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[绿色建筑设计案例-天津市节能管理中心]天津市节能管理中心绿色建筑设计摘要:本文从绿色建筑全生命周期的概念出发,阐述天津市绿色建筑示范楼的设计思路,绿色建筑设计案例-天津市节能管理中心[智库|专题]。着重介绍了示范楼在节能、节地、节水、节材方面的规划和设计。其中,在节能方面主要研究了围护结构的选择、
绿色建筑设计案例-天津市节能管理中心
[绿色建筑设计案例-天津市节能管理中心]

天津市节能管理中心绿色建筑设计

摘要:本文从绿色建筑全生命周期的概念出发,阐述天津市绿色建筑示范楼的设计思路,

绿色建筑设计案例-天津市节能管理中心

[智库|专题]。着重介绍了示范楼在节能、节地、节水、节材方面的规划和设计。其中,在节能方面主要研究了围护结构的选择、遮阳方式的优化、冷热源的利用形式、空调系统的节能以及太阳能利用等。认为绿色建筑应该贯穿于规划、设计、施工、运行管理各个环节,才能有效地保护大环境、优化小环境。

关键词

:绿色建筑 围护结构 节能

1 工程简介

天津市建设节能管理中心坐落于天津市河西区梅江小区内,建筑面积为7400m2,呈圆形结构。它是一座在原有规划基础上功能改建的建筑,原有规划为了和周围环境保持合谐统一,围护结构采用玻璃幕墙形式。外围被人造水池环绕,水池内常年养殖观赏鱼,远处看像一朵莲花盛开在水中,晶莹剔透如图1所示。本建筑从设计入手,将建成一座绿色建筑示范楼,于是设计者们从以下方面进行了规划和设计。

图1 天津市建设节能管理中心效果图

2 绿色建筑的设计

2.1 设计理念

建筑节能作为可持续发展的一个重要环节,已经受到人们越来越多的重视。而绿色建筑作为一个整

体,需要从节能、节水、节地、节材各个方面进行全方位的考虑。绿色建筑是从规划、设计、建筑技术(施工过程中对环境的影响降至最低)和绿色建筑材料(为人们提供健康、舒适、低耗、无害空间,拆除后又对环境危害降到最低)方面进行全面应用和实施的高效集成建筑。有人把绿色建筑归纳为4“R”建筑,即“Reduce”,减少建筑材料、各种资源和能源的使用;“Renewable”,利用再生能源和材料;“Recycle”,利用回收材料,设置废旧物回收系统;“Reuse”,在结构允许的条件下重新使用旧材料

[1][2]。

绿色建筑应全面贯彻“全生命周期”的概念,应全面考虑建筑和所使用产品的生命周期。生命周期原指一种产品从在市场上出现到最终消失的过程,包括投入期、成长期、成熟期和衰落期四个时期。建筑的生命周期是指建筑从最初的规划设计,到随后的施工、运行,直至最终的拆除、报废的一个完整的寿命周期[2] [3]。而建筑所使用的材料,在生产时,从原材料的投入、制造、流通到使用都必须投入能量。关注建筑的全寿命周期,而且确保施工过程中对最低。

2.2 绿色建筑设计

本建筑结构外倾,有效扩大了室内使用面积,地下室为机房和存车场;屋顶部分设为水箱间和设备间。其余屋顶部分阴面为观光屋顶,阳面布置了太阳能电池板,充分利用了空间,满足了节地要求。在节水方面,选择感应式水龙头,卫生间采用再生水冲厕,建筑周围建有雨水收集系统,用于补充建筑周围的湖水,可有效节约水资源。室内建筑材料和装饰材料的选择充分考虑到了环保、节约的理念,做到对室内空气质量污染降到最低、拆除后可循环利用,有效贯彻了节材的要求。在节能方面进行了如下规划。

3 能源规划与利用

本着节约能源、保护环境、提高工作区域舒适度的原则,在节能方面进行了如下工作: [4]

3.1 围护结构

玻璃幕墙外倾70o,既可和莲花的外型相对应,又能尽可能多地反射太阳光,减少夏季太阳辐射热,

资料大全

《绿色建筑设计案例-天津市节能管理中心》(http://www.lp1901.com)。玻璃幕墙做成可呼吸式,外层采用普通的钢化玻璃,内层采用中空LOW-E玻璃。LOW-E玻璃的种类较多,比较有代表性的有普通LOW-E玻璃和温屏玻璃。其性能指标如表1。

表1 LOW-E中空玻璃和温屏玻璃性能参数

由表中数据可见,温屏玻璃的传热系数低,可见光的透射比高,太阳光的透射比小,而且性价比较好,故本建筑选用8-12-8mm温屏玻璃。

呼吸式幕墙由内外两层组成,外层用普通钢化玻璃,内层采用温屏玻璃。外层和内层之间有1.15米的空气夹层。外层幕墙上下各设置可自动启闭的通风窗。冬季,窗户关闭,太阳能通过外层玻璃加热夹层内的空气。天津市标准年1月份8:00~18:00室外平均温度为-0.94℃[5]。经计算,由于太阳辐射的影响,夹层内的空气温度比室外温度平均高出3.4℃。以室内温度为18℃计算,有空气夹层时,白天所消耗的热量为无夹层时的77%,节能23%。过渡季节,窗户常开,室外空气经湖面净化冷却后通过空气夹层进入室内,用外界空气冷却夹层内的空气温度,减少了进入室内的太阳辐射热。

