1 前言
北京汽車產業研發基地用房（綜合研發辦公大樓）項目位于順義區仁和鎮北京汽車城內，臨近北京國際機場T3航站樓。由北京汽車研究總院有限公司投資建設，并于2014年獲得住房和城鄉建設部評定的三星級綠色建筑設計標識和三星級綠色建筑評價標識。
2 工程概況
北京汽車產業研發基地用房（綜合研發辦公大樓）項目建筑功能分為核心功能及附屬部分兩大類，其中核心功能包含三部分：工程中心及產品研究中心的研發辦公部分、試制及試驗中心以及造型中心；附屬部分包括以上三部分配備的專家公寓，餐廳、會議中心，職工活動中心，地下車庫等多項綜合服務性措施。
建筑占地面積為15.8萬㎡，建筑面積為17.4萬㎡，其中總地上建筑面積為14.6萬㎡，總地下建筑面積為2.80萬㎡，地上七層（其中裙房3層），地下一層，總建筑高度36m。
整個建筑充分采用了綠色技術，主要技術指標如下：地下空間面積比77%，室外透水地面面積比48%，項目能耗占參考建筑能耗的75%，2014年非傳統水源利用率14.6%，可再循環材料利用率10.1%，高強度鋼筋利用率84%。同時獲得了多個國家獎項，包含中國建設工程魯班獎、中國鋼結構金獎等12個獎項，3個發明專利，6個實用新型專利。
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圖1 北京汽車產業研發基地用房（綜合研發辦公大樓）鳥瞰圖 |
3 綠色建筑技術及實際運行情況
3.1節地與室外環境
北京汽車研究總院研發基地采用汽車流線造型，為了消除光污染，玻璃幕墻采用低輻射中空玻璃，外立面9°外傾，如汽車的兩側翼板，照射在外立面的陽光向下反射到附近地面，夜間照明也只采用LED輪廓照明，有效消除了對周圍環境造成的光污染消除了對周邊道路行駛的車輛和附近居住的人群的影響。
針對當地的風環境和地形特點，運用多種模擬手段，充分考慮到夏季建筑的自然通風和區域內的空氣流通，以及冬季相關人活動區域的防風設計，對建筑方案進行優化設計。經室外風環境模擬，夏季建筑迎背風面壓差約為1Pa，建筑擁有較好的自然通風條件；室外人行高度處風速分布于0.3~4m/s 范圍內整體通風效果較好，有利于散熱。
項目場地內綠化率達30.7%，除必要的交通道路及景觀廣場外均為綠化用地，設置了大面積的喬灌木復層綠化，同時在地上停車位的下方也設置了綠化帶，充分利用了有限的空間，室外透水地面的面積達2.9萬㎡，占室外地面面積的48%。
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圖2 北京汽車產業研發基地用房（綜合研發辦公大樓）模型圖 |
項目將整個交通分為四部分：通勤車人流、公交、小汽車人流、步行人流。針對不同人流情況，在場地北側邊界分東西設置了兩個10m寬的車行出入口，南側邊界分東西設置了兩個15m寬的車行出入口，在南側邊界中部設置了60m寬的綠化廣場同時兼做人行出入口，整個建筑由7m寬環形車道圍繞，主要地下車庫入口車道分布在建筑南北兩側，與4個車行入口緊密關聯，南側為2個雙車道，北側為2個單車道，車輛可迅速出入地下車庫，起到了良好的人車分流的作用。
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圖3 北京汽車產業研發基地用房（綜合研發辦公大樓）交通組織分布圖 |
項目充分利用了地下空間，為節約用地，配套設備用房及消防泵房均布置在主體建筑地下。主體部分為地下一層，主要為車庫、設備用房及游泳中心。部分夾層為游泳中心配套的水處理機房及空調機房。總地下建筑面積2.8萬㎡，地下建筑面積與建筑占地面積之比為77%。
3.2節能與能源利用
項目通過多種措施相結合的手段降低建筑能耗，主要包含優化圍護結構、提高空調采暖設備系統能效比、設置排風熱回收系統、全空氣系統過渡季全新風運行、全LED照明燈具等，最終使得項目能耗占參考建筑能耗的75%。
項目選用高效圍護結構技術體系，屋面包括平屋頂、復合金屬屋頂和玻璃采光頂三部分，其中平屋頂采用60mm 厚擠塑聚苯板保溫；復合金屬屋頂采用80mm 厚玻璃棉保溫；玻璃采光頂采鋼化夾膠中空玻璃。外墻為金屬幕墻與玻璃幕墻體系，主要采用中空LOW-E 玻璃。由于建筑立面采用全玻璃幕墻結構，太陽輻射對空調能耗的影響不容忽視，因此在建筑外圈9米以下外幕墻上設置遮陽格柵，明顯改善室內熱環境和光環境。
