在酒店领域,对环境可持续发展的关注持续升温。公众对环境问题的敏感,使得这个酒店在能源特性利用,公共属性及接待服务方面上都有了进一步拓展。
同时采用节省能源、提高整体效率的技术和系统不仅在建造阶段很划算,而且特别是在设备管理过程中都会很经济。意大利米兰斯卡拉酒店(Hotel Milano
Scala)就是这样的一个例子。采用VRF(Variable Refrigerant Flow变制冷剂流量)系统来满足大楼的整体需求,而这只是作为能源的生态可持续发展策略的一部分,另一方面,其全部电力供应都由可再生资源提供。
音乐狂热者的酒店
米兰斯卡拉酒店坐落在拥有悠久历史具有深厚的艺术和文化传统的布雷拉区。该酒店被认为是开发和尊重环境的典范,其设计理念源自歌剧和戏剧传统中得到的启发,而正是这样的传统塑造了当今世界名城米兰,这个特点不仅仅反映在其名字中。实际上,不管是公共环境还是房间内,该酒店的形象都明显地参考了传统印象的音乐表达方式。建筑师咖里塔诺·斯布雷里奥内采用了建筑协同设计。室内设计重新解释了酒店主题,极其庞大而复杂。除了一层外,其它7层都进行了改造,在城市的最古老的街区之一的这幢从十九世纪初一直到现在的住宅楼被整个重新翻修。对内外墙壁做了维护工作,庭院四周被完全清空,挖掘到相对于街道路面约17米深,做成地下4层的空间,在这里做了三个装备有视频会议设备的会议室和健身房,增加了一些技术室和服务室,以及自动化停车库以方便于客人停车。
一层有接待和前台区,其旁边有休闲酒吧和餐厅。大堂是利用庭院的面积制作的,被设计成一个谈话、听音乐以及生活的场所,还可以在这里查阅主题藏书。自然光照来自透明天花板,通过天花板可以欣赏到沿着庭院四面的更高层的阳台,恰如那些带米兰式栏杆的经典房子。在上面的楼层,每层有62个房间,其中有11个套房,装修、颜色和陈设别具特色,取材自抒情诗的世界。大楼的顶上有天阶酒吧,这是一个露台,在这里可饱览具有历史特色的市中心屋顶景观。
改造设计大部分都体现了生态可持续发展以及降低能源消耗的理念。除了其建筑表面显著的热声隔绝水平外,其具有创新性的空调和acs?生产设备由一个自动检测控制系统控制,该系统保证了该酒店的各种设备中最大的内部运作能力。比如,门窗打开的情况下,建筑管理系统会暂停有关房间的空调设备。全部使用LED?减少了人工照明的能耗。在水龙头上安装流量调节器减少了水量供应,而不损害到客人的舒适。厨房配备有电磁炉,减少热量散失,同时炉子采用传统通风冷却。食品供应来自当地,最大程度节能增效。
空调设备
新风设备是一个集成了空调和加热的系统,基于17个冷媒冷凝电机(总功率532kW),其中12个是回收热量的,带有双管制冷线路(提供各房间的空调和卫生热水的生产),另外5个是热泵(供应给空气处理单元),都是倾斜水冷式(约15℃)。由于COP?值极高以及采用倾斜水冷作为交换媒介,这些单元设置在室外,运行安静,体积小,保证了整年恒定的效率。基于大楼的需求通过一个分配器来调节直接通往终端的冷媒,外部单元还包括:
§90个可连通的内部单元调节每个空调环境的温度,保证了冬夏最优的舒适条件,其中每个都可以根据需要独立制冷或制热,虽然它们连到同一台冷凝电机。
4台直接扩展空气处理单元(其中一台排量为10000m3/h,其它的排量为5000m3/h),它们抽取楼顶的空气,在地下进行处理,然后通过管道分配到不同的环境中。
在大堂安装了由通风设备支持的地板辐射表面。
由于热能回收技术,设置在内部单元所在的各层的10个水循环模块和2个存储器(总共4000L)放置于中心附近,通过再利用未散失掉的热量给生产提供卫生热水(到70℃):实际上,除去居住空间空调运行使用掉的热能后的剩余热能不会被浪费掉,而是被再次利用来加热卫生热水。
管理系统被集中在一个界面上,和建筑管理系统合并在一起。VRF?系统采用了气体冷却器R410A,运用了换流器技术,使设备仅供应为满足大楼有效需求的必要功率,从而显著地减少了运行成本。
项目信息
客户:Capoberta
负责人:博士Maurizio Faroldi
建筑设计:建筑师Gaetano Sbriglione
项目执行与施工:MSC Associati
设备安装:Ambro Elettrica
项目经理:Luciano Buraschi
空调和acs?生产集成系统:三菱电机(Mitsubishi Electric)
]]>项目简介
同时根据最新环保政策,蒸汽锅炉的氮氧化物排放超标,不能达到环保要求的排放<50mg/m3的规定。蒸汽锅炉属特种设备,需要有持证的司炉工执手,每年还需年检2次,管理成本高。
学校决定拆除蒸汽锅炉,在末端各个使用点内分别安装既节能环保的低氮燃气热水器。燃气热水器必须噪音小,保证不影响周边居民及学生宿舍的生活。同时,燃气热水器在满足使用需求的前提下,更要起到节能环保的目的,为学校开源节流,为环境卫生贡献一份力量。
项目改造??
上海市锅炉大气污染物排放标准《DB31/378-2018》指出:新建锅炉氮氧化物排放<50mg/m3。燃气热水器需满足低氮环保排放要求。
浴室三层西侧区域改造为设备房,最节能地直接为浴室供应热水系统。公共浴室属于人员密集场所,根据锅炉房设计规范《GB50041-2008》指出:严禁设置在人员密集场所设置锅炉。所以不接受所有锅炉设备。
由于浴室建筑年代久远,内部格局完全不能改变,并且荷载限定严格,单位平米荷载不能超过200公斤。燃气热水器需满足建筑结构要求。
庆东纳碧安cascade级联系统24台NFB-98HC燃气热水器(热负荷98kW,热效率107.7%,氮氧化物排放低于30mg/m3),配合板式换热器(换热量3000kW)、不锈钢开式水箱(2台20吨),为浴室解决淋浴和采暖的使用需求。
项目优势??
庆东纳碧安cascade级联系统技术成熟,工艺先进,经济可行,且自动化操作,不需要专人管理。相比之前蒸汽锅炉传输蒸汽造成的能源浪费,此系统初期投资少,后期维护简单,运行成本低,并且环保,有效改善环境卫生。低噪音,不影响周边环境。
经济效益
Cascade系统通过了韩国设备技术协会研究的“系统控制及关于效率特性的研究课题”优秀系统控制可靠性能源效率的认证。
研究结果
1)年间能源总使用量模拟结果
使用Cascade系统利用部分负荷的特征,该建筑的年间能源总使用量节省了29.53%-31.16%。
2)终身使用费用(LCC)模拟结果
使用Cascade系统利用部分负荷的特征,该建筑的终身周期费用降低了25.21%-30.00%。
徐汇浴室改造由于项目完成时间较短,目前没有详细的统计数据,但保守估计,由于原蒸汽管道的损耗以及98HC的热效率提升,节能率至少在30%以上。
环境效益
燃气热水器要求达到超低氮排放的标准,源于社会责任。真正认识到了环境保护的重要意义,认识到控制污染物排放对环境空气质量改善的作用。?
公共浴室设备房竣工照片
1、排放低,更环保??
上海海泰国际大厦——庆东纳碧安热水器低氮改造项目环保测试
2、效率高,更节能??
3、非锅炉,省心省力??
4、民用燃气,费用省??
5、多台级联,投资成本低??
6、无极调节,节能经济??
7、自动控制,无须专人管理??
8、小巧玲珑,节省空间??
9、低噪音,安静舒适??
