【2015上海绿色建筑贡献奖获奖项目】上海市崇明县陈家镇实验生态社区4号公园配套用房

  

        项目位于实验生态社区4号公园内,位于生态公园的景观主轴上,作为整个生态公园的配套服务中心,项目负担了生态社区的展示功能与公众活动功能。总建筑面积为5511.2平方米,用地面积55816.9平方米。建筑设计采用极简的“一”字形体,方正简约。宽约20m,长约100m、二层外挑3m,并在两侧设置自然堆土草坡,使二层外挑的形体漂浮在公园的绿意之中。通过与周边环境特点相融合的生态环境营造、不利朝向下建筑本体被动节能设计策略、充分利用场地资源条件的能源系统优化及耦合、“雨水—河道—水景—绿化”四位一体的非传统水利用方案、室内空气质量监控与调节等多项技术集成,实现绿色三星设计目标。项目已经获得绿色三星设计标识认证,并获得“2015年上海建筑学会第六届建筑创作奖佳作奖”。项目入围南非2014年世界建筑师大会“可持续发展板块”展览单元,作为中国绿色原创建筑设计的典型向世界展示。

  技术亮点

  (1)与周边环境特点相融合的生态环境营造

  根据项目位于生态公园景观主轴上的独特位置特点,综合考虑建筑形态、风场优化、场地径流控制及建筑本身隔热性能等多项因素进行设计优化。

  1)融入环境的整体布局与风环境改善:将建筑沿景观主轴方向布置,在建筑东、西两侧多功能厅、书法室和西侧机房顶部设置自然堆土坡,既能减小建筑体量对环境的影响,起到引导游客的作用,还可以利用土坡遮挡冬季寒风,引导夏季风进入室内。

  2)增强雨水调蓄的大面积绿化与透水地面设置:设计大面积复层绿化,并设置透水混凝土、透水沥青与透水胶粘石路面,使雨水能充分入渗与调蓄,总透水地面占室外面积比例达95.6%。

  3)充分利用场地堆坡的屋顶绿化设置:利用屋面土坡设置植草绿化,面积1230.8m2,占屋顶可绿化面积的30.4%,使建筑与周边公园绿化融合于一体,有利于调节微气候,增强屋顶的隔热性能。

  (2)不利朝向下建筑本体被动节能设计策略

  1)充分利用建筑体形自遮阳、适当设置固定百叶的遮阳设计:针对建筑东西不利朝向,首先利用东西侧8.1m高土坡及二层建筑出挑、玻璃内凹等设计手法对玻璃幕墙部分进行自遮阳,可减少西向43.73%的辐射量。同时在二层东、西外墙外设穿孔铝板幕墙对整个立面进行遮阳,大幅降低建筑负荷。在此基础上根据遮阳分析,在需要遮阳的二层东南侧玻璃幕墙外设置少量固定的横向金属百叶补充遮阳,使整个建筑夏季所受太阳辐射均控制在较低的水平。

  2)采光天窗、隔墙窗洞与导光管相结合的采光优化设计:根据建筑展厅的功能性质,为防止眩光,东、西向只设置了矮窗与窄竖条窗并利用穿孔铝板进行遮挡。为改善采光效果在展厅及中部坡道顶部增设采光天窗,采光系数可由1.15%提高到4.41%。同时对内部隔断优化,坡道两侧墙上开设墙洞,增强中部天窗对二层空间的间接采光效果。此外,东侧土坡下书法交流中心上部对应位置分散设置10个导光管,将天然光引入到草坡下的交流中心空间,采光系数由1.23%提高到3.58%。

  3)开放式幕墙、中转窗与拔风天窗合理组织风路的自然通风设计:利用东西两侧墙的矮窗与竖向条窗组织通风,将外层穿孔幕墙为开放式。南北两侧设置落地中转窗,可以全部打开通风。中轴顶部设置拔风天窗,内部设置中庭与上下连通的坡度,使气流上下贯通。90%的房间通风换气次数超过5次/小时。

  (3)充分利用场地资源条件的能源系统优化及耦合:结合项目周边资源现状及建筑负荷特点,提出地埋管及地表水复合式系统解决建筑全年空调用能需求。基于全年土壤冷热平衡,提出夏季采用湖水换热系统调峰措施:地埋管换热器按照承担80%的冷负荷、湖水换热器承担20%的冷负荷。该系统全年节能率达21.33%。基于性能化分析软件,提出地源热泵全年优化运行控制策略,实现系统高效运行。结合项目有生活热水需求的特点,同时作为地埋管全年冷热平衡的措施之一,地源热泵机组采用带冷凝热回收功能,夏季回收部分冷凝热,供生活热水供热,年节省运行费用约1万元。