本工程空調冷源為地源熱泵+水蓄冷+調峰冷水機組的復合式系統；空調熱源為地源熱泵+水蓄熱+調峰空調用燃氣鍋爐的復合式系統，生活熱水及游泳池池水加熱夏季、過渡季以地源熱泵為主，冬季以燃氣鍋爐為主。
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圖4 北京汽車產業研發基地用房（綜合研發辦公大樓）地源熱泵技術示意圖 |
空調系統采用水蓄能方式，即夏季蓄冷、冬季蓄熱。地源熱泵機組全部為雙工況熱泵。冬季夜間由調峰燃氣鍋爐向全樓空調系統供熱，電力低谷段地源熱泵機組向蓄熱水池蓄熱，白天由地源熱泵機組、蓄熱水池和燃氣鍋爐共同供熱，燃氣鍋爐作為冬季供熱的調峰設備。夏季夜間由調峰熱泵型冷水機組配合冷卻塔向全樓空調系統供冷，電力低谷段地源熱泵機組向蓄冷水池蓄冷，白天由熱泵機組、蓄冷水池和冷水機組加冷卻塔共同供冷，冷水機組作為夏季供冷的調峰設備。內區夏季供冷和外區空調系統相連，共同供冷；過渡季由地源熱泵夜間蓄冷，白天只利用蓄冷水池的冷量為內區供冷，充分節約運行費用，同時過渡季也可利用冷水機組加冷卻塔系統為內區供冷。
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圖5 北京汽車產業研發基地用房（綜合研發辦公大樓）地源熱泵控制系統圖 |
為了減少新風換氣帶來的熱量損失，研發基地安裝了33臺熱回收空調機組，為大廈補充新風，總新風量為230700m³/h，在運轉時將排出的空氣與補充的新風進行能量交換，吸收排出空氣攜帶的能量重新送回室內，熱回收率達75%。
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圖6 北京汽車產業研發基地用房（綜合研發辦公大樓）空調機房 |
生活熱水制備及游泳池池水加熱夏季以地源熱泵為主，利用熱泵機組供冷產生的冷凝熱“免費”加熱生活熱水及泳池池水，過渡季利用地源熱泵機組從地源取熱后制備。
本項目照明功率密度按照目標值進行設計，并設有智能照明控制系統對全樓照明進行控制，照明燈具100%采用LED 節能光源。對于室外照明，在距離建筑物較遠的區域采用了太陽能路燈。
3.3節水與水資源利用
項目采用了多種節水技術，室內衛生器具均為節水型，供水采用無負壓變頻供水設備，室外綠化采用微噴灌形式，極大的降低了水資源的浪費。
項目在建筑內部自建中水站，經生物處理、沉淀、過濾、消毒等處理后用于沖廁、綠化、水景補水等，同時室外建設了2000m³的雨水收集池，經沉淀、過濾處理后用于綠化使用。對于無法收集的雨水，設計大量透水地面，利用植被等生態化措施部分取代雨水管道，作為雨水回滲和徑流的通道，減少對場地自然植被的破壞。把雨水轉化為土壤水，補充地下蓄水層，能帶來較好的生態和環境效益。
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圖7 北京汽車產業研發基地用房（綜合研發辦公大樓）綠化灌溉 |
3.4節材與材料資源利用
建筑外型有如一輛汽車，平面約為200x300m，建筑總高度35.59m。內部空間及使用功能復雜多樣，結構外輪廓為9 度傾斜，內部有多處大跨空間，結構核心區以四個核心筒為主要豎向支撐體形成空間環形辦公區，核心區造型中心為68.9m 直徑圓形空間。各個空間在屋面連為一個整體，形成整個車體的外輪廓。在確定結構方案過程中，根據建筑設計及使用要求，進行了多方案的比較，最終確定鋼筋混凝土框架+剪力墻+空間鋼結構，從而達到因地制宜，經濟，合理，適用，節約資源的目標。
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圖8 北京汽車產業研發基地用房（綜合研發辦公大樓）圓形輻射張弦梁結構圖 |
項目施工過程中使用的可再循環材料如鋼材、玻璃、木材等的總重量為32478 噸，使用建筑材料總重量為321475 噸，可再循環材料使用量達到10.1%。施工過程中收集施工廢棄物進行分類收集回用，其中砼塊、建渣、廢棄石材等用于回填道路路基，包裝箱、碎鋼筋、玻璃等可再循環建筑廢物分類收集后出售給廢品回收站進行統一處理。
