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【公建案例】杭州绿色建筑科技馆-设计评价标识三星

时间:2020-03-01 12:57:26   作者:GBWindows   来源:行业网站   阅读:862  
内容摘要:杭州绿色建筑科技馆位于浙江杭州钱江经济开发区能源与环境产业园的西南区,占地面积1348m2(约2.02 亩),总建筑面积4679m2,其中地上4218m2,地下461m2,建筑高度18.5m,地上4层,半地下室一层。其主要功能为科研办公、绿色建筑节能环保技术与产业宣传展示。其中地......

 

杭州绿色建筑科技馆位于浙江杭州钱江经济开发区能源与环境产业园的西南区,占地面积1348m2(约2.02 亩),总建筑面积4679m2,其中地上4218m2,地下461m2,建筑高度18.5m,地上4层,半地下室一层。其主要功能为科研办公、绿色建筑节能环保技术与产业宣传展示。其中地下室功能布局为地源热泵机房、消防水泵房、配电房等设备用房;地上一层为绿色建筑技术展览厅、小型报告厅、机房、接待室等;二层主要为科研办公和研究室;三层为科研办公用房;四层主要布置机房和活动室。于2006年3 月立项,2008 年9月开始土建施工,2009 年12 月投入使用。科技馆通过绿色智能技术平台,系统化地集成应用了被动式自然通风系统、建筑智能化控制系统、温湿度独立控制空调系统、节能高效照明系统等十大先进绿色建筑系统体系。

 

绿色建筑设计

1.围护结构节能设计。建筑物整体向南倾斜15 度,具有很好的建筑自遮阳效果。夏季太阳高度角较高,南向围护结构可阻挡过多太阳辐射;冬季太阳高度角较低,热量则可以进入室内,北向可引入更多的自然光线。这种设计降低了夏季太阳辐射的不利影响,改善了室内环境。

建筑物南北立面、屋面采用法国钛锌板,东西立面采用陶土板,这两种材料均具有可回收循环使用、自洁功能。建筑物门窗采用了断桥隔热金属型材多腔密封窗框和高透光双银Low-E 中空玻璃,使夏季窗户的得热量大大减少,空调负荷从基准建筑41.71W/m2 下降到23.53W/m2,但对冬季的采暖负荷影响不大。

建筑物南立面窗墙比0.29,北立面窗墙比0.38,东立面窗墙比0.07,西立面窗墙比0.1。合理的窗墙比既满足建筑物内的采光要求,防止直射造成的眩光对室内人员产生不利影响,又不会形成较大的空调负荷,达到节能降耗目标。


 

坡屋面采用90mm 厚岩棉板,传热系数达到0.49 W/m2·K,外墙采用75mm 厚岩棉板,传热系数达到0.56 W/m2·K;东、西向外窗、天窗为隔热金属型材多腔密封窗框,低透光双银玻璃,传热系数1.91 W/m2·K,自身遮阳系数0.29,气密性为4 级,水密性为3 级,可见光透射比0.57;南、北向外窗采用隔热金属型材多腔密封窗框,高透光双银玻璃,传热系数2.27 W/m2·K,自身遮阳系数0.44,气密性为4 级,水密性为3 级,可见光透射比0.7。屋顶天窗采用XIR 夹胶玻璃,提高保温隔热性。

南北立面窗采用智能化机翼型外遮阳百叶,该遮阳百叶长度3.59m,宽度0.45m,在机翼型百叶上按23%左右开孔率打微孔,孔径为Ф2.5,实现了遮阳不遮景,保持室内视觉通透感;控制光线强弱,有效降低建筑能耗;夏季控制光线照度及减少室内得热,冬季遮阳百叶的自动调整可以保证太阳辐射热能的获取。通风百叶利用烟囱原理,在被动式通风时自动打开,排走室内多余热量、降低室内温度及换气功能;在空调季节和大风、大雨时自动关闭;在发生火灾时,自动打开
排走有毒浓烟。

 

 

2.高能效的地源热泵系统。绿色建筑科技馆采用温湿度独立控制的空调系统,可以满足不同房间热湿比不断变化的要求,避免了室内湿度过高或过低的现象。系统冷热源为地源热泵系统。本系统选用一台地源热泵机组,制冷量127kW,COP 为6.15;地埋管DN25埋深60m,共64 根单U管。空调末端采用四种形式:辐射毛细管、冷吊顶单位、吊顶式诱导器、干式风机盘管。采用高湿冷源和空调末端除去室内显热负荷,采用水作为输送媒介,其输送能耗仅是输送空气能耗的1/10~1/15。湿度控制系统由四台热泵式溶液调湿新风机组、送风末端装置组成,通过盐溶液向空气吸收或释放水分,实现对空气湿度的调节。采用新风作为能量输送的媒介,同时满足室内空气品质的要求。每台热泵式溶液除湿新风机组的除湿量为80kg/h,加湿量为25kg/h,COP一般在5.5以上。

