一、项目概况

武汉未来科技城位于中国中部战略支点城市武汉，依托第二个国家自主创新示范区——中国光谷。武汉未来科技城规划面积66.8平方公里，是中组部和国务院国资委确定的全国四家未来科技城之一。整体按照“土地利用集约化、产业发展高端化、城市功能智能化、工作生活人性化”的理念，以建设国家创新发展新引擎，打造世界级科技创新中心、高端人才聚集区和新兴产业高地为目的。武汉未来科技城是光谷发展的核心区。

其起步区位于东湖国家自主创新示范区东部，南侧为高新大道，高新大道南为光谷生物城农业园。东侧为外环高速路，北侧紧临九峰国家森林公园的自然山体和龙山水库。规划在理解城市发展和自然环境的关系上，提出“共生城市”的城市规划设计理念，希望充分尊重自然，创造人与自然和谐共生的城市形态。起步区由A01-A09 九个地块组成，分3 期建设。

A08地块规划总用地面积87379.43㎡，总建筑面积68480㎡，其中地上面积56655㎡，地下面积11825㎡。B楼（主塔楼）是一座为代表性的中心建筑，是武汉新能源研究院的办公楼，建筑下部为钢筋混凝土框架结构，上部为钢结构，共17层。面积19346㎡。D 楼为地下停车库，位于基地东南方向总体绿化的下面，以满足基地停车需要，并在此设计人防区域，D楼建筑面积11825㎡。项目总体于2011年6月开工，竣工时间为2014年8月。 2016年6月获得三星级绿色建筑运行标识。

项目在设计建设过程中荣获2015-2016年度湖北省建设优质工程（楚天杯）、武汉市结构优质工程奖、2015年武汉市建筑工程黄鹤奖银奖、武汉市建筑工程安全文明施工现场、湖北省新技术应用示范工程、2017年度全国绿色建筑创新奖三等奖等荣誉奖项。

项目在总体设计上紧扣“生态”、“环保”、“科技”等关键词，根据我国国情采取多项绿色建筑技术，做到低成本高收益，在达到绿色低碳的同时确保整个项目运行的稳定性和可持续性。

二、主要技术措施

2.1 集中能源站

未来科技城起步区A区建有集中能源站一座。能源站采用“水蓄冷+电动制冷机+热电厂蒸汽”技术，为武汉未来科技城起步区一期相关地块建筑群进行区域能源供应，通过接入高新热电管网蒸汽，根据实际生产需要自行设置终端调压站来满足园区采暖热水的需求。同时采取“水蓄冷”空调，在夜间电网低谷时间，同时也是空调负荷低的时间，制冷主机制冷并由蓄冷设备将冷量以低温冷水的方式蓄存起来，待白天电网高峰用电时间，同时也是空调负荷高峰时间，再将冷量释放出来满足高峰空调负荷的需要或生产工艺用冷的需求。制冷系统的大部分耗电发生在夜间用电低谷期，而在白天用电高峰期只有辅助设备在运行，实现用电负荷的“移峰填谷”。水蓄冷系统可提供5℃低温冷水，从而实现大温差低温供冷水，降低冷水输送费用和输送管网系统投资。将水蓄冷技术和大温差低温送水与低温送风相结合，充分利用了电力峰谷差价和蓄冷能力，降低蓄冷空调初期投资和运行费用。同时在停电的情况下，也能保证园区的空调供给，提高了能源供应安全。由于能源站供应热水，所以建筑冬季空调供热和热水供应全部由板式换热器实现，节省了供热空调的设备投资和运行能耗。

2.2 中水利用

项目采取节水及中水回用措施，中水回用设计包括污水、废水、雨水（包含屋面雨水、地面雨水等）资源的综合利用；开发区建有污水处理站，提供市政中水，因此项目充分利用这一有利条件大量使用中水。作为市政中水的补充，还设有雨水收集利用系统。

主楼的建筑外形为牵牛花，下部由600多平方米过渡到10层以上1000多平方米，屋顶花园达到2200多平方米，最上部的太阳能光伏板斜坡屋面为6060平方米，屋面面积大，决定了本项目设计雨水收集回用系统利用率很高。

16层设100m³雨水蓄水池，雨水经10m³/h一体化雨水处理设备处理后泵入18层238m³屋顶中水池，供11层及以上中水系统；16层雨水蓄水池溢流的雨水进入300m³地下雨水蓄水池，经10m³/h一体化雨水处理设备处理后泵入150m³地下中水池，由变频加压泵供10层及以下中水，雨水池均设中水补水。中水使用率62.32%。

