中海总部大厦设计阶段近零能耗BIM技术应用

中海总部大厦项目设计阶段近零能耗BIM技术应用Contents目录第一章企业简介第二章项目概况第三章项目亮点第四章技术创新点技术应用第五章拓展技术应用第六章总结展望企业简介Contents目录第一章企业简介第二章项目概况第三章项目亮点第四章技术创新点技术应用第五章拓展技术应用第六章总结展望深圳湾已建项目待建项目41m114m140m68m44m72m56m14m24m6m100M150M已建项目中海总部大厦总规模：中海总部大厦建筑总面积约6.12万平方米，包括5层地下室；地上1~6层（大堂及商业区、会议创新区、员工餐饮、活动区）；7~19层办公区；20-21F企业服务区。建设地点：位于深圳市后海湾-东角头地区，中心路与创业路交汇处西北区域建设指标国内首个5A级近零能耗高层写字楼建筑项目概况H=4.5m*13FH=8.1mH=15m架空层（6层）H=4.5m*2F部门办公共13层（7层~19层）H=99.48M企业服务（20层~21层）报告展览层数：3层（3层~5层）报告展览（3层~5层）餐饮（5层）创新+会议+图书（4层）H=22mH=13.5mH=4.5mH=6.0mH=6mH=4.8mH=3.8mH=3.8mH=3.8m办公楼高度：大屋面结构高度：99.48米标准层层高：4.5米首层大堂层高：15米地上层数：21层地下层数：5层功能分区项目概况中海总部大厦项目低碳、绿色和健康的前沿设计方案，获得“近零能耗建筑”设计认证，成为国内首个5A高层接字楼近零能能耗建筑。还取得LEED金级、WELL金级和健康建筑三星的预认证。项目概况定位设计阶段组织架构建设单位中海地产海外集团BIM设计单位广东省建筑设计研究院有限公司设计单位香港华艺设计顾问（深圳）有限公司BIM总负责许志坚BIM执行经理韦唐宾项目概况BIM技术负责梁华丽BIM工程师胡翔、吴腾宇......等副总工程师刘赫南副主任建筑师任群副主任工程师方金工程师杨振汉...等副总建筑师朱高栋实施细则项目概况软硬件配置项目概况2016NavisworksSketchUp绿建分析模拟整合分析结构设计方案推敲模型搭建自研插件绿建节能机电设计Contents目录第一章企业简介第二章项目概况第三章项目亮点第四章技术创新点技术应用第五章拓展技术应用第六章总结展望项目亮点中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，

努力争取2060年前实现碳中和。总书记多个场合多次强调“双碳工作”的重要性“实现这个目标，中国需要付出极其艰巨的努力。”“中国言出必行，将坚定不移加以落实。”“是一场广泛而深刻的经济社会变革，绝不是轻轻松松就能实现的。”9月22日，国家主席习近平在第75届联合国大会发表重要讲话“国家发改委正在抓紧编制2030年前碳排放达峰行动方案。按照整体部署、系统推进、分类施策、重点突破的原则，加快构建碳达峰、碳中和“1+N”政策体系。行动方案已完成征求意见，即将发布。积极应对气候变化，力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和是我国的重要国际承诺和国家战略。宏观背景国内首个5A级近零能耗高层写字楼建筑国内首个5A级零碳高层写字楼建筑（运行阶段）探索商业地产双碳战略之路推动建筑领域应对气候变化中海总部大厦项目以实际行动落实碳达峰与碳中和国家战略，自主研发，聚焦建筑低碳科技，探索零碳建筑技术路径，持续引领行业绿色低碳发展。双碳建筑项目亮点中海总部大厦项聚焦建筑需求侧和用能侧，通过11项节能减碳专项设计，满足近零能耗建筑标准；运行阶段通过绿电和碳交易中和剩余碳排放，实现零碳建筑目标。规划布局高性能围护结构自然通风自然采光温湿度独立控制空调高效制冷机房热回收智能照明高效电梯光伏发电智慧运维绿电交易碳交易零碳建筑需求侧节能用能侧减碳碳中和近零能耗建筑零碳技术项目亮点Contents目录第一章企业简介第二章项目概况第三章项目亮点第四章技术创新点技术应用第五章拓展技术应用第六章总结展望建筑本体节能技术创新点山海大观远景观山海平台绿谷办公休息平台城市之窗中景观城市公园城市山林知识讲堂、运动体育海纳四方市民广场城市氧吧景观绿地公园“阳光是世界上最好的材料”总部大厦发挥区位优势，充分利用自然资源，实现多层次立体绿化，改善建筑小气候；建筑体态错落有致，创造能够多方位亲近自然的建筑。偏筒+贯穿式中庭设计，实现均质化采光，减少对人造光源的依赖贯穿式边庭设计，引入主导风向，使自然对流成为可能。规划布局高性能围护结构--幕墙技术创新点“低能耗亲自然”围护结构负荷约占总负荷的40%，高性能围护结构是建筑本体节能降碳的必备措施。以全年累计负荷最低为目标，优化确定围护结构参数。垂直构件遮阳建筑全年接收太阳辐射量271.9kwh/㎡相比全玻璃幕墙全年接收热辐射减少37.13%垂直构件出挑进深：0.9m水平构件遮阳建筑全年接收太阳辐射量257.63kwh/㎡相比全玻璃幕墙全年接收热辐射减少40%水平构件出挑进深：0.9m建筑本体节能技术创新点“会呼吸的写字楼”总部大厦因地制宜，设置带开启窗的双中庭，以通风效果最优原则设置可自动开启外窗，最大限度利用自然通风，改善室内环境，减少空调能耗。技术路线分析：利用BIM模型根据室外风环境模拟结果，确定外窗表面压力、中庭底部、顶部压力取值。为了实现最优的自然通风效果，利用BIM模型通过CFD模拟对幕墙所有开窗组合通风效果进行分析，确定最佳开窗方案。结论：自然通风全年可利用小时数2315h，占全年时间27%，其中过渡季2150h，夏季195h。