解决方式
该项目决定选择以搬运方便、减小安装空间的庆东纳碧安商用Cascade系统的小型壁挂炉,将20台冷凝式NCN-52HD并联,取代了之前的集中供热方式,将原有大型热计量间改造成锅炉机房,在未占用其他建筑面积的情况下,完美运行。
取得成效
“占用空间小”
使用20台冷凝式NCN-52HD并联,以支架形式背对背安装,仅占用设备间面积25m2左右(其中包括检修空间)。若使用相同容量的真空锅炉(一用一备)安装,则现有锅炉房尺寸无法满足安装条件。
“系统可视性强”
庆东纳碧安的Cascade系统,用独有的NCS控制器将每台冷凝锅炉的运行状态全部以图形的形式表现在画面中,界面简洁明了,可随时查看系统的运行情况,对于初学者来说,简便易操作。
“系统运行费用低”
构成Cascade系统的NCN-52HD锅炉,同时也是集先进技术于一身的低氮环保型冷凝锅炉(效率可达108%),拥有多国能效认证。采暖季期间,庆东纳碧安Cascade系统锅炉不仅节省了近38%的取暖费用,而且较集中供热提供了更舒适的室内温度。
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安装地区 | 用途 | 变更前 | 变更后 |
北京顺义 | 采暖,热水 | 煤炭锅炉(5000m2,60间客房) | 采暖:NCN-52HD 9台热水:NCN-52HD 5台+板式换热器+水箱 |
解决方案
考虑到布提克精品酒店是以营利为目的的商业住宿场所,在不影响其营业及节省成本的前提下,采暖系统决定使用庆东纳碧安商用Cascade系统。方案是将14台冷凝式NCN-52HD并联(其中9台作为采暖热源,5台作为热水热源),取代了之前的供热方式,将原有锅炉房杂物间改造成锅炉机房,在未改动锅炉房构造及周边设施及保持酒店正常运营的情况下,迅速进行安装并调试运行。
自动调节的CASCADE系统一角
取得成效
“节省安装空间”
庆东纳碧安Cascade系统锅炉在节省安装空间方面表现卓越。14台冷凝式NCN-52HD并联,以壁挂的形式进行安装,仅占用了以前锅炉房杂物间空间,设备间面积25m2左右(其中包括检修空间),若使同容量的真空锅炉(一用一备)进行安装,则现有锅炉房尺寸无法满足安装条件,需土建施工改造。
热水系统图
“系统安全环保”
庆东纳碧安Cascade系统锅炉使用荷兰进口M&G复合烟道(PP材质)将各个锅炉的排烟口进行连接,集中将气体排至室外。烟气中Nox排放小于70mg/kw.h,且极低的运行噪音对周边社区几乎毫无影响。环境也得到了有效的改善,调试完成运行至今,采暖及热水系统运行稳定。
结语
北京布提克精品酒店项目经过改造,使用庆东纳碧安Cascade系统锅炉将14台冷凝式NCN-52HD并联后,整体酒店环境得到了有效改善,达到了国家绿色要求,同时节省了大量人力物力的开支,更使布提克精品酒店完美重生。
变量水暖系统
变量水暖系统利用二通阀调节末端群效率。此系统特别适合用于非同时性热负荷的场合,可以按照最大瞬时负荷而非最大负荷之和来确定冷冻机组、泵组和管道的规模。此外,在部分负荷运行场合很有效率,允许关停或调节不需要的机组和水泵。正因为这些原因,也因为所供产品,而且调节循环泵的变频器有着很好的效益成本比,所以,近年来变量水暖系统得到了不断的大力推广。
因为上述设计状况一年之中只发生几次且在设计阶段因采纳了预防性系数而致使系统常常超规模,所以,通过流量调节所获得的节能效果很可观。
根据换热器特征曲线的形状,热功率需求降低25%,相对应减少50%的供水流量(图1)。一个变流量系统可以将此流量减少至标称值的30%。这样就可以显著地降低水泵的电力消耗,因为水泵的耗电量与水泵转速的立方成正比。部分负荷运行时间越长,节能效果越佳。
通过限制泵头之间的压力差,调节转速,使之保持恒定(或线性减速),从而实现水泵排量的控制。
如图2所示,泵速“跨越”回路特征曲线,导致流量需求变动。
在距离水泵最远的位置,安装压力传感器是很恰当的做法,这样既能降低泵速,又能提供足够的水头,从而使平衡控制阀在各种负荷条件下都能很好地工作。
然而,应用变量水暖系统需要仔细评估节能与舒适状况可控制在适合范围内的相结合模式。实际上,流量变动有可能造成水力不稳定状况,从而出现对末端设备性能有负面影响的风险,进而给空调场所内部的温度控制带来不利的结果。
在水暖回路内,流量波动会同样造成消耗的波动,因而供给回路中出现压力损失,从而导致出现一系列不良效应,譬如,丧失对末端设备的动作控制及末端设备调节阀的自主调节能力,最终各个区域会有冷气不足或温度过高的风险。
为确保阀门具备必需的最低自主调节能力,了解回路静态平衡和动态平衡之间的差别是至关重要的。
静态平衡
在实验室根据Kvs值对调节阀(二通阀或三通阀)进行了排列,而Kvs是指当在阀门上游施加1bar (或100 kPa)压力时,在1小时内流过该全开阀门的水流量(单位m3/h)。在保持所施加的压力恒定不变的同时,逐渐关闭阀门,测定相应的流量,于是得出了阀门的特征曲线(图3)。
为调节换热器效率,阀门的使用按照等百分比特征曲线,这正与换热器特征曲线相反。但是,只有在没有其它明显压力损失的理想回路场合,实验室测出的特征曲线才有效。为此,引入了阀权度这个术语,即阀门的压力损失与装有该阀门的变流量回路的压力损失之比。
在实验室内的理想回路场合,阀权度等于1,然而,在实际中,若该比率下降至0.5以下,阀门仍有足够的等百分比补偿换热器的压力损失(图4)。
对于二通阀来说,为确准规格,有必要了解回路的全部压力损失(此项对于设计师来说,极其复杂)。另外,对于具有相同特性的换热器来讲,则可能不同,因为这取决于离开水泵的距离和回路的几何形状。
以上所提导致了选择二通阀变得很复杂、很关键,类似于为恒流量回路选择三通阀。实际中,后者的选择只是根据换热器的特性(流量和压降),并不特别关注回路的其它要素。
正是这个道理,在变流量系统中推广应用校准阀。在这种方式下,实际上是基于换热器特性选择阀门的,并要求校准阀可以补偿水暖回路中的用户位置。但是,如图5所示,这种方案阻碍了最靠近工作泵的阀门具有适当的阀权度。
此外,有必要考虑如此设计的系统只能在100%的压力条件下得到校准。实际上,如果前三台阀门关闭,总管上压降下降(因总流量减小)便导致最终换热器的优先级提高,流量便超过要求值的两倍。于是就会带来无效的水循环(图6)。
这样的平衡定义为静态平衡,因为不能适应系统的动态变化。
应用流量调节阀会发生类似状况,因其采用了弹性结构,面对流动方向,努力保持回路流量恒定不变,故压力损失是变动的。这些弹性结构的功能就是通过变动压力损失来保持流量稳定的。因此,当只要求50%热功率时,调节阀应当只允许通过25-30%流量,同时增大回路压降(压力损失)。
在这种状况下,流量调节阀极力使回路流量保持不变,同时减少压力损失。继之而来的是这些调节阀完全丧失了自身的阀权度,尽管开启了,但是回路流量仍保持恒定不变,于是,电子调节器要求继续减小流量,直至阀门全闭。结果就是:在许多区域内整个水暖系统就像ON/OFF调整一般地来回摆动,最终水流量大于需要量。
动态平衡
实际上能使变流量系统正确运行的唯一有效的方法就是实现动态平衡,而利用带压差校准功能的调节阀便可以实现之。
