陈健霞 陈育
家乐福中国管理咨询服务有限公司
摘要:绿色建筑将给使用者提供能感知的,健康舒适的,高质量的空间环境。社区商业中心项目作为微社区营造的重要环境主体,更应实践以人为本的绿色建筑理念。本文以北京四元桥店实例为线,从社区商业中心设计,建造和运营要关注的十个方面,分析如何整体落实适合项目的策略和技术应用,使项目创造良好的企业和社会效益,最终达到绿色建筑理念实践和推广,希望对读者有所帮助。
关键词:社区商业中心绿色建筑,以人为本环境,节水节能,智能远程能源管理,可再生资源利用
Strategy and Technology Application of Community Commercial Green Space
CHEN Jianxia CHEN Yu
Carrefour (China) management consulting service Co., Ltd
Abstract:Green buildings are trying to provide users with a high-quality, healthy and comfortable space environment. As an important environmental subject created by the micro-community, the community business center project should practice the people-oriented green building concept. Based on the example of Beijing Siyuanqiao Store, this article analyzes how to consider the strategies and technologies suitable for the project as a whole from ten aspects of the strategy and technology application that should be paid attention to in the design, construction and operation of the community commercial center, so that the project can create a good enterprise and social benefits,approaching the achievement of green building concept's application, hoping to help readers 。Keyword: community commercial green space,people oriented space,Water saving and energy saving technology,Remote smart energy management,Renewable resource utilization
引言
城市化的发展让人们越来越关注绿色建筑,但还有较多的绿色建筑仅停留在设计阶段,如何让绿色建筑在施工和运营等全周期更好地落实,应该受到更多的重视。
一 绿色建筑评价标准的更新
为了更好的推动绿色建筑的落实,国内和国际的绿色建筑的评价标准都在持续更新。目前在中国有较广泛使用的是中国的《绿色建筑评价标准》[1]和美国LEED[2]。从LEED 的2013版和中国《绿色建筑评价标准》2019版(GB/T50378)的更新特点来看(图表一)[3] [4] [5] [6],国内外建筑标准回归到关注人本——绿色节能建筑本源出发点和最终目的点:注重人的感受,为使用者营造高质量的安全健康舒适的低能耗的建筑环境。
(图表一《绿色建筑评价标准》2019版和LEED 2013版更新特点示意图,参考文献[3] [4] [5] [6],作者绘制整理)
二 社区商业中心绿色建筑的特点以及项目策划统筹
社区商业中心作为微社区营造的重要主体,更应该积极实践以人为本的绿色建筑理念,进而全面提升城市社区生活品质。社区商业项目包括:招商商业,超市,办公,后勤仓储等区域,具有功能多样化和建筑设施复杂的特性。同时其机电系统特别是冷冻系统设施与运营资产的质量和安全密切相关。因此,统筹社区商业中心绿色建筑项目,在制定绿色目标星级后,建议按照一系列步骤(图表二) [7],平衡考虑项目情况,应用相适应的,较成熟的策略和技术应用,实践高质量的绿色项目。
(图表二,社区商业中心绿色建筑项目策划步骤示意图,参考文献[7] ,作者绘制整理)
三 社区商业中心绿色建筑需关注的策略和技术应用要点
