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1、杭州臨平科技館綠色建筑案例分析 一、概述 杭州綠色建筑科技館項(xiàng)目占地1348 m2,總建筑面積4679 m2,建筑高度18.5m,集研發(fā)、展示、技術(shù)交流于一體。科技館運(yùn)用先進(jìn)綠色建筑設(shè)計(jì)理念,并采用了大量國(guó)內(nèi)外最新的建筑技術(shù),整合建筑功能、形態(tài)與各項(xiàng)適宜技術(shù),通過綠色智能技術(shù)平臺(tái),系統(tǒng)化地集成應(yīng)用了“被動(dòng)式自然通風(fēng)系統(tǒng)”、“建筑智能化控制系統(tǒng)”、“溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)”、節(jié)能環(huán)保技術(shù)與產(chǎn)業(yè)宣傳展示。項(xiàng)目于2008年9月開始土建施工,并于2009年12月投入使用。 二、綠色成套技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)施綜述 1 綜合節(jié)能技術(shù) 本項(xiàng)目的圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用較高節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),包括了形體自遮陽(yáng)和高性能幕墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng);2、同時(shí)積極利用可再生能源,包括太陽(yáng)能光伏建筑一體化技術(shù)(BIPV)和垂直風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),合理利用自然通風(fēng)、智能控制等措施降低建筑能耗。經(jīng)軟件模擬計(jì)算,綠色科技館節(jié)能率達(dá)到了76.4%,全年能耗不到一般同類建筑的1 /4。 A. 外圍護(hù)系統(tǒng)建筑 物南北立面、屋面采用鈦 鋅板,東西立面采用陶土 板,兩種材料均具有可回 收循環(huán)使用、自潔功能。 建筑門窗采用了斷橋 隔熱金屬型材多腔密封窗 框和高透光雙銀Low-E中 空玻璃,使夏季窗戶的得 熱量大大減少,空調(diào)負(fù)荷 從基準(zhǔn)建筑的41.71W/m2下降到了23.53W/m2。建筑物南立面窗墻比0.29,北立面0.38,東立面0.07,西立面0.1。合理的窗墻比3、既滿足建筑物內(nèi)的采光要求,防止眩光對(duì)室內(nèi)人員產(chǎn)生不利影響,又不會(huì)形成較大的空調(diào)負(fù)荷。 B. 主動(dòng)及被動(dòng)式通風(fēng)系統(tǒng)針對(duì)杭州的氣候特點(diǎn),該項(xiàng)目引入了被動(dòng)式通風(fēng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由英國(guó)德蒙特福特大學(xué)專家團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)。中庭總共 設(shè)立了18處拔風(fēng)井來組織自然通風(fēng),室外自然風(fēng)進(jìn)入 地下室后,充分利用地下室這個(gè)天然的大冷庫(kù),對(duì)室外 進(jìn)入的空氣進(jìn)行冷卻,然后沿著布置在南北向的14處 主風(fēng)道以及東西向的4處主風(fēng)道風(fēng)口進(jìn)入各個(gè)送風(fēng)風(fēng) 道,在熱壓和風(fēng)壓驅(qū)動(dòng)下,沿著風(fēng)道經(jīng)由布置在各個(gè)通 風(fēng)房間的送風(fēng)口依次進(jìn)入房間,帶走室內(nèi)熱量的風(fēng)進(jìn)入 中庭,再通過屋頂煙囪的拔風(fēng)作用排向室外,可有效減 少室內(nèi)的空調(diào)負(fù)荷。