生態(tài)建筑論文——杭州綠色建筑科技館案例分析

1、杭州綠色建筑科技館案例分析、概述杭州綠色建筑科技館位于浙江杭州錢江經(jīng)濟開 發(fā)區(qū)能源與環(huán)境產(chǎn)業(yè)園的 西南區(qū)，占地面積1,348m2（約2.02畝），總建筑面積4,679m 2 , 其中地上4,218m 2,地下461m 2,建筑高度18.5米，地上4層，半地下室一層。本項目 由杭州市城建設(shè)計研究院有限公司設(shè)計。為科研、辦公復(fù)合項目，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、 小型報告廳、機房、接待室等；二層主要為科研辦公和研究室；三層為科研辦公 用房；四層主要布置機房和活動室。項目于

2、 2006年3月立項，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目占地1 348 m 2, 總建筑面積4 679 m 2,建筑高度18.5 m ,集研發(fā)、展示、 技術(shù)交流于一體?？萍拣^運用先進綠色建筑設(shè)計理念，并采用了大量國內(nèi)外最新的建筑技術(shù)， 整合建筑功能、形態(tài)與各項適宜技術(shù)，通過綠色智能技術(shù)平臺，系統(tǒng)化地集成應(yīng) 用了 “被動式自然通風(fēng)系統(tǒng)”、“建筑智能化控制系統(tǒng)”、“溫濕度獨立控制空 調(diào)系統(tǒng)”、“節(jié)能高效照明系統(tǒng)”等十大先進綠色建筑系統(tǒng)體系。二、綠色成套技術(shù)設(shè)計和實施綜述2.1 綜合節(jié)能技術(shù)本項目的圍護結(jié)構(gòu)采用較高節(jié)能標準設(shè)計， 包括了形體自遮陽和高性能幕

3、墻 圍護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；同時積極利用可再生能源，包括太陽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)軟件模擬計算，綠色科技館節(jié)能率達到了76.4% ,全年能耗不到一般同類建筑的1/42.1.1 外圍護系統(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)負荷從基準 建筑的 41.71 W/m 2 下降到了 23.53 W/m 2。建筑物南立面窗墻比 0.29,北立面0.38,東立面0.07,西立

4、面0.1。合理 的窗墻比既滿足建筑物內(nèi)的采光要求， 防止眩光對室內(nèi)人員產(chǎn)生不利影響， 又不 會形成較大的空調(diào)負荷。2.1.2 主動及被動式通風(fēng)系統(tǒng)針對杭州的氣候特點，該項目引入了被動式通風(fēng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由英國德蒙特福特大學(xué)專家團隊設(shè)計。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)進入地下室后，充分利用地下室這個天然的大冷庫， 對室外進入的空氣進行冷卻，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)口進入各個送風(fēng)風(fēng)道，在熱壓和風(fēng)壓驅(qū)動 下，沿著風(fēng)道經(jīng)由布置在各個通風(fēng)房 間的送風(fēng)口依次進入房間，帶走室內(nèi) 熱量的風(fēng)進入中庭，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

5、空調(diào)負荷 在室外溫度或濕度較高時，被動式通風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉，減少對室內(nèi)溫濕度的影響 圖1科技館被 動通風(fēng)示意圖、主動式和被動模式氣流方向示意圖?！径﨣科技館被動通風(fēng)示意國采用被動通風(fēng)方式時：首先打開所有地 下室雙層窗，房間的風(fēng)閥和屋頂?shù)碾妱?雙層窗；這樣風(fēng)從地下室的進風(fēng)口進來，由風(fēng)道通過被動通風(fēng)閥進入各個房間， 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 建筑遮陽技術(shù)(1)建筑物自遮陽系統(tǒng)建筑物整體向南傾斜15。具有很好的自遮陽效果夏季太陽高度角較高，南向圍護結(jié)構(gòu)可阻擋過多太陽輻射；冬季太陽高度角較低，熱量則可以進入室內(nèi)，北向可引入更多的自然光線 這種設(shè)計降低了夏季太陽輻射的不

6、利影響，改善了室內(nèi)環(huán)境圖2為建筑物自遮陽示意圖圖2建筑物自遮陽示意(2)智能化外遮陽、通風(fēng)百葉系統(tǒng)南北立面窗采用智能化機翼型外遮陽百葉，實現(xiàn)了遮陽不遮景，保持室內(nèi)視夏季控制光線照度及減少室內(nèi)得熱， 冬季壬城審理示急圖覺通透感，并可以有效降低建筑能耗。遮陽百葉的自動調(diào)整可以保證太陽輻 射熱能的獲取。通風(fēng)百葉利用煙囪原 理，在被動式通風(fēng)模式時自動打開， 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)、大雨時自動關(guān)閉；在發(fā)生火災(zāi)時, 自動打開排走濃煙。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立控制的空調(diào)系統(tǒng)，可以滿足不同房間熱濕 比不斷變化的要求，克服了常規(guī)