通过控制压差实现校准,是用得最多的方案,其目的是使加在各用户上的压差保持恒定。在先前所看到的变流量回路中,在相关回路中发生压差变动(相对于正常值)的同时,会始终伴随着流量的不平衡。
因为阀门的特征曲线与阀门的流量值和开度值有明确的联系,所以,很容易直觉地了解,在阀头上的Δp保持恒定的前提下,一定大小的开度始终明确对应着一定的流量以及换热器所体现的一定的热功率。这样的关系对于其它回路的开闭也保持不变,因而使得整个系统始终保持动态平衡,就是说,不仅对于最大流量,而且对于任何中间值都保持着这种关系。于是,基于此原理,开发出了动态平衡型控制球阀(PICCV,压力无关型控制球阀);该阀将CCV调节阀的特性等百分比地结合控制压差的自动阀的特性,在不作手动校准或调节的情况下,使阀头上的压差 Δp恒定保持在30kPa。
作为替代方案,可以采用基于综合流量测算的校准系统,此方法完全类似于在配备VAV控制器的变流量空气流体系统中采用的办法,即调节挡板开度角直至达到要求值并由流量计证实。基于相同的工作原理,开发出了电子压力无关型调节阀(EPIV)。这种阀门由一个等百分比调节的CCV阀门构成,由一个伺服调整电机作动。该电机读出了磁感应装置测得的流量,依靠PID调节环路,修正CCV阀的开度角,直至达到HVAC系统调整的需求值或要求值。
无遗漏、高精度的采用CCV阀能够节省10-15%的热功率,减少辅助装置10%的电力消耗。从实际角度看,不仅在部分负荷运行时,而且在系统启动时,采用PICCV阀或EPIV阀都能获得节能效果。
如前所述,传统的流量校准阀或流量控制阀仅在系统满载运行时起作用。若是部分负荷运行,当回路必须利用这类阀门精确调节需要的功率时,获得的流量总是不同于要求值,进而呈现出波动。相反,使用PICCV阀(或EPIV阀)能够使每条分支回路始终保持正确的流量。实际上,就好比回路的每一个部分都由一台阀权度为1的阀门在控制调节(图7)。
早启动非常重要,因为出于建筑物的热惯性,整个系统常常要求支配100%的热功率,尤其是在最关键的时段。在一个不平衡的系统场合,之所以需要提前启动系统,正是因为即使在最不利的气候环境下,也能达到要求的温度设定点。特别是在冬季,甚至会在入驻大楼两小时前就启动系统, 当然这种做法不常采用。系统满载运行一小时,若与减少负荷后运行10小时的情况相比,可使大楼节能10%~20%。
鉴于PICCV阀或EPIV阀内在的动态平衡特性,使用它们能减少50%的启动时间,并保证在任何气候环境下可以达到温度设定点。单单减少一半启动时间,就能节能10%,无论热能还是辅助装置所需的电能都获得了相应的节省。
一次回路/二次回路的功能简图
任何一个热力中心和许多冷冻机组最常采用的功能简图就是图8所示的一次回路/二次回路图,在每一组冷冻机中均配置了定量循环泵,其规格只需满足补偿热力中心中的蒸发器和管道的压力损失,而用户由顺序运行的多台泵或变速泵提供服务。热力中心旁路的规模始终根据冷冻机组的能力,而绝对与逆止阀或校准阀无关,其作用是从水力学上使冷能生产回路(一次回路)与用户回路(二次回路)隔离,从而使每一个机组恒流量地独立运行,而二次回路则直接面对负荷作变流量运行。按照冷冻机组循环流量比系统要求值大还是小,从而能够实施双向自由旁流。
人们将不同的逻辑应用于级联的各个冷冻机组。有一个方案就是在旁流管道中装入一个流量计和一个流量开关。
为了减小空调区域内的负荷,可关闭冷冻机组中的二通阀,因此冷冻机组一次回路中的循环流量超过了系统需求值,从而流入旁流管道,而对于全部三个冷冻机组来讲,回流温度是相同的,因为它们本身的内部调节特性从而实现了并行调节,并且降低了它们的效率。
当测得的旁流流量等于一个冷冻机组的设计值,机组及相关的泵便会顺次停止,从而进一步减小负荷。当冷冻负荷增大时,则二次回路的流量会大于一次回路,于是,旁流管道就反向流动并为流量开关所检出,这会向调节系统发出信号,说明有必要启动一台冷冻机及相关的泵。
假如二次回路内的循环依靠这些数量上与一次回路相同的并联水泵,则会根据冷冻机的运行数量,启动后停止水泵;相反,如果采用变速泵,则根据与回路末端的压差关系来控制泵的转速。
变流量一次回路
流向冷冻机组蒸发器的流量保持恒定是好设计的基本原则之一。不过,确实有必要吗?让我们来验证一下几年前还无人对此抱有疑义的这种假设的理由。
第一个理由是蒸发器流量猛烈变动有损坏机组的危险。如果蒸发器流量突然减小,若是螺杆冷冻机或离心冷冻机,则恒温阀或叶片来不及改变位置,以适应新的负荷条件。所以,首先出现液体回流给冷冻机的风险,因为恒温阀允许通过的流量超过蒸发器的处理能力;其次,防霜温控器动作而立刻停止机组。该现象几年前还真实出现过,但是,如今有了电子膨胀阀,响应速度很快,能够面对负荷变动立即反应。至于离心式冷冻机组,配备微处理器的调节器的技术进步实现了对传统霜冻保护装置的调整。某些建筑不采用标准的温控开关,宁愿应用温度探头并对装在机组上的监控调整系统编程,以达到如不经过预定的时间段,便不会反应作动,从而使分配器有时间改变位置。
第二个理由是,若流量减小到某个数值以下,蒸发器的热交换就可能不稳定或者发生层流现象且效率下降。实际中,所有冷冻机组的蒸发器能在很宽的流量范围内正常工作,直至达到40%的效率。另外,可以按照变流量运行时的管内流速3m/s,为所考虑机组的蒸发器确定规格尺寸。即使此数值可能高一点,只需牢记空调系统中的最大制冷负荷出现在总运行时间的2-5%时段内。
因此,只要是按上述的条件设计,依仗技术进步有可能实现几年前不可能想象的事;除了吸收式机组之外,每一种冷冻机都能按变流量运行蒸发器。
于是,作为双回路双泵组传统方案的替代(一次回路定流量,二次回路变流量), 有可能考虑单单选择一次回路加变速泵,并通过冷冻机组的蒸发器调节流量(图9)。
在这些场合,每个机组中的水循环利用一台变量泵(或一个泵组)实现,而通过末端设备组合的流量则借助于二通阀控制。由一个传感器测定回路供给侧与吸入侧之间的压力差,同时控制泵速,以保持与设定值之间的差别。
因减少了需要的水泵数量以及随之节省了成本和占据空间,故针对考虑一次回路/二次回路的系统正在推广普及变流量循环方式。不过,采用此系统的方案没有考虑到其他条件。
首先,设备系统只能在冷冻负荷大于冷冻机稳定工作时的最小限值的情况下运行。为了确保制冷功率较高的冷冻机所必需的最小水流量,利用一根旁流管道,内中装入一个阀门(只用流量计控制),以求保证始终有必需的最小水流量流入运行中的冷冻机。
其次,流过蒸发器的水流量不得导致蒸发温度降低至机组制造商预定的极限值之下。因此,设备系统的直接数控装置(DDC)应将流量变动的速度控制在冷冻机制造商指定的范围内。
最后,根据环境负荷的性质,应当接受在减小负荷的同时所产出的冷冻水的温度有所提高的现象。因不可能基于回流温度调节冷冻机(鉴于流量尚不恒定),故不可能维持恒定的供给温度。因此,该方案不适用于在各种负荷条件下都必须提供低温冷冻水的场合(譬如,潜热负荷很强的场合),或者只让一两个用户维持连续运行,而令所有其他用户停止运行(典型例子就是银行的数据处理中心并非由专用设施提供服务的)。
因为只利用变流量一次回路的循环本质上比采用一次/二次回路的传统循环复杂,所以,在任何场合采用这种方案都应予以适当指导,以便使管理人员适应这种运行模式。