年实现减排185tCO2，节省运行费用32.5万元。BIM模型室外风环境模拟楼层模拟建筑本体节能自然通风技术创新点目标：主要功能房间满足采光系数≥3%，要求的房间面积占比≥60%。技术路线分析：项目位于北纬22.6°，东经114.1°。利用BIM模型模拟日照分析，日轨图显示夏至日太阳高度角较大，自然采光可利用条件较好。中庭为室内补充自然采光。结论：优选玻璃参数合理的遮阳方式且设置中庭情况下室内自然采光效果提升明显；平均采光系数提高37.75%

；采光系数≥3%面积占比≥60%

；顶层采光系数提58.71%，中间层采光系数提升62.2.63%，底层采光系数提升72.80%。BIM模型太阳高度角分析水平遮挡效果分析中庭补充采光自然采光方案确定自然采光建筑本体节能本项目空调系统以健康和低碳为目标,因此采用主动式冷梁系统。主动式冷梁，湿度控制采用常规冷源，温度控制采用中温冷源，能量分级利用，更节能。办公区、会议室设置主动冷梁；卫生间、电梯厅设置风机盘管；外幕墙内侧设置条缝送风口，形成贴附气流。标准层空调分布标准层冷梁分布标准层风盘分布显热负荷：115kW潜热负荷：90.55kWAHU送风量：18000CMH冷梁台数：88台贴附型条形风口顶送风，在靠近外幕墙区域设置贴附型条形风口，幕墙侧形成冷气流，抵挡外幕墙得热。贴附型条形风口分布局部剖面示意贴附气流高效能源利用主动式冷梁系统技术创新点中海大厦制冷机房全年平均能效比目标为6.0以上设计目标 技术路径 系统设计

中海总部大厦制冷机房全年平均能效比目标为6.0以上，远高于国内标准，达到国际领先水平。（美国ASHRAE标准COP=5.0即为一级）广东省高效机房标准美国ASHRAE高效机房标准高效能源利用高效制冷机房技术创新点技术创新点通过能量分级利用、高效设备、输配系统优化以及精密控制等技术措施，实现制冷机房的高效运行。空调系统能耗占比40%常规水平系统能效中海总部大厦目标能效能量分级利用精密控制高效设备输配系统优化3.56.x低温除湿（新风）中温降温（冷梁）低阻力阀门高精度检测点

适时调节系统

自反馈优化系统提升措施变频、磁悬浮制冷机变频水泵效冷却塔（变频风机）低阻力设备（冷机、末端）低阻力管道设计目标 技术路径 系统设计

高效能源利用高效制冷机房技术创新点通过BIM技术模拟机房机组管线布置，制冷机房内机电管线整体分为三层排布，最上一层为水、电、送排风等管线,空调水主管分为两层排布，翻弯集中在最上一层，保证机房内管线整洁美观，减少翻弯，保证管道阀门安装空间。输配系统优化，采用低水阻制冷机组、低阻力设备构件、135度顺水弯头、低阻力管道等，降低系统水阻力，降低水泵扬程，减少输送能耗30%以上。制冷机房管线布置图制冷机房管线剖面图设计目标 技术路径 系统设计