  (4)高效排风热回收技术:采用转轮热回全热回收及板式全热回收新风机组,提高能源回收利用率,年节约空调运行能耗18142kWh,年节约电费1.53万元

  (5)全空气可变新风比运行:全空气系统过渡季节采用加大新风量措施,最大新风达到50%以上,充分利用自然冷源。

  (6)部分负荷实现节能运行:部分空调末端采用VAV系统、空调箱送风机及排风机设置变频器、空调系统侧采用变流量系统,部分负荷下实现节能运行。

  (7)室内二氧化碳监控及调节:在多功能厅、信息中心人员密度变化大的房间设CO2浓度传感器,根据人员密度变化调节新风运行。提高室内人员舒适度,减少新风运行能耗。

  (8)高效照明系统:采用节能型光源,公共部分照明采用三基色细管T5荧光灯,房间照明功率密度值按目标值设计。公共区域照明采用智能照明控制系统,可实现照度自动调节控制。

  (9)能源分项计量与智能化设备监控系统:对建筑冷热源、输配系统、照明、办公设备和热水实施分项计量。对建筑设备进行监控,强调智能化实施协调控制。

  (10)“雨水—河道—水景—绿化”四位一体的非传统水利用方案:结合能源中心建筑所在地水资源特点和场地特点,提出了与水景、绿化相结合的“雨水—河道—水景—绿化”四位一体的非传统水利用方案,对屋顶场地与绿化雨水进行回收,并利用景观水池、河道等对雨水调蓄达到水资源综合利用:河道和水景提供雨水调蓄储存空间,绿化提供雨水入渗场所,有效防止城市内涝。水景和绿化为雨水提供处理场所,避免雨水对河水造成污染。雨水和河水是水景补水和绿化灌溉水源,提供室外场地的用水需求,提高非传统水源利用率。项目非传统水源利用率达到70.91%。实现年节约运行费用5.09万元。

  (11)节水器具:水嘴、小便器、坐便器、淋浴器全部达到节水评价值一级要求,节水率均在50%以上。

  (12)节水灌溉:采用手动灌溉与喷灌方式相结合,喷灌部分占绿化灌溉面积的73.3%

  (13)土建与装修一体化设计施工:室内与土建设计、施工同步进行,相互配合,避免后续装修对土建的改动,节省材料。

  (14)大空间灵活隔断:在大空间区域采用石膏板作为隔断,拆装过程不影响空间使用,可循环利用减少建筑垃圾的产生。灵活隔断面积占建筑面积的比例为74.69%。

  该项目经过咨询团队对绿色技术和地源热泵系统专项化研究及分析,确定了合理的绿色技术及地源热泵系统优化设计和运行策略。项目获得国家绿色建筑“三星级绿色建筑设计标识证书”和2015年“上海建筑学会第六届建筑创作奖佳作奖”。同时充分利用场地资源条件的能源系统优化及耦合,为其他类似项目设计提供可供借鉴的经验,节能贡献率达到21.33%,具有很好的社会效益和经济效益。结合项目实施完成了集团课题《能源中心建筑绿色建筑设计技术集成与应用研究》,由项目实践研究推广到建立解决一大类建筑绿色节能问题的技术体系。基于项目绿色技术研究成果,在国内核心期刊公开发表论文5篇,起到很好的推广作用。通过本项目的绿色设计每年可以节约能耗99.8MWh,节约标准煤29.94吨,减少CO2排放104.8吨。根据陈家镇国际生态社区的功能定位和发展趋势,4.5km2社区的能源实时监控和智能管理系统、智能微电网系统等也设置在本建筑中,并向公众展示,对绿色技术的推广和展示起到很好的推广作用。室外结合公园景观特点,灵活应用斜坡式屋顶绿化、雨水处理生态水池、喷灌系统等绿色技术,对游客能够起到良好的绿色技术宣传作用。

  获得国家绿色建筑“三星级绿色建筑设计标识证书”

  获得2015年“上海建筑学会第六届建筑创作奖佳作奖”。

  项目入围南非2014年世界建筑师大会“可持续发展板块”展览单元,作为中国绿色原创建筑设计的典型向世界展示。

  项目围护结构保温设计、自然采光、遮阳、通风等被动式节能设计,该总计节能贡献率为10.46%。项目采用地埋管和地表水复合式地源热泵系统形式,作为上海市地源热泵系统首次尝试,起到示范和展示作用。针对地源热泵系统优化分析方法及运行策略,均具有可操作性,适用于所有项目地源热泵系统设计及优化分析。本项目的技术应用可为展览类建筑、公园配套建筑、滨水建筑等的绿色设计提供指导与示范。

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