中国航空规划设计研究总院有限公司科研综合楼位于北京市西城区德外大街12号，中航工业规划建设现有科研楼院内，占地1.71公顷。东临五路通北街，南至规划路，西临德外大街，北至黄寺大街，交通十分便利。科研综合楼承担日常科研办公、综合管理及辅助配套服务等任务。
项目建筑面积47000平米，其中地上15层，建筑面积为30000平米，地下4层建筑面积为17000平米。项目地上功能设置包括办公、会议、学术报告厅、网络信息机房等；地下功能设置包括餐厅、厨房、设备用房、车库、人防工程等。地下停车库停车位270辆，地面90辆停车。本项目由中国航空规划设计研究总院有限公司自主原创设计，中国建筑科学研究院建筑设计院提供绿色建筑技术咨询，该项目2012年成为北京市绿色建筑设计标准及技术示范项目，2013年3月1日正式开工， 2016年11月竣工，2015年9月获得三星级绿色建筑设计标识，2018年1月获得二星级绿色建筑运行标识。
图1.1 建筑实景图
图1.2 建筑北侧效果图
图1.3 建筑内院中庭实景图
2、绿色建筑主要技术措施
2.1 节地与室外环境
2.1.1 场地室外环境
建筑布局对场地风环境具有一定的影响，为了营造良好的室外风环境，保证人们在室外的正常活动，建筑周围人行区1.5m高处风速应不低于5m/s。本项目场地内建筑较为密集，以高层建筑为主，进行了室外风环境计算模拟分析，优化场地风环境，根据模拟结果，在园林设计时对室外风环境进行优化。将主要人行区布置在风速低于5m/s的区域。
图2.1.1 室外风环境模拟分析
2.1.2 场地交通环境
项目位于德外大街与黄寺大街交界口东南角，德外大街、黄寺大街沿线均有公交线路，并在本项目出入口附近设有公交站点，本项目周边公共交通非常便利。
图2.1.2 项目交通图
2.1.3 绿化与种植
项目绿化种植选择适宜北京气候条件和土壤条件的植物，植物配置遵循四季景观的变化，并选择栽植乡土植物，本项目种植的乡土植物主要有云杉、银杏、五角枫、日本晚樱、北美海棠、西府海棠、白玉兰、桃、丛生丁香、紫薇、珍珠梅、北海道黄杨、大叶黄杨、时令花卉、草坪等。每100平方米绿地上乔木数量为3.09株，道路遮荫率91.39%，场地内植物采购于房山苗圃，植物产地距场地的运输距离约60公里。
图2.1.3 场地绿化
建筑物的屋顶绿化不仅可以在夏季对室内环境隔热保凉，而且可以在冬季对室内环境隔冷保暖，在极端天气对缓冲和削减极端温度起着突出的作用，本项目主要在5层、13层屋顶设计有屋顶花园，屋顶可绿化面积为858平方米，屋顶实际绿化面积为423.13平方米，屋顶绿化占可绿化屋顶面积比为49.3%。
图2.1.4 屋顶花园
2.1.4 透水地面与雨水入渗
项目室外透水地面主要为绿地，绿地面积为4228.98平方米，室外地面面积为10302.21平方米，室外透水地面面积比为41%。
图2.1.5 透水地面分布图
2.1.5 施工期环境保护
项目施工过程中制定并实施保护环境的具体措施，具体措施反映在施工组织设计文件中，并对采取的措施留存了照片、影像资料等，重点关注以下内容：
1）污废水控制
施工期间对污废水经处理达标后排放，排放标准符合《污水综合排放指标》GB8978。
2）尘、气污染控制
施工期加强对施工扬尘的控制，严格按照国家环保总局和建设部发的环发(2001)56号“关于有效控制城市扬尘污染的通知”文件精神执行，避免和减缓施工扬尘对区域的影响。采取的措施包括：覆盖裸露表层土壤以及对开挖土壤表面、空地上采用临时或永久的种植保护环境、场地洒水控制扬尘等。
3）噪声控制
严格按照规定时段施工，采取有效降噪措施，建筑施工噪声符合《建筑施工场界噪声限值》GB12523。