冷热电三联产中心已于2009年6月启用,总部内多数建筑在屋顶上设置了太阳能光伏设施,其中第一幢建筑于2008年投入运行。其余的能源需求由环境可持续系统供应。
2015年3月,用作运动管理部的新建筑投入了运行-。该部门作为F1世界锦标赛的业务部门,圆满地完成了一系列著名的项目,使得这个跃马王朝的面目有了革命性的改变。
单座赛车工厂
这幢新GeS建筑(建筑设计:Wilmotte & Associé Architectes公司;设备设计:Polistudio A.E.S.)代表了法拉利所获得的全球最著名工业品牌的最佳价值,构成了法拉利公司宏大目标的一个关键要素。
该项目的目标是提高技术研发能力,扩大整个团队的处置空间,以求持续与顶级车队竞赛,并优化与高级跑车生产的协同,而有关的专有技术就源自于赛车。
项目范围中涵盖了若干的停车场和先前用作运动管理部办公室的一些建筑。首先在近旁的另一个区域重建了工场,同时在大约20个月的施工期内以临时结构方式布置了一些办公室。
该新建筑(约24,000m2)借助于品味独特的主体结构和线条,对法拉利品牌重新作出了诠释;项目设计高度关注建筑细节,在建筑和技术上采用了很多一流的解决方案。
通过创造协调的环境并优化生产环节,引导着在四个楼层上形成了有机连接的多功能内部空间布局(其中,地上两层,地下两层),并在这些差别很大的功能环境之间建立起高效、协调的相互连系。
就像顶级的法拉利传统车型一样,技术构件隐藏在吸引眼球的建筑外壳之下:各个机房均位于地下室,而平屋顶上设置太阳能电池板和集热器方阵(约700kWp)以及通风系统和通风末端。
供暖供冷中心和通风中心
空调系统由设在邻近Minipolo的供暖供冷中心,通过穿越地下隧道的三个回路供给。这些回路分别输送:
— 冷冻水(4~9℃;功率2,200kW);
— 低温热水(45~40℃;1,200kW),供给加热盘管单元、空气处理机组的后加热单元和卫浴热水的预加热单元;
— 高温热水(70~60℃;1,500kW),供应所有其它热能用户。
新GeS建筑的供暖供冷站设在地下二层,在由两台电动泵增压的所有分配总管的上游。仅为冷冻水回路和高温热水回路配备了换热器,而低温热水供应回路与相关的分配管道却是直接连接的。实际上,在这种场合,只有当Minipolo的试验大厅运作时,才会通过回收专用冷冻机的冷凝热量免费供应热水:通过直接连接可以最大限度地利用热能。必要时,从高温总管上分接出低温热水。
大部分空气处理机组设在地下二层,余下的机组布置在地下一层。排气先流经焓式转筒换热器(显热换热效率≥75%),然后从屋顶排出,或者在极少的场合,经建筑外壳的空隙(宽度70cm)排走。
集成监测、调节和控制系统是直接数控系统(DDC),由外围控制器、通信总线和现场元件构成。外围控制器通过与建筑管理系统的软件架构的整合,可以实现单独(单机)或协同自动控制和命令控制功能。
生产车间
新GeS建筑的入口(门厅、会客室、值守室、连接空间)是整个法拉利综合生产区共有的。该区域的空调采用地板嵌入式双重四管制风机盘管系统和新风系统,利用涡旋式风口按中性条件送风,无回风,以免空气从入口车道回流。
现在我们从F1单座赛车的生产区和维护作业区起,开始介绍从低舒适度到高舒适度的各个车间及相关的空调系统。
布置在地下室的生产车间配备的是四管制辐射吊顶系统(高度4.5m),供给的是等流量的33.3~36℃热水(冬季)和15~17℃冷水(夏季)。控制单元分别由4个电动阀(关停)和2个自动流量阀组成,用于自动控制流量,阀门由与整座建筑的建筑管理系统相连接的调节器自动操作。
依靠装在一次空气回风风道中的温度探头调节作业区内温度。在单独的办公室内装有就地调节器,利用室内温度探头和手动校准旋钮(±3℃)调节室温。露点探头可以防止管道表面和辐射板结露。
利用装在辐射吊顶内的风道和结构适当的置换风口,通风系统会按中性温度(冬季)和20℃温度(夏季,以减少部分敏感负荷)引入新风。通过装在周界墙壁近旁吊顶中的静压箱或室内自由风口实现回风。
车间内的液压试验台用于使车油维持规定的温度条件:试验台通过一个专门回路,连接冷冻水总管;该回路一直通达专门供油和调节油温的加油站,回路中配备了三速循环泵、探头套管、压力表、二通电动调节阀和两个平衡校准阀。
在生产车间旁设立了遥控车库,用于分析赛车时获得的遥测数据。遥测车库由一个大厅、一个休闲区和几间空调机房构成,大厅中配备了监视器和PC终端,休闲区内将箱式冷风机嵌入吊顶,有可能将部分新风(2,270m3/h)送入箱式冷风机。
仓库和库房中安装了单纯供暖的壁式空气加热器和按中性气候条件(冬季)和20℃(夏季)温度将一次风引入室内的新风系统,因此,不存在控制冷却,而是利用直接安装在风道上的风口。在车库的每一根车道入口和调车区内安装了两组垂直气帘,气帘装在电动大门上,由空气加热器回路供给。
更衣室配置了全空气通风系统(换气能力4,700m3/h),利用高引风率的风口,在中性气候条件下(冬季)以及按照户外气候条件(夏季)引入新风;诊疗室采用吊顶嵌入型箱式冷风机和新风实现空气调节;浴室采用散热片和回风。GeS建筑中的所有杂用房也都采用散热片和回风这种方案。
红色作业区
一走入该建筑的底层,映入眼帘的便是占据中央很大一块面积的全高红色作业区,区内设立了组装单座赛车的各个车间以及相关的仓库和若干办公室。作业区采用全空气空调系统,配合5组后加热,以便根据服务区域和补气需求更好地控制温度。利用裸露的风道,通过嵌入吊顶的涡旋风口和送风喷嘴送风,后经回风格栅排出。在试运行阶段,整个系统实施了全空气循环运行。
各个车间的空调采用高效辐射板,设置在大约5.7m高度上实现供暖供冷,与地下室中安装的系统很类似。通风系统通过微孔墙壁,引入18℃(冬季)和20℃ (夏季)新风,而这些墙壁起着置换风口的作用。内部仓库及其它有特殊热负荷要求的房间均配置四管冷风机,每台冷风机均由自控的调节器和温度探头控制。
洁净室服务于液压车间,接纳单座赛车上特别机密部件的生产过程。为此设置了自主的全空气空调系统(5,800m3/h,其中仅250m3/h用于卫生换气),其空气处理机组配备了:一次预过滤(G3)、加湿冷却(仅实验室采用蒸汽加湿)、水滴分离器、风机段、二次预过滤(F9)、绝对过滤风柜(仅用于洁净室)、加热和后加热。
根据环境热负荷和/或特定传感器感测到的污染值向不同区域输送空气质量符合ISO6级或7级的不同量的风。通过装在洁净室吊顶内的风道过滤器出风,这种方式可以最大限度地减少分层和滞流,避免了污染颗粒积聚:为此,在验收阶段作了烟气试验。
强制排风系统
实际上,所有生产车间都配置了排风系统,设置位置一般都与所使用的机器相对应,而绝大部分排风管道向供暖供冷中心附近的专用风机房汇聚。为了根据屋顶上各个排风点优化管道路径,对某些系统作了分散处理。
一般,根据相关空气处理机组进风量和排风量的逐步变化,局部再整合生产车间的排风,或者要求从其它车间和邻近房间排风。
大部分生产活动集中在红色作业区内,在该区域内按离地4.5m的高度安装排风系统。在所使用的装置中,值得注意的是带吸尘器的工作台(去毛刺间、诊疗室、车体仓库)、烘炉(车体仓库)、排风罩(冲洗站、电子器材仓库)和吸尘臂(变速器试验台)。
红色作业区外的其它生产车间包括有:
