求的情况节约电耗n设计方案设计方案 为一层地下车库，约2万m2提供照明 需要电池板约为 165 电池板规格(装框后)为:180073045,则大概需要电池板 125 块地下车库地下车库LED照明照明21n设计依据设计依据 提高商场空气品质

12、 充分利用穿堂风 设立中庭或天井n设计方案设计方案 附属办公楼顶部宜设置合适的无动力风帽（20个，长宽高为:360380380mm，排风量为7200m3/h） 中庭上部宜设置自动开启窗，面积占中庭总面积的 20 左右 30 的外窗面积为自动开启窗附属楼自然通风附属楼自然通风22附属楼自然通风附属楼自然通风CFD分析分析边界条件选取广州夏季的主风向东南风，风边界条件选取广州夏季的主风向东南风，风速取地面速取地面10米处的速度米处的速度3.6m/s,然后根据风速然后根据风速与高度的关系对各个高度的风速进行修正与高度的关系对各个高度的风速进行修正 23附属楼自然通风附属楼自然通风CFD分析分析在主楼

13、后面有漩涡产生，东向和南向具有正在主楼后面有漩涡产生，东向和南向具有正压，有利于进风，所以应在此处布置窗户，压，有利于进风，所以应在此处布置窗户，将室外清新空气引入室内，进行自然通风将室外清新空气引入室内，进行自然通风24附属楼自然通风附属楼自然通风CFD分析分析西向和北向具有负压，有利于排风，所以应在此处开窗，西向和北向具有负压，有利于排风，所以应在此处开窗，将室内空气排出将室内空气排出在室外无风的恶劣天气下，自然通风效果不太好，热空气在室外无风的恶劣天气下，自然通风效果不太好，热空气聚集在中庭的上部区域，所以在这种情况下建议设置自动聚集在中庭的上部区域，所以在这种情况下建议设置自动可开启窗

14、户和无动力风帽进行排风，以确保室内空气的人可开启窗户和无动力风帽进行排风，以确保室内空气的人体舒适度体舒适度25n设计依据设计依据 超高层建筑用水量大，供水程序复杂 广州地区雨水资源丰富n设计方案设计方案 利用雨水供应室内花园和室外绿地浇灌雨水利用雨水利用广东广州市地区广东广州市地区1971-2000年降雨及风速数据表年降雨及风速数据表月月份份累年各月降累年各月降水量（）水量（）累年各月最累年各月最大日降水量大日降水量（）（）累年各月日累年各月日降水量降水量50mm日日数数累年各月平累年各月平均风速均风速(m/s)140.975.011.7269.489.211.7384.767.611.64

15、201.2119.881.65283.7215.3141.76276.2210.9111.87232.5111.091.98227239.081.59166.2156.471.51087.3110.741.81135.4116.301.81231.646.101.726n雨水收集方式雨水收集方式 建筑立面中设置环形结构导水槽来收集雨水，在立面的各分区线上设置雨水收集入口将雨水引入室内，收集的雨水经处理后即可用于室内空中花园的灌溉n雨水收集路线雨水收集路线 将建筑分为两个区域，上部区域收集的雨水集于中间雨水处理间，下部区域收集的雨水置于建筑下层储水间，再泵至建筑中层进行处理n室内雨水处理间室内雨

16、水处理间 通过导水槽收集建筑外立面雨水，在建筑中间层设计雨水处理间，储水容量为10 m，雨水处理间占地 20 。建筑下层设雨水储存间，占地约 8 n灌溉管线灌溉管线 雨水处理处后主要用于室内花园灌溉，所以在雨水处理间和各花园设置专用雨水灌溉管线雨水利用雨水利用塔楼塔楼27雨水利用雨水利用塔楼塔楼每每 16 层设置一导水槽，则导水槽共层设置一导水槽，则导水槽共6 个个导水槽铝合金板厚度初步定为导水槽铝合金板厚度初步定为 3 mm非安装节点处导水槽与玻璃幕墙之间需设置防震非安装节点处导水槽与玻璃幕墙之间需设置防震垫层，并采用玻璃胶或其他材料来实现导水槽与垫层，并采用玻璃胶或其他材料来实现导水槽与玻

17、璃幕墙的无缝连接玻璃幕墙的无缝连接28n雨水收集方雨水收集方式式 结合屋面排水系统收集裙楼屋顶雨水，收集的雨水经管线合流至地下雨水处理间n雨水处理间及储水空间雨水处理间及储水空间 收集裙楼屋顶的雨水，经处理后用于室外绿地浇灌，处理间占地 15 ，地下储水空间 30 。处理间可根据设计要求可放于地下或地上n人工湖补水人工湖补水 本项目规划建造人工湖，屋顶多出雨水及地面雨水经过初期弃流和过滤后可用于人工湖补水雨水利用雨水利用附属楼屋顶及地面附属楼屋顶及地面29n为了保证光照度均匀合理，地下车库照明系统采用 16 个导光筒，单位柱距（8.4m8.4m）设置 1 个， 横向、纵向44放置。n导光筒直径

18、约为 800 mm，满足地下车库 75 lx照度要求。n导光筒室外部分可与景观结合、也可以在保证水质良好的情况下，导光筒与景观水体结合。n建筑需预留空洞，并提供地面部分到地下室的剖面图；n还需与建筑、景观专业确定导光筒的具体位置及与景观结合的情况。地下车库导光筒采光地下车库导光筒采光30n设计依据 诱导通风：提高空气品质，降低能耗地下车库诱导通风地下车库诱导通风31地下车库诱导通风地下车库诱导通风 传统地下通风气流组织传统地下通风气流组织 诱导通风气流组织诱导通风气流组织 传统通风方式气流组织不好，气流影响的范围比较小，而诱导通风气流组织良好，每台诱导通风机都可以把其区域范围内的气流组织良好，以达到保证室内空气质量的要求 32n设小汽车的总排量为0.45m3/min,汽车尾气中CO含量为5.5%,则一辆汽车CO的发生量