绿色建筑-案例分析

绿色建筑案例分析10级建筑3班宋然上海世博会的生态实践2.沪上.生态家2010年现代设计集团、联手同济大学、上海建科院1.伦敦案例零碳馆2010年ZEDfactory伦敦案例零碳馆目录1.项目简介2.项目理念3.生态策略4.后世博思考目录1.项目简介2.生态策略3.生物气候学在建筑中运用的启发•上海世博会伦敦零碳馆位于上海世博园区城市最佳实践区，总建筑面积2675m²，由南北两栋四层建筑组成，中间由一座天桥连接形成一个整体。1.项目简介位于英国的原型：贝丁顿住宅•这是一个零碳轮，展示了碳所涵盖的领域，•三分之一为建筑的供暖、供电，•三分之一在于从农场获得食物到我们的餐盘，•三分之一为运输和汽车的使用。•这个图示启示我们为了维持生态平衡，在这三个领域里必须减少人为因素对环境的影响，让自然和谐共生有序地发展。2.项目理念•旧：是将电、热和新鲜的空气、水输入，而将废气、废水、废热输出——造成浪费，污染了环境。2.项目理念•新：一座被动式建筑，充分利用自然界的风能、水能、太阳能、热能等为建筑的驱动力，以达到建筑最低能耗。并对输出的热进行回收，将雨水、废水进行回收净化后循环利用——降低能源与资源输入，减少废物输出——直至零碳。3.生态策略2.风3.光4.绿5.废6.雨7.热1.功•设计本身是集生活空间与工作空间于一体的建筑，我们生活、工作在这样的建筑内，与传统的居住与工作分开的生活方式相比，减少上下班交通产生的CO2排放。•我们将建筑的主体功能从南至北进行了一个合理的分布，从南到北依次为：（南侧）阳光房——住宅——交通——工作区（北侧）。•白天人们在建筑的北侧工作，而南面的阳光房在白天收集阳光所带来的热量，让人们在夜晚归来时不那么明显地感觉到寒意。3.1功•风动储能保温除湿双向通风帽•自然通风：通过外界的自主风力寻向装置确定建筑周边风力的主要方向，并且将室外风动力转化为室内建筑通风的动力，从而免去了传统空调通风系统的能耗。•机械通风：在外界风力不足时启动，通过来自光电板收集的能量进行通风。•这种通风方式使得能耗降低为常规系统的1/5，大大地减低了通风的成本。与此•同时，灵活转动的风帽利用风能驱动了室内的通风和热回收。由风帽和吸收式制冷系统相结合的体系同时提供循环风的解决方案，提高室内人员的热舒适度。3.2风溶液除湿系统•溶液除湿是利用空气和易吸湿的盐溶液接触，使空气中的水蒸气吸附于盐溶液中从而实现空气的除湿过程。溶液对空气除湿后自身会变稀，需要再生。•零碳馆是利用太阳能驱动溶液再生的系统，配合风动储能保温除湿双向通风帽，并结合上海当地的实际情况和气候条件，在风帽下部配套上溶液除湿、加湿体系，让整体的风帽效果达到最佳，并作出结合当地季节变化而特有的模式切换，从而使得系统更全面地凸显环保性和节能性，同时也使得室内的温湿度达到更适宜的标准。3.2风•太阳能热水系统•太阳能热水系统主要是依靠玻璃真空集热管把太阳能转换成热能。其原理是集热管受阳光照射面温度高，集热管背阳面温度低，而管内水便产生温差反应，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而提供生活所需热水。•通过太阳能集热器提供室内生活用热水，并提供新风溶液除湿系统的溶液可再生，有效地节约资源。3.3光•太阳能光伏发电系统•太阳能光伏发电系统是通过安装在建筑顶部的太阳能电池板的光电效应，将太阳的辐射能通过直接转换的方式，将太阳辐射能直接转换成电能，光电转换的基本装置就是太阳能电池。•太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一种半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。3.3光•阳光房•对于北半球来说，主要窗口朝南，北向窗户较小的联排建筑是最理想的被动太阳能设计，因为可以通过南向窗户上悬挂的遮阳装置来控制建筑的太阳得热。零碳馆的阳光间深度为1.2m。•夏季：这些遮阳装置可以阻挡烈日，避免室内出现过热现象。