4）土方平衡
施工中产生的临时弃土弃碴尽量就地回填利用，基本满足土方量挖填平衡。
5)光污染控制
施工期间采用适当的照明方式和技术，避免电焊及夜间作业照明对周边环境造成的光污染。
6）其他
合理布置现场大型机械设施，避免对周围区域产生有害干扰，施工现场设置围挡，采取措施保障施工场地周围人群、设施的安全。
图2.1.6 施工降尘实施记录
2.2 节能与能源利用
项目建筑围护结构热工性能在北京市《公共建筑节能设计标准》（DB11/687-2009）的基础上提高要求，提高建筑率。外墙采用200mm厚轻集料混凝土砌块外墙加100厚玻璃棉板外保温，平均传热系数为0.34W/（㎡.K）；屋面采用130mm厚憎水膨珠保温砂浆，传热系数为0.39 W/（㎡.K）；外窗选用双银low-E中空（12mm厚空气）断桥铝型材窗，传热系数2.1 W/（㎡.K）。
建筑朝向为南北向，玻璃幕墙设置可开启部分，可开启面积比例达到28%，有利于自然通风。主要光照面采用竖向固定遮阳方式，与建筑立面一体化设计，有效降低太阳辐射得热。
2.2.2 暖通节能设计
项目采用燃气锅炉作为空调热源，锅炉额定热效率为96%。空调冷源采用变频式冷水机组，机组COP为5.34，IPLV（C）为6.83，空调水循环泵采用变频控制，根据实际负荷调整循环水量，实现空调系统节能运行。
图2.2.1 空调冷水机组
2.2.3 电气节能设计
项目办公室选用T8型高效节能灯具，光通量高，显色性好；走廊、电梯厅、卫生间、地下车库、疏散指示照明均采用LED灯，高效灯具使用率100%；直管荧光灯均配用电子整流器，功率因数不小于0.9；照明功率密度值LPD不大于目标值；照明控制系统：设置人体及亮度探测器，采用恒照度控制技术，通过带DALI接口的调光型电子镇流器对敞开式办公区实现照明控制；地下车库通过配电箱里的开关模块分时段控制；电梯前室、走廊、楼梯间采用声光控延时开关控制。
图2.2.2 节能灯具
2.2.4 太阳能热水系统
项目厨房生活热水设置集中热水供应系统，采用太阳能强制循环间接加热系统（双水箱），日供应60℃热水16m³，太阳能集热板设在十六层屋面，集热热媒工质采用防冻液。太阳能系统运行十分可靠，冬季不需要设电伴热等耗能防冻措施。太阳能热水机房设在地下一层厨房内，紧邻热水用水点。供水稳定可靠，系统换热效率高，利用燃气热水器作为太阳能系统的辅助热源。
图2.2.3 太阳能热水集热器
图2.2.4 太阳能热水系统供热量分析
2.2.5 提高建筑节能率
项目通过提高建筑围护结构热工性能，提高暖通系统设备性能，采用节能灯具等措施，降低建筑能耗，提高建筑节能率，根据计算分析，本项目根据实际建筑参数计算的建筑能耗约为69.4kWh/m2，建筑总能耗约为11742480MJ/年，建筑节能率约为63.3%。
图2.2.5 建筑能耗分析
2.3 节水与水资源利用
2.3.1 用水系统
项目供水水源为市政自来水，根据节水用水定额进行本项目年用水量计算。管网系统竖向分区，三层及以下为市政直接供水区，四层及以上楼层采用无负压供水设备供给。无负压供水设备设于地下给水泵房。供水对象为办公盥洗用水、淋浴用水、餐饮用水。系统配水支管处供水压力大于0.2MPa者均设减压阀，控制各用水点处水压不大于0.2MPa。项目按给水用途不同分别设置水表计量，水表安装率100%。水表采用高灵敏度分级计量水表。给水、中水引入管设置总水表；绿化灌溉设水表计量。合理选用管材、管道附件及设备等供水设施，保证在运行中不对供水造成二次污染；采取管道涂衬、选用高性能阀门或零泄露阀门等措施避免管道渗漏。