本文以社区商业中心绿色建筑项目北京四元桥店为例综合分析讨论社区商业绿色建筑的需关注的策略和技术应用要点。北京四元桥店项目[8]简介:用地位于北京市朝阳区北四环东路9号,地块北接金隅南湖体育公园路,南临宜居南路、东靠宜居西路、西侧为北四环东路。项目为多层商业建筑,建筑高度为:17.9米。地上共3层,为商场和超市,层高均为5.5米,局部4层,为后勤设备用房,三层屋面为室外停车场;地下共2层,地下一层为商场,层高为8.0米,地下二层为汽车库和设备用房,局部为乙类6级人防物资库,层高为4.5米。规划建设用地约31830.962平方米,总建筑面积71380平方米,地上建筑面积29984平方米,地下建筑面积41396平方米。
3-1选址规划注重生活便利
社区商业中心绿色建筑项目可持续发展的规划包括很多方面的综合[1],很重要的是生活便利(图表三)。城市后疫情的发展趋势,显示了提高城市社区韧性的重要性:优化城市的细胞——社区15分钟步行生活空间的营造,提高区域内解决社区人群的便利生活的韧性。因此社区商业中心绿色建筑项目的选址和规划很重要的一点,是优先选择增强现有社区的交通网络和城市基础设施的位置与社区的联系,强化生活便利性。
北京四元桥店位于北京望京地区,立项选址和场地规划综合考虑利用公交便利,加强平面布局与附近的两条公交线路、地铁站等城市交通的连接,加强周边道路,车辆入口,人行入口等与附近不同社区的通达联系——考虑15分钟生活圈的最后一公里步行网络的通达性和方便性,真正使社区生活低碳出行。项目规划分区域设置客户和快递骑手的自行车,共享单车和电动自行车的存放区域和动线,并且还设置方便员工的淋浴和更衣设施。同时在平面规划和用电总量上还统筹考虑了穿梭电动巴士和顾客电动车停车位和充电站。总平面细节结合绿化景观,对外场地出口,对内建筑过渡空间入口,进一步落实无障碍建筑的设计。所有周到的生活便利细节统筹落实,也是营造城市文明的体现。
(图表三,可持续发展的规划需考虑包括多方面统筹的综合示意图,参考文献[1],作者绘制整理)
3-2空间规划对周边建筑环境的影响
绿色社区商业中心的空间规划还有需要考虑空调系统外机和冷冻系统外机,排油烟风机外机等室外设备在总平和屋面与周边相邻建筑体量的距离,当距离不够时,应考虑隔声降噪和视线阻挡措施和额外成本。本项目三层屋面为停车,离周边建筑体量有相当距离,考虑屋面设备外机位置设在远离局部四层后勤用房的另一边,对周边环境影响最少。
3-3优先强化空间节能原则的建筑热工设计
社区商业中心是多层大空间建筑,空间尺度高,体积大,建筑达三千~八万平方米,能耗较大,优先强化空间节能原则做建筑热工设计更为重要。优化建筑体型和空间平面布局,局部过渡空间实现对建筑自然通风和自然采光的优先利用;合理控制建筑空调供暖的区域和时间,合理设置少用能乃至不用能的过渡空间,合理降低室内过渡区空间的温度设定标准,从空间优化角度减少用能时间,缩小用能空间,从而降低供暖空调和照明负荷,达到建筑节能[9]。对于空间的外围护结构,优化其热工性能设计,提高保温隔热的外墙,屋面和门窗幕墙系统的节能性能,降低全年供暖空调能耗,使建筑空间环境既满足舒适又满足节能减排要求。
北京四元桥店项目设计阶段能源策略考虑,遵从以上所述优先强化空间节能原则:如,通往屋面停车场的坡道, 利用平面规划,引入自然光减少人工照明等。并且,项目初设阶段,借助能源模拟软件eQuest,对现有设计模型做基准模型能耗分析,并与ASHRAE90.1-2004(美国采暖制冷与空调工程师学会标准)能源标准做出的预算模型进行比较,并且模拟4个朝向下的建筑能耗对比,通过分析,统筹得出项目进一步改进的有效节能策略建议。
3-4注重雨水系统的规划与景观规划的结合
绿色社区商业中心建筑雨水系统规划,要基于当地气候学生物学的分析,风和场地的分析,并利用项目用地的地理和场地地势,合理布局。规划应注重海绵城市理论的微观运用[10]:就地消纳渗透雨水,控制雨水径流滞蓄,净化回用中水,顺势排水防涝,结合景观设计,形成绿色生态的水文循环和水资源的综合利用。
北京市四元桥项目利用西北高,东南低的场地地势,顺势管理雨水径流,排往东南端市政排水点。同时考虑到北京为缺水地区,雨水规划优先考虑雨水就地回渗消纳,回补土壤水分。通过对多个雨水规划单项措施对比发现:透水砖铺装和下沉式绿地,是建造和维护费用低,补充地下水功能强,控制径流总量目标强,控制径流峰值目标较强,控制径流污染目标较强的单项设施[11]。因此,项目在东南端低处,设置下沉式绿地,绿地就地入渗雨水;人行道非机动车道停车场硬地采用透水砖,就地消纳雨水;屋面雨水及车道雨水,通过渗水暗沟,渗水管,及渗水储水方块,消纳雨水。不能及时渗入地下的雨水,则溢流排往市政雨水管。