•冬季：可以利用入射角度较低的太阳光进行被动式采暖。3.3光•屋顶绿化•在零碳馆的屋顶设置了部分屋顶绿化，通过过滤膜、植被层、腐质土、蓄排水盘、保湿毯、隔根膜、楼顶版和防水层等组成的屋顶绿化，在烈日下，具有遮热、断热与冷却的作用。•植物的蒸腾作用，会带走室内的部分热量，起到良好的降温作用。另外在屋顶绿化部分还设置了滴灌系统，保持植被保温，有利于植物的生长。3.4绿•混凝土结构•零碳馆采用的混凝土结构是利用火电厂煤燃烧产生的粉煤灰作为原材料以一定的比例和水泥配比而成，其最大的好处是充分利用工业废料，就地取材，既环保又节能。•外墙是13mm抹灰层+140mm混凝土砌块+300mmXPS+外墙面材料，其墙体保温U值0.11～0.3W/(m2·K)。外窗选用的是绝热效果极佳的断桥窗框+中空玻璃窗。具有极佳的保温隔热效果。3.5废•雨水回收系统•零碳馆在屋面和阳台上还安装了雨水回收系统，通过安装的专用管道排入设置于北楼北边的地下雨水贮水池，经过雨水贮留槽、抽水马达、溢流管、溢流槽等装置将收集到的雨水，经过集成式雨水处理设备处理后，贮存于雨水清水池，并经变频加压用于馆内用水。设置流量计分别计量整体与住宅的用水量。3.6雨•江水源热泵系统•江水源热泵技术的工作原理就是通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。•夏季：将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；•冬季：通过热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。3.7热毛细管辐射•零碳馆冷辐射毛细管用于大厅墙面，将江水源热泵制取的中温冷水或低温热水，经传输系统，传递到末端辐射模板的表面。通过辐射和对流的方式（以辐射为主）直接与室内环境进行冷热交换。这种以辐射方式为主的冷热交换极大地简化了能量从冷热泵到终端用户——室内环境之间的传递过程。大大减少了不可逆损失，提高了低品质自然冷热源的可利用性。3.7热•零碳馆的成功建造，在上海世博会期间引领了低碳领域的全新发展。零碳中心的使命是“将以零碳技术为核心技术体系的零碳建筑推广至全中国乃至全世界。“•接下来要在每个城市都复制一个零碳馆，通过零碳交通、零碳建筑、零碳能源、零碳家庭的设计与建设最终造就零碳城市”。零碳，必将让我们的未来变得更加的美好，让我们的家园变得更加的美丽。4.后世博思考——从零碳馆到零碳城市伦敦案例提供了一个从科技出发的理想造成原型，上海案例可否提供一个和地域性文化结合，和地域性城市更新需求结合的案例？沪上.生态家目录1.项目简介2.理念定位3.生态策略4.后世博思考•上海近年来在资源匮乏、能源短缺、污染加剧的情况下，面临着可持续发展的严峻考验。因此决定借本次世博会的机会，设立最佳实践区，展现实现有效节能降耗减排的生态建筑领域最高技术水平和最佳实践成果。•2010年世博会城市最佳实践区，以可持续的城市化为展示主题，集中展示了全球有代表性的城市为提高城市生活质量所做的公认的、创新的和有价值的实践方案和实物。•沪上·生态家是唯一代表上海参展2010年上海世博会的实物案例项目。1.项目简介•针对上海作为发展中国家之夏热冬冷地区、高密度大城市代表的地域气候特征和经济发展水平，开展文化创意和理念研究。•“沪上”映像：传统建筑元素：里弄、山墙、老虎窗、石库门、花窗生活生态语汇：穿堂风、自遮阳、自然光、天井绿高密度城市特征：“大都会”“大上海”季节气候特征：夏三伏、冬三九、梅雨季2.理念定位——沪上入口石库门屋面老虎窗•“沪上·生态家”设计理念基于自然、社会与历史等多重环境之上的生态观。从传统民居中提炼并强化低技的可实施性与易推广性，从“垃圾”和“老石库门砖”中实现资源回用，综合风、光、影、绿等生态元素，进行构造与技术设施一体化设计，实现建造技术的低碳成果。•达到建筑综合节能60%、可再生能源利用率50%、非传统水源利用率20%、固废再生墙体材料使用率100%、室内环境达标率100%等技术指标。