萬寶至馬達株式會社總部大樓

1、048摘要:一般而言,暖通空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷是建筑物主要能源消耗之一,減少這一負(fù)荷對提高建筑物的環(huán)境效益發(fā)揮著重要作用,但工作環(huán)境質(zhì)量卻往往因此降低。本文介紹了萬寶至馬達株式會社總部大樓建筑采用的被動式與主動式設(shè)計以及與建筑環(huán)境設(shè)計相結(jié)合來減少空調(diào)負(fù)荷的理念和方法。文章介紹了一個建筑面積為20 000m 2的低層建筑環(huán)保設(shè)計案例及這些環(huán)保設(shè)計其現(xiàn)場測定的結(jié)果。Abstract: This paper shows a summary of the actual building which adopted the both of passive and active design and the ai

2、r conditioning load reduction method integrated with the building environmental design. Generally, HVAC system load is one of the major energy consumption sources of a building. Reduction of such load shall play a significant role on the environmental effect of the building but often in return of de

3、graded work environmental performance. This paper introduces a case of a low story building with floor area of 20 000 m 2 for its environmentally conscious design and the results of field measurement.關(guān)鍵詞:可持續(xù)的辦公建筑 環(huán)境設(shè)計 雙層呼吸幕墻 儲熱 工位空調(diào)Key Words: Sustainable Office Building, Environmental Design, Double

4、-Skin-Facade, Thermal Storage, Task Air-Conditioning MABUCHI MOTER HEADQUARTERS萬寶至馬達株式會社總部大樓柳井崇 佐佐木正人 秋元孝之/ Takashi YANAI, Mashato SASAKI, Takashi AKIMOTO 譯_王朗 / Translated by WANG Lang 1建筑概況萬寶至馬達株式會社總部位于東京郊外的松戶市,毗鄰郁郁蔥蔥的都營八柱陵園。這幢大樓是為公司總部提供高質(zhì)量工作環(huán)境和服務(wù)的辦公建筑,同時在多個方面采用了提高環(huán)境效率的設(shè)計。大樓共4層,為兩翼加中庭的典型平面。每一個側(cè)翼都是

5、38m×38m 約1 500 m 2的無柱高敞空間(圖13。主要建筑數(shù)據(jù)如下:建筑類型:辦公場地面積:478 m 2建筑面積:19 169 m 2樓層等級:14層建筑高度:25.81m 2規(guī)劃高質(zhì)量的工作場所兩翼中間是被稱作“三維一體”的工作空間,這里配備了具有工位空調(diào)的地板下送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、環(huán)境照明和其他支持大面積高質(zhì)量室內(nèi)空間的設(shè)備。其設(shè)計基于通用空間的概念,不僅可為各種組織架構(gòu)提供多變的布局,而且每一個獨立工位都安裝了個人工作環(huán)境控制裝置,如進氣溫度補償閥(Intake Air Temperature Compensator,ITC及圖1 建筑主立面 圖2 建筑中庭049 050

6、工位空調(diào)。3作為環(huán)境調(diào)節(jié)器的建筑引入環(huán)境調(diào)節(jié)技術(shù)是這座建筑在環(huán)境設(shè)計方面的一個概念,在節(jié)約能源的同時提供一個舒適的室內(nèi)環(huán)境,并與建筑設(shè)計緊密結(jié)合在一起。大尺度玻璃幕墻覆蓋了建筑南北兩側(cè)立面,采用隔震結(jié)構(gòu)與大跨度PC 板和“通用”單元的家具布置這些元素造就了一個滿足高效能工作空間的新奇設(shè)計。為實現(xiàn)建筑功能作為“環(huán)境控制器”的理念,本項目通過獨特的室內(nèi)環(huán)境控制、能源效益和長壽命的設(shè)計綜合體現(xiàn)出建筑、結(jié)構(gòu)、施工相結(jié)合的成果,這也是該項目的最大特點。4雙層呼吸幕墻雙層呼吸幕墻(Double-skin Façade, DS是由整層樓高的整塊玻璃構(gòu)成(圖6。它的優(yōu)點在于使用者沒有被封閉的感覺,并

7、能充分利用陽光。在日本的氣候條件下,DS 需要具備多種功能,如,在夏天排出雙層玻璃之間的熱空氣,在冬天保溫,在春秋兩季則自然通風(fēng)。這些功能通過雙層玻璃之間的自動控制通風(fēng)擋板完成。DS 已經(jīng)安裝了各種類型的通風(fēng)擋板,如頂部通風(fēng)擋板、底部通風(fēng)擋板、中庭頂部及各層的通風(fēng)擋板。夏季,雙層幕墻之間的頂部擋板和底部擋板打開,自然通風(fēng)帶走其中的熱量,由此來降低建筑的熱負(fù)荷。冬季,頂部和底部擋板關(guān)閉,可以提升雙層幕墻的隔熱性能。在春秋過渡季節(jié),打開底部通風(fēng)擋板、各層通風(fēng)擋板和一個中庭的頂部通風(fēng)擋板,即可實現(xiàn)自然通風(fēng)。5 整體工位空調(diào)系統(tǒng)地板下送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)將氣流送至人員活動區(qū)(地面以上1.7m,圖3 建筑內(nèi)的工