2.3可再生能源发电

项目B楼屋顶设置有光伏发电系统和风力发电系统。风力发电设12kW轴向发电机一台。光伏发电部分A8区配置光伏并网逆变器总容量为350kW，共安装光伏并网逆变器18台，各自连接2-4串光伏组件，每串串联的光伏组件数量为22块；变压器2台，每台连接逆变器9台；1#变压器光伏组件装机容量为190.74kWp，配置光伏并网逆变器170kW；2#变压器光伏组件装机容量为201.96kWp，配置光伏并网逆变器180kW；项目光伏组件总装机容量为392.7kWp，共安装多晶硅太阳能电池组件1540块。项目全年用电量1879697kwh，全年可再生能源发电234474kwh，可再生能源发电量占建筑用电的12.47%。

2.4光导照明系统

地下室设有31套索乐图日光照明系统，反光率达99.7%，通过采光罩高效采集室外自然光线并导入系统内重新分配，再经过特殊制作的光导管传输和强化后由系统底部的漫射装置把自然光均匀高效的照射到任何需要光线的地方，从黎明到黄昏，甚至雨天阴天，光导照明系统导入室内的光线仍然很充足，可以有效改进采光效果，降低照明能耗。

光导照明效果实景图

2.5外遮阳优化

项目部分采用可调节外遮阳，由于建筑体型复杂，存在主楼和裙房的日照自遮阳效果，且建筑局部平面形状不规则，导致拟布置可调节外遮阳的位置无一处于正朝向，当地东西侧日照强烈，不能简单判定仅建筑南侧立面需要安装可调节外遮阳，最终决定采用模拟分析空调季太阳辐射得热量，来确定遮阳方案。在该建筑体型和朝向条件复杂的情况下，建筑外遮阳的遮阳效果很难进行直观判断，在设计中，通过夏季太阳辐射量模拟来分析不同遮阳形式的遮阳效果从而确定遮阳方案，即保证了节能效果，又将费用从超过400万元压缩到180万元左右，避免了资金的盲目投入和浪费，兼顾了节能率和经济性。

2.6绿色施工

项目施工难度，要求高。质量目标为“鲁班（国优）奖”，确保英国Breeam优秀级认证，绿色建筑三星认证，且工地本身紧邻南湖，环保要求高。本工程主塔楼造型新颖，屋顶钢结构悬挑距离远，高空安装施工难度大，幕墙为多曲面形式，且各专业穿插施工多，安全管理难度很大。

除了常规的光污染、噪声、粉尘、垃圾、环境等绿色施工手段外，施工组织中特别注意了对材料的利用和再利用。在施工方案中均对所需材料及数量进行明确，材料进场前需技术人员填写材料计划单并经项目经理审核后方能组织进场。 项目组对现场临建设施、安全防护设施应定型化、工具化、标准化已节约材料使用。临建设施按活动板房标准尺寸进行设计搭设；安全防护设施均根据《武汉建筑施工现场安全质量标准化达标实施手册》要求采用标准化的防护设施；现场卸料平台均采用由公司统一设计制作的可周转的钢卸料平台；框架柱、高支模及悬挑架均使用公司统一设计制作的槽钢，以便于周转使用。数据机房满堂架支撑体系部分采用碗扣式脚手架，减少损耗；加气块、PVC管、装饰石材、面砖、吊顶等材料运输时采取有效措施进行保护，石材、面砖等材料进场后用叉车转运代替人工搬运，降低运输损耗率；钢筋翻样通过广联达软件进行优化，机电管线通过BIM软件进行优化设计；面砖、石材全部提前进行排版，根据排版尺寸进行定尺加工，装饰铝板石材主要为工厂定制，减少现场加工和切割；加强对脚手架材料的保养，现场钢管及扣件定期由公司料具租赁站进行保养，以延长使用寿命，料具内周转次数达5-6次 。对于项目钢筋板材、纸张、包装袋等等可再回收材料进行回收：对落地灰进行收集并重新过刷搅拌后用作砌筑砂浆，经送检其强度达到8.2MPa，满足设计要求“M5”；施工过程中的板材、块材、管道废料等全部进行专业回收，并形成台账；钢筋、型钢、机电管道等余料合理利用，如钢筋余料用作马凳筋、模板内撑，机电管道短料用作较小型号管道的穿墙套管；现场办公用纸均双面打印、复印，废纸设置回收盒由保洁员进行回收；现场材料包装袋、包装箱等均由相应材料商进行回收再利用。此外。还和工程局内部其他项目部联合，将混凝土碎块、碎砖、石材及面砖废料等土石方类固体垃圾用于场地路基等回填施工，施工中产生混凝土碎渣、砖渣等主要用于本工程环形道路软土地基换填、加固，临时通道基础处理等，多余的外送至其他工地充分利用。

