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上海臨港新片區(qū)銳成芯微IP全球創(chuàng)新中心2022-12-23 11:02來源:八局設計
項目效果圖 銳成芯微 IP 全球創(chuàng)新中心項目位于臨港新片區(qū)國際創(chuàng)新協(xié)同區(qū)內,建筑外形如一塊智能芯片,立面流線如集成線路,寓意“智園”,以營造開放、共享、高效、人文的總部辦公環(huán)境,總建筑面積39607㎡,建筑功能主要為研發(fā)辦公、研發(fā)配套。 項目采用EPC工程總承包模式,由中建八局上海工程設計研究院負責方案和施工圖設計,整體按照綠建三星級和超低能耗標準進行設計和建造。超低能耗建筑成本增加約占項目總建安費的15~20%,設計團隊通過全專業(yè)、全體系的系統(tǒng)性方案比選進行限額設計,合理合規(guī)節(jié)省造價,規(guī)避超概風險,為客戶創(chuàng)造了最大價值。 EPC限額設計思路
1 統(tǒng)籌規(guī)劃 響應外部環(huán)境優(yōu)化總體設計 正確合理的總體布局可以大大減少建設工程量,節(jié)省投資,降低項目運營后的工程成本和使用成本。通過風環(huán)境模擬,綜合分析場地微氣候,指導建筑總體布局方案比選,保證四季氣流場風速合理,滿足夏季和過渡季主導風向下可開啟外窗內外表面風壓差大于0.5Pa的自然通風要求。 充分考慮建筑總體熱力學效應,場地優(yōu)先選擇淺色鋪裝,降低場地鋪裝吸收的太陽輻射熱量,改善室外熱環(huán)境。采用復層綠化,在活動場地設置喬木或構筑物遮陰,降低場地熱島效應。增加屋頂綠化,降低太陽輻射熱,減少能耗。 四季建筑外表面風壓模擬圖 通過能耗及采光計算分析,配合虛與實的外立面設計,確定窗墻比為0.5,兼顧采光、通風,避免大面積幕墻造成的能量損失。優(yōu)化建筑進深,辦公功能空間內部采用開敞式布局,減少內部隔斷,營造良好的自然采光效果,降低照明能耗。 室內自然采光模擬圖 2 圍護先行 高性能圍護結構熱工設計 通過對圍護結構各部位做法進行優(yōu)化,制定一整套高性能,經濟性優(yōu)的建筑圍護結構、保溫系統(tǒng)?;谛阅芑O計原則,綜合考慮材料成本、應用部位特性、材料熱工性能、施工技術成熟程度,進行保溫材料選型、構造和厚度設計。 通過對夏熱冬冷地區(qū)超低能耗公共建筑被動措施費用增量成本占比及建筑能耗的影響情況統(tǒng)計,對比《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2015作用效果最為明顯的為幕墻,外墻、屋面保溫材料次之。目前可用于幕墻系統(tǒng)較為經濟的主要有斷熱鋁合金窗和鋁木復合窗,而在達到超低能耗要求的窗傳熱系數(shù)k=1.4W/(㎡.K)對應的窗型,后者單方造價約為前者的1.6倍。即從經濟性考慮,項目采用斷熱鋁合金Low-E三波兩腔幕墻系統(tǒng)。在滿足外墻傳熱系數(shù)k=0.4W/(㎡.K)前提下,保溫可通過對比巖棉板、難燃型膨脹聚苯板、難燃型擠塑聚合板、石墨烯聚苯板進行單方造價增量成本對比,選擇最為經濟的巖棉板\巖棉帶。在滿足屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)k=0.3W/(㎡.K)前提下,對比難燃型擠塑聚合板、難燃型膨脹聚苯板、聚氨酯保溫板、泡沫玻璃的單方造價增量成本,考慮到模塑聚苯板(EPS)強度不適合應用到上人屋面,屋面保溫選擇次經濟的擠塑聚苯板(XPS)。 外墻、屋面保溫增量成本對比示意圖 部分圍護結構做法示意圖 圍護結構做法表 3 關注細節(jié) 改進優(yōu)化氣密性處理設計 打破傳統(tǒng),采用防水透氣膜、防水隔氣膜。傳統(tǒng)氣密層做法為一定厚度的抹灰層和硬質材料板(如密度板、石材),該做法氣密性很難評估,具體與施工質量有關,且造價成本較高。本項目采用經濟性、功能穩(wěn)定性好的氣密性薄膜,以防止室外水汽的滲漏,盡可能提高圍護結構整體的氣密性和水密性,預期實現(xiàn)建筑氣密性符合室內外正負壓差50 Pa條件下?lián)Q氣次數(shù)每小時不超過1次(n50≤1 次/h),從而減少滲漏損失,有效地提高建筑的氣候適應性,優(yōu)化室內熱濕環(huán)境。 防水透氣膜示意圖 4 講求實效 高效節(jié)能機電系統(tǒng)設計 融合綠建三星相關節(jié)能措施,注重系統(tǒng)全生命周期節(jié)能。本項目依托區(qū)域能源供能,采用高效熱回收新風機組,進行空調節(jié)能降耗。空調冷熱水系統(tǒng)循環(huán)水泵的耗電輸冷(熱)比應較現(xiàn)行國家節(jié)能標準降低20%以上,進行輸送系統(tǒng)節(jié)能。