2024年4月28日发(作者：黄含莲)
北京ＣＢＤ核心区Ｚ１０大厦建筑方案优化设计
张永宁
薛志峰
北京唯绿建筑节能科技公司
Ｚ１０大厦建筑面积１３．２万平米，借助ＣＦＤ对所在区域进行室外风环境和室内气流组织
分析，大厦西南外立面设计成扭转流动曲线，内部设置成自然通风中庭，外玻璃幕墙设计了
自然通风口，在增加建筑美学特色的同时，强化了自然通风效果。主立面朝西，设计了与建
筑一体化的垂直固定外遮阳构件，详细模拟周边建筑遮挡以及大厦内部各层的采光需求，遮
阳构件向北侧立体旋转，基于模拟结果设计了不同的旋转角度与疏密排列。本项目建筑方案
与节能优化充分融合在一起，实现了技术与艺术的良好合作。
室外风环境；自然通风中庭；外遮阳构件；自然采光
北京制冷学会２０１２学术年会论文集
南向偏西的立面设置边庭，种植绿色植物，不仅提供了一个舒适的公共空间，也是建筑
与外界的一个缓冲区。通过边庭的风口，室外凉爽空气进入大楼，由于空气流动带走多余的
热量。春秋季节，建筑周边气流由南向北流动，从立面的自然通风进风口进入建筑内部，在
热压和风压的双重效果下，将室内多余的热量带走。由于建筑楼层过多，不统一采用一个中
庭，而是多层共用边庭，进行错落式设计，立面取风，顶部不设立风帽…。根据Ｃｏｎｔａｍ模
拟计算结果，设计方案西南立面开窗面积超过１０％，一层至四层大厅区域共用一个中庭，
中庭面积２５０ｍ２，标准层每四层共用一个中庭，中庭面积３５０－－４００
ｍ２，可以保证外温低于
１８℃时，室内温度不超过２４℃。本建筑方案可以通风自然通风缩短供冷时间２０天～３０天，
空调能耗节约５％～１０％。
图２２１０室外风环境分析
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趟
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图３ＺＩＯ室内中庭气流组织设计
３．遮阳构件设计优化
ＺＩＯ大厦西立面采用全玻璃幕墙，遮阳方案设计尤为重要。西向应以竖向遮阳为主，结
合立面造型和功能需要。采用外置固定垂直遮阳构件，根据立面的辐射强度，相应往北侧倾
斜，提高遮阳效剁２，３１。
根据Ｅｃｏｔｅｃｔ分析，建筑高度超过１００ｍ，西立面年日照小时数超过１８００ｈｒｓ，采用７００ｍｍ
的遮阳构件，依照Ｚ１０大厦南北水平方向得到的太阳能辐射强度数值．进行了疏密排列，
遮阳前室内平均照度４９００１ｕｘ，遮阳后平均１９００１ｕｘ，光照强度变柔和，夏季太阳辐射强度
减少５５％，减少强烈日射。建筑高度６０ｎＰｌ００ｍ，立面年日照小时数１６００￣２０００ｈｒｓ，采用
４００～６００ｍｍ的遮阳构件，夏季太阳辐射强度减少４５％。建筑高度小于６０ｍ，立面年日照小
时数１２００－１８００ｈｒｓ．主要采用２００ｍｍ～４００ｍｍ的遮阳构件。
西侧遮阳构件由六种不同尺寸构建组成，其分布依照Ｅｃｏｔｅｃｔ模拟数值设计最佳的遮阳
角度和构件尺度，其整体图案的渐变是根据太阳辐射分析得出，在大大降低了空调的能耗的
北京制冷学会２０１２学术年会论文集
同时，让本来平直的立而从视觉上产生丫立体感。东侧直面采用竖向遮阳线条，突出ｒ建筑
的纵向高度与挺拔感。东侧立商顶部的竖向遮阳逐渐变化为横向裙房天花遮阳板，其界嘶，弋
ｊ十的变化依据采光需求的计算，降低了照明能耗。
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用辑甜靠膻分布童
西盘曩走陶％舯一度分奄童
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图４火厦西立面太阳辐射强度分析
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图５旋转遮阳构件设计
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图６人厦内部办公区采光效果分析
４．其他绿色建筑措施应用
ＺＩＯ大厦采用新的方法和载体解决采暖和制冷问题，办公ＩＸ采用温湿度独立处理系统，