— 钢圈轮胎清洗(2个吸尘罩);
— KERS系统/组件,带KERS库房/堆栈,藉此在排风机运行期间检测氢浓度是否有可能增加;
— 电子实验室(在振动台上安装吸尘罩和排风机);
— 液压实验室(为液压系统的组装设置6个小型排风罩);
— 管道车间(在车上焊接风扇和过滤器时适用的吸尘台);
— 拆卸引擎(在引擎支架下面部分安装吸尘口);
— 赛车组装(在地板上隐蔽设置带耐高温软管的吸尘口,用于抽吸引擎的排气);
— 装拆车架(配备了针对机构的烘炉,沿夹层地板布置隔热不锈钢排风管道);
— 拆卸油箱和刹车(只配备简单的吸尘器)。
设在二楼的办公室
在GeS建筑最上层的一大块中央区域为开放式办公区,沿墙壁周界布置了多功能厅、单间办公室和会议室。房间内都配置了类似于前述的辐射吊顶、新风系统和地板嵌入式冷风机,以减少某些区域内可能会发生的较高的内部热负荷。
利用置换风口和辐射吊顶按中性温度(冬季)和20℃(夏季)引入新风,同时利用吊顶上带自由风口的风道(开放区域)和静压箱实现回风,而静压箱安装在与外墙对应的吊顶中,这样就能在受到辐照的墙壁附近引入新风。
多功能厅由一个分区全空气空调系统提供服务,从设备角度来讲,可将整个场地划分成三个可独立管理的区域,根据拥挤程度(20mc/h·人)和外部新风量的变动,实施自由冷却或局部循环。
全年引入室内的空气温度不超过15℃;温度调节依靠装在每个区域内回风风道上的温度探头,而湿度控制依靠设置在总回风风道中的温湿度探头;后加热组合由辐射吊顶的热回路供给。
杂用房
新建筑每个楼层都设置了吸烟室,室内配置了供暖供冷的辐射板,以及装在吊顶中的在工作时间内连续运行的排风换气系统(总能力108m3/h),通过与附近走廊连通的格栅引入新风。
在下面几层中都装有消防过滤器,而其自增压装置由外部主控元件(控制运行)和装在过滤器上的内部黑色元件(带风扇)构成,后者装在墙壁上或吊顶上,通过风道与外界连通,所以,在发生火情时也能起到作用(REI 120)。
除了各区和各层安装配电屏的房间之外,对于电气间、不停电电源间、遥控车库的服务器间和KERS机组间,为了各种布线仪表和特殊设备,全年采用以下方法供冷:
— 空调柜(KERS机组间配备了防爆电机和无火花风扇);
— 吊顶嵌入式箱式冷风机;
— 在电路机架中组入空调模块;
以上装置均由专用冷冻水回路供给,并由采用优惠供电的电动泵增压。
该科研项目最终成为了现实:生命周期塔一号(LCT ONE)是一幢办公大楼,共有 8 层(楼高约27m),其出名在于不仅能源需求极低、舒适度很高,而且建筑系统的静态性能能够达到最高30层(约100m)的高度。
LCT ONE由奥地利企业Rhomberg建筑公司发起(建筑设计Hermann Kaufmann;热力系统EGS计划)并得到Reiffeisen Meine银行的融资,LCT ONE展现出以木头作为建材的巨大潜力,因而成为了全球专业人士强烈关注的主题。另外,这幢大楼的建成也是奥地利福拉尔贝格州地区发展计划的CEC5项目的展示,其办公室布置在三楼,现已向公众开放参观。
大楼简介
生命周期塔一号(LCT ONE)建在多恩比恩市内,属于奥地利福拉尔贝格州地区,该市约有46,000个居民。 大楼位于老城区的北面区域,建筑密度中等。气候条件为典型的阿尔卑斯山谷地区气候(海拔高度422m),日照充分,更因靠近康士坦茨湖,故气候格外温和(冬季户外气温-0.9℃,夏季18.2℃)。
该市拥有一个范围很大、以木屑为燃料的远程供暖管网,而这类燃料大部分来自当地专业木器厂收集的木材加工废弃物供给热力中心,同时热力中心还安装了一台采用化石燃料的锅炉作为备用。全年供暖天数为116天(3,479度日)。
LCT ONE没有地下室,占据着一块长方形地块(总面积2,327m2,总供暖8,053m3,S/V=0.33),沿南北轴线方向展开,使竣工后大楼短边立面朝向南方和北方,有利于通过东西立面上的窗户实现自然对流通风。
大楼入口设在西立面:底楼层高高于上面的楼层;底楼内有一个小门厅,经此可上电梯和楼梯,门庭内设有卫生间和杂用房,楼梯通向设在夹楼的生命周期中心(Life Cycle Hub)的展示区。
该区域专门用于向公众传播建造这幢大楼时所用到的技术,并用展台及图片和文字说明解说每一项技术。每周平均有将近一百多位参观者来访。
上面的楼层都是办公室,但是,建筑系统的模块化和几乎总体上无中间垂直结构,结合利用特殊支架干法安装预制隔墙的做法,不仅可以实现极大的布局灵活性,而且有可能为其它用途包括居住进行快速改造。
施工和安全
基础结构和楼梯—电梯井采用钢筋混凝土建造,花了大约三个月才结束施工。在提出这个研究项目的最初几个月内,曾考虑用木头建造这个坚固的垂直核心部件(楼梯—电梯井)。后来,经过验证证明有必要使用不燃性材料建造这种重要的静力构件。
建设期间,在工场内生产其它的预制构件:
— 外墙,由层压木支柱固定哑光密实板(有些地方还加用角铁)及保温层和预制门窗构成;
— 复合地板,由木质地板粘结在大型钢筋混凝土楼板(规格为8.1m x 2.7m)上而成。
运至工地的所有构件都已配备了相互约束装置并作了最佳固定,以求将工地现场作业量减至最少。由五名铺设工组成的班组只用了8天时间,就装配好了整幢毛坯大楼(一天一层),仅由一台塔吊提供吊装支持。
消防安全战略遵照两条设计方针:
— 与纯粹的静态尺寸要求相比较,所有木质承载构件(环境中可看见的)的断面尺寸按照可预测的燃烧速度(1.5cm/h)加大,这样可使结构达到REI 90 耐燃性;
— 对木板—钢筋混凝土复合地板实施燃烧箱试验。因为混凝土层在各层木质承载结构与结构连接缝的特殊结构之间形成不连续,所以恢复了2 小时安全界限。
此外,LCT ONE 还配备了火情探测系统和自动喷淋系统。
隔热和遮阳
LCT ONE的建筑系统只将木头及其衍生物应用于能够发挥其物理—技术特点的构件。因此,需要按照需要选择不同来源的隔热保温材料:对于水平结构,选择EPS(厚度18cm);对于垂直结构,选择XPS(30cm);垂直墙壁选用矿棉(楼梯—电梯井:30cm;外墙密实板:32+3.3cm);EPS保护屋顶(楼梯—电梯井:56cm;钢筋水泥板:54cm)。
以下是有关的保温性能:
— 支挡结构0.20W/m2K;
— 主要外墙0.12W/m2K;
— 屋顶0.07W/m2K;
— 门窗0.75W/m2K。
立面是按照可以外包覆设计的,从热学观点来讲,包覆再生薄铝板可使结构骨架与外部大气隔开。窗户采用断桥隔热铝合金的三层中空玻璃。
依靠外部软百叶窗帘缓解太阳直射作用,根据需要(防止过热,调节自然照明和防止眩光刺目),在建筑管理系统的控制下,能够为立面上的窗户的上方或下方遮阳。为了保护室内的温度条件,夜晚百叶窗帘通常关闭。
在走廊中,安装了高能效的全自动LED灯具,而每个用户都能为其办公区域的照明选择各种方案,使光源距离适应不同的需要,甚至抑制办公室吊顶的反光程度。
照明装置由用户操作按钮启动,于是,就会根据与户外照度条件激活照明系统自动调节系统。用户始终能够进行干预操作,根据各自需求调节遮阳窗帘的位置和照明状况。
能源和资源
LCT ONE是按照德国被动式房屋研究所的指标设计的(热负荷10W/m2,冷负荷8W/m2),能够满足一次能源总需求116kWh/m2a(总空调面积:1,716m2),其中47kWh/m2a用于辅助电气系统。
