綠色建筑案例分析10級建筑3班宋然上海世博會的生態(tài)實踐2.滬上.生態(tài)家2021年現(xiàn)代設(shè)計集團、聯(lián)手同濟大學(xué)、上海建科院1.倫敦案例零碳館2021年ZEDfactory倫敦案例零碳館

目錄1.工程簡介2.工程理念3.生態(tài)策略4.后世博思考目錄1.工程簡介2.生態(tài)策略3.生物氣候?qū)W在建筑中運用的啟發(fā)上海世博會倫敦零碳館位于上海世博園區(qū)城市最正確實踐區(qū)，總建筑面積2675m2，由南北兩棟四層建筑組成，中間由一座天橋連接形成一個整體。1.工程簡介位于英國的原型：貝丁頓住宅這是一個零碳輪，展示了碳所涵蓋的領(lǐng)域，三分之一為建筑的供暖、供電，三分之一在于從農(nóng)場獲得食物到我們的餐盤，三分之一為運輸和汽車的使用。這個圖示啟示我們?yōu)榱司S持生態(tài)平衡，在這三個領(lǐng)域里必須減少人為因素對環(huán)境的影響，讓自然和諧共生有序地開展。2.工程理念舊：是將電、熱和新鮮的空氣、水輸入，而將廢氣、廢水、廢熱輸出——造成浪費，污染了環(huán)境。2.工程理念新：一座被動式建筑，充分利用自然界的風(fēng)能、水能、太陽能、熱能等為建筑的驅(qū)動力，以到達(dá)建筑最低能耗。并對輸出的熱進行回收，將雨水、廢水進行回收凈化后循環(huán)利用——降低能源與資源輸入，減少廢物輸出——直至零碳。3.生態(tài)策略2.風(fēng)3.光4.綠5.廢6.雨7.熱1.功設(shè)計本身是集生活空間與工作空間于一體的建筑，我們生活、工作在這樣的建筑內(nèi)，與傳統(tǒng)的居住與工作分開的生活方式相比，減少上下班交通產(chǎn)生的CO2排放。我們將建筑的主體功能從南至北進行了一個合理的分布，從南到北依次為：〔南側(cè)〕陽光房——住宅——交通——工作區(qū)〔北側(cè)〕。白天人們在建筑的北側(cè)工作，而南面的陽光房在白天收集陽光所帶來的熱量，讓人們在夜晚歸來時不那么明顯地感覺到寒意。3.1功風(fēng)動儲能保溫除濕雙向通風(fēng)帽自然通風(fēng)：通過外界的自主風(fēng)力尋向裝置確定建筑周邊風(fēng)力的主要方向，并且將室外風(fēng)動力轉(zhuǎn)化為室內(nèi)建筑通風(fēng)的動力，從而免去了傳統(tǒng)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的能耗。機械通風(fēng)：在外界風(fēng)力缺乏時啟動，通過來自光電板收集的能量進行通風(fēng)。這種通風(fēng)方式使得能耗降低為常規(guī)系統(tǒng)的1/5，大大地減低了通風(fēng)的本錢。與此同時，靈活轉(zhuǎn)動的風(fēng)帽利用風(fēng)能驅(qū)動了室內(nèi)的通風(fēng)和熱回收。由風(fēng)帽和吸收式制冷系統(tǒng)相結(jié)合的體系同時提供循環(huán)風(fēng)的解決方案，提高室內(nèi)人員的熱舒適度。3.2風(fēng)溶液除濕系統(tǒng)溶液除濕是利用空氣和易吸濕的鹽溶液接觸，使空氣中的水蒸氣吸附于鹽溶液中從而實現(xiàn)空氣的除濕過程。溶液對空氣除濕后自身會變稀，需要再生。零碳館是利用太陽能驅(qū)動溶液再生的系統(tǒng)，配合風(fēng)動儲能保溫除濕雙向通風(fēng)帽，并結(jié)合上海當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況和氣候條件，在風(fēng)帽下部配套上溶液除濕、加濕體系，讓整體的風(fēng)帽效果到達(dá)最正確，并作出結(jié)合當(dāng)?shù)丶竟?jié)變化而特有的模式切換，從而使得系統(tǒng)更全面地凸顯環(huán)保性和節(jié)能性，同時也使得室內(nèi)的溫濕度到達(dá)更適宜的標(biāo)準(zhǔn)。