利用柔和的天棚辐射消除室内热量，利用置换式新风除去湿气，营造高舒适度的室内环境，
温湿度独立控制空调系统中，采用温度和湿度两套独立的空调控制系统，分别控制、调节
室内的温度与湿度，从而避免丫常规空调系统中热湿联合处理所带来的损失。为保证室内
环境卫生，空调运行时要排走室内污浊空气，实现新风全置换，必然会带走很多能星，闪
此有必要通过热回收装置将排风中的能量转移至新风。宅调换气机组设置热【司收装置，保
９ｌ
北京制冷学会２０１２学术年会论文集
证输入室内的新鲜空气与室内温度接近，能量回收系统可以实现８０％热可回收率，达到有
效节能目的。
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曩’．ｏ，‘≯弩
蕊静
繇◇０。季
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拶
明１
图７人厦非传统水源利用；图８大厦屋顶太阳能发电系统；图９大厦室内温湿度控制系统
Ｚ１０大厦屋顶铺设了１５０ｋＷ光伏发电组件，东立面玻璃幕墙采用ＢＩＰＶ光伏～体化方
案，将太阳能转化成电能就地用于本建筑中，可以满足大厦１０％的用电需求。所有卫生器
具等配件均采用节水器具，设置电感应阀，利用中水和雨水进行冲厕和灌溉，降低水资源
消耗，非传统水源利用率达到４０％。Ｚ１０大厦的冷热源、输配系统和照明等各部分能耗进行
独立分项计量；空调系统、通风设备、环境参数进行定期自动检测和记录，大厦入口处及
内部多处设置“碳排放数据展示器”，实时显示该建筑的“能源消耗”、太阳能光伏发电量，
实现建筑能耗的可追溯、可监测、可核查。通过以上努力，使项目建成后达到美国绿色建
筑评估体系ＬＥＥＤ金奖，并获得国内绿色建筑评估体系三星级认证。
５．结束语
Ｚ１０大厦以绿色建筑三星级标识与ＬＥＥＤ金奖为目标，将科技绿色理念整合于建筑方案
的创作中，打破了传统建筑师先行、机电设备配套的串联设计模式，这种集成化的设计方
法突破了单纯依靠堆砌产品与机电设备实现绿色建筑的畸形模式，绿色环保不再是设备工
程师为建筑强加的附属品，而是建筑师和多专业智慧的结晶，该设计方法必将引领绿色建
筑设计的理性可持续发展。
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2024年4月28日发(作者：黄含莲)
北京ＣＢＤ核心区Ｚ１０大厦建筑方案优化设计
张永宁
薛志峰
北京唯绿建筑节能科技公司
Ｚ１０大厦建筑面积１３．２万平米，借助ＣＦＤ对所在区域进行室外风环境和室内气流组织
分析，大厦西南外立面设计成扭转流动曲线，内部设置成自然通风中庭，外玻璃幕墙设计了
自然通风口，在增加建筑美学特色的同时，强化了自然通风效果。主立面朝西，设计了与建
筑一体化的垂直固定外遮阳构件，详细模拟周边建筑遮挡以及大厦内部各层的采光需求，遮
阳构件向北侧立体旋转，基于模拟结果设计了不同的旋转角度与疏密排列。本项目建筑方案
与节能优化充分融合在一起，实现了技术与艺术的良好合作。
室外风环境；自然通风中庭；外遮阳构件；自然采光
北京制冷学会２０１２学术年会论文集
南向偏西的立面设置边庭，种植绿色植物，不仅提供了一个舒适的公共空间，也是建筑
与外界的一个缓冲区。通过边庭的风口，室外凉爽空气进入大楼，由于空气流动带走多余的
热量。春秋季节，建筑周边气流由南向北流动，从立面的自然通风进风口进入建筑内部，在
热压和风压的双重效果下，将室内多余的热量带走。由于建筑楼层过多，不统一采用一个中
庭，而是多层共用边庭，进行错落式设计，立面取风，顶部不设立风帽…。根据Ｃｏｎｔａｍ模
拟计算结果，设计方案西南立面开窗面积超过１０％，一层至四层大厅区域共用一个中庭，
中庭面积２５０ｍ２，标准层每四层共用一个中庭，中庭面积３５０－－４００
ｍ２，可以保证外温低于
１８℃时，室内温度不超过２４℃。本建筑方案可以通风自然通风缩短供冷时间２０天～３０天，
空调能耗节约５％～１０％。
图２２１０室外风环境分析