通過采用電子定風量閥精確調節(jié)送排風比例,保證整體樓棟微正壓,并采用高效的三維熱管熱回收技術,降低新風能耗。照明選擇同等亮度,耗功低的t8型LED燈具。電梯采用能量回饋、變壓變頻調速等節(jié)能技術以及電梯群控策略。 本項目在機電系統(tǒng)系統(tǒng)設計過程中,選擇系統(tǒng)形式、設備在滿足超低能耗基本參數(shù)要求的同時經濟性較好的類型,比如對本項目新風熱回收機組在設備選型階段,進行了轉輪和三維熱管式兩類機組的初投資比選,在滿足冷量回收>70%,熱量回收>75%的條件下,單臺46750m3/h三維熱管式機組初投資約低于轉輪熱回收式30%,即選用經濟性較好的熱管式新風熱回收機組。 5 智慧賦能 集成化管理運維平臺設計 集成管理平臺讓建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)快速可知、可見、可控。設置能耗計量和能源管理系統(tǒng),監(jiān)測公共區(qū)域及主要功能房間的室內環(huán)境參數(shù),同時上傳至物業(yè)管理平臺。設置運維展示平臺及智能建筑管控平臺,對全樓的設備進行監(jiān)測和控制,并可納入信息中心的局域網系統(tǒng),實現(xiàn)信息資源的共享。 根據(jù)項目各智能化系統(tǒng)的集成需求及運維特點,在系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)接入、運維服務、擴展預留等方面進行合理優(yōu)化設計。如合理精簡軟件架構,避免“平臺集成平臺”情況;設計過程中各子系統(tǒng)選用主流數(shù)據(jù)通信接口,提高數(shù)據(jù)接入效率;采用模塊化運維服務應用,避免面對不同對象的運維服務功能冗余重復;對項目未來擴展進行合理規(guī)劃,避免過多擴展預留。 集成管理運維平臺 打通后臺機電系統(tǒng)與前臺運維之間的信息斷層,向上提供數(shù)據(jù)與功能支撐,向下保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行。 6 可再生能源 高性價比光伏板系統(tǒng)設計 光伏系統(tǒng)產能兼遮陽,一舉兩得。綜合本工程的場地條件及初投資限制,將可再生能源鎖定在光能利用。結合本工程塔樓相對開闊的屋面條件,采用光伏板系統(tǒng),在產電供能的同時有效降低屋面太陽輻射熱。 考慮限額設計,對目前市場上性價比較高的兩款太陽能光伏板進行比選,碲化鎘單方平米造價約為單晶硅1.7倍,結合上海地區(qū)太陽日照天數(shù),選擇經濟性較好、發(fā)電效率較高的單晶硅型光伏系統(tǒng)。 7 分析驗證 超低能耗之建筑能耗模擬 運行模擬,將能耗參數(shù)化,篩選并驗證關鍵技術模擬實施效果。采用PKPM-PHEnergy被動式低能耗模擬分析軟件,分別從供暖空調、照明、電梯、生活熱水、通風機、可再生能源(光伏板系統(tǒng))六個方面進行建筑能耗模擬。 本項目采用區(qū)域能源供能,冷熱源性能參數(shù)固定,除去區(qū)域冷熱源相對《公共建筑節(jié)能設計標準》(GB50189-2015)性能提升而節(jié)約的能耗,其他節(jié)約能耗占比較大且可調節(jié)的參數(shù)主要為空氣處理機組定\變頻、新風熱回收機組效率及光伏板面積。通過對新風機組定、變頻及在滿足超低能耗熱回收效率(冷量回收70%,熱量回收75%)的基礎上提升效率模擬出滿足節(jié)約50%一次能源效率下對應的光伏面積,分別得出對應與光伏的總投資變化。通過數(shù)據(jù)圖表分析,在空氣處理機組定\變頻上盡量選用變頻機組,在安裝條件允許下,盡可能采用較高熱回收效率的新風機組,以降低整體投資。 定\變頻空氣處理機組與光伏總投資示意圖 不同回收效率下的新風機組與光伏總投資示意圖 注:經復核冷量采用回收效率75%的換熱段,新風機組布置時,機房面積不足,故75%以上熱回收效率的機組不再進行比對。 最終按照優(yōu)化的空氣處理機組、光伏面積,模擬計算得出本工程暖通空調耗冷熱量減少30.98%,一次能源消耗減少50.21%,滿足超低能耗指標要求。 空調全年累計耗冷熱量 建筑總能耗分析匯總 一次能源消耗對比示意圖 展望與總結 EPC總價包干模式下的超低能耗設計難點在于如何將超低能耗的所帶來的投資增量分攤到每個專業(yè)專項里,如何實現(xiàn)價值與效能高度匹配。為解決難點,項目在設計概算編制過程中組織多輪設計與商務深度聯(lián)動,綜合類似工程案例進行造價細分,對各專業(yè)專項進行造價指標限定。項目設計過程中,組織進行多輪方案制定,多次全專業(yè)設計優(yōu)化后才促成了最終經濟可行的設計方案,保證了超低能耗建筑最后以相對經濟合理的方式落地。 |