生態(tài)建筑論文-杭州綠色建筑科技館案例分析

1、水循環(huán)系統(tǒng)自潔陶土板自然通侃口鳳力發(fā)電.鈦鋅板通風(fēng)口木陽(yáng)能發(fā)電板溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)LOW-E玻璃機(jī)翼型遮陽(yáng)板地源熱泵杭州綠色建筑科技館案例分析、概述南區(qū)，占地面積1,348m2 （約 2.02畝），總建筑面積 4,679m2,其中地上 4,218m2， 地下461m2，建筑高度18.5 米，地上4層，半地下室一 層。本項(xiàng)目由杭州市城建設(shè) 計(jì)研究院有限公司設(shè)計(jì)。為 科研、辦公復(fù)合項(xiàng)目，其主 要功能為科研辦公、綠色建 筑節(jié)能環(huán)保技術(shù)與產(chǎn)業(yè)宣 傳展示。其中地下室功能布局為地源熱泵機(jī)房、消防水泵房、配電房等設(shè)備用房；地上一層為綠色建筑技術(shù) 展覽廳、小型報(bào)告廳、機(jī)房、接待室等；二層主要為科研辦公和研究室

2、；三層為 科研辦公用房；四層主要布置機(jī)房和活動(dòng)室。項(xiàng)目于2006年3月立項(xiàng)，2008年9月開始土建施工，2009年12月投入使用。杭州綠色建筑科技館項(xiàng)目占地1 348 m2，總建筑面積4 679 m2，建筑高度18.5 m，集研發(fā)、展示、 技術(shù)交流于一體?？萍拣^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)能高效照明系統(tǒng)”等十大先進(jìn)綠色建筑系統(tǒng)體系。、綠色成套技術(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)施綜述2.1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)

3、，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)；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 /42.1.1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 41.71 W/m2下降到了 23.53 W/m2。建筑物南立面窗墻比 0.29,北立面0.38，東

4、立面0.07，西立面0.1。合理的 窗墻比既滿足建筑物內(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。2.1.2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，

5、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)，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 圖1科技館被動(dòng)通風(fēng)示意圖、主動(dòng)式和被動(dòng) 模式氣流方向示意圖?？萍拣^被動(dòng)通風(fēng)示慧圖閤1主功式和被動(dòng)撓式氣流方向示意圈采用被動(dòng)通風(fēng)方式時(shí)：首先打開所有地下室雙層窗，房間的風(fēng)閥和屋頂?shù)碾妱?dòng)雙 層窗；這樣風(fēng)從地下室的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)來，由風(fēng)道通過被動(dòng)通風(fēng)閥進(jìn)入各個(gè)房間， 再 從房間內(nèi)側(cè)的窗戶流向中庭，最后從屋頂?shù)陌物L(fēng)煙囪排出。2.1.3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

6、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)境圖2為建筑物自遮陽(yáng)示意圖圖2建筑物自遮陽(yáng)示意(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。2.1.4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)，可以滿足不同房

7、間熱濕比不斷變化的要求，克服了常 規(guī)空調(diào)系統(tǒng)中難以同時(shí)滿足溫度、濕 度參數(shù)的問題，避免了室內(nèi)濕度過高 或過低現(xiàn)象。系統(tǒng)冷熱源為地源熱泵系統(tǒng)。本：系統(tǒng)選用一臺(tái)地源熱泵機(jī)組，制冷量：門:.種T聲n127 kW，COP = 6.15;地埋管 DN25 埋深60 m,共64根單U管。空調(diào)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 /101 /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)。采用新風(fēng)作為能量輸送的媒

8、介，同時(shí)滿足 室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求。每臺(tái)熱泵式溶液除濕新風(fēng)機(jī)組的除濕量為80 kg /h，加濕量為25 kg /h，COP 般在5.5以上。2.1.5節(jié)能高效的照明系統(tǒng)屋頂太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)與秦樂圖日光照明系統(tǒng)綠色建筑科技館3層選用索樂圖日光照明技術(shù)。光線在管道中以高反射率進(jìn) 行傳輸，光線反射率達(dá)99.7%，光線傳輸管道長(zhǎng)達(dá)15 m。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

9、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。2.1.6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 296 m2,裝機(jī)容量40 kW;采光 頂光電玻璃57 m2，裝機(jī)容量3 kW。屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電， 并入園 區(qū)2 MW太陽(yáng)能發(fā)電網(wǎng)。兩臺(tái)風(fēng)能發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量為 600 W,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

10、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%。2.2零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

