(1.中钢石家庄工程设计研究院有限公司河北石家庄050091)
(2.河北高速公路管理局河北石家庄050091)
(3.中钢石家庄工程设计研究院有限公司河北石家庄050091)
引言
绿色建筑是实现最高效率的利用资源、最低限度的影响环境,为人们的工作和生活提供舒适的空间。因此,绿色服务区应该最大限度地节约资源、保护环境和减少污染,为司乘人员及车辆,提供健康、适用、高效并与自然和谐共生的服务空间。绿色服务区设计要结合所在地的气候、环境、资源、经济等特点进行综合分析。要实现绿色服务区,需要从绿色建筑方法的五大要素方面进行推敲。针对高速公路服务区功能多样、建筑空间多变、人流活动路线复杂、建筑能耗相对较大的特点,其设计怎样把绿色建筑理念运用其中,并且能取得预期效果,是一个值得长期论证的过程。
1.绿色建筑理念
绿色建筑体系包含需求、空间、营建、环境与效益这五大要素。各要素之间相互影响、相互作用,在建筑设计方法上有其各自的倾向。在需求方面,着重考虑“以人为本”,体现人的生理、心理、社会、文化、环境需求;在空间方面,着重考虑人工空间、自然空间与人的行为空间之间的关系,包括空间功能、形态、规模、尺度等;在营建方面,着重考虑地域性技术、适应性技术与现代高科技技术的结合,需求营建环境效益与现代高科技技术的结合,以此解决建设过程中的各种问题;在环境方面,着重考虑生态环境、污染、资源、灾害等问题;在效益方面,着重考虑费用、生产、效益、评价等;通过五方面的综合统筹,创造舒适、健康、安全的环境。
2.绿色服务区设计
彩亭服务区位于京秦高速公路津冀界(大安镇)至平安城段,用地面积91200平米,建筑面积6500平米。服务区总体布局采用双侧分离式,即公路两侧双向车辆分别通过匝道进入各自一侧的服务区。
2.1彩亭服务区绿色建筑理念应用
本节介绍了彩亭服务区的设计过程中的技术应用,包括节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用等相关内容,总结提炼出该绿色服务区相关的设计方法。
2.1.1节地与室外环境
彩亭服务区结合自然条件对建筑进行优化设计,南北向建筑避开冬季主导风向,夏季引导风尽可能入场地内,增强建筑内部自然通风。主要户外活动场地为楼前广场及小车停车区,为降低热岛强度,设计采取了以下措施:楼前广场设计了休闲小品,盆景绿化,既为司乘人员提供休憩场所,又美化场区环境。小车车位分组布置,用绿化带分隔,既为车辆提供遮阴,又美化了景观。车道两侧、广场周边、车位与广场之间设计了绿化带,种植高大乔木以提高遮阴效果。平屋面设计了屋顶花园;楼前广场及小车停车区总面积7467平米,有乔木、构筑物遮阴措施的面积为1695平米,面积比为22.7%,超过20%。
由于该项目为高速公路服务区,远离城镇且与城镇无密切人员流通。场地内人行通道采用无障碍设计,建筑单体设计符合《无障碍设计规范》的要求。合理设置停车场所。场区职工自行车停车设施位置合理、方便出入,且有遮阳防雨措施;停车场全天候向社会开放;合理设计地面停车位,设计有大车停车位、小车停车位、残疾人停车位、大客车停车位、危险品停车位、超大车停车位。大车停车区靠广场外侧布置,有利于大型车辆出入;小车停车区靠近综合服务楼,车位分区、分组布置,用绿化带分隔;残疾人停车位与大客车停车位靠近综合楼主入口,方便残疾人与集中人流使用;危险品停车位远离建筑及其他车位。停车位不挤占步行空间及活动场所。
2.1.2节能与能源利用
(1)建筑与围护结构
结合场地自然条件,对建筑的体形、朝向、楼距、窗墙比等进行优化设计。建筑朝向为南北向;体形为点式,体形系数为0.16,满足国家节能标准体形系数≤0.3;建筑的窗墙比为:东向0.23(0.29),南向0.26,西向0.29(0.23),北向0.26。
本项目无幕墙,外窗的可开启部分达36.3%,能使建筑获得良好的通风。建筑节能设计目标应为65%;外墙传热系数0.41K[w/(m2.k)],本标准限值0.5K[w/(m2.k)].提高比例22%;屋面传热系数0.42K[w/(m2.k)],本标准限值0.45K[w/(m2.k)].提高比例7.1%;外窗工程设计值2.40K/SC,本标准限值2.7K/SC,提高比例12.5%,天窗工程设计值2.40K/SC,本标准限值2.4K/SC。修改原屋面设计,增加屋面保温层厚度至75毫米,改后屋面传热系数为0.4,节能标准提高12.5%;天窗玻璃由中空夹胶钢化玻璃(5+0.75PVC+5+12空气+5)改为中空夹胶钢化玻璃(5+0.75PVC+5+12空气+5LowE单银),改后天窗传热系数为2.0,节能标准提高20%。
(2)供暖与通风