项目机电安装包含了通风空调、给排水、建筑电气专业，其中包括了空调新风系统、生活给水系统、变配电及应急电源系统、智能照明控制系统、综合布线系统、广播电视布线系统、有线电视系统等35 个系统的施工。系统管线非常复杂，对综合管线的布置的合理性要求很高。因此在机电安装阶段应用BIM技术进行深化设计。项目部与设计院配合，利用BIM软件在原有施工图上进行优化，即对原施工图设计没有或表示不清楚的部分，管线、设备密集区域，较复杂的系统的排布，管井、各设备房综合排布，在图纸施工图对接完成后，项目部内部又对机电安装工程的管线排布提前进行排版和深化设计，并进行相应洞口及线槽的预留工作，以避免开洞（槽）产生固体垃圾。

项目所在场地自然条件好，存在天然水体，项目部根据工程特点，利用场地原有水塘及消防水池，收集雨水及地表水。生活用水、生产用水优先使用现场收集的雨水或地表水，项目部邀请检测单位对收集的雨水进行检测，结果显示收集的雨水符合施工生产用水的要求。 因此喷洒路面、绿化浇灌、车辆冲洗等均使用收集的雨水及地表水，整个施工过程中未采集地下水。

坚持绿色施工，效果突出，且本工程质量、安全情况良好，获得了湖北省、武汉市结构优质工程奖、安全文明施工获得“黄鹤杯” 等多项奖项。 

2.7智能电网

本项目以安全可靠的20kV配电网为基础，以智能电网通信网及一体化通信管理平台作为信息传输支撑，集成智能配电自动化系统、配电设备状态监测系统、分布式电源及微网、智能用电等智能电网子系统，并构建智能电网运行可视化平台，实现智能电网的动态、灵活、直观和多维的可视化展示。总体架构为“1个信息平台＋1张物联信息通信网+8个应用子项”，包括感知层、网络层、平台层。项目将结合园区未来用能管理需求以及智能化园区管理运营需求，顶层规划，统筹实施，在变电侧本项目拟通过建设智能变电站实现变配电智能化及高可靠性。在配用电侧项目建设十个子项，涵盖了配用电环节的智能化。

2.7.1智能变电站

位于武汉未来科技城的东扩12#变电站是国家电网公司新一代绿色智能变电站，在满足未来科技城电力负荷需求的同时，具有占地小，无人化运营等特点。智能变电站实现全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用互动化。

变电站自动化体系结构采用DL/T860标准及“三层两网”的网架结构。站控层网络采用星型拓扑结构。全站实现在线监测及自动化、智能化控制分析等功能。站内利用高速以太网网络构成变电站数据采集及传输系统，实现基于DL/T860标准的统一信息建模，并采用智能化的控制等技术，系统所涉及的监控、远动、继电保护、自动安全装置的可靠性、实时性、经济性将得以迅速提高。

2.7.2智慧园区综合信息监控系统

智慧园区综合信息监控系统集园区配电自动化、分布式电源监控管理、充电桩监控管理、用电信息采集、智能楼宇管理、综合网管、智能家居交互等基础功能于一体的智慧园区综合信息监控系统。在此基础上，横向贯穿各个模块，处理设备运行状态、清洁能源供电、负荷电能消耗、电能质量及报警事件等数据，综合分析历史用电信息、电能质量、实际用电负荷和电价结构，帮助用户制定合理有序经济的用电管理策略，并通过远程联动控制实现各相关系统的运行优化及系统间的协调运行，实现园区能效管理。

2.7.3分布式电源及微网电网系统

本项目以未来城起步区内的新能源研究院为试点，采用338kW屋顶光伏发电、8kW垂直轴风机风力发电及100kW/200kWh全钒液流电池储能系统接入楼宇配电网的方式为楼宇部分照明负荷供电，同时，为了治理光伏发电带来的谐波等电能质量问题，提高大楼重要负荷的供电可靠率和电能质量，配置电能质量监测与治理系统一套，安装监测装置和无功补偿装置，对配网系统中电能质量进行综合评估，解决电能质量问题。

2.7.4园区配电自动化

配电自动化是提高园区供电可靠性、实现配电网高效经济运行的重要手段，也是实现智能电网的重要基础之一。武汉未来科技城起步区一期范围内实现配电网运行状态监视和故障分析诊断等应用功能，提高对电网故障的处理速度，缩短判断和隔离故障时间，建成具有信息化、自动化、互动化特征的城市区域智能配电网，以进一步提升武汉未来科技城的供电可靠性，为区内各类高科技企业和研发机构提供更加优质的电力服务。

园区配电自动化采用三层结构：监控管理层、通信中间层、现场设备层。

2.7.5用电信息采集系统

未来城用电信息采集系统，参照电力公司用电信息采集系统建设的相关规范，结合未来科技城电费计量方式的实际情况，以未来城A3地块7栋人才公寓为试点，实现自动抄表、电费计算等功能，并最终统一接入智慧园区综合信息监控系统。

