编者按:当下,新质生产力正逐步地成为转变经济社会发展方式的趋势和引领。新质生产力实质是创新起主导作用,摆脱传统经济增长方式,具有高科技、高效能、高质量特征,强调绿色发展和可持续发展。在南京城市更新行动中,很多项目都有新质生产力的引领和驱动,江苏省建科院低碳科技示范办公楼项目以低碳为目标,依托人工智能(AI)、BIM等数字技术,创新建造发展方式,按照绿色建筑三星、近零能耗建筑标准、金级健康建筑进行设计,形成可看、可得、可感知、可推广的特色示范,是新质生产力在南京城市更新行动中创新探索的代表。
位于玄武区红山路107号的江苏省建科院低碳科技示范办公楼占地6783平方米,总建筑面积约20276平方米。原地块内为老旧实验办公楼和厂房建筑,土地及建筑物利用效率低、内部环境差,与周边容貌不协调。为了提高原有土地和建筑物的利用效率,最大化实现其经济价值、文化价值和生态价值,江苏省建科院决定对其进行更新。江苏省建科院是一所建筑领域的科研单位,拥有强大的科研技术力量,多所国家级、省级实验室,在建筑领域科技创新、科技成果推广和应用上硕果累累。作为一家技术实力雄厚的科研单位,在项目更新改造的技术投入方面有很强的优势。作为南京市第四批城市更新试点项目,建科院以大量的科技含量、设计创新、建造方式创新等融入其中,使得该项目成为新质生产力在城市更新中实践的示范和代表。
项目更新前现状及位置图
项目总体鸟瞰效果图
经过半年多时间的更新改造,现项目已主体封顶。接下来是机电设备安装、幕墙施工及景观改造,预计年底整体完工。据现场实施主体项目负责人介绍,本项目以低碳为目标,充分运用新质生产力,依托AI、BIM等数字技术,在项目“留改拆”、建筑设计、施工工艺、建筑材料、光能利用、中央空调系统、自动化智能化、安全韧性等全流程、多环节创新建造发展方式,涵盖了大量的科技创新,其科技成果在行业内能保持10年的领先水平。
本项目以降碳为目标,运用绿色低碳技术在建筑设计、智能建造(部分需要新建)、既有建筑改造、后期运营管理等进行全过程碳排放监控和管理。
1、建筑设计最优模拟
通过科学算法分析建筑设计数据,快速识别并模拟出最优的空间布局、形态结构以及环境适应性策略。通过对气候、光照、风向等环境因素的精准模拟,设计出充分利用自然资源、减少人工能源消耗的绿色建筑。进行多目标优化设计,兼顾建筑美学、功能性与能源性能,为项目提供更科学、环保的设计选项。
2、碳排放精准预测
通过AI技术对项目的设计进行实时能源模拟与仿真,精确预测建筑在全生命周期内的能源消耗、碳排放及舒适度指标,催生能够自我调节、与环境高度融合的“生物气候建筑”。通过能源模拟工具,使项目在设计阶段就预见并修正潜在的能源浪费问题,确保其最终的高效节能特性。
3、低碳清洁材料精准识别
通过数据分析识别出合适项目的低碳、高能效建筑材料,并结合当地资源条件、成本效益等因素,为项目提供定制化的材料建议。AI赋能的数字化供应链管理系统通过追踪材料源头、生产过程、运输路径等全链条信息,做到建筑材料的透明化、绿色化。
4、智能运维持续优化
通过AI技术可实时监测项目的建筑能耗、室内环境质量、设备运行状态等关键指标,识别异常情况并提供针对性的节能策略。长期的建筑性能数据积累也将有助于AI不断学习与优化,推动建筑向更高能效水平进化。
办公楼正向人视效果图
低碳智慧建筑综合管理系统
项目将BIM技术应用贯穿整个工程设计、构件生产和施工安装全过程,形成一套完成的BIM数据库,实现参建各方信息的互联互通,为日后管理及运维提供了必要的基础数据。
1、设计快速精准
通过建立标准化BIM构件库,实现构件的快速选择和组合,加速设计进程。BIM的可视化设计功能有助于项目的人机友好协同和精细化的设计,确保项目设计的准确性和可行性。
2、施工可视安全
通过BIM技术可全方位呈现建筑构造和管线走向,提前发现并解决各专业图纸在空间上的交叉、碰撞冲突,进行可视化交底,保障工程质量安全。BIM模型的信息管理系统还可以将现场完工情况实时传输至质量管理系统,确保施工质量的控制。
3、运维高效安全
BIM技术通过集成设备的维护记录、操作手册、配件信息等数据,实现对设备的全生命周期管理,提高维护工作的效率和准确性。通过实时监测建筑物的能耗情况并进行分析和优化,节约能源;通过关联巡检点位与建筑模型,提高巡检的效率和准确性;通过关联安全设施和安全预案与建筑模型,实现更好的项目安全管理。
BIM+GIS技术运用
1、低碳构件保留利用
在更新过程中,坚持“留改拆”并举,能保留利用的尽可能利用,尽可能减少新的材料在使用初期的大量碳排放,也减少车辆内外运输对城市碳排放的影响。
在拆旧改造中,实施主体对原结构屋架、剪刀撑、反力墙、柱子、红砖等进行质量检测,确认质量合格、使用状态良好后,予以保留利用。如原实验车间的屋架,在保护性拆除后,经过加固处理,用于新建筑的报告厅顶部;拆除的红砖在新建筑中作为非承重墙,用于外装饰围护;原车间里的行车轨道切断后用作园区内的苗圃、座椅;老柱子切片后铺在外面道路上用作道板。这样做到了原有构件和材料能用尽用,大幅减少新的材料,可实现低碳绿色改造的目标。