3.节能高效的照明系统。三层选用索乐图日光照明技术。阳光经采光罩聚集并直接折射到传输管道,光线沿着管道向下反射穿越房顶到达顶棚,最后经漫反射洒落在房间的每个角落。光线在管道中以高反射率进行传输,光线发射率达99.7%,光线传输管道可长达15m。通过采光罩内的光线拦截传输装置(LITD)捕获更多的光线,同时采光罩的设计可以滤去光线中的紫外线。

办公、设备用房等场所选用T5 系列三基色节能型荧光灯。楼梯、走道等公共部位选用内置优质电子镇流器节能灯,电子镇流器功率因数达到0.9以上,镇流器均满足国家能效标准。楼梯间、走道采用节能自熄开关,以达到节电的目的。

 

 

4. 可再生能源利用。屋顶设置风光互补发电系统,多晶硅光伏板296m2,装机容量为40kW;采光顶光电玻璃57m2,装机容量为3kW;屋顶光伏发电系统产生的直流电,并入园区2MW太阳能发电网。两台风能发电机组装机容量为600W,系统产生的直流电接入氢能燃料电池,作为备用电源,实现光电、风电等多种形式利用。氢能燃料电池工作原理是通过电解水的逆反过程,即氢气和氧气结合成水、产生电这一过程,将化学能直接转换成电能。

根据计算,多晶硅太阳能光伏发电系统以及涡轮风力发电系统全年可再生能源发电量41990度,达到建筑总用电需求量298520度的14%。选用能源再生电梯,采用32 位能源再生变频器,可以将原消耗在电阻箱上的电能清洁后反馈回电网,供其他用电设备使用。曳引机采用植入式稀土永磁材料,不需要碳刷,因此也就没有碳尘,电机的效率为90%,而碳刷式电机的传动效率为80%。电机采用密封轴承,没有齿轮箱,所以无需润滑油,不存在润滑油污染的问题。双重节能较普通有齿轮乘客电梯最大节能可达70%。

 

5. 适宜的绿化技术。在地块内结合实际情况铺设景观绿化。景观绿化采用大香樟、香樟、乐昌含笑、杜英、榉树、广玉兰、垂柳、大桂花、桂花、山茶花、水彬、雪松、黄山栾树、红白玉兰、樱花、垂丝海棠、红枫、红梅、碧桃、红叶李、紫薇、红继木球、含笑球、枇杷、黑松桩景、无刺构骨球、南天竹、八角金盘、洒金珊瑚、小叶桅子、金丝桃、春鹃、夏鹃、丰花月季、金森女贞、金边黄杨、红叶石楠、茶梅、八仙花、矮美人蕉、鸢尾、花叶蔓、阔叶麦冬、玉簪、兰花三七、黄馨、红花酢浆草、白花三叶草、果岭草等乔灌乡土植物或适宜树种,通过乔灌草搭配,形成复层绿化形式,同种或不同种苗木高低错落,植后同种苗木相差30cm 左右。在人行道区域铺设了透水地砖等,室外透水地面面积比为56.7%,远大于40%。

6.建筑节水设计。屋面雨水均采用外排水系统,屋面雨水经雨水斗和室内雨水管排至室外检查井。室外地面雨水经雨水口,由室外雨水管汇集,排至封闭内河,作为雨水调节池,做中水的补水。雨水收集处理后进入人工蓄水池。人工蓄水池具有调蓄功能,以降雨补水为主,河道补水为辅,保证池水水位。人工蓄水池作为园区景观水的基础,对湖水进行低成本处理,防止景观水污染。人工蓄水池的水作为补充水源,经处理后作为园区绿化用水、景观用水,进而深度处理消毒后作生活用水。生活污水直接进入中水处理系统,处理后用于室内冲厕、绿化用水等,实现零排放。

 

 

建筑室内采用新型的节水器具,公共卫生间采用液压脚踏式蹲式大便器、壁挂式免冲型小便器、台式洗手盆等。所有器具满足《节水型生活用水器具》CJ164 及《节水型产品技术条件与管理通则》GB/T18870 的要求。

景观绿化灌溉用水来自处理后的中水,灌溉技术为滴灌,有效节约室外灌溉用水。通过利用雨水、废水、河道湖泊水等非传统水源,实现本项目非传统水源利用率达到73.7%。

7. 最大限度的节约建材。主体结构采用钢框架结构体系,现浇混凝土全部采用预拌混凝土,不但能够控制工程施工质量、减少施工现场噪声和粉尘污染,减少材料损耗,同时严格控制混凝土外加剂有害物质含量,避免建筑材料中有害物质对人体健康造成损害,达到绿色环保的要求。