8、作空間圖4 主要的環(huán)境設(shè)計技術(shù)圖5 空調(diào)系統(tǒng)平面布置圖6 雙層呼吸幕墻系統(tǒng)原理圖7 工作場所的空調(diào)分區(qū)概念051052 .+ N e Z 使人員活動區(qū)的溫度與更高處有明顯分層。因此在垂直方向上,空調(diào)區(qū)可劃分為人員活動區(qū)和非人員活動區(qū),并且人員活動區(qū)的隔斷又可將其再細(xì)分為背景區(qū)和工作區(qū)兩個部分。其中工作區(qū)利用工作區(qū)/周圍環(huán)境空調(diào)系統(tǒng)(Task/Ambient Air Conditioning System,TAC使用安裝在隔墻上的給氣口。此外,主通道沿DS 延伸,成為周邊緩沖區(qū)。因此,這幢大樓沒有為建筑邊緣專門設(shè)計的空調(diào)系統(tǒng)。為了適應(yīng)建筑空間高、廣的特點,空調(diào)設(shè)計中將空間假定為垂直和水平兩個空調(diào)

9、區(qū)?；谶@個假設(shè),設(shè)計了壓力式地板下送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組合系統(tǒng)。而安裝在隔墻上的排氣口的設(shè)計目標(biāo)如下(圖7:(1 在工作區(qū)和背景區(qū)的空調(diào)機組容量(空調(diào)設(shè)備的體積不超過計劃總?cè)萘恐?75cmh/人;(2利用地板下送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)及壓力差控制(地板下和室內(nèi)的壓力差;(3 利用地板下送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的供水溫度設(shè)定點。6板式儲熱系統(tǒng)在這一系統(tǒng)中,作為建筑構(gòu)件的空心板被用作空調(diào)管道。在平時的空調(diào)時段(白天,地板下的空調(diào)系統(tǒng)送出冷風(fēng),而被加熱的回風(fēng)由天花板回到空心板中。夜間,空心板也同樣被用作送風(fēng)管道(圖8。夜間,空心板被空氣處理單元(AHU,Air Handling Unit的送出來的風(fēng)冷卻。而在白天,這一蓄熱體(

10、TSS,Thermal Storage又被溫暖的回風(fēng)重新加熱。在夏天使用這一蓄熱裝置和作為熱源安裝在樓內(nèi)的冰蓄冷系統(tǒng)可以改變用電高峰期的情況而且在過渡季(middle term,利用這一蓄熱體就可以用夜間的室外冷空氣取代熱源冷卻水來降低制冷空調(diào)的負(fù)荷?？招陌遄鳛橐环N空調(diào)路徑包括兩種形式。一種是安裝在接近建筑邊緣的空心板中的圓管。這些圓管作為空調(diào)送風(fēng)和回風(fēng)通道,主要目的以蓄熱和輻射為主。這一形式的空心板被用在大樓每一層的南北4個區(qū)。另一種形式是在室內(nèi)區(qū)安裝的有很大中空層的板材。與中空層連通的氣流出口安裝在板底向里的一面。在白天的空調(diào)時段內(nèi),從AHU 送出的空氣先經(jīng)過中空層,然后經(jīng)過安裝了圓管的區(qū)

11、域,最終回到AHU。7效果評價與結(jié)論通過使用環(huán)境技術(shù)(如雙層呼吸幕墻、自然通風(fēng)減少熱負(fù)荷,冬天的熱水用量和過渡季的冷熱水用量都很小。主要能源消耗為1 657 MJ/m 2·y。DS、TAC 和多項技術(shù)(如自然通風(fēng)、冷熱管和太陽能估計共能減小21.9%的主要能源消耗(比較值:2 121MJ/m 2·y,圖9。我們用建筑效能綜合評定系統(tǒng)(CASBEE進行評估,結(jié)果為S 級(優(yōu)秀BEE 值=3.7。同樣,在新建筑使用前和使用后的問卷調(diào)查中,滿意度也由50%上升至88%。這一建筑是將環(huán)境效率、優(yōu)雅的設(shè)計和使用者的滿意度相結(jié)合的最佳實踐。 參考文獻1 Japan Sustainabl

12、e Building Consortium (JSBC. CASBEE Manual1 Dfe( Design for Environment ToolS. The Institute for Building Environment and Energy Conservation, 2003 .2 T Yanai, Sasaki. The Practical Example of the Air ConditioningL o a d R e d u c t i o n M e t h o d I n t e g r a t e d w i t h t h e B u i l d i n g

13、Environmental Design G. The 2005 World Sustainable BuildingConference, 2005 .3 M Sasaki, et al. Personalized HVAC System in a Sustainable OfficeBuilding - Building Design Concept and HVAC System PerformanceJ, Healthy Buildings (Lisbon, Portugal, 2006(6.4 T Akimoto, et al. Personalized HVAC System in a Sustainable Office Building -Field Measurement of Productivity and Air Change Effectiveness J. Healthy Buildings (Lisbon, Portugal, 2006(6.5 Arsen K Melikov, Radim Cermak, Milan Majer. Personalized Ventilation: Evaluation of Differen