國外節(jié)能建筑案例分析樣本

生態(tài)校園：英國諾丁漢大學(xué)朱比麗分校項目概況：朱比麗新校園項目設(shè)計擬定是通過1996年一次競標(biāo)，諾丁漢大學(xué)意圖是將這一新校園塑導(dǎo)致為英國中部一種可持續(xù)發(fā)展范例。最后，邁克.霍普金斯建筑師事務(wù)（MichaelHopkins&Partners）設(shè)計以突出生態(tài)設(shè)計特性勝出，其最后實行是與構(gòu)造工程公司阿熱普（OveArup&Partners），景觀建筑師麥卡錫（BattleMcCarthy）共同合伙完畢。項目于1997年終動工，1999年12月由女王正式為其揭幕開放使用，其總造價約五千萬英鎊。通過兩年九個月時間，霍普金斯設(shè)計將一廢舊工業(yè)用地最后轉(zhuǎn)變成了一種布滿自然生機公園式校園。，這一項目成為了英國皇家建筑師協(xié)會雜志年度可持續(xù)性獎得主（RIBAJournalSustainabilityAward）。

項目設(shè)計

項目基地距主校園約有一英里，通過自行車和公交可以很以便進入到諾丁漢都市中心。約12公頃月牙形基地是在原有自行車工廠用地基本上更新再運用。這是對英國總可持續(xù)發(fā)展方略在實踐中體現(xiàn)，即勉勵對位于都市中工業(yè)等廢地充分再運用?；丨h(huán)境條件很具備挑戰(zhàn)性：東北面是巨大工業(yè)倉儲設(shè)施，而在西南面則是典型英國郊區(qū)住宅；如何有機銜接這兩個完全不一致都市肌理，是面臨首要問題?；羝战鹚乖O(shè)計是建造一沿基地自然彎曲水體，從而起到軟化邊界和緩沖作用。校園重要建筑體塊也因而沿一線展開，并由一架空廊道貫穿；建筑群體背面則由一林蔭道連接，并與基地兩個出入口連通。整個新校園約41，000平方米建筑面積，可供2，500個學(xué)生使用。位于基地中央，“漂浮”在水面上螺旋倒錐形建筑物是校園信息中心，涉及圖書館和計算機設(shè)施，是整個校園視覺焦點；考慮到無障礙設(shè)計，建筑內(nèi)部不設(shè)樓梯，完全由一螺旋上升坡道和位于中央電梯貫通。與信息中心相對建筑體塊是中心教學(xué)與服務(wù)設(shè)施，涉及銀行，學(xué)生會，和倒插在中庭中一300座會議演示廳等。在這一中央建筑體北側(cè)，帶有兩個中庭建筑體塊為商業(yè)學(xué)院使用；南側(cè)并聯(lián)三個帶有中庭體塊為教誨學(xué)院使用；位于中央大中庭是開放式學(xué)生餐廳及多功能使用。、在基地兩端建筑體則為學(xué)生公寓，提供應(yīng)600個本科生和150個研究生使用。

基地方略

基地環(huán)境整體組織與運用是這一項目首要考慮，因其決定著建筑小環(huán)境質(zhì)量及與其大環(huán)境關(guān)系協(xié)調(diào)?；羝战鹚乖O(shè)計重點是13，000平方米線性人工湖，使其成為有機緩沖體，將新建筑與郊區(qū)住宅連接起來，對于整個都市則成為一新“綠肺”。在這一水體設(shè)計上，人工化被盡量避免，而試圖營造一種人工自然平衡：通過建筑邊沿水渠對雨水進行自然回收運用；通過培養(yǎng)水生動植物去帶動水體生態(tài)循環(huán)，從而減少人工保養(yǎng)費用等。此外，通過沿湖廊道設(shè)立，自然將人工環(huán)境與自然環(huán)境銜接起來，互相滲入。在營造自然環(huán)境同步，另一方面就是如何通過建筑空間組織，有效運用這一環(huán)境資源，這是最基本生態(tài)設(shè)計手段，也是最有效、簡樸易行。在考慮優(yōu)化朝向與視野基本上，重要教學(xué)建筑朝向西南主導(dǎo)風(fēng)方向，以獲得最大對風(fēng)源與日照運用；同步，通過中庭設(shè)立，在建筑內(nèi)形成“風(fēng)道”。夏季時，主導(dǎo)風(fēng)通過湖面得到自然冷卻；在冬季時，接近住宅區(qū)樹林則成為有效風(fēng)屏障。采光方略采光是影響人工環(huán)境質(zhì)量一項重要指標(biāo)，可以將其分為人工照明和自然采光兩種方式。采光低能耗方略就是在人工照明與自然采光之間形成一種平衡，即盡量減少人工照明，而充分運用自然光。在這一方略指引下，朱比麗校園重要教學(xué)建筑內(nèi)部被安頓了被動式紅外線移動探測器和日照傳感器，并由智能照明中央系統(tǒng)統(tǒng)一控制：當(dāng)一教室有人使用時就會自動判斷與否使用人工照明，代替了人工開關(guān)；如果室內(nèi)有足夠自然光線，人工照明就會自動關(guān)閉，從而節(jié)約能源。