在未来城试点内建成覆盖A3地块所有公寓楼的用电信息采集系统，实现A3地块所有居民用户的电能数据、负荷数据、事件记录数据等信息的实时采集，实现：

• 用户电能量信息的自动采集。提高实抄率，杜绝估抄漏抄，提高数据同步性，确保数据准确、全面，为园区管委会管理、决策提供数据基础。

• 电费统计计算。可以迅速判明损失点，使防、反窃电工作有的放矢，有效地避免窃电行为的发生；同时降低抄表工作的劳动强度，极大地提高劳动生产率，降低运营成本。

• 实时为用户提供用电信息。为建立科学用电和健全供用电秩序发挥重要作用。

2.7.6智能家居

基于EPON通信网络，通过光网络单元连接户内的智能交互终端、智能网关、PC等。同时，将物联网技术引入智能家居样板间，在家中通过家居通信组网技术把各个家电与智能网关之间进行无线连接，组成家居网络，并在智慧园区综合信息监控系统中对智能家居应用进行统一处理。同时能够实时收集水、电等资源使用信息，根据人员的活动情况自动调节空调、电灯等，实现安全、便利、舒适和环保的居住环境。

用户可以通过智能交互终端、移动终端、PC、IPAD、智能遥控器、触控面板等设备，来控制户内的智能家居设备；用户还可以通过智能交互终端、移动终端、PC等设备浏览家庭用电情况，获取家庭用电建议。

2.7.7电动汽车充电设施

武汉未来城项目将建设12个交流充电桩，并搭建电动汽车充电设施监控管理系统平台。其中12个交流充电桩采用符合新国标要求的充电接口及功能需求，提供PWM脉宽控制，实时对检测点进行监测，判断车辆是否可靠连接以保证充电安全，并根据监测点占空比提供输出电流，对电池进行合理充电，并将交流充电桩通过光纤统一接入智慧园区综合信息监控系统平台中的电动汽车监控管理应用，实现计量计费及监控管理功能，并由园区物业公司进行计统一管理。

2.7.8智能楼宇

新能源研究院主塔楼的楼宇智能化主要考虑楼宇能效管理建设，以及包括楼控子系统、暖通、能效管理、照明管理、背景音乐及应急广播等子系统在内的楼宇控制管理系统的集成。

楼宇能效管理指采集楼层用能信息、新能源信息、配电信息进行能效分析与评估，以达到用能服务的目标，同时通过楼宇能效管理系统实现公共用电的自动控制，实现节能效果。

智能楼宇管理系统是将能效管理、楼宇控制管理子系统通过系统集成的方式，将它们在物理上，逻辑上和功能上连接在一起，有效地实现各个子系统的集中管理、信息互通、资源共享和联动操作。同时，智能楼宇管理系统可全方位、多形式、多层次展示楼宇的实时情况，为楼宇智能化管理提供协调统一的平台。

2.7.9配电系统节电器应用

配电系统节电器安装方式采用串联设计，位于配电房高压侧计费电表之后。针对配电系统中普遍存在的电能质量问题进行综合改善，整体解决三相不平衡、谐波污染等问题。通过以下方式实现节能：

平衡三相电压。减少由于电源侧电压或负载造成的供电电压不对称，保持三相平衡，降低电动机负序转矩、零线电流等额外损耗，达到节电的目的。

稳定电压水平。保证节电器输出电压达到设备额定电压，以保证设备正常出力，同时在电压过高时使输出电压适当降低，以降低设备工作电流，降低损耗。

滤除谐波、消减浪涌。通过特殊设计的谐波屏蔽绕组，节电器可滤除供电系统中的谐波，减缓浪涌冲击，降低感应电动机启动电流，从而减少谐波、浪涌造成的损耗。

2.7.10综合可视化展厅

利用大屏交互演示、多点触摸、互动体验等多媒体展示手段，展示智能电网与智慧园区高度融合的建设成果，传播智慧园区“低碳、生态、绿色”的发展规划理念，并综合采用Flex、3D GIS等最新的计算机图形技术及先进的展示设备，对未来城智能电网集中进行动态、灵活、直观和多维的可视化展示，为未来城智能电网综合运营监控提供技术支撑手段。

项目实现23处配电室配电终端、3处电动车充电桩、1处分布式发电与储能、1处智能楼宇、1处智能家居、1处用电信息采集及1处智能电网综合可视化平台通信要求，达到多平台多业务由同一张通信网来承载的目的。

项目采用无源光网络（EPON）技术，在武汉未来城试点建立一套安全、高速、功能丰富、配置灵活的全光接入网络，满足武汉未来城试点内用电采集、配电自动化、清洁能源接入与控制、电动汽车充电桩等应用系统的信息通信需求。

信息提供单位：浙江联泰建筑节能科技有限公司