生态建筑论文杭州绿色建筑科技馆案例分析.docx

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生态建筑论文杭州绿色建筑科技馆案例分析

杭州绿色建筑科技馆案例分析

1、概述

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1,348m2（约2.02亩），总建筑面积4,679m2，其中地上4,218m2，地下461m2，建筑高度18.5米，地上4层，半地下室一层。

本项目由杭州市城建设计研究院有限公司设计。

为科研、办公复合项目，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。

项目于2006年3月立项，2008年9月开始土建施工，2009年12月投入使用。

杭州绿色建筑科技馆项目占地1348m2，总建筑面积4679m2，建筑高度18.5m，集研发、展示、技术交流于一体。

科技馆运用先进绿色建筑设计理念，并采用了大量国内外最新的建筑技术，整合建筑功能、形态与各项适宜技术，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。

2、绿色成套技术设计和实施综述

2.1综合节能技术

本项目的围护结构采用较高节能标准设计，包括了形体自遮阳和高性能幕墙围护结构系统;同时积极利用可再生能源，包括太阳能光伏建筑一体化技术（BIPV）和垂直风力发电系统，合理利用自然通风智能控制等措施降低建筑能耗经软件模拟计算，绿色科技馆节能率达到了76.4%，全年能耗不到一般同类建筑的1/4

2.1.1外围护系统

建筑物南北立面、屋面采用钛锌板，东西立面采用陶土板，两种材料均具有可回收循环使用、自洁功能。

建筑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的41.71W/m2下降到了23.53W/m2。

建筑物南立面窗墙比0.29，北立面0.38，东立面0.07，西立面0.1。

合理的窗墙比既满足建筑物内的采光要求，防止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。

2.1.2主动及被动式通风系统

针对杭州的气候特点，该项目引入了被动式通风系统。

该系统是由英国德·蒙特福特大学专家团队设计。

中庭总共设立了18处拔风井来组织自然通风，室外自然风进入地下室后，充分利用地下室这个天然的大冷库，对室外进入的空气进行冷却，然后沿着布置在南北向的14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，沿着风道经由布置在各个通风房间的送风口依次进入房间，带走室内热量的风进入中庭，再通过屋顶烟囱的拔风作用排向室外，可有效减少室内的空调负荷在室外温度或湿度较高时，被动式通风系统关闭，减少对室内温湿度的影响图1科技馆被动通风示意图、主动式和被动模式气流方向示意图。

采用被动通风方式时：

首先打开所有地下室双层窗，房间的风阀和屋顶的电动双层窗；这样风从地下室的进风口进来，由风道通过被动通风阀进入各个房间，再从房间内侧的窗户流向中庭，最后从屋顶的拔风烟囱排出。

2.1.3建筑遮阳技术

（1）建筑物自遮阳系统

建筑物整体向南倾斜15°，具有很好的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，改善了室内环境图2为建筑物自遮阳示意图

（2）智能化外遮阳、通风百叶系统

南北立面窗采用智能化机翼型外遮阳百叶，实现了遮阳不遮景，保持室内视觉通透感，并可以有效降低建筑能耗。

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，在被动式通风模式时自动打开，排走室内多余热量、降低室内温度及发挥换气功能;在空调季节和有大风、大雨时自动关闭;在发生火灾时，自动打开排走浓烟。

2.1.4高能效的空调系统和设备

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，克服了常规空调系统中难以同时满足温度、湿度参数的问题，避免了室内湿度过高或过低现象。

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=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、冷吊顶单元、吊顶式诱导器、干式风机盘管。

采用高温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1/10～1/5。

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。

2.1.5节能高效的照明系统

绿色建筑科技馆3层选用索乐图日光照明技术。

光线在管道中以高反射率进行传输，光线反射率达99.7%，光线传输管道长达15m。

通过采光罩内的光线拦截传输装置（LITD）捕获更多光线，同时采光罩可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。