在充分運用天然日照同步，也要對其進行有效控制。為了避免日照直射形成室內(nèi)眩光，朱比麗校園重要教學(xué)建筑外立面窗口上部被安裝了水平木百葉，并且每片百葉上部被漆成白色以增強光線反射。這些外百葉與窗內(nèi)百葉共同起到光柵作用，將光線充分、均勻?qū)胧覂?nèi)深處。此外，在朝向西南夏季主日照面窗口上被裝置了可拆卸暫時性遮陽帆布，用以防止夏季時因過多獲得直接日照所產(chǎn)生室內(nèi)過熱，從而避免不必要制冷能耗。通風(fēng)方略對于自然風(fēng)運用是體現(xiàn)可持續(xù)性與生態(tài)設(shè)計另一重要方面。有效自然通風(fēng)可以創(chuàng)造一種清新自然人工環(huán)境，同步減小依托機械通風(fēng)能耗。朱比麗校園設(shè)計所采用通風(fēng)方略可以稱作：熱回收低壓機械式自然通風(fēng)，它是一種混合系統(tǒng)，即在充分運用自然通風(fēng)基本上輔以有效機械通風(fēng)裝置。這一系統(tǒng)是在歐盟資助研究項目基本上試行，也可以說是阿熱普工程公司近年實踐經(jīng)驗積累。