项目中最令人感兴趣的,也是决定其名称的,就是在建设中极大地减少了自然资源和能源的使用。与采用传统技术建造的类似建筑相比,整个寿命周期中的碳排放减少了39%。另外,建筑构件和建筑材料几乎完全可能循环利用(约90%)。
因为这是一幢实验性建筑,所以投资成本较高(约2,500 欧元/m2)。如果生产过程工业化,则建设成本会显著降低,特别是对于建造多层大楼的来讲。
LCT ONE是在奥地利科研促进署(FFG)的支持下建成的,除了已被确认为被动式建筑之外(13.0kWh/m2a,能源等级A+),还遵照有关可持续性认证的其它四个协议通过了相应的认证;
— LEED白金奖(综合分数85/110,其中32/35分属于“能源和大气环境”);
— OGNI认证(奥地利房地产资产可持续发展协会)白金级(87.9%);
— OGNB认证(奥地利可持续建筑协会),按照TQB协议(953/1000);
— DGNB认证(德国可持续建筑委员会),黄金级。
此外,该幢大楼还赢得了许多奖,其中有2013年度欧洲林业产业创新奖,2013年度福拉尔贝格木质建筑奖和2013年度阿尔卑斯建筑奖。
在建设LCT ONE期间,在布雷根茨Rhomberg建筑公司附近,又采用同样的预制系统建造了一幢水平向伸展的办公建筑(蒙塔丰照明设备中心),也获得了A+能源认证。
气候控制温室
扩建项目按照植物园是城市活动场所且为古城布局的构成部分而设计,园内的展示空间和众多绿地也承担了人们会面交流的功能。除了游客中心之外,该项目还包括了以下三个主体:
–? 带酒吧的服务设施、展厅、教室、实验室和辅助空间;
–? 技术设施,包括各技术设施中心、仓库和一个小型车库;
– 五间温室,自南向北依次排列,构成了一大片引人入胜的透明空间(温室长度110m,最大进深30m,高度11 ~ 18m),每间温室均辟有自己的展示区和教学区。
利用各种有色玻璃分隔区分环境特征(温度、湿度、光照等),这种方式给予游客最有关联的一种知觉体验,而这些区别是与温室内部主题展示路线命名相关的(“植物与环境”,“植物与人类”,“植物空间”)。
设计温室建筑时,积极考虑了将太阳能的贡献与作为生命基础的水资源有效的结合。一个雨水收集池(450m3)界定了故园的扩建范围,而该水池还收纳汲取自流井的井水。
安装在自净型轻量软性 ETFE 透明屋顶上的离网型光伏模块,供给维持温室内部环境条件所需的部分电力。混凝土建筑本体的内外面都涂刷了光催化化合物,在紫外线的作用下,氧原子会与碳的化合物相结合,从而降低了空气污染程度。
温室的透明立面由金属结构支撑:平板玻璃采用了一种创新的固定系统(玻璃厚度5+5mm,无断桥绝热结构,外框上无通孔),确保了抗风强度超过400kg/m2,并使得温室获得了圆滑通畅的视觉效果。
技术设备中心
扩建工程涉及一个拥有饮用水供给管道系统的区域。遵照客户指示,新建筑的设备须与故园原有设备分开。总之,预先考虑了将已有设备与由新的 MT/BT 变电站供电的新建设施,特殊通信、信号和安全设备,以及连接增压系统的消防管网和为扩建工程设计的备用供水管网的延伸部分整合起来的可能性。
技术设备中心位于设备楼的地下室内,在楼顶上设有制冷中心和空气处理机组。为了水中心与市政供水管道的配水点连接(连接管 DN50;公称流量15m3/h,尖峰流量30m3/h,水头约2 bar,水的硬度25 ~ 28 °F),配备了:
–? 常压储水池;
–? 配备了变频水泵的蓄压增压机组;
– 水软化和独立化学处理系统,向空气处理机组的加湿器及为设备管网的修复供给洁净软水;
– 集中生产卫浴热水的热水器,并配备针对整个分配和循环管网的抗军团菌的热处理除菌系统。
在热力中心内设置了几台冷凝式燃气锅炉,有专供温室主体的(2台锅炉,每台700kW,其中一台安装了应急的天然气/柴油混合燃烧头)和专供服务设施主体的(2台锅炉,每台1500kW,用于供暖和整合生产卫浴热水)。超过一半的卫浴热水需求主要针对工作人员和酒吧,而实际上这部分份额由配备了8个集热器(每个集热面积约2m2)的太阳能集热系统所覆盖。
采用热泵和螺杆压缩机的、具有双制冷回路的超寂静型制冷机组(290kWf),配备了换热器,以求在夏季局部回收凝结热,用于新风的后加热,为服务设施主体提供夏季空调。热水和冷冻水分配管网为普通碳钢材质,而风道材质为镀锌薄钢板,仅有送风风道有保温层。
游客接待中心
游客中心是建在河谷草地广场的一幢用于接待游客(含门厅、售票处、书店等)的独立建筑,有一个露台朝向 Alicorno 运河,该运河是帕多瓦的一条古水道。
其空调系统是采用逆循环热泵的分体式系统,室内机安装在卫生间上方的吊顶中,并配备了散热片组,以支持冬季低气温时的供暖。
除了利用卫生间内的散热片供暖之外,还在专门房间内嵌墙安装了一台冷凝式燃气锅炉(35kWt),通过向散热片组供给热水,以整合冬季的供暖。
在通风系统的设计中,考虑利用通向室外的进风风道和由设置在回风口的空气质量探头控制的电动挡板装置,实现室内空气与室外空气的更新交换,严格限制对新风量的需求,并允许在春秋两季可以利用自由冷却。此外,还安装了专用的排风机(每平方面积的排风能力为7.2m3/h),每个卫生间各装一台,一关照明灯就自动启动。
服务设施主体内的设备
门厅、展示空间、实验室、教室和酒吧都安装了由暖风机和新风装置组成的系统;机械通风系统可确保的换气量为:连接空间2.5vol/h;展示空间3.6vol/h;教室4.8vol/h;酒吧6.3vol/h,同时保证在不循环状态下供给每人45 m3/h的新风量。
职工的休闲娱乐室配备了温差环流供暖装置和仅夏季使用的独立分体式空调器,而设备控制室的空调采用独立热泵。在卫生间内,仅安装一些散热片,整个建筑内的乏气均从卫生间排出(8~10vol/h)。
即便工程合同中没有包括,但是,对于种子库的库房(用于以种子、孢子、花粉和分生组织形式保存遗传物质)来讲,该项目规定了微气候要求和空调设备的特点。种子库设在楼体的底层,其构成如下:
–? 加工实验室,须使所用的每个空调房间维持相同的温度(20~26 °C);
– 制备实验室,种子在此处使用温度为+15°C、相对湿度15%的空气缓慢干燥(甚至长达30天),防止种子受损;
– 冷库(+5°C; RH15%),在此处将种子存入12个冷藏柜,保持-18°C温度(每个功率500W)。
对于制备实验室和冷库来说,温度控制将采用独立的直接膨胀式空调系统,室内机和室外机放在安装设备的露台上,这样除了有利于散热之外,还能够分别应对下述负荷:
–? 新风1vol/h+2人+内源负荷15W/m2+1,000W;
– ?1人+内源负荷15 W/m2+6,000W。
湿度控制依靠2 台专用除湿机。
温室内的气候控制
为了确保温室内的温湿度条件,每个温室均配置了自用独立的可调节系统,并与热力中心输出端的一次回路相连接。
除了副极地温室以外,所有温室均安装了辐射地板,其目的不仅保证温度条件,而且能够使室内走道保持干燥,避免了有公众滑倒、集露和发霉的风险。
热带温室的面积约1,600 m2,其中种植棕榈树、柠檬树和橡树的面积约520m2,温带植物约420m2,沙漠植物约400m2,室内还悬挂配置了空气加热器,藉此与辐射地板整合一起,配合带轴流式风扇的温度混合器,促使空气流动,防止温度分层。
