【远洋设计原创】北京CBD核心区Z6项目绿色可持续设计技术应用

大厦用地面积11，007.36㎡，总建筑面积238,812㎡（其中地上190,000㎡，地下48,812㎡），本项目主要由办公、酒店、配套商业及附属设施和地下车库及设备用房组成。


4层至43层为办公部分，主要包含三个区间，44层至68层为4.5万㎡的国际5星级豪华酒店，并配有大量的公共功能。本项目的商业区域主要分布在裙楼、B1层、B1M层，商业空间主要为建筑内、外的用户提供服务。

（1）创新高性能双层皮幕墙系统

塔楼办公层及酒店客房层的四个主立面处采用双层皮玻璃幕墙系统。


其外层幕墙为全单元化单层夹胶玻璃，内层幕墙为单元式双层中空玻璃。外皮幕墙兼具外呼吸特点，在巨柱外包之中包含主动式空气循环系统，在夏季双层幕墙之间温度过高时，风机启动带动空腔空气流动以达到降温效果，冬季封闭风口形成密闭的空气间层，增强围护结构保温效果。

为降低太阳辐射对于建筑能耗的影响以及提高室内外区人员的舒适度，在双层幕墙腔体内设置了一体化金属遮阳帘， 经过全年动态能耗模拟分析计算得出，与美国ASHRAE标准基准建筑相比，该创新高性能双层皮幕墙系统降低全年暖通空调系统能耗达到30%，降低围护结构峰值负荷达到70%。不仅如此，


双层皮幕墙系统还可有效降低外部周边环境噪音对室内办公人员的影响。

幕墙设计将视野和自然采光最大化

创新高性能双层皮幕墙

幕墙空腔通风

（2）建筑结构优化设计

Z6塔楼由双重结构系统构造，由完全集成的幕墙、边部钢框斜交网格包围中心核心筒。


核心筒在底层为钢筋混凝土结构，并在上层酒店部分转换成环绕中庭的钢框架核心筒。此做法提供了一个高效的承受竖向和斜向荷载的结构系统，并可以经济的满足北京的地震性能要求，因而避免了增加腰桁架或悬臂梁将会增加的额外成本和复杂性。

巨柱和斜交网格的高效结合，削减了钢的使用量，并且允许采取间距更宽、之间连接更少的结构构件布局方式，因此可以有效削减施工时间和成本。斜交网格构件之间的大跨度边梁，可以使从楼板向外的视野最大化，并且优化的构件尺寸可以进一步提高日照。所有内部楼板均不设柱子，且从核心筒毫无障碍地延续至边部，以将内部空间的灵活性最大化。

每个结构立面的外框由一对外侧钢骨混凝土巨柱构成，其中一个方向由主要弧形巨撑提供支撑，通过同样布局但间距更小的反方向密撑提供支撑。


此具有创意的斜交网格图案提供了一个均衡的系统，各方向均采用等量的材料，清晰的结构层次得以在建筑中突显。


在该图案的深化和优化过程中，支件间的连接节点经过了审慎的考虑，并且目标要将不同种类的数量最小化。

（1）冰蓄冷系统

由于空调系统的运行时间基本上与电网高峰时间是同步的，且空调系统用电量占整栋建筑物总用电量的40％，属于用电大户。为缓解电网昼夜不平衡运行的压力，蓄冰系统于低谷时段把冷源加以储存，于其后的高峰时段把储存的冷源加以应用。此系统的优点是把高峰时段的负荷转移至低谷时段，大大降低日间空调用电量，并充分利用廉宜的夜间电力，降低整体的耗电费用。


蓄冰系统可减少空调机组容量并使它们在低冷负荷需求的情况下，运行得更有效，从而节约运行费用。

本项目采用冷机上游串联冰蓄冷系统，总体的运行控制策略以运行费用的节省及平均融冰控制为原则, 双工况主机在电价的低谷时段制冰, 在白天时，系统以冰盘管融冰优先运行, 然后按负荷的大小顺序放动双工况主机和基载主机供冷。


制冷系统的运行工况包括双工况制冷/制冰机组及蓄冰装置提供制冰工况，基载主机单独供冷工况，蓄冰设备单独融冰供冷工况及基载主机和蓄冰系统联合供冷工况。

空调冷水采用5°C/13°C大温差运行，以减少系统流量，节省水泵电能。

（2）变风量空气调节技术

变风量空调系统是利用改变进入空调区域的送风量来满足负荷变化的一种空调系统，与定风量系统相比最大的优点在于节能。


1、减少空调风机运行能耗，空调风机的电力消耗全年平均可减低50%以上。2、利用室外新风作为冷源，降低供冷系统运行能耗。3、能量动态转移，充分考虑了瞬时负荷及内外区的热平衡。