3.2 遮阳

每层楼板处都有出挑结构,既起到水平遮阳的作用,又可满足人工清洁幕墙的需求,而且在出挑处还可种植一些应季花草,满足人们亲近自然、享受自然的需要。

考虑到幕墙太阳辐射大的特点,本建筑设计了移动遮阳板。根据圆形结构的特点,遮阳板采用动态形式,即随着阳光的移动,遮阳板自动运动,以遮蔽阳光的正面辐射。遮阳板上贴附太阳能电池板,利用太阳能发电来驱动遮阳板的运动,在归位或阳光较暗时,市电补充。

3.3 冷热源的选择

能源形式多种多样,但水源热泵和地源热泵是绿色环保的可再生能源形式。经技术经济比较,地源热泵和水源热泵在生命周期内初投资和运行费用最小。而水源热泵在回灌方面有一定的困难,考虑到本建筑面积较小,周围湖底面积较大,可采用地源热泵作为冷热源。一般来说,采用地源热泵,建筑物夏季向土壤排放的热量要高于冬季从土壤中吸收的热量,长时间运行会形成土壤温度逐步升高的趋势。经计算,本建筑冬季需要由地源热泵提供的热负荷为175KW,要远远小于夏季420KW的冷负荷。为了满足冬夏平衡的要求,冬季热泵在满足本建筑热负荷的前提下,同时向邻近一座面积2000多平米的办公楼房供热。这样可以基本满足冬夏平衡的需要。

3.4 空调方式

本建筑采用温湿度独立控制空调系统,新风机采用热泵型溶液除湿降温型式。夏季新风经溴化锂溶液进行除湿,与蒸发器换热降温后送入室内。浓度低的溶液先与排风进行全热交换,再吸收冷凝器的热量来浓缩溶液,使溶液得到再生。热量没有浪费,机组的COP值可达5.5左右。冬季改变四通阀方向,将新风加热加湿[6]。新风量根据回风中的CO2浓度来自动进行调节,以满足室内空气质量。

采用了独立新风系统后,室内空调末端就不必承担湿负荷了。经比较,采用干盘管形式,将传统的7/12℃冷水提高到18/22℃,可使冷水机组的COP值大大提高,还可降低室内送风温差,提高室内的舒适度,同时避免了室内各种病菌的滋生和蔓延。

3.5 玻璃幕墙不舒适性的改善

玻璃幕墙对比普通结构墙体,夏季会对人形成热辐射,冬季会形成冷辐射,舒适度较差。为此,在楼板300mm冬季利用热空气上升的原理,阻挡冷空3.6 太阳能利用

太阳能作为一种清洁能源,已经受到人们的普遍关注。从利用效率上来说,太阳能热水器效率高、投资小,本建筑的生活热水采用此种类型。采用太阳能路灯和草坪灯,走廊和电梯前庭等暗区使用太阳能发电系统。考虑到能源转换效率和传输损失的问题,在3、4、5层屋顶平台上分别设置太阳能发电系统,发出的电就近使用。太阳能照明灯具采用白色发光二极管,一是因为它寿命长、光照度大;二是考虑到它可直接利用直流电,省去了逆变器,减少了初投资和能源转换损失,节约了运行费用。 4 其它方面

在节水方面,卫生间采用中水冲厕,使用节水型卫生器具和洗浴设备。设置了雨水回收系统,将收集到的雨水通过处理排到建筑周围的水池内。

施工过程中,设置了物品回收箱,可回收利用的物品重新利用。建筑本身也考虑了垃圾分类系统,选用材料多为可循环利用型。

室内装修材料使用绿色环保、无污染型,以保证室内的空气质量。

4 结论

本绿色建筑示范楼按照《绿色建筑技术导则》中的各项建议进行了全面规划与设计。运用全生命周期理论,从设计入手,在建筑选材、能源利用、施工组织以及废物利用等方面进行了详细规划。无论对室外大环境,还是室内小环境都将污染降到了最低。而且在节能方面也使用了清洁能源,提高了机组的

运行性能。并按建筑照明的绿色建筑设计案例-天津市节能管理中心要求设计了功率适中的太阳能发电系统,有效实现了节能的目标。

参考文献:

[1] 徐波.营造绿色建筑,提高人居环境质量[M].北京:中国建筑工业出版社.2001.

[2] 匙静,石立峰,王立群. “绿色建筑”全寿命周期分析[J]. 石家庄职业技术学院学报,2005,17(1):

67-69.

[3] 中国建筑承包公司.中国绿色建筑.可持续发展建筑国际研讨会论文集[C].北京:中国建筑工业出版社,2001.

[4] 建设部、科技部,绿色建筑技术导则[S]. 2005.

[5] 张晴原,Joe. Huang.中国建筑用标准气象数据库[M].北京:机械工业出版社.

[6] 刘晓华,江亿.温湿度独立控制空调系统[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.

绿色建筑设计案例-天津市节能管理中心

http://m.nmgzasp.com/dx/43332/

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