3.5室內環境質量
項目根據室內不同房間的開口方式、層高、功能等特點對其自然通風方式進行了分析，通過多次調整通風面積，得到各區域通風面積與排風溫度關系，從而確定各區域通風開口面積。在建筑立面和天窗均設置大量可開啟扇（占幕墻面積的11.7%），在風壓和熱壓的作用下，實現了建筑的全面自然通風。
項目注重自然采光，在建筑頂部設置了三處大采光頂、四處小采光頂，外圍護結構采用全玻璃幕墻結構，同時地下室的泳池上方也設置了采光天窗，77%以上的室內空間能夠滿足自然采光的要求。
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圖9 北京汽車產業研發基地用房（綜合研發辦公大樓）采光效果圖 |
為保證室內空氣質量，主要功能空間可根據回風CO2 濃度調節新風閥開度。地下停車庫的通風系統風機根據車流量進行定時啟停控制，或者根據車庫內的CO 濃度進行臺數運行控制。
3.6運營管理
本項目智能化系統按照《智能建筑設計標準》GB/T50314-2006 的要求設置了通信系統、有線電視及衛星電視系統、有線廣播系統（包括背景音樂及應急廣播）、會議系統、無線對講系統、公共顯示系統、安全防范系統（包括閉路監控、門禁、報警、巡更、停車場管理系統）、綜合布線系統（電話、計算機）、網絡系統、建筑設備監控系統（包括智能照明、計量系統）和智能化系統集成。
建筑設備監控系統：建筑設備監控系統由傳感器、直接數字控制器（DDC）、傳輸線路、網絡控制器、交換機、執行器、顯示器等組成。空調機組、新風機組、送排風、給水排水、公共區域風機盤管等均納入 BAS系統進行監控或監視。冷源/地源熱泵系統、電梯系統、柴油發電機系統、計量系統、變配電系統設置獨立的監控管理系統，預留與BAS 系統聯網的網關接口。BAS 系統具備機組的手/自動狀態監視，啟停控制，運行狀態顯示，故障報警、溫濕度監測、控制及實現相關的各種邏輯控制關系等功能。
智能照明系統：本工程在辦公區、公共走道、地下車庫設計智能照明控制系統，本系統在一層消控室內設置管理主機以及網絡通信設備，管理人員可以在控制室內對整個系統進行編程操作和實時遠程監控。公共走道、電梯廳、樓梯間設置人動紅外傳感器，達到人來燈亮人走燈滅節約能源的目的；辦公樓各層設置室外光照度傳感器，分別分布在內區和外區，在正常辦公時間內，辦公內、外區燈光根據照度分別點亮，并在辦公區設置開關面板，可以通過不同方式對燈光進行開關控制；試驗試制區域、餐廳、各層休息區設置開關面板，方便人員根據需要對燈光進行開啟和關閉，夜間未關閉的中控室可用軟件實現關斷；大型會議室、培訓教室、董事會議室設置觸摸屏，對會議室內燈光進行調光，可以根據需求進行不同的場景設置，中小型會議室設置調光模塊，可自由調光；地下車庫設置照明開關模塊，上、下班高峰時間燈光全部點亮，非高峰時段可根據需要設置最小照度。
研發基地根據水電系統，共計安裝水電表312塊，可以實時記錄、監視各區域、各時段的能耗情況，根據采集的數據，分析統計，制定科學的能耗管理措施。
4 經濟效益
（1）節水：經統計，2014年項目市政用水約18.9萬m³，非傳統水源用水約3.2萬m³，2014年非傳統水源利用率為14.6%。
（2）照明節電：建筑內部100%采用LED照明，照明總功率830KW，相比常規熒光燈使用，每年可節省電量283.33萬KWh。
（3）復合空調系統節電：項目2014年空調系統年運行費用34.31元/㎡，比常規建筑運行費用降低了45.63%，2014年節省運行費用496萬元。
（4）施工過程節錢：項目通過技術創新、科技攻關，共計節省施工費用1578萬元。
5 小結
本項目作為北汽集團的總部辦公樓，以“展示綠色建筑技術，傳播環保綠色理念”為基本原則，以低成本、被動式技術為主，將工作重點放在建筑全生命周期的優化設計和技術落實上。項目積極倡導“綠色建筑”理念，運用科學手段推進建筑節能降耗，探索與自然和諧、可持續發展的綠色建筑模式，帶頭做資源節約型、環境友好型企業，為實現首都節能減排目標做出了榜樣。