技术创新点高效能源利用高效制冷机房技术创新点进行全年动态负荷模拟，优化设备选型，确保方案科学合理，系统稳定高效。设计目标 技术路径 系统设计

全年供冷季负荷模拟供冷季冷负荷模拟曲线供冷方案示意图技术创新点高效能源利用高效制冷机房技术创新点全年供冷季负荷模拟供冷季冷负荷模拟曲线供冷方案示意图负荷需求 热源匹配 方案对比 新风热回收数据机房、电气用房负荷计算生活热水需求计算数据机房冷负荷为40-200kw；电气用房冷负荷为75kw。卫生热水需求负荷为162kw项目条件：数据机房、电力用房有稳定的发热量，有对外散热需求；同时食堂、员工健身房等需要制备生活热水，有用热需求，两者热量基本匹配。技术创新点高效能源利用热回收技术创新点全年供冷季负荷模拟供冷季冷负荷模拟曲线供冷方案示意图通过水-水热泵机组，将数据机房的热量回收，用于制备食堂、员工健身房所需生活热水，冷热联供，大幅提升系统能效。负荷需求 热源匹配 方案对比 新风热回收数据机房变配电室员工餐厅厨房健身房水源热泵供

冷供

热（制备生活热水）（机房降温）冷热联供余热回收示意图技术创新点高效能源利用热回收技术创新点全年供冷季负荷模拟供冷季冷负荷模拟曲线供冷方案示意图通过多方案对比，相比常规方案，本项目水水热泵方案能耗降低约67%。负荷需求 热源匹配 方案对比 新风热回收多方案对比分析水-水热泵系统方案水-水热泵系统在能源利用方面优于空气源热泵、热水器等系统。技术创新点高效能源利用热回收技术创新点新风系统采用全热回收机组，全热效率≥70%，全年新风负荷下降45%。项目所在地室内外温差较小，湿负荷占比较高，选用带旁通的全热热回收机组；

过渡季新风旁通，减少系统阻力，降低运行维护费用。负荷需求 热源匹配 方案对比 新风热回收157.7108.3101.887.1100120140160基准建筑显热热回收（50%）

显热热回收（75%）

全热热回收（70%）累计冷负荷(kWh/㎡)热回收装置对建筑累计冷负荷影响806040200技术创新点高效能源利用热回收技术创新点屋面光伏组件排布图光伏发电对比分析敷设面积360

m

2515

m

2光伏组件144

块240

块总容量64

.

8

KW108

KW年均发电量7

.

29

万12

.

45

万系统造价25

.

3

万42

.

1

万PV板汇流箱低压柜电网PV板逆变器注：光伏发电经汇流箱、逆变器，接入低压柜。光伏供电不足时，自动切换至市电供电。供电示意图“可再生能源”本项目充分利用屋面空间，最大限度开发利用可再生能源，设置光伏发电；年发电量12.45万度，可满足4层办公楼层全年照明用电。技术创新点高效能源利用光伏发电技术创新点可视化能源管理，实现能耗和碳排放数据的收集、分析和披露，提高能源利用效率，挖掘节能潜力。能源数据采集、过程监控、数据分析、趋势预测。可视化能源管理系统能耗预算与对标能耗统计与分析运行与节能诊断技术创新点高效能源利用智慧运维技术创新点绿电与碳交易碳排放总量控制的前提下，温室气体排放权具有经济价值，从而具备了商品属性。碳交易通过市场机制实现价值补偿，为建筑提供低成本、高效率减碳路径。需求侧节能高效能源利用绿电和 碳交易 零碳建筑技术路径建筑节能减碳技术发挥到极致引入建筑边界外的碳减排和碳汇建筑规划高性能围护结构自然通风自然采光温湿度独立控制空调高效制冷机房热回收智能照明高效电梯光伏发电智慧运维绿电交易碳交易技术创新点技术创新点绿电与碳交易通过被动优先，建筑设计等被动式技术使建筑综合能耗降低14.6%，占比项目整体节能量的23.9%

