中山火炬高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)中心幼兒園項(xiàng)目節(jié)能策略分析

中山火炬高新技術(shù)開發(fā)區(qū)中心幼兒園位于廣東省中山火炬開發(fā)區(qū)。根據(jù)省級幼兒園的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，獲得了綠色建筑的三葉手識別牌，并于2016年9月開始運(yùn)營。作為幼兒園建設(shè)從頭至尾的經(jīng)歷者,筆者有幸跟各位分享設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)過程中關(guān)于本項(xiàng)目節(jié)能策略的一些思考。1綠色技術(shù)優(yōu)化策略幼兒園項(xiàng)目基地面積17500m在中山火炬高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)中心幼兒園工程項(xiàng)目中,如何響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展理念,結(jié)合建筑的實(shí)用性、為適應(yīng)項(xiàng)目本地氣候特點(diǎn),探索出被動(dòng)為主,適宜綠色技術(shù)優(yōu)化為輔的建筑設(shè)計(jì)策略,為師生提供健康、舒適、安全的幼兒建筑空間是本文的主要研究內(nèi)容。2夏季氣候特點(diǎn)對設(shè)計(jì)的影響本項(xiàng)目位于廣東省中山市,地處北回歸線以南,熱帶北緣,東臨伶仃洋,具有亞熱帶季風(fēng)海洋性氣候。春季多雨潮濕,夏季高溫常有大雨,受海洋氣流調(diào)節(jié)秋冬季氣候變化緩和,全年光照時(shí)數(shù)較為充足,有高產(chǎn)的光能利用潛力。設(shè)計(jì)時(shí)針對上述氣候特點(diǎn),應(yīng)考慮優(yōu)先滿足防曬隔熱、通風(fēng)防潮、擋雨疏水等功能。同時(shí),豐沛的雨水和充足的太陽能如何利用也是本項(xiàng)目節(jié)能策略分析研究的一部分內(nèi)容。3適應(yīng)氣候的節(jié)能設(shè)計(jì)策略3.1外設(shè)施設(shè)計(jì)考慮的問題被動(dòng)式建筑節(jié)能技術(shù)是指以非機(jī)械電氣設(shè)備干預(yù)手段實(shí)現(xiàn)建筑能耗降低的節(jié)能技術(shù),本項(xiàng)目中采用的具體被動(dòng)式手段主要有以下幾點(diǎn):在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中通過對建筑朝向的合理布置、遮陽的設(shè)置、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱技術(shù)、有利于自然通風(fēng)的建筑開口設(shè)計(jì)等實(shí)現(xiàn)建筑需要的采暖、空調(diào)、通風(fēng)等能耗的降低。通過利用自然條件,減少了項(xiàng)目對空調(diào)、照明等耗能系統(tǒng)的需求。(1)場地設(shè)計(jì)結(jié)合基地形狀、周邊建筑、日照、交通、噪音等客觀條件,根據(jù)幼兒園的功能要求,本項(xiàng)目環(huán)繞一個(gè)中心庭園設(shè)計(jì)了兩排最佳朝向的幼兒活動(dòng)用房,且通過對建筑形體采取了曲折拉伸的設(shè)計(jì)手法,增加南向最佳采光面的長度。項(xiàng)目主入口設(shè)置在基地東部,內(nèi)凹一個(gè)園林式廣場,方便上下學(xué)時(shí)集中人流的疏散,景觀設(shè)計(jì)師出于隔絕道路噪音、幼兒認(rèn)知學(xué)習(xí)、調(diào)節(jié)微氣候、美學(xué)藝術(shù)搭配、造價(jià)合理等各方面考慮,選取了多種鄉(xiāng)土植物造園,改善了建筑的外部環(huán)境質(zhì)量(見圖3)。(2)建筑形體設(shè)計(jì)及空間組織針對嶺南地區(qū)亞熱帶季風(fēng)氣候的特殊氣候環(huán)境,并根據(jù)建筑的規(guī)劃布局特點(diǎn),我們設(shè)置了一條隨著建筑走勢的走廊,為能增加不受風(fēng)雨影響的活動(dòng)場地,走廊適當(dāng)放大,將各功能區(qū)聯(lián)系在一起。走廊節(jié)點(diǎn)處局部設(shè)置幾層通高的開敞中庭,形成拔風(fēng)效果。各層共享空間、屋面處結(jié)合景觀綠植設(shè)計(jì),在混凝土結(jié)構(gòu)中添加泥土及植物,優(yōu)化室內(nèi)微氣候。