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科技论文

典型示范项目被动式绿色生态技术集成及应用

摘要:本文通过分析项目场地的自然环境条件、资源禀赋等特点,根据绿色建筑国家三星级标准要求,以零排放为目标,有效集成多种被动技术,并进行综合应用,实现建筑与场地、环境的适应,坡地资源利用。

关键词:绿色生态;技术集成;绿色建筑

0前言

本项目根据场地坡地特点,因地制宜,绿色技术设计遵循被动技术优选选用、主动技术优化设计、可再生能源补充的原则,以智慧、生态为主线,选择高性价比的绿色生态适宜技术,顺利通过国家绿色建筑三星级评价要求,实现项目的建设目标,具有一定的借鉴意义。

1项目概述

本项目位于某生态城,总用地面积9337m2,总建筑面积9989m2,建筑密度70.53%,绿地率18.97%。拟建设成为西部领先以“生态、智慧”城市为主题的山地城市建设展示中心,全面展示智慧城市、生态城市建设理念和建设成果。根据场地的自然环境条件、资源禀赋等特点,以“可看见、可感受、可体验”的技术筛选原则,建立可持续场地生态系统、绿色高性能围护结构系统、可持续能源系统、舒适高效的物理环境、智慧管理集成服务系统和设计手段创新等技术体系,共计采用100余项技术措施,运用BIM设计、参数化、建筑性能化等先进的设计手法,实现体验式三星级绿色建筑示范、零碳建筑示范和智能建筑技术集成示范四个示范。

2前期策划

建筑选址进行多方案比选,将生态的元素纳入选址考虑,选择重庆地区典型的坡地位置进行建设.本项目的选址为坡地,场地东西向长约120m,南北向宽约120m~160m呈类矩形。用地现状为东高西低,高差约20m-28m。场地范围内,地形坡度主要集中在30%~50%间,为典型的山地地区坡度。

场地地形三维图

场地地形三维图

1  场地地形三维图

建筑方案设计进行多方案、多轮的优化设计,用建筑性能化设计、参数化等设计手段辅助建筑设计。根据场地的坡度及走向,建筑依据地势而建,采用嵌入、吊层、台地、架空等4种常用的山地建筑设计手法,建筑场地出入口与市政道路相平,按照“负建筑”的设计思路,实现与场地的完美结合。

3多种被动技术的综合应用

本项目根据场地坡地特点,采用嵌入、吊层、台地、架空建筑设计手段,建筑与场地、环境的适应,实现坡地资源利用;采用水平与垂直建筑构件外遮阳系统、建筑形体自遮阳系统、局部中空百页遮阳系统、建筑内遮阳系统等多种遮阳系统;采用架空、门窗、中庭、边庭等自然通风设计手段;采用中庭、边庭、遮阳反光板光导照明系统、天窗天井采光等自然采光设计措施,实现室内100%天然采光;对建筑的朝向、窗墙比进行优化,各类性能(通风、采光、窗墙比等)联动优化。

3.1高性能围护结构

外墙采用玻化微珠高性能绝热芯材复合无机板(30mm),屋面采用高性能复合硬泡聚氨酯板130),玻璃采用被动房用中空玻璃(三玻两腔),传热系数K=0.7,均比节能标准限值提高20%,实现综合节能85%的目标,运营期碳排放为零的零碳建筑。

3.2多种可持续能源系统的综合应用

采用地源热泵系统,为建筑的空调、供暖提供全年的冷热源;屋顶采用296m2、地源热泵地埋管区310.8m2、地面停车遮阳棚310.8m2、公交站台36m2共四处932.80m2的适合重庆地区的弱光发电太阳能系统,装机容量121.264kW,年发电量10.7272万kWh/a,采用光伏发电并网技术;室外景观采用太阳能路灯,局部采用风光互补型;空调机组采用能效比1级的磁悬浮变频离心式水冷机组高效设备,全热回收新风机组;采用空气质量监测系统,与新风系统进行联动。

3.3绿色建材集成应用

建筑主体结构采用高强度钢结构设计,楼梯采用预制构件,施工过程中均采用预拌混凝土。在满足主要构件设计强度的同时,工厂化预制构件使用量达到50%,本地化建材占建材总重量的90%,预拌砂浆、Q345及以上高强钢材、高耐久性的高性能混凝土等建材的使用量均达到50%以上。此外,项目大量使用可再循环回收材料,以废弃物为原料生产的建筑材料等,并通过合理的施工,保证项目现场的废旧材料回收,达到绿色建材和绿色施工。

3.4智能化管理系统

本项目运用了多种智能传感器进行建筑的日常管理与服务工作。如景观绿化部分,采用微喷灌的高效节水灌溉方式,并设置土壤湿度感应器、雨天关闭装置等,对绿化灌溉进行智能化灌溉,节水控制措施与灌溉相联动,节约用水。此外,对会展项目进行智能化配置要求,并根据项目需求优化增加公共服务及门户系统、展示中心互动展示及管理、建筑设备监控系统、建筑能效监管系统、路灯智能化控制、智能灌溉及管网系统、智能家居系统、小型环境气象站和智能停车诱导系统等9项增加的配置,实现建筑的智能化管理。

4项目建设成效

本项目顺利通过绿色建筑评价标识专家评审,计算综合节能率90.42%、碳减排率90.61%,达到了国家三星级绿色建筑设计标识的要求,且满足近零能耗、近零碳建筑设计阶段示范的要求,获得了国家三星级绿色建筑设计标识。

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