在室外溫度或濕度較高時(shí)4、,被動(dòng)式 通風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉,減少對(duì)室內(nèi)溫濕度的影響。 C. 建筑遮陽(yáng)技術(shù) (1)建筑物自遮陽(yáng)系統(tǒng)。建筑物整體向南傾斜15, 具有很好的自遮陽(yáng)效果。夏季太陽(yáng)高度角較高,南向圍 護(hù)結(jié)構(gòu)可阻擋 過多太陽(yáng)輻 射;冬季太陽(yáng) 高度角較低, 熱量則可以進(jìn) 入室內(nèi),北向 可引入更多的 自然光線。這 種設(shè)計(jì)降低了夏季太陽(yáng) 輻射的不利影響,改善了 室內(nèi)環(huán)境。 (2)智能化外遮陽(yáng)、 通風(fēng)百葉系統(tǒng)。南北立面 窗采用智能化機(jī)翼型外遮 陽(yáng)百葉,實(shí)現(xiàn)了遮陽(yáng)不遮 景,保持室內(nèi)視覺通透感, 并可以有效降低建筑能耗。夏季控制光線照度及減少室內(nèi)得熱,冬季遮陽(yáng)百葉的自動(dòng)調(diào)整可以保證太陽(yáng)輻射熱能的獲取。通風(fēng)百葉利用煙囪原理,在被動(dòng)式通風(fēng)模5、式時(shí)自動(dòng)打開,排走室內(nèi)多余熱量、降低室內(nèi)溫度及發(fā)揮換氣功能;在空調(diào)季節(jié)和有大風(fēng)、大雨時(shí)自動(dòng)關(guān)閉;在發(fā)生火災(zāi)時(shí),自動(dòng)打開排走濃煙。 D. 高能效的空調(diào)系統(tǒng)和設(shè)備綠色建筑科技館采用溫濕度獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng),可以滿 問題,熱泵機(jī)組,制冷量127kW ,末端采用四種形式:輻射毛 細(xì)管、冷吊頂單元、吊頂式誘導(dǎo)器、干式風(fēng)機(jī)盤管。采用高溫冷源和空調(diào)末端除去室內(nèi)顯熱負(fù)荷,采用水作為輸送媒介,其輸送能耗僅是輸送空氣能耗的1/10 1/5濕度控制系統(tǒng)由四臺(tái)熱泵式溶液調(diào)濕新風(fēng)機(jī)組、送風(fēng)末 端裝置組成,通過鹽溶液向 空氣吸收或釋放水分,實(shí)現(xiàn) 對(duì)空氣濕度的調(diào)節(jié)。6E. 索樂圖日光照明技術(shù)。光線在管道中以高反射率進(jìn)行傳 6、輸,光線反射率達(dá)99.7%,光線傳輸管道長(zhǎng)達(dá)15m 。通 過采光罩內(nèi)的光線攔截傳輸裝置(LITD )捕獲更多光線, 同時(shí)采光罩可濾去光線中的紫外線。辦公、設(shè)備用房等場(chǎng) 所選用T5 系列三基色節(jié)能型熒光燈。樓梯、走道等公共 部位選用內(nèi)置優(yōu)質(zhì)電子鎮(zhèn)流器節(jié)能燈,電子鎮(zhèn)流器功率因 數(shù)達(dá)到0.9以上,鎮(zhèn)流器均滿足國(guó)家能效標(biāo)準(zhǔn)。樓梯間、 走道采用節(jié)能自熄開關(guān),以達(dá)到節(jié)電的目的。 F. 可再生能源利用 (1)太陽(yáng)能、風(fēng)能、氫能發(fā)電系統(tǒng)。屋頂設(shè)置風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng),多晶硅光伏板296m2,裝機(jī)容量40kW ; 采光頂光電玻璃57m2,裝機(jī)容量3kW 。屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電,并入園區(qū)2MW 太陽(yáng)能發(fā)電網(wǎng)。