2.3.2 节水型卫生器具
项目卫生器具100%选用节水型卫生器具及配水件，所有卫生器具符合《节水型生活用水器具》 CJ 164、《节水型产品技术条件与管理通则》GB/T 18870及《用水器具节水技术条件》DB11/ 343标准的要求。其中超级节水感应式小便器冲水量为0.4L/次，远小于一级用水效率等级要求的2L/次。
2.3.3 节水灌溉
项目室外绿化灌溉方式采用节水灌溉，地面采用地埋式散射喷头，屋顶花园采用喷灌用微喷头，喷洒半径不超过5米。在节水灌溉的同时，避免因中水喷灌所导致的气溶胶传播病菌问题。
图2.3.1 节水灌溉
2.3.4 雨水回用
项目在15层设有水景，利用从17层下来的雨水作为补水水源，预留中水补水管。本项目目前市政中水未接通，此水景作为旱景使用，待中水接通后再正常补水。15层屋面雨水经设备收集处理后，作为屋顶水景用水，雨水回收面积为1200平米左右。
图2.3.2 雨水回收利用
2.4 节材与材料资源利用
2.4.1 材料使用
本项目未使用北京市限制、禁止使用的建筑材料及制品，项目所选用的室内装饰装修材料中有害物质含量均符合标准GB 18580~GB 18587和《建筑材料放射性核素限量》GB 6566的要求。本项目造型较为简约，仅使用了少量装饰性构件,主要是屋顶局部设置遮挡屋顶设备的铝合金格栅，装饰性构件造价占工程总造价比例为0.03%。
本项目造型简约，土建与装修一体化设计施工，办公空间采用开敞办公，分隔采用轻钢龙骨石膏板墙或玻璃隔断，灵活隔断比例达到92%。
图2.4.1 灵活隔断
2.4.2 节材设计
本工程结构材料均采为现浇钢筋混凝土材料，地库为现浇混凝土框架结构，高层办公楼为钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。为节省材料资源，本工程地下车库楼盖采用无梁楼盖，地上部分梁采用钢结构梁。本工程所采用的混凝土材料均为预拌混凝土，砂浆均为预拌砂浆。高层受力筋大量采用了三级钢HRB400，且其总含量占总受力钢筋比例为98.44%。本工程大量采用钢材、铝型材、玻璃等可再循环材料，占比16.5%。本项目将建筑施工、旧建筑拆除和场地清理时产生的固体废弃物分类处理，并将其中可再利用材料、可再循环材料如钢筋、模板、石棉板、废铝合金型材等进行回收和再利用，可再利用材料和可再循环材料的再利用量为35吨，利用率为71.6%。
图2.4.2 地下车库无梁楼盖
2.5 室内环境质量
2.5.1 室内声环境
本项目为办公建筑，功能布局上将易产生高噪声的设备机房集中布置，尽量远离办公科研用房，避免对办公空间的噪声干扰。外窗隔声量要求≥30dB，设备机房做好隔声、吸声处理，采用低噪声设备，并做好设备、管线的减隔振处理，风管和风口均有风速控制要求。除办公区，主要空间均采用矿棉吸音板，铺设面积〉30%，NRC>0.5；空调机房、配电间的内墙体、顶棚内侧附加100厚防潮吸音矿棉板做吸音降噪处理，机房、卫生间等隔墙采用200厚轻集料混凝土砌块，隔声量(Rw+Ctr)大于45dB；办公室、会议室等隔墙采用120厚轻钢龙骨石膏板，隔声量(Rw+Ct)50dB；隔墙均砌筑到顶，与承重楼板连接不留缝隙。
经检测，本项目办公用房的室内背景噪声符合《民用建筑隔声设计规范》中室内允许噪声标准中的二级要求。
2.5.2 室内光环境
项目地上房间利用外窗改善室内天然采光环境。本项目B1层餐厅为人员密集的公共使用空间，该区域通过采光天窗改善采光效果，为职工带来更优质的就餐环境。通过计算机模拟分析，此区域平均采光系数为2.40%，有效的改善了地下空间的自然采光效果。