屋顶为非上人屋面,其上设计有18 个拔风井烟囱,用于过渡季节自然通风,南向东西两端的拔风烟囱顶部各自设置有1 个直径300mm 的垂直式风力发电机。因此该建筑不存在没有功能作用的装饰性构件。

 

 

本项目实现土建与装修工程一体化设计与施工。各单位依据绿色施工原则结合自身特点制定相应绿色施工技术方案,指导项目施工,有效避免拆除破坏和重复装修。制定建筑施工废弃物的管理计划,将金属废料、设备包装等折价处理,将密目网、模板等再循环利用,将施工和场地清理时产生的木材、钢材、铝合金、门窗玻璃等固体废弃物分类处理并将其中可再利用材料、可再循环材料回收。

8.室内环境优化。

(1)日照和采光。室内主要功能空间的采光效果较好。在遮阳板开启时,全楼采光系数大于2.2%的区域面积为2353.21m2,占主要功能空间面积的85.47%;在遮阳板闭合时,全楼采光系数大于2.2%的区域面积为2254.82m2,占主要功能空间面积的81.90%,均达到80%以上。采用无炫目光高效灯具,并设置智能照明灯控系统。

(2)自然通风。采用被动式通风系统,提高了环境的舒适性,满足室内卫生和通风换气要求。通过竖直风井、中庭、拔风井促进了热压通风的实现。室外风通过市内与地下室相连的集风口进入地下室,经由竖直风井进入各个房间,汇集到中庭,从拔风井排出至室外。


 

(3)主动通风装置。采用温湿独立控制的几种空调系统,空调冷热源为土壤源热泵+热泵式溶液调湿机组,具体空调末端为毛细管、干式风机盘管、冷辐射顶棚等。一楼展厅和报告厅新风支管上设置了电动风阀。当一层展示厅和报告厅不用时,关闭全部新风阀,新风机组通过变频器使其在设定好的频率下运行。每台新风机组设变频器一台。室内的湿负荷是通过新风来除去的,而每个房间送入的新风量严格按照建筑规定的人员数量确定。在空调季节,中庭和房间绿色植物做到尽量少放,且选用散湿量少的品种。

(4)可调节外遮阳。南立面采用电动控制的外遮阳百叶,控制太阳辐射的进入,增加对光线照度的控制。东西立面采用干挂陶板与高性能门窗组合,采用垂直遮阳,减少太阳热辐射得热,保证建筑的节能效果和室内舒适性。

 

 

9.节能管理模式。

杭州节能环保投资有限公司聘请其母公司浙江节能实业发展有限公司下属的获取ISO14001 认证的物业公司对绿色建筑科技馆进行有效管理。结合建筑弱电调试,制定楼宇运行管理手册,明确节能、节水与绿化管理制度,并对建筑运营和工作人员进行有效管理教育,实现楼宇高效运行。

空调、照明系统采用智能化控制结合可自主调节的末端,实现有效节能,空调电气管线走线采用集中管井,便于维修管理。对空调通风系统进行定期检查和清洗。对用水量、用电量进行分项计量,掌握各项能耗水平,对能源利用进行合理管理。

运营管理实施资源管理奖励机制,管理业绩与节约资源、提高经济效益挂钩,采用绩效考核,使得物业的经济效益与建筑用能效率、耗水量等情况直接挂钩。根据垃圾的来源、可否回用性质、处理难易度等对垃圾废弃物进行分类收集和处理,且保证收集和处理过程中无二次污染。将其中可再利用或可再生的材料进行有效回收处理,重新用于生产。



10.智能化控制系统。

(1)温湿度独立控制空调系统。采用温湿度独立控制空调系统来分别控制和调节室内湿度和温度:新风经热泵式溶液机组处理后用于承担室内湿负荷,毛细管以及干式风机盘管等显热末端承担室内显热负荷。

(2)自然通风系统。中庭共设立了18 处拔风井来组织自然通风。室外自然风进入地下室经自然冷却后沿着布置在南北向的13 处主风道以及东西向的4 处主风道风口进入各个送风风道,在热压和风压驱动下,由布置在各个通风房间的送风口依次进入各个房间。

 

 

(3)分项计量系统。通过对该建筑物各用能系统实时监测,掌握建筑总能耗和分项能耗情况,发现建筑物典型用能问题,从而改善系统运行,强化行为节能;并通过能耗计量系统客观反映节能技术和产品的实际节能效果,引导节能优化运行管理。

本项目重点突出对江南地区适宜的被动式节能环保技术探索和示范,并通过智能系统与高性能机电设备进行整合联动,以实用技术打造超低能耗绿色建筑科技馆,实现节能环保目标。

 

建设单位 杭州节能环保投资有限公司
设计单位 杭州市城建设计研究院
咨询单位 中国建筑科学研究院上海分院
施工单位 浙江建工集团


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