3.2風(fēng)太陽能熱水系統(tǒng)太陽能熱水系統(tǒng)主要是依靠玻璃真空集熱管把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能。其原理是集熱管受陽光照射面溫度高，集熱管背陽面溫度低，而管內(nèi)水便產(chǎn)生溫差反響，利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產(chǎn)生微循環(huán)而提供生活所需熱水。通過太陽能集熱器提供室內(nèi)生活用熱水，并提供新風(fēng)溶液除濕系統(tǒng)的溶液可再生，有效地節(jié)約資源。3.3光太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是通過安裝在建筑頂部的太陽能電池板的光電效應(yīng)，將太陽的輻射能通過直接轉(zhuǎn)換的方式，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光電轉(zhuǎn)換的根本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一種半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。3.3光陽光房對于北半球來說，主要窗口朝南，北向窗戶較小的聯(lián)排建筑是最理想的被動太陽能設(shè)計，因為可以通過南向窗戶上懸掛的遮陽裝置來控制建筑的太陽得熱。零碳館的陽光間深度為1.2m。夏季：這些遮陽裝置可以阻擋烈日，防止室內(nèi)出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。冬季：可以利用入射角度較低的太陽光進行被動式采暖。3.3光屋頂綠化在零碳館的屋頂設(shè)置了局部屋頂綠化，通過過濾膜、植被層、腐質(zhì)土、蓄排水盤、保濕毯、隔根膜、樓頂版和防水層等組成的屋頂綠化，在烈日下，具有遮熱、斷熱與冷卻的作用。植物的蒸騰作用，會帶走室內(nèi)的局部熱量，起到良好的降溫作用。另外在屋頂綠化局部還設(shè)置了滴灌系統(tǒng)，保持植被保溫，有利于植物的生長。3.4綠3.5廢雨水回收系統(tǒng)零碳館在屋面和陽臺上還安裝了雨水回收系統(tǒng)，通過安裝的專用管道排入設(shè)置于北樓北邊的地下雨水貯水池，經(jīng)過雨水貯留槽、抽水馬達(dá)、溢流管、溢流槽等裝置將收集到的雨水，經(jīng)過集成式雨水處理設(shè)備處理后，貯存于雨水清水池，并經(jīng)變頻加壓用于館內(nèi)用水。設(shè)置流量計分別計量整體與住宅的用水量。3.6雨3.7熱毛細(xì)管輻射零碳館冷輻射毛細(xì)管用于大廳墻面，將江水源熱泵制取的中溫冷水或低溫?zé)崴?，?jīng)傳輸系統(tǒng)，傳遞到末端輻射模板的外表。通過輻射和對流的方式〔以輻射為主〕直接與室內(nèi)環(huán)境進行冷熱交換。這種以輻射方式為主的冷熱交換極大地簡化了能量從冷熱泵到終端用戶——室內(nèi)環(huán)境之間的傳遞過程。大大減少了不可逆損失，提高了低品質(zhì)自然冷熱源的可利用性。3.7熱4.后世博思考——從零碳館到零碳城市倫敦案例提供了一個從科技出發(fā)的理想造成原型，上海案例可否提供一個和地域性文化結(jié)合，和地域性城市更新需求結(jié)合的案例？滬上.生態(tài)家目錄1.工程簡介2.理念定位3.生態(tài)策略4.后世博思考1.工程簡介針對上海作為開展中國家之夏熱冬冷地區(qū)、高密度大城市代表的地域氣候特征和經(jīng)濟開展水平，開展文化創(chuàng)意和理念研究?！