各温室温度的调节依靠相关喷水回路电动泵上游的电动三通混合阀的操作和每个空气加热器风扇的变速。建筑管理系统根据室内温度探头的检出值,发出指令来操作混合阀和风扇,同时控制锅炉的可调节燃烧器。
一般,相对湿度低于40%或高于90%都会影响到植物的新陈代谢。除了调节湿度之外,微雾加湿系统还能以最小的耗水量,利用绝热冷却效应降低室内温度。
按照各个温室的需要,加湿系统通过不锈钢管道、管接头和喷嘴喷射出平均粒径小于10μm的雾滴,这样有利于雾滴在沉降到地面之前随气流输送而快速蒸发。
通风和遮阳
除了换气之外,温室通风系统另外的用途就是调节空气的温湿度和植物新陈代谢所产生的二氧化碳的浓度。在温室玻璃墙的墙脚处,沿透明外墙侧面并在顶盖上安装了电动窗户。当外部天气条件允许时(一般:风速低于8m/s,相对湿度<90%)或发生火情时,通过自动开闭窗户便能实现温室内部空气对流,避免温度过分波动。特别是在4月和9月之间,当自然通风不足以抑制气温升高时(这种情况还可能影响植物的自然蒸腾过程),可启动设置在透明外墙内侧的遮阳装置。
这是镀铝聚酯薄片构成的透明反射遮阳帘,凭借一个或多个减速电机操作机构使遮阳帘向外延伸,以保护屋顶和玻璃外墙表面,并由建筑管理系统控制操作机构的动作。
遮阳帘能够确保25%的太阳光线直接透过,24%散射,因此,植物的光合过程得以连续进行,而且也起到了明显的节能效果,也不妨害自然通风系统的作用。在冬季,该系统又能在遮阳帘与玻璃墙之间形成气隙,减少了夜间散热。
中关村在线鼎好办公区
无霾空间
之所以装修完就能够随即入住,全部要归功于这片无霾空间,由于鼎好电子大厦早年已完成中央空调和新风系统的安装,这意味着净化系统并不能大刀阔斧的改变原有设备,因此,这里的中央空气净化系统采用“模块化”的安装方式,独立于新风和中央空调系统,针对中央空调、新风、独立办公室都有相应的净化设备,安装施工更加灵活。模块化中央空气净化器可以直接安装在重要空调、新风系统出风口,对空气进行直接净化,完美匹配已完成装修的鼎好电子大厦。
灵活施工
由于鼎好写字楼建设时间较早,目前作为办公区域使用其施工方案定为将净化设备安装在中央空调回风口位置。这需要两个步骤,第一对使用已旧的中央空调散热片进行清洗,增加循环风量,保证净化效果。第二增加回风管道构造净化设备安装架构。
安装示意图
FFC技术参数
原有中央空调风扇直接裸露在外,所以必须要在回风口处安装框架。如果更简单的理解,可以认为是把空气净化器安装在空调系统中。当然,这与施工方中央净化系统独特的技术原理有着直接关系。
中央空气净化技术原理
微静电净化技术是指利用特有电介质材料为载体的强电场进行空气净化的技术。因此,鼎好办公区采用的 AirQulity 微静电技术采用特殊电介质材料为绝缘基底,纳米级表面加工工艺,形成复合平整的微腔密集阵,增加了吸附面积,扩大了容尘量,电极绝缘包裹工艺可避免火花击穿的现象。
中央空气净化技术原理
电场结构图
这种微静电技术特有电介质材料形成的0.3mm交错微腔密集阵形成微静电矩阵强电场,对空气中运动的带电微粒施加巨大的吸引力,在仅产生最小气流阻抗的同时能够吸附几乎100%的空中运动微粒,对PM2.5等颗粒污染物去除效果尤为显著;同时可将附着在颗粒物上的细菌、微生物等收集并在强电场中杀灭,因此微静电技术在高效去除PM2.5的同时还具有高效的除菌功效。
中央空气净化独特优势
安装了中央空气净化系统之后,鼎好大厦7~9层甲醛和PM2.5问题被极大化解。同时,这片无霾区域的中央空气净化系统后续的使用基本是“零成本”。施工方中央净化器用特有的高分子材料代替金属 ESP 沉重的金属集尘板。所以整个滤网模组变得很轻,维护和清洗都非常方便,在高分子树脂材料中通过混入了特殊的带驻极体特性的多种混合材料使得滤网模组获得高清洁能效。
7月底,施工方将为办公区域的中央空气净化系统高压静电模块进行第一次清洗,这种高压静电模块采用铝合金制作,可以反复清洗使用,寿命至少10年。这相比于每年更换1-2次且耗材费用不菲的传统介质过滤器而言,基本属于零耗材产品。
此外,无霾空间的净化器能保护空调散热片免于脏堵,保持空调效率,适当延长空调寿命。在能耗方面也表现优良,电子空气净化器本身没有风机和马达,没有噪音,维修故障率和静电场阻力很低。设备本身能耗为15W,相当于一个灯泡的耗电量。在开空调时共用空调通风,在春秋季,可以只使用空调的通风档进行空气循环。
无霾空间数据展示
何为无霾?如何看到净化的真实效果?施工方中央空气净化系统配备了远程室内空气检测设备,连接前台液晶电视,直观的显示目前中关村在线办公区的室内PM2.5空气质量,从下图可以清晰的看到,在室外PM2.5?73微克/立方环境下,室内颗粒物浓度为29微克/立方,室内空气质量处于优等级。
ZOL?安装爱优特中央空气净化系统后室内空气质量
施工方远程监控设备,可通过远程设备实施了解办公区室内空气质量。这种精密净化、新鲜富氧,适用于所有商住空间。
总体规划和能源
通过设计竞赛(2007年)将规划设计委托给了 BUSarchitektur 建筑事务所(Laura Spinadel 建筑师)和 Vasko+Partners 工程设计公司(Günther Sammer 工程师),前者还负责拟定了该地区的总体规划,后者承担了建筑结构和设备的设计,并推出了整个校园能源应用的新理念。
整个规划过程紧扣最大限度减轻环境影响的目标,以整体设计模式为基准,聚焦于寿命周期成本分析,遵循建设环境生态可持续准则并利用当地现场可获得的能源。与传统方法相比,应用寿命周期分析可评估所涉及到的全部成本(整个建筑群的初期投资,运行成本,能源消费,维护保养,退役处置),突出强调了各种方案的成本效益与基础结构的质量、建筑材料的耐用性、建筑物和设备系统的能效、可再生能源的利用及减少温室气体排放之间的关联。
为了确定建筑物的特点和性能要求,根据国际上主要的可持续协议(LEED,BREEAM,DGNB),奥地利能源局提出的《积极保护气候》的气候创议,以及奥地利建筑工程协会最近提出的设计指针,确定了若干原则。就利用自然资源来讲,譬如,所采用的方案考虑了抑制饮用水的消费(收集和回用雨水,以减少卫生间用水等),估计可将25,000 m3/a的全年用水量削减8,000 m3/a还多。
关于能源使用情况,利用插入基础桩孔内的探头构成的闭环系统和地下水应用的开环系统,对远程供冷/供热、燃烧天然气和沼气及应用地热的这几种能源使用设想进行比较。
?激活热质的两种模式
最终青睐于选择最后一种设想,而利用城市地下几米深处数量可观的地下水作为建筑空调的能源正是学术机构和市政当局的研究目标。然后,又相继规定了单幢建筑内设备系统的设计准则,并考虑到广泛采用激活热质的设备系统,允许利用温度范围很窄且很接近地下水温度的传热液。
从技术观点出发,考虑了采用两种不同的激活热质方式。第一种方式涉及预计在建筑结构下面实施“损伤性安装”,譬如将照明设备和其他构件固定在天花板上。为了避免出现意外穿透风险,规定将水暖管网布置在底筋之上、距离天花板底面5~8cm的楼板混凝土层内。这种方案的有利点在于能更好地利用建筑物总体被激活的热质,从而起到了“热存储”的作用。