老厂房屋架拆除后保留
老厂房屋架再利用
老厂房剪刀撑(更新后用作栏杆)
具有老建科文脉记忆的反力墙(更新后用作门牌石)
拆除后保留的柱子(更新后用作道路铺装)
2、建筑设计优化创新
建筑的构件连接节点采用标准化设计,便于产品构件工厂化预制生产、现场拼接安装,减少现场作业。建筑内外墙使用预制板墙系统,内墙采用户内设备管线、厨卫集成设计。优化各预制构件的尺寸,减少预制构件的种类,做到“少规格、多组合”,使建筑部品实现通用性和互换性,减少工厂生产及现场施工的成本,提高生产和施工的效率,保证建筑在建设过程中,其功能、质量、技术和经济等方面获得最优效果。
本项目按全装修标准交付,装修与建筑、结构、机电设计同步一体化进行,将功能条件前置,管线安装、墙面装饰、部品安装一次完成到位。事先统一进行建筑构件上的孔洞预留和装修面层固定件的预埋,避免在装修施工阶段对已有建筑构件打凿、穿孔,既保证了结构的安全性,又减少了噪声和建筑垃圾。通过一体化设计、配套化部品、专业化施工、系统化管理,可实现功能、安全、美观和经济的协调统一。
3、新材料新工艺绿色经久
在施工过程中,依托装配式建筑技术,建筑的楼梯、内外墙板、幕墙等多个功能部位均采用预制构件,有效减少施工现场的焊接作业,节约大量的时间成本,实现绿色施工。按照国家相关要求,局部屋面、内隔墙、厨房、卫生间隔墙,其“三板”应用比例不低于60%。
在新材料示范运用中,项目运用建科院自主研发的高性能、耐久性达100年的混凝土,达到高抗裂、自防水、高耐久的效果。这种混凝土一般被运用于跨海大桥、过江隧道、穿山隧道等重大基础设施。
下沉式广场设计使用无需二次处理的清水混凝土,不仅外表朴实简洁,同时减少了施工工序,达到了节能降碳的效果。项目还运用自密实混凝土,这种技术能有效防止混凝土裂缝。
大面积玻璃采用“三玻两腔”玻璃,三玻两腔是指三片玻璃之间有两个空腔。这个结构可以有效地隔离声音的传播,提供很好的隔音效果。它能减少噪音的传导,使室内更加安静。三玻两腔由于有多个空腔,可以有效地阻挡热量的传导,具有较好的保温性能。在冬季可以减少室内热量的散失,在夏季可以阻挡室外热量的传入。
施工现场实景
4、光储直柔高效减排
项目利用光储直柔技术,柔性调节建筑用电需求,使建筑用电与清洁能源发电实时匹配。大楼屋顶和南立面装有由单晶硅组成的太阳能光伏板。南立面采用生态捕捉技术,实现全年最大化太阳能利用,有效减少二氧化碳排放量。全楼照明、办公用电、空调用电均采用直流配电技术,通过储能技术,实现对电网的柔性配电。
图为生态捕捉界面效果图
厂房顶室内效果图(老厂房屋架再利用+碲化镉发电玻璃天窗)
5、多联机空调系统精准调温控湿
本项目一层展览厅和5层办公区域采用高温显热多联机空调系统,新风选择冷凝再热热回收新风机组,新风系统与PM2.5、CO2等传感器联动启停,设施设备利用更智能,湿度控制更精准,节能减排效能更高,室内环境舒适感更好。
6、厨房配置全电化
本项目的厨房采用全电模式,没有明火和一氧化碳气体,无一氧化碳中毒可能,先进的全电设计既保证了厨房的好用、安全,又减少了油烟污染,确保了厨房人员的健康。
7、防洪设计水动力全自动
在项目的两个地下车库出入口采用水动力全自动防洪闸,具有自动启闭挡水、无需电力驱动、无需人工值守,且结构设计合理、安装维护方便、产品性能可靠,并具有防误撞警示、车辆应急通行、非洪水可控流通和远程联网监控等功能。
8、机器人停车经济低碳安全
项目负二层地下室采用全自动化无人停车,机器人的搬运可以节省人力和为人而必需配置的电、水、空调等配套设施,且无需担心人的因素的安全问题。
核心空间(展厅报告厅)效果图
1、数字技术广泛应用,赋能城市更新智慧建设
数字技术应用于城市更新,不仅表现在节省大量的成本和项目实施的高效精准,而且在优化空间形态、提高安全韧性、改善人居环境、打造智慧城市(如智慧办公、智慧社区、智慧交通、智慧公共设施等)、推动城市现代化等方面有着广泛应用,对智能化城市管理、区域互联、业态集群发展以及城市高效治理等起着巨大作用。
2、发展方式绿色低碳,推进城市更新低排放、生态化、可持续
新质生产力的一个重要特征是发展方式的创新,新质生产力实质就是绿色生产力,绿色发展是高质量发展的底色。通过绿色低碳发展,城市更新项目可以显著改善城市的自然环境和生态系统。以绿色建造、绿色材料、低碳材料、先进工艺等为底色,走绿色低碳的可持续发展路径,是未来城市更新的必由之路。
3、发展理念现代化,推动城市更新高质量发展
城市现代化建设是一个城市在经济社会、科技、文化等多个领域全面进步的过程。城市现代化的核心在于摆脱传统落后的社会经济因素。通过城市更新行动,树立现代化建设的理念,加快新质生产力的发展,促进城市形象、城市特色风貌、城市功能、城市安全、城市品质、人居环境及城市现代化水平的完善和提高,不断推动城市高质量发展。
编辑 | 南京城市更新
审核 | 冯宪法
投稿、转载
商务合作