图2.5.1 B1餐厅采光天窗
图2.5.2 B1餐厅天然采光模拟分析
图2.5.3 B1餐厅时间采光效果
2.5.3 室内热湿环境
项目建筑朝向南北向，为当地最佳朝向。建筑利用400mm深的竖向固定构件作为固定外遮阳，降低太阳辐射得热。
图2.5.4 竖向固定外遮阳
建筑玻璃幕墙设置可开启部分，可开启面积比11%~32%。本项目为增强室内自然通风效果，从4层开始，每层设置2个中庭，促进室内自然通风。应用AIRPAK软件进行室内通风模拟表明，设置中庭后明显提高了建筑室内自然通风换气能力，换气量达到3.7次/h。明显改善了室内空气品质，降低室内空气温度，提高室内热舒适性，减少空调运行时间，减低建筑能耗。
图2.5.5 室内通风中庭
图2.5.6 室内通风中庭
项目采用集中空调系统，办公室空调采用风机盘管+新风系统，报告厅、入口大厅采用全空气系统，可实现空调系统的灵活调控，实际运行时，室内温湿度、新风量等均满足室内舒适性要求。
2.5.4 室内空气质量
为保护人体健康、预防和控制室内空气污染，通过传感器对室内主要位置温湿度、CO2、PM2.5等进行数据采集和分析，与室内空气质量监控系统联锁，实现自动通风调节，保证室内的健康空气环境。
图2.5.7 室内PM2.5、CO2监控
对地下车库进行CO数据采集和分析，并监测通风设备的工作状态，与室内空气质量监控系统连锁，实现自动通风调节，保证室内的监控空气环境。
图2.5.8 车库CO监控
项目竣工后，在正式投入使用前，进行了室内环境质量测试，室内甲醛、苯、氨、氡和TVOC等空气污染物浓度符合北京市《民用建筑工程室内环境污染控制规程》中的要求。
2.6 运行管理
2.6.1 管理制度
项目物业单位制定并实施了节能、节水等资源节约与绿化、环保等相关的管理制度。公司用水的监督、管理部门，负责对各用水点节约用水情况进行检查，负责制定公司级用水管理制度；各用水部门负责本部门节约用水管理，并制定相应的用水管理制度。空调设备按照要求启停，设备异常及时维护维修，办公区电器灯具采用责任人负责制，照明采用智能照明方式，并设置奖惩措施。
制定空调系统维护管理制度，冷却塔每年清洗一次，空调水系统每年进行检测，如果冷却水、冷凝水中检出嗜肺军团菌等，进行集中消毒。空气过滤网、过滤器和净化器等每六个月检查或更换一次，空气处理机组、表冷器、加热（湿）器、冷凝水盘等每年清洗一次，风管系统的清洗符合集中空调通风系统清洗规范。
图2.6.1 空调系统管理制度及应急预案
2.6.2 技术管理
项目食堂及其它生活产生的污水排入下水道，进入城市污水管网。有毒、有害的液体材料或废渣严格按国家的有关规定处理，严禁直接排入下水道或河道。中央空调及新风机组按照制度运行，并按时接受卫计委检疫部门监督检查。地下车库机动车辆尾气排放，应根据一氧化碳浓度及时启动送排风机疏散。
办公室内设有分类垃圾收集设施，物业公司安排专人负责清理工作，现场安装，检修，服务作业垃圾的处理，做到随做随清，杜绝建筑垃圾的随意丢弃，保持现场的整洁。
图2.6.2 垃圾分类收集设施
2.6.3 智能化管理系统
项目采用智能化系统进行楼宇节能管控，主要包括电话系统、计算机网络系统、综合布线系统、火灾自动报警及消防控制系统、广播系统、安全防范系统、楼宇自控系统、能源管理系统、空气质量监控系统、智能化集成系统等。根据项目的计算机网络规划及使用性质，考虑计算机和通信技术迅速发展的状况及保密要求，满足公司内部办公、设计研发、设备管理等不同的数据、视频通讯的需求，将网络分为5部分：金航网、园区涉密网、园区商网（可接互联网）、物业管理网、安防设备网。项目采用统一的信息平台和管理软件，实现对安防视频监控、出入口控制系统、入侵报警和紧急呼叫系统、电气巡查系统、停车场管理系统等进行自动化管理和监控。根据使用要求，在科研综合楼内设置楼宇自控系统，对本建筑内所有机电设备采用现代计算机控制技术进行全面有效的监控与管理，确保本建筑内所有设备处于高效节能，安全可靠的最佳运行状态，从而更好地发挥建筑物的潜能，降低能源及人工管理成本，为工作及参观人员提供舒适、便捷的环境。