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图３ＺＩＯ室内中庭气流组织设计
３．遮阳构件设计优化
ＺＩＯ大厦西立面采用全玻璃幕墙，遮阳方案设计尤为重要。西向应以竖向遮阳为主，结
合立面造型和功能需要。采用外置固定垂直遮阳构件，根据立面的辐射强度，相应往北侧倾
斜，提高遮阳效剁２，３１。
根据Ｅｃｏｔｅｃｔ分析，建筑高度超过１００ｍ，西立面年日照小时数超过１８００ｈｒｓ，采用７００ｍｍ
的遮阳构件，依照Ｚ１０大厦南北水平方向得到的太阳能辐射强度数值．进行了疏密排列，
遮阳前室内平均照度４９００１ｕｘ，遮阳后平均１９００１ｕｘ，光照强度变柔和，夏季太阳辐射强度
减少５５％，减少强烈日射。建筑高度６０ｎＰｌ００ｍ，立面年日照小时数１６００￣２０００ｈｒｓ，采用
４００～６００ｍｍ的遮阳构件，夏季太阳辐射强度减少４５％。建筑高度小于６０ｍ，立面年日照小
时数１２００－１８００ｈｒｓ．主要采用２００ｍｍ～４００ｍｍ的遮阳构件。
西侧遮阳构件由六种不同尺寸构建组成，其分布依照Ｅｃｏｔｅｃｔ模拟数值设计最佳的遮阳
角度和构件尺度，其整体图案的渐变是根据太阳辐射分析得出，在大大降低了空调的能耗的
北京制冷学会２０１２学术年会论文集
同时，让本来平直的立而从视觉上产生丫立体感。东侧直面采用竖向遮阳线条，突出ｒ建筑
的纵向高度与挺拔感。东侧立商顶部的竖向遮阳逐渐变化为横向裙房天花遮阳板，其界嘶，弋
ｊ十的变化依据采光需求的计算，降低了照明能耗。
囊年土铆轨垃暇
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｛÷棚一｛姗。｛ｌ雠。｛｝确。
图５旋转遮阳构件设计
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图６人厦内部办公区采光效果分析
４．其他绿色建筑措施应用
ＺＩＯ大厦采用新的方法和载体解决采暖和制冷问题，办公ＩＸ采用温湿度独立处理系统，
利用柔和的天棚辐射消除室内热量，利用置换式新风除去湿气，营造高舒适度的室内环境，
温湿度独立控制空调系统中，采用温度和湿度两套独立的空调控制系统，分别控制、调节
室内的温度与湿度，从而避免丫常规空调系统中热湿联合处理所带来的损失。为保证室内
环境卫生，空调运行时要排走室内污浊空气，实现新风全置换，必然会带走很多能星，闪
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北京制冷学会２０１２学术年会论文集
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图７人厦非传统水源利用；图８大厦屋顶太阳能发电系统；图９大厦室内温湿度控制系统
Ｚ１０大厦屋顶铺设了１５０ｋＷ光伏发电组件，东立面玻璃幕墙采用ＢＩＰＶ光伏～体化方
案，将太阳能转化成电能就地用于本建筑中，可以满足大厦１０％的用电需求。所有卫生器
具等配件均采用节水器具，设置电感应阀，利用中水和雨水进行冲厕和灌溉，降低水资源
消耗，非传统水源利用率达到４０％。Ｚ１０大厦的冷热源、输配系统和照明等各部分能耗进行
独立分项计量；空调系统、通风设备、环境参数进行定期自动检测和记录，大厦入口处及
内部多处设置“碳排放数据展示器”，实时显示该建筑的“能源消耗”、太阳能光伏发电量，
实现建筑能耗的可追溯、可监测、可核查。通过以上努力，使项目建成后达到美国绿色建
筑评估体系ＬＥＥＤ金奖，并获得国内绿色建筑评估体系三星级认证。
５．结束语
Ｚ１０大厦以绿色建筑三星级标识与ＬＥＥＤ金奖为目标，将科技绿色理念整合于建筑方案
的创作中，打破了传统建筑师先行、机电设备配套的串联设计模式，这种集成化的设计方
法突破了单纯依靠堆砌产品与机电设备实现绿色建筑的畸形模式，绿色环保不再是设备工
程师为建筑强加的附属品，而是建筑师和多专业智慧的结晶，该设计方法必将引领绿色建
筑设计的理性可持续发展。
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