同時(shí)輔以環(huán)境模擬技術(shù),采用了CFD(計(jì)算流體力學(xué))軟件PHOENICS、天正日照分析軟件、Ecotect、Radiance、DeST軟件平臺、Revit等數(shù)種軟件,對建筑形體的通風(fēng)、日照、采光、遮陽、節(jié)能效益、全專業(yè)模擬情況等設(shè)計(jì)優(yōu)化提供理論依據(jù),以此為評價(jià)手段修改、調(diào)整幼兒園的建筑體型,有效的控制建筑環(huán)境的風(fēng)環(huán)境條件、建筑內(nèi)部空氣齡、日照狀況、防曬效率等,有效預(yù)判建筑實(shí)際節(jié)能效果。(3)設(shè)計(jì)合理的建筑構(gòu)件和建筑細(xì)部構(gòu)造,外遮陽與建筑一體化設(shè)計(jì)幼兒園項(xiàng)目所在的中山市屬于夏熱冬暖的嶺南地區(qū),夏季太陽高度角高,輻射強(qiáng)度大,如果能合理設(shè)計(jì)建筑外遮陽,就能有效減少室內(nèi)的不必要得熱,提高室內(nèi)環(huán)境的舒適性,并減少空調(diào)運(yùn)行時(shí)的能耗。要實(shí)現(xiàn)外遮陽的有效開發(fā)利用,就必須做好一體化設(shè)計(jì),使外遮陽系統(tǒng)成為建筑的有機(jī)組成部分,既要保證其自身高效率運(yùn)轉(zhuǎn)、節(jié)約更多常規(guī)能源的同時(shí),又能滿足建筑的使用功能和建筑藝術(shù)美的要求。幼兒園建筑外遮陽系統(tǒng)采用固定遮陽的措施,南北向的外窗采用穿孔鋁板式水平外遮陽,用于遮擋太陽高度角較大的入射陽光;東西向的外窗遮陽主要采用穿孔鋁板式垂直擋板外遮陽,用于遮擋太陽高度角較小的、正對窗口的入射陽光,適用于東西向遮陽或需要避開直射陽光的功能房間;玻璃幕墻部分采用機(jī)翼式垂直遮陽,用于遮擋早晚時(shí)段從窗口兩側(cè)斜射進(jìn)來的太陽高度角較低的入射陽光(見圖4)。(4)選擇建筑材料時(shí)考慮保證建筑熱工性能、對環(huán)境影響小,可回收利用等因素材料,本項(xiàng)目選用的節(jié)能材料有低輻射熱吸收的白色外墻涂料、易透光難透熱的Low-E玻璃外窗等。3.2適宜綠色技術(shù)有別于傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)方法“由業(yè)主或建筑師做出重要決策后,根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)展順序,依次將不同專業(yè)引入設(shè)計(jì)過程”的方式,綠色建筑設(shè)計(jì)需要全專業(yè)一開始就介入項(xiàng)目,從建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電等方面對項(xiàng)目的進(jìn)行全面分析及綜合考慮,以便為綠色技術(shù)設(shè)備預(yù)留條件,避免后期介入可能產(chǎn)生的高昂改造成本。本項(xiàng)目除了采取上文中的被動(dòng)式建筑節(jié)能技術(shù),還從全專業(yè)角度出發(fā),選用了一系列適宜的綠色技術(shù),進(jìn)一步降低建筑對能源的需求,在此摘選一些具有代表性的綠色技術(shù)如下:結(jié)構(gòu):選用本土建材;土建與裝修一體化設(shè)計(jì)施工等。給排水:選用可再生能源(太陽能集熱+空氣源熱泵熱水系統(tǒng))為幼兒園提供熱水;設(shè)置保溫水箱,可以在陰雨天起到在用電低谷時(shí)段利用空氣源熱泵蓄熱,以降低運(yùn)行費(fèi)用和調(diào)節(jié)城市電力峰谷的作用;使用室外透水地面,減少由于項(xiàng)目的建成而造成暴雨時(shí)的市政雨水管網(wǎng)壓力;收集屋面雨水至室外雨水回用儲水池,經(jīng)過棄流、沉淀、過濾、消毒等處理達(dá)標(biāo)后,用于室外綠化與道路沖洗;綠化灌溉采用噴灌或微噴灌的形式,減少水資源的消耗等?？照{(diào):采用優(yōu)于一級能效的冷暖型分體式空調(diào)及多聯(lián)式空調(diào),空調(diào)合理分區(qū)分系統(tǒng),使用靈活,運(yùn)行高效。電氣:公共走廊、樓梯采用節(jié)能自熄開關(guān)控制;房間采用分組就地控制;監(jiān)測室內(nèi)二氧化碳濃度并在超標(biāo)時(shí)通風(fēng)換氣等。4建筑、能源、人及周邊國家的節(jié)能目標(biāo)對環(huán)境的積極作用本項(xiàng)目通過被動(dòng)式建筑節(jié)能設(shè)計(jì)和主動(dòng)式機(jī)電設(shè)備節(jié)能措施的綜合應(yīng)用,建筑節(jié)能率達(dá)到65.1%,有顯著的低碳環(huán)保效益,有效的節(jié)能策略帶來了環(huán)境質(zhì)量提升和切實(shí)的節(jié)能、節(jié)水、降低運(yùn)營成本的效益,對建筑、能源、人及周邊環(huán)境都有積極的作用。綠色幼兒園建設(shè)應(yīng)充分考慮到幼兒園所在地域特征,校園精神,