。规划布局合理利用气候环境室内外过渡空间缓冲自然通风高性能围护结构自然采光优选玻璃参数合理的遮阳方式高性能幕墙系统屋面保温提升可封闭双中庭优化外窗开启方式2.主动优化，在被动式设计的基础上，高效能源利用技术实现建筑综合能耗下降46.4%，其中高效能源和可再生能源占总节能率的76.1%。智慧运维基于热回收的生活热水方案可再生能源系统高效冷热源配置方案高效电梯系统建筑能源系统舒适空调系统高效智能照明近零能耗建筑七大能源系统能效提升小结技术创新点技术创新点Contents目录第一章企业简介第二章项目概况第三章项目亮点第四章技术创新点应用第五章拓展技术应用第六章总结展望设计模型集成土建模型综合模型机电模型

通过BIM技术将各专业集成分析，三维可视化，加深设计师对空间的认知，更有利于提高建筑空间利用。拓展技术应用办公区剖析模型方案对比传统办公平面通过通过BIM可视化的特点，协助设计场地分析，提出偏筒设置，置入绿色中庭，形成大跨、绿色、高效集中的平面布置逻辑核心筒偏置置入采光导风中庭通过风环境模拟，得知场地东南、东北侧风环境最佳；因此置入中庭，有利于南北通风，到来舒适的热工环境。中庭采光，东侧大空间带来更多自然光、节约电灯能耗1.中置通风采光带，为东侧到来更多自然观2.南北中庭有利平面3.通高中庭，拔风效应进一步加强塔楼自然风通过视线模拟，结合场地北侧开阔、西侧局促现状条件提出核心筒偏置。1.景观视线最优，充分利用北侧、东侧及南侧景观资源2.避免西侧公寓不利景观及视线干扰3.空间尺度最好，可实现大空间，灵活使用传统办公平面通常为办公区围绕核心筒布置，使办公采光及景观最大化形成集中办公模式结合业主办公需求，将办公室布置于南北、将东侧采光面开发给员工，西侧集中布置会议、卫生间等配套服务功能。1.东侧设置集中办公2.南北两侧设置独立办公室3.西侧设置服务配套拓展技术应用流线分析设计方案优化阶段，通过三维可视化模型，分析建筑各功能过区是否满足功能需求，服务流线和客流线分离，最大限度缩短客人流线的距离。拓展技术应用钢梁预埋标准层结构模型标准层近24米大跨选用型钢混凝土梁方案。通过BIM技术综合分析，提出大跨管线穿梁，4.5米层高、精装后3.05m室内净高，达到净高极限释放、管线规则有序。标准层三维示意图（24米大跨度

约12000平米无柱空间）大跨度梁上开洞（3.05m净高）雨水穿钢梁风、水、电穿钢梁拓展技术应用底板基础模拟分析

本工程采用旋挖钻孔桩灌柱桩，197条，其中纯压桩58条，抗拔兼抗压桩139条，有效桩长不小于60（进入持力层深度不小于10m，持力层均为土状强风化花岗岩。底板基础电梯基坑、集水井灌柱桩主体结构墙柱拓展技术应用专项分析

参与前期设计方案策划,通过BIM三维可视化进行专项分析专项交底。坡道出入口卷帘门消火栓箱集水井拓展技术应用碰撞检查初步设计阶段碰撞成果：碰撞共计253处，核实31处为重大碰撞，急需进行设计调整；施工图设计阶段碰撞成果：碰撞共计115处，核实18处为重大碰撞，急需进行设计调整。

通过碰撞检查报告，将设计图中各专业所存在的“错、漏、碰、缺”问题提交设计方进行修改，提前排查施工隐患。室外井碰撞承台尺寸有误拓展技术应用管道统一角度翻弯平齐做法地下车库非装区样板管线排布原则喷淋末端安装方式照明灯带位置停车指示灯安装位置……消火栓明暗装位置给水点位置防撞装置安装高度指示牌安装方式非装修区样板非装修区样板针对非装修区域（地下室），依据项目需求将机电末端定位及相关内容提前进行BIM样板定制，以实现设计和施工可行性的双重验证，并作为业主方定样和质量验收的主要依据。拓展技术应用Contents目录第一章企业简介第二章项目概况第三章项目亮点第四章技术创新点应用第五章拓展技术应用第六章总结展望围护结构6.4%自然通风17.5%热回收技术10.0%高效冷热源25.9%冷梁末端11.1%高效照明19.7%生活热水3.5%高效电梯2.9%太阳能光伏3.0%56.953.147.642.827.421.321.321.321.321.31.11.17.32.27.32.22.42.22.42.420.4520.4520.4520.4520.4521.121.121.121.1