第二种方式涉及与损伤性安装无关的所有结构:水暖管网布置在底筋之下、距离天花板底面2~3cm的楼板混凝土层内。这种方案的特点的功率系数高,热惯性小,因此设备也比较灵敏。因此,根据建筑物内部的运行条件与所期待的性能评估了方案的选择。而正是这种预计的运行情况成为了规划设计团队面临的最重大的挑战之一。然而,整体战略的关键任务依靠建筑管理系统的特点(KNX标准),凭借11,000个左右的取样点,同时监控建筑物内外的实际情况(热能和电力的消费量,照明,安全,消防等)。
施工现场的竞赛
在竞赛的第二阶段(2008年),对参赛者提出了应达到的精确指标(A级能源认证)、为各个区域所选定的设备系统及其对建筑物外壳性能和内部空间建筑之影响,包括要求水平向结构的下面楼层基本上没有吊顶或其它装饰层。
根据竞赛排名,将六幢建筑的设计任务分别授予了六家设计事务所,它们的国际知名度都很高,但各有自身的强烈个性,故从建筑学角度来看最终结果也完全不一致。
然而,基于带有整体准则烙印的规划设计而显示出那种卓越的差异,就像设计方法和建筑语言相互之间虽也很不相同,却能有效地响应共同制约条件,于是获得了完全符合规定成本和工期的高水准的技术性能。
在2008年12月–2009年2月期间对项目设计进行了优化。经 Vasko + Partner Ingenieure 公司的协调,所有有关团队进行了合作,对设计方案的成本和具体调整作了分析评估。
另外,在这个阶段,实施立面优化,查验是否符合建筑标准规范,动态模拟建筑物的能源使用情况,确定建材和施工技术,目标是更好地整合建筑、结构和设备系统。按照竞争性对话程序,采用类似于综合设计执行合同的方式委托项目施工,驻留工地四年多时间完成了该工程项目。
六幢不同的建筑
校园内所有楼宇通过地下空间相互联通,地下空间内布置了仓库、设备区和车库(400个汽车车位和850个自行车车位),所有设备管网均经由此处,但不直接连接每一幢建筑,管网始终是从公共空间进入每一幢楼宇的底层。
图书馆及培训中心大楼(Zaha Hadid Architects 设计)建在校园中央。该幢大楼(有效面积约41,000m2)呈紧凑的多边形,其特点在于精心研究的建筑物外壳构成了一个复杂的系统,而将内部空间的明暗有机的结合在一起。主要部门(图书馆及附属阅览室、工作室、咨询室、教室、礼堂、信息中心、管理办公室、学生专用洗手间、咖啡茶室等)布置在大厅周围,后者是一个带顶广场,紧挨着向上的通道。连接空间引向上面楼层,朝着咨询阅览厅,该厅向外挑出而朝向普拉特公园,正好遮盖了校园中央的公共空间。在楼内,受运动流激励的流畅线条围绕着全高的楼梯井蜿蜒盘旋,而楼梯井的作用就是让自然光线透入楼内。
D1系部及教学大楼(BUSarchitektur 设计)位于校园的东北区,由会议中心、教室、专业报告厅、系部专用区、教学研究室、带厨房的食堂和学生专用洗手间构成,分布在基础和两个楼层内,其特点是应用了考顿钢板通风幕墙,所用的这种材料也是大礼堂的装修材料。
内部空间(34,000m2)按有利于个人和团组开展研究布局设计;每个房间都有充足的自然光线。按照 ?GNI(奥地利可持续房地产行业协会)推出的协议,这是该校园内唯一被评为金奖的建筑(其它几栋大楼均评为银奖)。
对面就是D2系部及学生中心大 楼(Atelier Hitoshi Abe 设计),除了系部专用区之外,还内设了健身房、托儿所/幼儿园、超市、书店和啤酒店。在该地块的东南角,整个建筑(约23,000m2)分成了几个有机结合的小型楼体,通过围绕大厅的连接空间相互连通。整个建筑布局创造了一个绿地环绕的连续开放空间,工作室和研究室直接朝向楼外。
接着向北,西侧就是色调最丰富的建筑- D3系部及行政大楼(CRABstudio 设计),并与普拉特公园相邻。内设系部专用区、研究所、法律图书馆及附属工作室、会议室、行政办公室和零售区。利用未处理过的针叶松板做成的密集的十字格架架在图案鲜艳的玻璃幕墙上,为透明的立面遮阳。大楼内部空间呈现出彩色图板那样生气勃勃的特征。
对面就是D4系部大楼(Estudio Carme Pinós 设计),分成两个不同的楼体(约16,000m2),其中一个还起到了遮盖连通走道的作用:内设社科图书馆、研究所、管理办公室和咖啡茶室。立面设计的特点在于窗户布局采用书本状百叶窗,藉此遮阳,而利用密集的金属隔架作为遮阳屏。
最后一幢建筑位于项目地块的最北端,是行政学院大楼(No.MAD Arquitectos 设计),在最高的楼层布置了两个礼堂、专业报告厅、开放式办公室、咖啡茶室和餐厅。所有规则的楼体都装修了一个铝合金玻璃结构幕墙,而不同的幕墙玻璃有着不同的不透明度/透明度。内部空间(约6,000m2)都经过了精密设计,通用性极强,能够适应不同的活动。
低温舒适度
室内空调主要利用热质激活式系统,冬天和夏天一样,依靠埋设在结构楼体内的大约190,000米的水暖管线(包括水暖卫生设备)。显然,还包括了下述其它设备装置:
供暖:
– 辐射吊顶,主要用于较大的公共场所(礼堂,大教室等),其装修模块按优化声学性能的理想方案制作(表面反射声音并吸收噪声);
–? 辐射地板;
–? 对流加热器、暖风机和辐射地板,在春秋两季和严寒时节起辅助作用。
在所有这些场合,都使用特殊终端实施低温运行。以下就是供暖运行用的终端:
– 对流加热器和散热器(供水温度50℃;回水温度35℃);
– 后加热器(供水温度45℃;回水温度30℃);
– 辐射地板(供水温度35℃;回水温度25℃);
– 激活热质(供水温度30℃;回水温度27℃);
供冷:
– 暖风机,机械通风,数据中心(供水温度14℃;回水温度19℃);
– 激活热质,辐射吊顶(供水16℃;回水温度19℃)。
因建筑结构的高热惯性有可能实现室内温度的稳定,故机械通风的作用仅限于卫生换气和夏季除湿。在夏天,为避免激活面的结露风险,机械通风系统会根据室内传感器网接收到的数据运行,修正相对湿度的等级。
内部空间和设备系统
最少程度使用吊顶的这种限制使得设计师寻求对管网和设备终端的正式的技术探求。对于所采纳的方案来讲,除D1楼之外,所有楼宇内的空气分配都是通过作为压力通风系统的高架地板进行的,那里实际上有着这种地下风道系统。
在图书馆及培训中心大楼的中央大厅里,进风隔栅构件与围绕大厅四周的墙壁流线型装饰层结合得浑然一体。回风隔栅为金属材质,与灯具整合一体,构成了顶棚精密设计的一部分工作。
在D2楼中,每一个楼体沿长度方向伸展,带门厅和长廊,沿着长廊可打开不同的房间。依靠设在屋顶的设备层内的机械通风站,通过位于 “核心区”(技术支持间,卫生间等)内相应部位的竖井,将空气送向各个楼层。回风通过同样的核心区和连接通道及大厅两侧的全高空间,而回风走顶上风道,纳入为此布局的水平庭院内。
在D3楼内,建筑项目涉及完全整合某些设备(人工照明、传感器、火情探测), 其它设备和网络则部分或全部外露。
情况就是这样的,譬如,热质激活系统的管道(总管悬挂安装在天花板下,用金属板网保护)和喷淋器,就像风道和电网用的电缆管道那样。
一般说来,构成这幢大楼的两个楼体的内部建筑方案对管网和终端是否存在是不相干的。唯一个共同特征是设备油漆所选的颜色与天花板相同,但在不油漆时(如在表面为混凝土时),则按照野兽派艺术保留原来色调。