暖通设计及所选用的设备均符合《绿色建筑技术标准》DB13(J)/T132-2012的要求。采用多联式空调系统,能效指标优于现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB50189的规定。设计采用的多联式空调室外机多为整体式。本工程所选空调设备实际能效指标为3.359~3.988,均高于现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB50189要求的2.8。
本工程合理选择和优化供暖、通风与空调系统,主要体现在以下几方面:①服务区供暖设计时没有采用电直接加热设备作为供暖空调系统的供暖热源和空气加湿热源。②冷热源、输配系统和照明等各部分能耗进行了独立分项计量。③服务区采取措施降低过渡季节供暖、通风与空调系统能耗,区分房间的朝向,细分供暖、空调区域,对系统进行分区控制。④合理选配空调冷、热源机组台数与容量,制定实施根据负荷变化调节制冷(热)量的控制策略,且空调冷源的部分负荷性能符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB50189的规定。⑤水系统、风系统采用变频技术,且采取了相应的水力平衡措施。
(3)照明与电气
冷热源、输配系统和照明等各部分能耗应进行独立分项计量。合理选用节能型电气设备。设计选用变压器为SGB11-RL型,该产品采用全新磁路结构,高效低耗,是节能安全环保的配电设备,且寿命长、免维护、性价比高。本服务区所选变压器容量为800kVA。
空调、水泵等系统设备功率因数较低,设计中在箱变低压母线上安装无功补偿装置,在配电低压侧进行集中补偿,使整个供电系统功率因数由0.8左右提升至0.92以上,大大提高了供电效率,降低了系统的无功损耗,同时降低的变压器容量选择,不仅降低了长期功耗,还节省了一次投资。
(4)可再生能源利用
根据当地气候和自然资源条件,合理利用可再生能源。本设计中室外照明均采用太阳能灯,利用太阳能板为照明灯供电。同时配用节能型电感镇流器,功率因数可达0.85。本服务区中太阳能供电比例约为2.75%。太阳能发电量不低于建筑用电量的2%,太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电,免维护阀控式密封蓄电池(胶体电池)储存电能,超高亮LED灯具作为光源,并由智能化充放电控制器控制,用于代替传统公用电力照明的路灯。
2.1.3节水与水资源利用
彩亭服务区对厨房、卫生间、绿化、空调系统等用水分别设置用水计量装置,统计用水量,并按付费或管理单元(如可能出租的明档部分及员工生活办公区)分别设置用水计量装置。
公用浴室采取节水措施:
(1)采用带恒温控制和温度显示功能的冷热水混合淋浴器;
(2)设置使用者付费的设施,本工程设有大车司机休息室及淋浴间浴室采取节水措施,采用带恒温控制和温度显示功能的冷热水混合淋浴器,并设置使用者付费的设施。内部员工公共浴室采用太阳能热水器。
本工程使用较高用水效率等级的卫生器具,公共卫生间选用节水型感应式小便器、节水型洗手池及脚踏式蹲便器。绿化灌溉采用节水灌溉方式,污、废水经除油池、化粪池后通过室外排水管网排入污水处理站进行处理,处理达标后用于绿化灌溉,灌溉采用节水式喷灌系统。另外,彩亭服务区在设计中还采用了ART雨水回收系统。
空调设备或系统采用节水冷却技术:
(1)循环冷却水系统设置水处理措施;采取加大集水盘、设置平衡管或平衡水箱的方式,避免冷却水泵停泵时冷却水溢出;
(2)运行时,冷却塔的蒸发耗水量占冷却水补水量的比例不低于80%;
(3)采用无蒸发耗水量的冷却技术。
3.结论
绿色建筑不仅能为人们的工作和生活提供舒适的空间,同时还要实现最高效率的利用资源、最低限度的影响环境。它不仅仅是“以人为本”的重要体现,还是人与自然的和谐统一的重要途径。绿色建筑在发展原则上坚持可持续发展,在理念上贯彻绿色平衡,在整体设计上讲究科学,集成绿化配置、通风和采光的设计上都强调自然化,对于围护结构采用低能耗材料,在太阳能利用、地热利用、绿色建材和智能控制等高新技术的使用上,充分利用人文与建筑、环境、科技的和谐统一。绿色建筑技术在服务区中的应用推进了服务区与环境的和谐发展,对服务区的可持续发展具有重要意义。
作者简介:1.张云辉,男,1965年10月,正高级工程师,国家一级注册建筑师,主要研究方向高速公路服务区设计、建筑设计。
2.陈大豹,男,1981年7月,工程师,经济学硕士,主要研究方向:高速公路服务区规划、设计及管理。
3.黄鑫,女,1984年9月出生,硕士学历,现就职于中钢石家庄设计院有限公司建筑分院,建筑工程师。