图2.6.3 中控管理室
图2.6.4 能源管理系统界面
3、增量成本分析
本项目绿色建筑实践遵循“被动优先、主动优化”的原则，通过技术经济分析比较，采用成熟可靠的绿色建筑技术措施，满足了二星级绿色建筑运行标识的要求。
本项目的主要绿色建筑增量成本估算如下：
|
技术措施 |
运用范围 |
单价增量成本 |
数量 |
增量成本 （万元） |
|
土壤氡浓度检测 |
建筑占地范围 |
200 |
25 |
0.50 |
|
屋顶花园 |
5层、13层屋面 |
200 |
1100 |
22.00 |
|
透水砖铺装 |
绿地内人行道或活动广场 |
150元/㎡ |
1000㎡ |
15.00 |
|
加强屋顶保温 |
建筑屋顶 |
30元/㎡ |
2010㎡ |
6.03 |
|
加强外墙保温 |
建筑外墙 |
60元/㎡ |
6700㎡ |
40.20 |
|
low-E中空玻璃 （充氩气）断桥铝合金窗 |
外窗和透明幕墙 |
100元/㎡ |
5700㎡ |
57.00 |
|
轻钢龙骨石膏板隔墙或玻璃隔断 |
室内隔墙 |
100元/㎡ |
2000㎡ |
20.00 |
|
变频离心机组 |
空调水系统 |
1200元/RT |
1000RT |
120.00 |
|
CO2监控系统 |
餐厅、报告厅、会议室 |
8000元/个 |
20个 |
16.00 |
|
排风热回收 |
新风机组及空调机组 |
7.5万/套 |
16套 |
120.00 |
|
CO监控系统 |
地下车库 |
10元/㎡ |
1.2万㎡ |
12.00 |
|
节水灌溉技术 |
绿化场地浇洒 |
30元/平方米 |
4500㎡ |
13.50 |
|
雨水收集 |
屋顶绿化灌溉 |
800元/立方米 |
50立方米 |
4.00 |
|
太阳能热水系统 |
生活热水 |
50万元/套 |
1套 |
50.00 |
|
远传计量电表 |
全部建筑 |
1500元/点 |
60 |
9.00 |
|
能耗实时监测 及显示系统 |
全部建筑 |
30万元 |
1套 |
30.00 |
|
合计 |
535.23万元 |
|||
|
单方增量成本 |
113.88元/m2 |
|||
4、总结
中国航空规划设计研究总院有限公司科研综合楼坐落在城市内陆，其规划开发过程受周边成熟的市政人文影响较大，该项目从规划初期即确定了绿色建筑总体目标，选取成熟适宜的绿色建筑技术策略并积极落实，是城市有机更新过程中的实践范例，无论从单项技术方面还是整体绿色措施整合方面，均具有一定的示范意义。
综合分析绿色建筑技术策略，该项目节能率达到63.3%，每年节约燃气量约为62216m³，节约燃气费用约为20.1万元，年节约电量约为66.27万kWh，节约电费约为72.9万元，年总节约费用约为：93万元，投资回收期约为5.8年。
除了每年直接节约运行费用产生的经济效益外，项目通过设置绿色建筑展示系统，将绿色建筑措施和效果对员工进行展示，通过设置自行车停车位置，鼓励员工绿色出行，通过在办公室内设置吊扇，减少空调使用时间增强行为节能，以上措施均可提高使用者的绿色低碳意识，具有非常积极的社会意义。