2.1.6可再生能源利用

（1）太阳能、风能、氢能发电系统。

屋顶设置风光互补发电系统，多晶硅光伏板296m2，装机容量40kW;采光顶光电玻璃57m2，装机容量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，实现了光电、风电等多种形式的利用。

（2）能源再生电梯系统。

选用奥的斯GeN2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%。

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到70%。

2.2零污水排放的水处理回用系统

绿色建筑科技馆生活污水通过化粪池后，进入格栅池，除去生活垃圾后，流入调节池（处理后的地面雨水和屋面雨水一起进入调节池），污水经调质调量后，通过调节池提升泵，提升至水解酸化池后，流进MBR膜生物反应池，经处理后达到去除氨氮的作用，剩余的污泥排到污泥池，污泥经压滤机干化作为绿化肥料外运。

MBR池出水通过膜抽吸泵抽吸出水，并经消毒后流入清水池，通过中水回用系统回用作为绿色建筑科技馆的厕所冲洗用水，及其周边的洗车用水、花草浇灌、景观用水、道路清洗，实现污水零排放。

图3为污水收集、中水回收系统流程图

2.3节水和水资源的利用

雨水回渗与集蓄利用

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，尽可能消解降雨的不平衡，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为生活用水。

生活污水直接进入中水处理系统，处理后可用于室内冲厕、绿化用水等。

从环保的角度看，雨水中水利用有助于改善生态环境，实现水生态的良性循环。

2.4节材与材料资源利用

本项目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，并节约能源资源，减少材料损耗;而且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整体建筑物未设计无功能作用的装饰构件

本项目实现土建与装修工程一体化设计与施工，通过各专业项目提供资料及早落实设计，做好预埋预处理若有所调整，则及时联系变更提早修正，有效避免拆除破坏重复装修施工单位制定了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，并将其中可再利用可再循环材料回收。

3．总结

生态建筑，就是合理地利用和改造自然资源的生态体系，寻求人、建筑及其周边自然环境相互协调与发展的生态建筑环境，实现生态健康的净化、绿化、美化、活化、文化五化需求。

而生态建筑的设计，是运用生态学、建筑技术科学和现代科学等手段，合理设计人、建筑与周边环境之间的关系，使之成为一个有机的结合体，以满足人们居住的舒适性使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统。

绿色生态建筑。

目前,国内认为它必须是一种节约型建筑。

它将作为21世纪建筑业的主旋律,应体现在健康、节水、节地、节能、制污、循环利用。

生态建筑设计关系到人们的生活品质与质量，要从“以人为本”的角度出发。

（1）和谐原则生态建筑将人类与自然界之间的平衡互动。

首先要处理好人、建筑与自然之间的关系，给人们提供一个和谐的居住、工作环境。

（2）节约原则在资源严重破坏的今天，生态平衡受到了巨大挑战，资源的合理利用也是生态建筑设计重点考虑的问题。

合理的利用土地，在材料和能源上，多利用可再生资源，少用不可再生资源，或用可再生资源代替不可再生资源等形成可再生及可循环的全生命周期建筑。

（3）高效原则生态建筑的涉及面很广，要从长期效益出发，如降低建筑管理与维护费用、建筑的寿命、资源节约等，使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地

循环转换，获得一种高效、低耗、生态平衡的建筑环境。

（4）舒适原则以满足人类居所舒适要求为目的，如良好的自然采光与通风，使房间光线充足，空气新鲜；空间的合理布局，使居住空间开敞，层次多样；提高安

全性，增强防灾能力。

生态建筑设计是一个复杂而又整体的有机系统。

创造人、建筑、环境三者之间能够和谐统一，是建筑师面临的巨大挑战，是提高建筑健康性、舒适性的迫切需要，也是转变建筑设计、建设方式、缓解资源和环境约束矛盾的必然选择。

要扩大生态建筑理念的普及推广，加强对社会公众的宣传教育。

推进建筑节能设计，严格执行节能标准。

可持续发展应从我做起，号召公众参与，让大家都树立起节能环保的意识。

生态建筑案例分析

——杭州绿色建筑科技馆

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