“集熱片”與“風(fēng)塔”：這一通風(fēng)系統(tǒng)使用在建筑上體現(xiàn)為兩個明顯特性：一種是25毫米乘以125毫米見方太陽能集熱片，它們被集成在中庭屋頂6毫米厚吸熱強化玻璃中，用于提供驅(qū)動機械通電扇能源，同步它們起到一定遮陽作用；另一種是“風(fēng)塔”，其主體為樓梯間，在頂部是集成機械抽風(fēng)和熱回收裝置，在建筑外部呈一造型獨特金屬“風(fēng)斗”：通過其旋轉(zhuǎn)以保證排出氣流總是朝下風(fēng)向，從而形成最大正負壓差，加強抽風(fēng)效果。據(jù)觀測，通過使用這一裝置所節(jié)約能耗不到電扇耗能百分之一，但它們被以為在樹立生態(tài)建筑標(biāo)記性上有著更高價值。系統(tǒng)運作這一系統(tǒng)運作或氣流組織可以理解為“穿越式”和“機械低壓式”兩種混合。所謂“穿越式”就是通過建筑窗口設(shè)立形成穿堂風(fēng)，這一點充分體當(dāng)前中庭設(shè)計上：在室外溫和氣候狀態(tài)下，氣流在凹進中廳入口引導(dǎo)下，通過大門上部啟動玻璃百葉進入到中廳內(nèi)，再通過中庭另一端屋頂上部玻璃百葉排出，從而運用開口高差形成有效穿越。所謂“機械低壓式”，就是在機械輔助下，充分運用“煙囪效應(yīng)”在建筑內(nèi)部形成自然風(fēng)循環(huán)，這特別合用于酷熱或寒冬氣候條件下，當(dāng)建筑窗口關(guān)閉時。其循環(huán)途徑為：新鮮空氣通過處在風(fēng)塔上部機械抽風(fēng)和熱回收裝置被引入到風(fēng)道中，然后進入到各層樓板夾層空間，進而在樓板低壓發(fā)散裝置輔助下進入到室內(nèi)；而廢氣排出是通過走道和樓梯間低壓抽風(fēng)作用，最后又回到風(fēng)塔上部，再通過熱回收或蒸發(fā)冷卻裝置，通過風(fēng)斗排出。其他方略除了上述三個重要與建筑形態(tài)密切有關(guān)方略，朱比麗校園設(shè)計中還采用了如下幾種有關(guān)方略。一方面，在保溫隔熱解決上，使用了暴露強化混凝土柱和梁腹，以充分運用其良好蓄熱性；同步在建筑屋頂處使用了人工覆土，以減小屋頂熱損失。此外，建筑外墻被覆以紅杉木板條，除了具備良好蓄熱性外，在中庭內(nèi)部還起到吸聲作用；也許更為重要是，通過對這一材料使用，創(chuàng)造了一種布滿自然特性環(huán)境感受（隨著氣候變化，木材色彩會發(fā)生變化）。尚有，校園提供了600個可以鎖銬自行車位，以勉勵學(xué)生使用更為環(huán)保自行車系統(tǒng)。結(jié)語基于校園使用后監(jiān)測，建筑能耗被估算為85千瓦時每平方米每年，這一數(shù)字低于英國建筑能耗指標(biāo)ECON19自然通風(fēng)辦公建筑良好原則：112千瓦時每平方米每年。并且校方以為，與主校園相比這一新校園達到了60%節(jié)能效果。但是在校園使用過程中也浮現(xiàn)了某些問題，如人工湖曾因水體過溢而涌進教學(xué)建筑；尚有，朝向湖面窗體帆布遮陽和冬季保溫效果不佳等。如果撇開這些問題，應(yīng)當(dāng)說由霍普金斯建筑師事務(wù)設(shè)計這一新校園是一大膽嘗試，即基于對建筑可持續(xù)性與生態(tài)考慮，如何將都市景觀環(huán)境，建筑與技術(shù)有機結(jié)合在一起，創(chuàng)造出新建筑形態(tài)與環(huán)境。此外，從這一實例，應(yīng)當(dāng)結(jié)識到：可持續(xù)性或生態(tài)在這里并不只是時髦詞語和概念，它們在建筑上實現(xiàn)是建立在強有力技術(shù)，研究與資金支持上；是嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)與建筑師創(chuàng)造力結(jié)合產(chǎn)物；并且走向真正可持續(xù)性和生態(tài)建筑實踐，是一種不斷總結(jié)、學(xué)習(xí)過程，朱比麗校園也許并不是一種完全成功例子，但通過對其使用后不斷監(jiān)測與評估，將使咱們結(jié)識到它是不是真正實現(xiàn)了可持續(xù)性或生態(tài)，或者說只是獲得了一種形式而已。局部簡介基地區(qū)位地段本來都是工業(yè)廠房，圖片看來是已經(jīng)廢棄掉。建筑師因勢就宜，把建筑放在海拔相對高北邊，而把湖和景觀放在南邊。水在這個建筑群相對來說顯得非常重要，在建筑周邊都設(shè)立了小水道把雨水引入湖里面。這個景觀帶于是就形成了建筑群和都市邊界緩沖帶，不但為學(xué)生提供一種宜人休息場合并且還從新塑造了自然空間從而把野生動物引入人空間。把主干到設(shè)立在建筑背面，防止建筑里面有車輛浮現(xiàn)，使得人在建筑環(huán)境中感到格外安全。改造后建筑周邊水道建筑由4個某些構(gòu)成：住宿區(qū)，教學(xué)區(qū)，研究中心（圖書館）和400人餐廳,總體來說重要建筑都是環(huán)繞著良好景觀點布置。