2011年，项目获得中国绿色建筑三星级评价标识。2.理念定位——生态3.生态策略1.风2.光3.影4.绿5.废•选址于城市最佳实践区北部区块内，东侧紧邻住宅案例门户入口，南侧遥望成都活水公园案例，与奥登赛案例相邻，北侧、西侧与马德里和伦敦2个案例相邻。•项目建筑红线内面积总建筑面积774㎡，其中地上4层，建筑面积为2217㎡，地下1层，建筑面积为784㎡。建筑屋面高度18.9㎡。建筑设计•建筑形体迎合上海夏季主导季风方向，面南朝北条状布置。•建筑设置多路横向贯穿风道，增强穿堂风通风效果。3.1风——以自然通风技术为主，设计“生态核”、“呼吸窗”、“导风墙”等。•底层整合通高玻璃固定窗窗框设计可开启导风口；•2~4层南立面设计研发适合多种气候条件通风的“呼吸窗”，结合每层阳台设计可调节导风门.3.1风（南立面）导风门呼吸窗绿植如地下空间通过南北水景、下沉庭院形成通风道；•建筑北侧设计嵌入“生态核”，形成竖向自然通风热压拔风道。•高出屋面的“核”顶侧向设计可开启窗，与由屋面竖轴静音风力发电系统供能的机械拔风风机联控，增加自然通风效率。•屋面设计开合屋顶，可根据外部气候条件控制其开闭。3.1风（北立面）底层挑空等候区朝向组团道路斜筑一道导风墙，形成入口自然通风、遮荫的“通风廊”;•“生态核”北侧立面设计6组“捕风器”，与北立面下部可调控通风口互动，增强“生态核”的“呼吸”能力。3.1风捕风器通风廊•“生态核”中依据旋转向上的风流导向，设计单元式模块种植绿化，提升气流运动趋势，起到过滤净化室内空气的作用。•两端的势能回收电梯与可变速电梯，上下运动节省能源的同时，活化“生态核”中的气流运动。3.1风•屋顶设有5组竖轴静音风力发电机组，提供约3KWP的绿色可再生清洁能源供建筑直接使用。3.1风•选择合理进深，扩大南立面透明窗体。•充分利用自然光：南北两侧的下沉庭院和采光中庭引入直射光，辅助以雨水回收景观水池面的反射光，改善地下空间的自然采光效果。•智能化信息集成管理系统：统筹自然采光、遮阳系统，通过对室内外光线的感知，自动调控遮阳系统位置或方向，以及室内LED照明系统的开启与关闭等。3.2光——引“光”于自然，控“光”于智能化信息系统，借“光”于半导体照明，变“光”为电能与热水。•南向坡屋面和南立面阳台设置建筑一体化薄膜式太阳能光伏发电系统，可产11KW清洁电能，同时作为屋顶花园遮阳棚架，降低屋面直接辐射得热。•南向坡屋面平板太阳能热水系统，与屋面光伏发电系统一体化设置，可制备平均日热水量900L，约占生活热水消耗量的50%。3.2光平板太阳能热水系统薄膜式太阳能光伏发电系统3.3影绿化遮阳：南立面阳台门窗侧安装立面模块绿化，西立面种植爬藤植物，屋顶花园绿化；夏季可降低直射阳光对于墙面的辐射热。•依托“生态核”结构空间网架，根据气流运动轨迹，设计双面观单元式模块绿化，同时途经植物叶片、藤蔓间的气流中的灰尘、有害气体等被吸附或过滤，室内空气的局部热量被吸收等。•地面雨水经由跌水，层层落入雨水回用景观水池中。这一跌落的过程也是水质净化的过程。3.4绿——取适合上海土壤条件的乡土植物，构成环境净化、立面遮阳、整体拼装、新能源发电等在建筑的“6个面”以及内部“生态核”的综合绿化生物系统。植物过滤墙边庭水池•在建筑外表面根据其自身设计风格和日照规律，装点挂壁式组合绿化。3.4绿•把本应在栏杆上穿梭的绿色转移到了栏杆里，将栏杆甚至屏风内部打通，变成了微型藻类的乐园。通过微藻生物吸碳固定空气中的CO2转化为生物能。3.4绿•主体结构均采用高性能再生骨料混凝土，其中用矿渣粉、粉煤灰等工业废料代替部分水泥，用旧混凝土取代碎石作为混凝土骨料。•外墙墙体采用长江淤泥空心砖和用工业废料生产的粉煤灰空心砌块等，采用无机保温砂浆、脱硫石膏保温砂浆与相变材料复合的内外保温系统。•内隔墙均采用废弃材料再生建材，利用建筑垃圾生产的混凝土小型空心砌块、利用脱硫石膏生产的轻质石膏板隔墙、利用粉煤灰生产的粉煤灰加气砌块等。建造现场产生的建筑垃圾，经筛选夯实后作为建筑垫层使用。