7、兩臺(tái)風(fēng)能發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量為600W ,系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電接入氫能燃料電池,作為備用電源,實(shí)現(xiàn)了光電、風(fēng)電等多種形式的利用。 (2)能源再生電梯系統(tǒng)。選用奧的斯GeN2能源再生電梯,采用32 位能源再生變頻器,可以將原消耗在電阻箱上的電能清潔后反饋回電網(wǎng),供其他用電設(shè)備使用。曳引機(jī)采用植入式稀土永磁材料,不需要碳刷,因此也就沒有碳?jí)m。電機(jī)的效率為90%。電機(jī)采用密封軸承,沒有齒輪箱,所以無需潤(rùn)滑油,不存在潤(rùn)滑油污染的問題。雙重節(jié)能較普通有齒輪乘客電梯最大節(jié)能可達(dá)到70%。 2 零污水排放的水處理回用系統(tǒng) 綠色建筑科技館生活污水通過化糞池后,進(jìn)入格柵池,除去生活垃圾后,流入調(diào)節(jié)池(處理后的地面雨水和8、屋面雨水一起進(jìn)入調(diào)節(jié)池),污水經(jīng)調(diào)質(zhì)調(diào)量后,通過調(diào)節(jié)池提升泵,提升至水解酸化池后,流進(jìn)MBR 膜生物反應(yīng)池,經(jīng)處理后達(dá)到去除氨氮的作用,剩余的污泥 排到污泥池,污泥經(jīng)壓濾機(jī)干化作為綠化肥料外運(yùn)。MBR池出水通過膜抽吸泵抽吸出水,并經(jīng)消毒后流入清水池,通過中水回用系統(tǒng)回用作為綠色建筑科技館的廁所沖洗用水,及其周邊的洗車用水、花草澆灌、景觀用水、道路清洗,實(shí)現(xiàn)污水零排放。(右圖圖3) 3 智能控制系統(tǒng) 樓宇自控系統(tǒng)主要針對(duì)科技館內(nèi)主要運(yùn)行設(shè)備,包括被動(dòng)式通風(fēng)系統(tǒng)及主動(dòng)空調(diào)系統(tǒng),其他包括外遮陽(yáng)的控制、照明的控制、與地源熱泵系統(tǒng)的通訊接口、變頻水泵的狀態(tài)檢測(cè)、無動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)的測(cè)量、地源熱泵系統(tǒng)性能的測(cè)9、量、光伏電池和風(fēng)力發(fā)電的參數(shù)檢測(cè)、智能窗啟閉的監(jiān)控、電梯的狀態(tài)檢測(cè)和各種用能設(shè)備的能耗檢測(cè),建立統(tǒng)一的監(jiān)控管理系統(tǒng),進(jìn)行集中管理和監(jiān)控。在地下10、20、30、40、50 m處安裝傳感器,測(cè)量土壤溫度。采用20個(gè)微風(fēng)速傳感器、20個(gè)溫度傳感器,分別對(duì)無動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)的氣流沿線風(fēng)速和溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),另配置一個(gè)便攜式微風(fēng)速測(cè)試儀對(duì)沿氣流方向各點(diǎn)風(fēng)速進(jìn)行人工測(cè)量等。同時(shí),對(duì)室內(nèi)環(huán)境,室外氣象參數(shù),建筑能耗狀況,以及系統(tǒng)的運(yùn)行特性等進(jìn)行逐時(shí)的測(cè)量,為建筑節(jié)能 研究提供數(shù)據(jù)。系統(tǒng)中安裝38個(gè)分項(xiàng)計(jì)量智能化儀表,實(shí)現(xiàn)了全面掌控系統(tǒng)狀況,動(dòng)態(tài)能耗分析,控制調(diào)節(jié)和節(jié)能優(yōu)化,改善設(shè)備管理。