相對單體來說每個教學(xué)建筑均有共享中廳，于是形成了E行平面。模型：建筑材料使用：建筑師注重材料生態(tài)效應(yīng)，于是選取了木材貼面。業(yè)主本來緊張在校園建筑運用木材與否妥當(dāng)，日后還是由于它良好熱效應(yīng)所說服了。預(yù)制木材貼面把主體建筑全包起來，加上一種Warmcellinsulation保溫層，在建筑外形成一種“呼吸”外皮。其不但有良好熱阻性能（U-Value:0.287），并且可以吸取濕氣。在中廳外墻中還加了一層麻布作為吸音層。建筑節(jié)能方略1：（良好保溫層）建筑外墻用木片條貼面加Warmcellinsulation保溫層，U-Value值是0.287。玻璃采用北歐規(guī)格低U-Value玻璃。建筑節(jié)能方略2：（低能耗通風(fēng)系統(tǒng)）建筑背面樓梯頂上均有一種機械通風(fēng)系統(tǒng)，形狀像似一種斗篷帽子。專門用來解決室內(nèi)氣流通風(fēng)。本來建筑師打算用自然通風(fēng)系統(tǒng)，可是考證發(fā)現(xiàn)自然風(fēng)并不能有效服務(wù)建筑教學(xué)區(qū)，于是就采用了機械系統(tǒng)。盡管建筑在全年大多數(shù)時間內(nèi)都在運營這個系統(tǒng)，但是通過制動控制系統(tǒng)在某些日子內(nèi)通過打開南邊玻璃和熱壓效應(yīng)可以得到良好自然通風(fēng)效果。建筑朝南以最大限度得到太陽輻射。同步建筑中廳用作為一種陽光房，進入教室氣流在這里得到加熱。建筑很注意自然采光設(shè)計：建筑形狀和布局；合理開窗和天窗都提供了足夠自然光。并且建筑能部也有監(jiān)測系統(tǒng)以控制沒有必要人工采光。整合太陽能板設(shè)計是這個建筑一種特點。所謂整合設(shè)計就是在做建筑設(shè)計時候就把太陽能光電板設(shè)計考慮進去，而不是日后才加。建筑師考慮了適合太陽水平角和高度角把光電板安頓在中廳。同步為了減小其對自然光影響特意把它安頓在中間。在這些方略下，這個教學(xué)區(qū)能耗不到85kW每平方米每年。而一種好案例原則為190kW每平方米每年。建筑研究組織辦公樓——BREOfficeofthefuture建筑概況名稱：建筑研究組織（BRE，BuildingResearchEstablishment）建造時間：1996年建筑功能：辦公室、會議室這座將來辦公樓坐落于瓦特福德（Watford）市郊建筑研究所（BRE）。該區(qū)域地處英國南部，氣候溫和，受噪音和空氣污染影響限度也最輕。該建筑采用被動建筑設(shè)計，結(jié)合先進節(jié)能技術(shù)，是一較為成功綠色生態(tài)建筑。建筑特色建筑內(nèi)容納了為100余名工作人員準(zhǔn)備辦公800m2會議設(shè)施，總面積為2040m2。辦公室分別配備在3層中，重要沿東西布置，各辦公單元平面采用30mx13.5m模數(shù)。既有大空間辦公室，也有封閉小辦公室。平面不對稱呈“建筑密封性較好，熱絕緣，窗戶是雙層，中間填充有氬氣。窗戶可以打開。這些窗戶占了重要立面約一半左右面積。南側(cè)窗戶有外部可活動挑檐來遮蔽直射日光。通過BMS系統(tǒng)控制高窗可以用來進行通風(fēng)控制，頂層還設(shè)有通風(fēng)口。建筑技術(shù)采光該建筑辦公室層高為3.7m，比起普通辦公室來高出諸多。這樣較高層高保證了自然光照明需要，在上班時間，95％以上室內(nèi)可以有足夠自然光照明。大窗和南側(cè)室外百葉窗結(jié)合，盡量爭取了最大陽光，并且這些百葉窗也可以避免炫光。自然通風(fēng)南側(cè)立面上有五個高聳風(fēng)塔，并裝有玻璃益于采光，通風(fēng)口有低速電扇，可以在炎熱或無風(fēng)時節(jié)協(xié)助通風(fēng)；在氣溫適中時，可以直接打開窗戶通風(fēng)。地下水降溫低溫地板輻射：在炎熱夏天，運用地板中地下水管道冷卻樓板，以達到減少室內(nèi)溫度效果。在寒冷冬天，建筑內(nèi)部則通過地板下加熱管道以及環(huán)繞四周散熱器來采暖。熱量來自于先進壓縮鍋爐以及一種低氧化氮鍋爐，這些鍋爐通過BMS系統(tǒng)控制高窗得到新鮮空氣。照明T5照明燈具高效、節(jié)能、安全、穩(wěn)定T5和普通熒光燈相比，其管徑小，且普遍采用稀土三基色熒光粉發(fā)光材料，并涂敷保護膜，光效明顯提高。該建筑為了將人工照明耗電量降到最小，還使用了感光器（由BMS系統(tǒng)控制）遮陽系統(tǒng)可以看到遮陽板詳細細節(jié)。遮陽百葉由半透明陶瓷材料制成，可以阻擋直射太陽光，但會將陽光漫射入室內(nèi)，百葉角度可以自動控制,也可以由辦公室使用者人工調(diào)節(jié)。南側(cè)窗戶使用了反射玻璃，還配有電動卷簾來減少夏季太陽熱吸取。建筑周邊還種植了落葉樹，在夏季提供遮陽，冬季則變化寒風(fēng)流線。太陽