7、空調(diào)系統(tǒng)中難以同時滿足溫度、 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)選用一臺地源熱泵機組，制冷量 127 kW, COP = 6.15;地埋管DN25埋深60 m ,共64根單U管?？照{(diào)末端采用 四種形式：輻射毛細管、冷吊頂單元、吊頂式誘導(dǎo)器、干式風(fēng)機盤管。采用高溫 冷源和空調(diào)末端除去室內(nèi)顯熱負荷， 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)由四臺熱泵式溶液調(diào)濕新風(fēng)機組、送 風(fēng)末端裝置組成，通過鹽溶液向空氣吸收或釋放水分，實現(xiàn)對空氣濕度的調(diào)節(jié)。 采用新風(fēng)作為能量輸送的媒介，同時滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求。每臺熱泵式溶液

8、除濕新風(fēng)機組的除濕量為 80 kg /h，加濕量為25 kg /h , COP 一般在5.5以上。2.1.5 節(jié)能高效的照明系統(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屋頂太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與索樂圖日光照明系統(tǒng)行傳輸，光線反射率達99.7% ,光線傳輸管道長 達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， 同時采光罩可濾去光線 中的紫外線。辦公、設(shè) 備用房等場所選用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)達到 0. 9以上，鎮(zhèn)流器均滿足國家能效標準。樓梯間、走道采用節(jié)能自熄開關(guān)，以達到

9、節(jié)電的目的2.1.6可再生能源利用(1)太陽能、風(fēng)能、氫能發(fā)電系統(tǒng)。屋頂設(shè)置風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)，多晶硅光伏板 296 m 2,裝機容量40 kW;采 光頂光電玻璃57 m2,裝機容量3 kWo屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電，并入園區(qū)2 MW太陽能發(fā)電網(wǎng)。兩臺風(fēng)能發(fā)電機組裝機容量為 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。曳引機采用植入式稀土永磁材料，不需要碳刷，因此也就沒有碳塵。電機的效率

10、為 90%。電機采用密封軸承，沒有齒輪箱，所以無需潤滑油，不存在潤滑油污染的問題。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 MBR膜生物反應(yīng)池，經(jīng)處理 后達到去除氨氮的作用，剩余的污泥排到污泥池，污泥經(jīng)壓濾機干化作為綠化肥 料外運。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

11、草澆灌、景觀用水、道路清洗，實現(xiàn)污水零排放。圖3為污水收集、中水回 收系統(tǒng)流程圖圖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蓄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，做中水的補水。雨水收集處理后進入人工蓄水池。 人工蓄水池具有調(diào)蓄功 能，盡可能消解降雨的不平衡，以降雨補水為主，河道補水為輔，保證池水水位C人工蓄水池作為園區(qū)景觀水 的基礎(chǔ)，對湖水進行低成本處理， 防止景觀水污染。人工蓄水池的水 作為補充水源，經(jīng)處理后作為園區(qū) 綠化用水、景觀用水，進而深度處 理消毒后作為生活

12、用水。生活污水 直接進入中水處理系統(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)場噪聲和粉塵污染，并節(jié)約能源資源，減少材料損耗；而且嚴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)對人體健康造成損害，達到綠色環(huán)保的要求屋頂為非上人屋面，其上設(shè)計有18個拔風(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個直徑300mm 的垂直式風(fēng)力發(fā)電機整體建筑物未設(shè)計無功能作用的裝飾構(gòu)件本項目

13、實現(xiàn)土建與裝修工程一體化設(shè)計與施工，通過各專業(yè)項目提供資料及 早落實設(shè)計，做好預(yù)埋預(yù)處理 若有所調(diào)整，則及時聯(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劃，將金屬廢料 設(shè)備包裝等折價處理，將密目網(wǎng) 模板等再循環(huán)利用，將施工和場地清理時產(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)建筑的設(shè)計，是運用生態(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)

14、計人、建筑與周邊環(huán)境之間的關(guān)系， 使之成為一個有機的結(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)境之間形成一個良性循環(huán)系統(tǒng)。綠色生態(tài)建筑。 目前 ,國內(nèi)認為它必須是一種節(jié)約型建筑。 它將作為 21 世紀建筑業(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。首先要處理好人、建筑與自然之間的關(guān)系，給人們提供一個和諧的居住、工作環(huán)境。(2) 節(jié)約原則 在資源嚴重破壞的今天，生態(tài)平衡受到了巨大挑戰(zhàn)，資源的合理利用也是生態(tài)建筑設(shè)計重點考慮的問題。 合理的利

15、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，要從長期效益出發(fā)，如降低建筑管理與維護費用、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，增強防災(zāi)能力。生態(tài)建筑設(shè)計是一個復(fù)雜而又整體的有機系統(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、建設(shè)方式、緩解資源和環(huán)境約束矛盾的必然選擇。要擴大生態(tài)建筑理念的普及推廣， 加強對社會公眾的宣傳教育。 推進建筑節(jié)能設(shè)計，嚴格執(zhí)行節(jié)能標準。 可持續(xù)發(fā)展應(yīng)從我做起， 號召公眾參與， 讓大家都樹立起節(jié)能環(huán)保的意識。生態(tài)建筑案例分析杭州綠色建筑科技館目錄：一、概述.1.二、綠色成套技術(shù)設(shè)at和實施綜述 1.2.1 綜合