项目东南端的下沉式绿地与景观结合,设置过滤景观花园(图表四)。过滤景观花园通过垂直过滤池,水平过滤池,植物种植池等生态过滤,达到中水的零排放且又满足公共开放空间的美丽景观要求。过滤景观花园的平衡考量项目能承受的一次投资,且综合考虑运营维护成本。而且通过就地土方平衡和结合美学优先采用本地植物品种来优化一次投资的成本,一次投资约120~180万人民币,每年对于植物和土壤的管理和置换维护约要5~10万人民币。
(图表四,过滤景观花园示意图,根据项目资料作者绘制整理)
3-5 节水技术应用
通过较多成熟节水技术可以减少30%-50%的用水量:如使用节水洁具和中水回用等[12] (图表五)。
3-5-1节水洁具
项目除了使用节水型带红外感应的龙头和蹲便器等节水洁具,还在顾客公共洗手间使用了无水小便斗。无水小便斗洁具采用纳米涂层材料,形成憎水性表面;防臭原理是通过里面装的可替换的蓝色密封液盒子——尿液穿过密度比其小的有密封液的密封层,溢流进中心管,从而流进污水管道。单个密封液约85毫升,约能用5000次,基本上3个月替换一次。项目考虑的是,北京为非水费便宜地区,一套无水小便斗与一套包括冲水设备和给水管道系统的有水小便斗相比,造价相差不多,而使用无水小便斗,每个每年可节水约170吨。
2-5-2中水系统
在中国北方等缺水地区,会较多运用中水处理和回用。项目的中水系统设在B1层,室内废水经过处理,成为中水,回用于日常冲厕和清洁间用水,车库地面冲洗,绿化浇灌水景补水,消防箱补水。此套中水系统,日处理中水约300吨,减少5%的用水量。投资基本在25-50万人民币,运营时要考虑对于中水系统的投药和膜的维护费,约每年10-20万人民币。
(图表五,节水洁具和中水系统示意图,根据项目资料作者绘制整理)
3-6注重对室内空间环境质量的控制
室内环境的复杂性,在多方面影响室内环境质量,因此提前控制问题比事后解决问题更重要且更容易控制成本代价。
项目空调风管,在卖场空间采用织物布袋风管,使用者更能感知空气均匀度。另外,对室内空气质量控制和预防采取项目采取相关3个层面的措施:
首先在各个分项把控,提升整体空间的环境质量,如在进行全区域禁烟,并做出明显的禁烟标识;如从室外进入室内设置地垫,减少室外带入室内的污染物;如把控室内装饰材料的涂料,合成木材层板大面积使用材料,使其符合相关绿色建筑要求。
其次,暖通设计上,使室内空气的通风达到绿色标准的最低通风要求,暖通空调系统设计,达到绿色标准要求的人居住热舒适条件要求。在施工的落实上,调试优化与远程智能能源管理系统(EMS)联动管理的二氧化碳和气流监测设备,以监测通风系统的性能,并确保运行正常。
更进一步,抽查检测每个楼层组合式空调机组安装的空调箱适配型空气电子净化设备(选型为霍尼韦尔)运行情况。即以PM2.5测量仪,在项目现场抽查21天室外和室内的PM2.5数据,抽查数据分析初步得出系统设备运行正常时对PM2.5去除效率(图表六)。
(图表六,2015年12月28日至2016年1月17日共21天抽查空气电子净化器对PM2.5去除效率数据示意图,作者根据项目资料绘制整理)
3-7,注重材料资源再利用管理,
绿色建筑项目应制定材料资源再利用管理计划,设置可以分类垃圾功能区域,回收可循环利用的材料资源,最大程度地减少自然资源的消耗。本项目设置垃圾房,运营中设定定期回收纸,瓦楞纸板包装等材料,运营因再回收计划有相应的经济效益。注重材料资源再利用管理,提倡鼓励分类回收是可持续的发展重要的一步。
3-8对环境友好的高效低能耗系统选型以及对能源系统的优化调试
照明,空调,冷冻等系统选型需要选择:性价高,技术成熟,能效高且对环境友好的系统;在施工阶段,优化调试系统,保证整体建筑系统的最佳运转状态,从而达到绿色建筑健康空间需求的最佳能源支持。
本项目照明设计按照大型零售环境照明特点,基本照明为大部分提供均匀的散射光,核心区域选择性重点照明,用于突出商品。因为重点照明仅在环境光的水平较低时才有效,高亮区域必须比周围环境明亮三到五倍,才能让人们感觉到并响应高亮度的变化,所以,满足照明设计标准的规定值后,灯光设计必须尽量提供低水平的环境光,以使重点照明有效。项目通过采用高效的LED灯具(包括普通和重点照明,冷展柜,停车场,招牌等)降低项目的照明密度[13],达到美学和节能效果。而且,本项目的照明系统和EMS,PMS系统联合设计,采用分区,定时,感应节能等管控方式,对应各个功能平面区域照明控制,达到节能管理效果。采用LED灯具照明,基本投资回报为3-5年,企业在多家店改造都应用此技术。