據(jù)統(tǒng)計(jì),系統(tǒng)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)10、為1600點(diǎn),系統(tǒng)軟件配置為1400點(diǎn),合計(jì)監(jiān)控點(diǎn)為3000點(diǎn)。系統(tǒng)能夠通過互聯(lián)網(wǎng)在每天的某個(gè)時(shí)間將指定的數(shù)據(jù)表自動(dòng)發(fā)送到指定的Email 郵箱中。 4 室內(nèi)外環(huán)境 A. 室外環(huán)境本項(xiàng)目地處平原地帶,原用地為農(nóng)居住宅和雜地等,無各類潛在地質(zhì)災(zāi)害以及人為不良環(huán)境要素。周邊為工業(yè)廠房,不存在對(duì)周邊居住建筑物帶來光污染和產(chǎn)生日照影響等問題。場(chǎng)地內(nèi)無排放超標(biāo)的污染源,項(xiàng)目廢水主要為生活污水和少量的空調(diào)系統(tǒng)清洗廢水,將由建設(shè)單位新建污水處理設(shè)施處理后進(jìn)行中水回用,實(shí)現(xiàn)污水零排放。項(xiàng)目周邊以公路交通為主,建筑主出入口面西,靠近產(chǎn)業(yè)園的主出入口。雖然場(chǎng)址周邊區(qū)域?yàn)楣I(yè)園區(qū)廠房,較少公共服務(wù)設(shè)施,但靠近園區(qū)及11、建筑南側(cè),距離本項(xiàng)目500m以內(nèi)開通公交車,未來緊鄰該地塊還將開通地鐵車站。景觀綠化采用喬灌鄉(xiāng)土植物或適宜樹種,通過喬灌草搭配,形成復(fù)層綠化形式。在人行道區(qū)域鋪設(shè)了透水地磚等,室外透水地面面積比為56.7%,遠(yuǎn)大于40%的要求。 B. 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量 (1)日照和采光。 室內(nèi)主要功能空間的采光效果較好。在遮陽(yáng)板開啟時(shí),全樓采光系數(shù)大于2.2%的區(qū) 域面積占主要功能空間面積85.47%;在遮陽(yáng)板閉合時(shí),全樓采光系數(shù)大于2.2% 的區(qū)域面積占主要功能空間面積81.90%。采用無眩光高效燈具,并設(shè)置智能照明燈控系統(tǒng)。 (2)自然通風(fēng)。 采用被動(dòng)式通風(fēng)系統(tǒng),提高了環(huán)境的舒適性,滿足室內(nèi)衛(wèi)生和通風(fēng)換氣要求12、。通過豎直風(fēng)井中庭、拔風(fēng)井促進(jìn)熱壓通風(fēng)的實(shí)現(xiàn)。室外風(fēng)通過室外與地下室相連的集風(fēng)口進(jìn)入地下室,經(jīng)由豎直風(fēng)井進(jìn)入各個(gè)房間,匯集到中庭,從拔風(fēng)井排出至室外。(上圖圖4) (3)主動(dòng)通風(fēng)裝置。 采用溫濕獨(dú)立控制的集中空調(diào)系統(tǒng),空調(diào)冷熱源為土壤源熱泵+熱泵式溶液調(diào)濕機(jī)組,具體空調(diào)末端為毛細(xì)管、干式風(fēng)機(jī)盤管、冷輻射吊頂?shù)取？紤]到大樓的實(shí)際使用情況,為節(jié)約能耗,在1層展廳和報(bào)告廳的新風(fēng)支管上設(shè)置了電動(dòng)風(fēng)閥。當(dāng)1層展示廳和報(bào)告廳使用時(shí),打開全部新風(fēng)閥,新風(fēng)機(jī)組工頻運(yùn)行;當(dāng)不用時(shí),關(guān)閉全部新風(fēng)閥,新風(fēng)機(jī)組通過變頻器使其在設(shè)定好的頻率下運(yùn)行。每臺(tái)新風(fēng)機(jī)組設(shè)變頻器1臺(tái)。盡量減少室內(nèi)不利因素對(duì)室內(nèi)濕負(fù)荷的影響。 (413、)可調(diào)節(jié)外遮陽(yáng)。 南立面采用電動(dòng)控制的外遮陽(yáng)百葉,控制太陽(yáng)輻射的進(jìn)入,增加對(duì)光線照度的控制。