系统总送风量为各时段中所有区域要求风量之和的最大值，而不是所有区域要求最大值之和。前者通常只占后者的70%~90%,，显著减少系统的总送风量。

本项目办公层采用单风管变风量末端系统，办公层空调处理机（AHU)首先将一次风输送至各变风量末端送风装置，并根据室内负荷的变化调节送风量。


办公层外区设置风机盘管，可在夏季供冷及冬季供暖, 主要负担由幕墙传入的冷负荷或热负荷。变风量末端装置采用压力无关型的控制设施，末端送风装置根据室内负荷变化，调节一次风风量，以确保室内温度能满足室内温度设定值。

办公楼标准层的新风通过布置在设备层的新风机，经竖向风管输配到每个标准层的空调机组的新风入口端，而在每层的新风支管及中央排风支管均配设一台变风量风箱，配以设于空调机组回风管的二氧化碳探测器以控制各层新风量的供应。


在过渡季节时，可增大新风量致70%送风量提高自然供冷节能效果。排风量亦将相应提高。

（3）雨水/中水收集利用

本项目引入市政中水，主要用于办公、裙房冲厕、室外水景补水、绿化浇灌、室外道路冲洗、地下车库冲洗等，以实现非传统水源利用率最大化。


本项目雨水系统采用重力排放为主。雨水经由雨水斗、雨水管、检查井等收集后排入市政雨水管网。本项目设室外雨水调蓄排放系统，建筑用地内雨水需经调蓄池暂存，溢流排放至市政雨水管网，以削减径流峰值，控制雨水出流流量，从而对城市起防洪减涝作用。设计标准按五年一遇外排径流系数不大于0.5及调蓄池排空时间不超过12小时设计。

（4）绿色智能运营管理

大厦作为一栋多功能型超高层商业建筑，为保证节能高效运营，完善的能源分项计量和智能管理系统必不可少。


根据设计，大楼智能化系统包括：安全防范系统（SE）、信息通信系统（TC）、音视频系统（AV）、楼宇设备控制管理系统（BMS）、时钟系统和中央集成管理系统（IBMS），其可监控机电设备运行工况，创造良好空气环境和照明环境，提供安全可靠工作和消费环境及快速、安全的网络平台和便捷信息交互平台。

（1）自然光综合利用

本项目高区酒店空中大堂位于261.3m的高处，北京的壮观景色尽收眼底。入住客人可乘坐4部观光电梯到达49~68各公共楼层。建筑顶端的泉眼，即顶部68层拥有良好的景观和高大开敞的空间，为企业高端会所。45、46层为酒店公共功能层，分别为SPA、餐饮及泳池。从47层酒店空中大堂可转乘2部区间公共客梯到达。在酒店区间，围绕观光电梯设置了从46~62层的采光中庭。


62层的高大空间可令阳光射入，再经富有特色的天光反射板反射至中庭空间内，尽可能多地利用了自然采光并同时增加了中庭空间的趣味性，起到了建筑空间效果与节能效果统一的作用。

（2）室内空气品质综合解决方案

除


了要获得LEED-CS金级之外，Z6项目也将获得美国健康建筑认证标准WELL-CS 金级作为设计目标，旨在为建筑的未来使用者提供更加健康的工作环境。


本项目根据WELL健康建筑认证标准的要求，对室内PM2.5、Pm10、甲醛、TVOC等有害气体提出了一系列综合处理解决方案。


在位于设备层的新风机组中配置了G4初效过滤器 + F7袋式中效过滤器 + 静电除尘净化器，在位于标准层的空调机组中配置了G4初效过滤器 + F7袋式中效过滤器，再次提升系统的净化效果。在办公楼层空调器的回风管上装设有紫外线光灯灭菌器以防止细菌的传播。

（3）绿色建筑目标全过程控制

鉴于大厦特殊性与复杂性，为确保项目绿色、可持续设计目标的实现，项目采用全过程目标控制咨询模式。


即首先基于LEED-CS认证标准和国内绿色建筑评价标准在超高层建筑应用中存在的不适应性，根据超高层建筑特点与绿色建筑发展理念，提出绿色超高层建筑评价技术指标策略，在此基础上结合国内外先进绿色技术发展动态架构大厦绿色建筑整体解决方案和技术路线，提出具体阶段目标要求，开展重大问题专项论证，优化建筑设计方案与技术参数，审核建筑设计图纸，分步骤实现项目设计目标。

在整个设计过程中，业主和设计团队为了向北京CBD提供一个高质量、完全一体化的建筑精品，做出了非常严谨的考虑和专业的工作，并始终将实现低碳、低能耗的项目、为未来客户提供更健康的工作生活环境作为最高愿景，相信这座标志性超级塔楼将在未来成为与CBD超高建筑群和谐共存的地标性建筑。