11、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。圖3為污水收集、中水回收系統(tǒng)流程圖圏3污水處理、中水回收系統(tǒng)2.3節(jié)水和水資源的利用雨水回滲與集畜利用屋面雨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。人工蓄水池作為園區(qū)景觀水 的基礎(chǔ)，對(duì)湖水進(jìn)行低成本處理，防止景觀水污染。人工蓄水池的水 作為補(bǔ)充水源，經(jīng)處理后作為園區(qū)

12、 綠化用水、景觀用水，進(jìn)而深度處 理消毒后作為生活用水。生活污水 直接進(jìn)入中水處理系統(tǒng)，處理后可 用于室內(nèi)沖廁、綠化用水等。從環(huán) 保的角度看，雨水中水利用有助于 改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水生態(tài)的良性 循環(huán)。2.4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300m

13、m勺垂直式風(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) 模板等再循環(huán)利用，將施工和場(chǎng)地清理時(shí)產(chǎn)生的木材鋼材鋁合金門窗玻璃等固體廢棄物分類處理，并將其中可再利用可再循環(huán)材料回收。三.總結(jié)生態(tài)建筑，就是合理地利用和改造自然資源的生態(tài)體系，尋求人、建筑及其周邊自然環(huán)境相互協(xié)調(diào)與發(fā)展的生態(tài)建筑環(huán)境，實(shí)現(xiàn)生態(tài)健康的凈化、綠化、美化、活化、文化五化需 求。而生態(tài)建筑的

14、設(shè)計(jì)，是運(yùn)用生態(tài)學(xué)、建筑技術(shù)科學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)等手段，合理設(shè)計(jì)人、建 筑與周邊環(huán)境之間的關(guān)系，使之成為一個(gè)有機(jī)的結(jié)合體， 以滿足人們居住的舒適性使人、建筑與自然生態(tài)環(huán)境之間形成一個(gè)良性循環(huán)系統(tǒng)。綠色生態(tài)建筑。目前,國(guó)內(nèi)認(rèn)為它必須是一種節(jié)約型建筑。 它將作為21世紀(jì) 建筑業(yè)的主旋律，應(yīng)體現(xiàn)在健康、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)能、制污、循環(huán)利用。生態(tài)建筑設(shè)計(jì)關(guān)系到人們的生活品質(zhì)與質(zhì)量，要從“以人為本”的角度出發(fā)。(1) 和諧原則 生態(tài)建筑將人類與自然界之間的平衡互動(dòng)。首先要處理好人、建筑與自然之間的關(guān)系，給人們提供一個(gè)和諧的居住、工作環(huán)境。(2) 節(jié)約原則 在資源嚴(yán)重破壞的今天，生態(tài)平衡受到了巨大挑戰(zhàn)，資源的合理

15、利用也是生態(tài)建筑設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮的問題。 合理的利用土地，在材料和能源上，多 利用可再生資源，少用不可再生資源，或用可再生資源代替不可再生資源等形成 可再生及可循環(huán)的全生命周期建筑。(3) 高效原則 生態(tài)建筑的涉及面很廣，要從長(zhǎng)期效益出發(fā)，如降低建筑管理與維 護(hù)費(fèi)用、建筑的壽命、資源節(jié)約等，使物質(zhì)、能源在建筑生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部有秩序地 循環(huán)轉(zhuǎn)換，獲得一種高效、低耗、生態(tài)平衡的建筑環(huán)境。(4) 舒適原則 以滿足人類居所舒適要求為目的，如良好的自然采光與通風(fēng)，使房 間光線充足，空氣新鮮；空間的合理布局，使居住空間開敞，層次多樣；提高安 全性，增強(qiáng)防災(zāi)能力。生態(tài)建筑設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜而又整體的有機(jī)系統(tǒng)。創(chuàng)造人、建筑、環(huán)境三者之 間能夠和諧統(tǒng)一，是建筑師面臨的巨大挑戰(zhàn)，是提高建筑健康性、舒適性的迫切 需要，也是轉(zhuǎn)變建筑設(shè)計(jì)、建設(shè)方式、緩解資源和環(huán)境約束矛盾的必然選擇。要 擴(kuò)大生態(tài)建筑理念的普及推廣，加強(qiáng)對(duì)社會(huì)公眾的宣傳教育。推進(jìn)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)， 嚴(yán)格執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)?？沙掷m(xù)發(fā)展應(yīng)從我做起，號(hào)召公眾參與，讓大家都樹立起節(jié) 能環(huán)保的意識(shí)。目錄:生態(tài)建筑案例分析杭州綠色建筑科技館一、概述1二