東西立面采用干掛陶板與高性能門窗的組合,采用垂直遮陽(yáng),減少太陽(yáng)熱輻射得熱,保證建筑的節(jié)能效果和室內(nèi)舒適性。 5 節(jié)水與水資源利用 A. 水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)用水總體上可分為市政自來水和獨(dú)立中水系統(tǒng)。項(xiàng)目給水不分區(qū),由室外市政給水管網(wǎng)直接供水,單獨(dú)設(shè)水表。館內(nèi)同時(shí)火災(zāi)次數(shù)考慮一次,室內(nèi)消火栓用水量為15L /s,室外消防水量為20L /s。杭州地區(qū)降水量在1100 1600mm之間,能夠保證中水處理原水水量。在充分考慮能源節(jié)約、保證水質(zhì)和用水量前提下,采用雨水收集及中水回用技術(shù)。 B. 雨水回滲與集蓄利用屋面雨14、水均采用外排水系統(tǒng),屋面雨水經(jīng)雨水斗和室內(nèi)雨水管排至室外檢查井。室外地面雨水經(jīng)雨水口,由室外雨水管匯集,排至封閉內(nèi)河,作為雨水調(diào)節(jié)池,做中水的補(bǔ)水。雨水收集處理后進(jìn)入人工蓄水池。人工蓄水池具有調(diào)蓄功能,盡可能消解降雨的不平衡,以降雨補(bǔ)水為主,河道補(bǔ)水為輔,保證池水水位。 C. 非傳統(tǒng)水源利用本項(xiàng)目采用中水回用技術(shù),實(shí)現(xiàn)所有生活廢水處理,水量不足時(shí)采用雨水和河道水補(bǔ)充。生活廢水經(jīng)過中水系統(tǒng)處理后水質(zhì)達(dá)到?jīng)_廁、景觀綠化灌溉和沖洗路面要求,實(shí)現(xiàn)零排放。通過利用雨水、廢水、河道湖泊水等非傳統(tǒng)水源,實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目非傳統(tǒng)水源利用率達(dá)到73.7%。 D. 綠化節(jié)水灌溉室外景觀綠化灌溉設(shè)計(jì)用水額為5.25t,占總15、用水量的22%。本項(xiàng)目景觀綠化灌溉用水來自處理后的中水,灌溉技術(shù)為滴灌,有效節(jié)約室外灌溉用水。 E. 節(jié)水器具建筑室內(nèi)采用新型的節(jié)水器具。公共衛(wèi)生間采用液壓腳踏式蹲式大便器、壁掛式免沖型小便器、臺(tái)式洗手盆等。 6 節(jié)材與材料資源利用本項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)采用鋼框架結(jié)構(gòu)體系 現(xiàn)澆混凝土全部采用預(yù)拌混凝土,不但能夠控制工程施工質(zhì)量、減少施工現(xiàn)場(chǎng)噪聲和粉塵污染,并節(jié)約能源、資源,減少材料損耗;而且嚴(yán)格控制混凝土外加劑有害物質(zhì)含量,避免建筑材料中有害物質(zhì)對(duì)人體健康造成損害,達(dá)到綠色環(huán)保的要求。屋頂為非上人屋面,其上設(shè)計(jì)有18個(gè)拔風(fēng)井煙囪用于過渡季節(jié)自然通風(fēng),南向東西兩端的拔風(fēng)煙囪頂部各自設(shè)置有1個(gè)直徑300mm的垂直式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。整體建筑物未設(shè)計(jì)無功能作用的裝飾構(gòu)件。本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)土建與裝修工程一體化設(shè)計(jì)與施工,通過各專業(yè)項(xiàng)目提供資料及早落實(shí)設(shè)計(jì),做好預(yù)埋預(yù)處理。若有所調(diào)整,則及時(shí)聯(lián)系變更提早修正,有效避免拆除破壞、重復(fù)裝修。施工單位制定了建筑施工廢棄物的管理計(jì)劃,將金屬?gòu)U料、設(shè)備包裝等折價(jià)處理,將密目網(wǎng)、模板