本项目的空调系统,通过纵向与市场成熟高性价比的技术相比,横向和与竞争对手使用的技术相比,采用高能效的系统选型。设计负荷上,根据部分负荷工况的运行变化,设置2台900RT和1台450RT的三级离心压缩冷水机组,冷冻冷却水泵、冷却塔风扇以及组合式空调箱都带变频控制[14],制冷系统回收废气供到生活热水的热量以及带温度控制的高能效天然气锅炉,通过控制系统设置:VAV变风量控制,新风冷却控制、变频控制,热回收控制,太阳能热水控制,冷却水优化控制,以及季节性排风补风风机控制。此空调系统与其它商业空调系统相比,节能部分的投资回报约3年,每年可省电9万千瓦时。
项目冷冻系统选用407F的冷冻剂,全球变暖潜值GWP为1824,消耗臭氧潜能值ODP为0,是对环境友好的制冷剂,比标准R404a制冷剂GWP3850,减少一半。项目高能效的冷冻系统选型包括:带变频器的压缩机组,冷柜采用直流风机,制冷系统增加热回收,末端制冷设备选用使用电子膨胀阀,更节能和更利于系统综合智能控制[13][15][16]。此项目的冷冻系统节能部分的投资回报约3年,降低20%的能耗,每年平均省电4万千瓦时。冷冻设备另一节能措施为:在开放式高冷柜上加装玻璃门,使冷冻冷藏食品在展示中保持通透性的同时,可以使设备降低25%的能耗。
冷冻冷藏供应商安装调试冷冻系统完成后,冷冻系统与远程能源系统(EMS)的控制调试检测由 EMS 供应商完成,项目验收完成后半年内再由 EMS 供应商提供一次现场 EMS 程序和参数的优化设置(E-commissioning)以帮助冷冻系统和EMS系统实现节能目标。
3-9太阳能可再生资源利用
四元桥项目利用太阳能的系统包括:屋面太阳能光伏发电系统,屋面太阳能热水器提供生活厕所的热水需求热水。其中,屋面太阳能光伏发电系统的应用,首先确认3个主要方面的适合性:1选址,2太阳能光伏材料(接收光能转为直流电),3逆变器匹配(把直流电转化为交流电)。其次,对比分析相关材料,如材料转化率,衰减率,阴天的转化率,的经济性和运营维护投资,并初步评估对立面玻璃幕墙,屋面结构荷载等的影响后,综合平衡投资回报,锁定技术厂家。项目屋面太阳能光伏发电系统的装机容量为73.67kW,投资回报约8~10年,年平均发电量约为11万千瓦时,每年减少二氧化碳排量约89吨(图表七)。
(图表七,太阳能可再生资源利用示意图,作者根据项目资料绘制整理)
3-10利用智能远程能源管理系统EMS和智能电表系统PMS优化运营
智能远程能源管理系统EMS和智能电表系统PMS,通过对店内的冷冻系统、空调系统、动力系统和照明系统的自动控制以达到节能的目的[17] 。两者对能耗实时监控系统,以支持对环境温度、湿度、灯光以及设备运行状况,能耗数据等进行精细管理。项目的EMS,PMS系统是企业多店连锁智能楼宇设备管理系统的单店部分,有效地支持绿色运营,比如:调用PMS的电表数据和EMS的压缩机以及电磁阀的运行记录数据计算投资回报;调用日常能源耗用量的台账,利用同比,环比以及与指标性数据对比的数据对比,有效形成耗能对标管理;出现数据异常时,及时提醒现场的审计维护工作,避免重大资产和费用的损失等等。
EMS和PMS无法计算直接的投资回报,但是它们为运营和能耗管理提供了有效的支持:可以通过中央监控中心以及数据库系统收集以及分析系统的历史数据[13];并通过数据挖掘以及时间线性回归和相关性算法,监控判断系统的运行是否正常;监控能耗的实时数据;根据预算节能目标,实时的调整所有设施设备的运行参数以及时间表,以获得最优化的节能运行模型,并为企业提供分析报告,提高商业运行和管理效率和效益(图表八[18])。
(图表八,智能远程能源管理系统EMS和智能电表系统PMS示意图,参考文献[18] ,作者根据项目资料绘制整理)
四 绿色建筑理念的倡导和延伸
回顾北京四元桥绿色建筑项目,从初步理念启动到建成使用(2006~2015),绿色建筑理念的倡导和实践一直在延伸:企业利用多店连锁特点和优点,很多技术先在现有店里做测试,然后改进,继而相适合的成熟技术用在更多的新店和改造店上;项目层面,不单是企业自己装修的部分实践绿色建筑理念,还延伸到商业合作者(图表九)。企业整合了绿色节能技术,并延伸到相关行业客户,从而推动绿色技术的推广和升级,进而促进生态良性循环,体现了绿色建筑的社会先锋示范效益。
(图表九,企业整合绿色节能技术2006-2011年节能效果示意图,作者根据项目资料绘制整理)
五 结语
社区商业中心项目的策划和建造,需要整体性分析与项目适应的策略和技术应用,细致地落实具体技术施工以及调试优化建筑全系统,给使用者提供以人为本的高效舒适的健康空间环境,最终达到绿色建筑理念实践和推广。
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作者1简介:陈健霞,女,上海,硕士,家乐福(中国)管理咨询服务有限公司,一级注册建筑师,从事商业设计工作,邮编:200333。
作者2简介:陈育,男,上海,本科,家乐福(中国)管理咨询服务有限公司,机电工程师,从事机电设计工作,邮编:200333