皽熄曈诚瘢簜鹘y(tǒng)建筑元素：里弄、山墻、老虎窗、石庫門、花窗生活生態(tài)語匯：穿堂風(fēng)、自遮陽、自然光、天井綠高密度城市特征：“大都會〞“大上海〞季節(jié)氣候特征：夏三伏、冬三九、梅雨季2.理念定位——滬上入口石庫門屋面老虎窗2.理念定位——生態(tài)3.生態(tài)策略1.風(fēng)2.光3.影4.綠5.廢選址于城市最正確實踐區(qū)北部區(qū)塊內(nèi)，東側(cè)緊鄰住宅案例門戶入口，南側(cè)遙望成都活水公園案例，與奧登賽案例相鄰，北側(cè)、西側(cè)與馬德里和倫敦2個案例相鄰。工程建筑紅線內(nèi)面積總建筑面積774㎡，其中地上4層，建筑面積為2217㎡，地下1層，建筑面積為784㎡。建筑屋面高度18.9㎡。建筑設(shè)計建筑形體迎合上海夏季主導(dǎo)季風(fēng)方向，面南朝北條狀布置。建筑設(shè)置多路橫向貫穿風(fēng)道，增強穿堂風(fēng)通風(fēng)效果。底層整合通高玻璃固定窗窗框設(shè)計可開啟導(dǎo)風(fēng)口；2~4層南立面設(shè)計研發(fā)適合多種氣候條件通風(fēng)的“呼吸窗〞，結(jié)合每層陽臺設(shè)計可調(diào)節(jié)導(dǎo)風(fēng)門.3.1風(fēng)〔南立面〕導(dǎo)風(fēng)門呼吸窗綠植如地下空間通過南北水景、下沉庭院形成通風(fēng)道；建筑北側(cè)設(shè)計嵌入“生態(tài)核〞，形成豎向自然通風(fēng)熱壓拔風(fēng)道。高出屋面的“核〞頂側(cè)向設(shè)計可開啟窗，與由屋面豎軸靜音風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)供能的機械拔風(fēng)風(fēng)機聯(lián)控，增加自然通風(fēng)效率。屋面設(shè)計開合屋頂，可根據(jù)外部氣候條件控制其開閉。3.1風(fēng)〔北立面〕底層挑空等候區(qū)朝向組團道路斜筑一道導(dǎo)風(fēng)墻，形成入口自然通風(fēng)、遮蔭的“通風(fēng)廊〞;“生態(tài)核〞北側(cè)立面設(shè)計6組“捕風(fēng)器〞，與北立面下部可調(diào)控通風(fēng)口互動，增強“生態(tài)核〞的“呼吸〞能力。3.1風(fēng)捕風(fēng)器通風(fēng)廊“生態(tài)核〞中依據(jù)旋轉(zhuǎn)向上的風(fēng)流導(dǎo)向，設(shè)計單元式模塊種植綠化，提升氣流運動趨勢，起到過濾凈化室內(nèi)空氣的作用。兩端的勢能回收電梯與可變速電梯，上下運動節(jié)省能源的同時，活化“生態(tài)核〞中的氣流運動。3.1風(fēng)屋頂設(shè)有5組豎軸靜音風(fēng)力發(fā)電機組，提供約3KWP的綠色可再生清潔能源供建筑直接使用。3.1風(fēng)選擇合理進深，擴大南立面透明窗體。充分利用自然光：南北兩側(cè)的下沉庭院和采光中庭引入直射光，輔助以雨水回收景觀水池面的反射光，改善地下空間的自然采光效果。智能化信息集成管理系統(tǒng)：統(tǒng)籌自然采光、遮陽系統(tǒng)，通過對室內(nèi)外光線的感知，自動調(diào)控遮陽系統(tǒng)位置或方向，以及室內(nèi)LED照明系統(tǒng)的開啟與關(guān)閉等。3.2光——引“光〞于自然，控“光〞于智能化信息系統(tǒng)，借“光〞于半導(dǎo)體照明，變“光〞為電能與熱水。南向坡屋面和南立面陽臺設(shè)置建筑一體化薄膜式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，可產(chǎn)11KW清潔電能，同時作為屋頂花園遮陽棚架，降低屋面直接輻射得熱。南向坡屋面平板太陽能熱水系統(tǒng)，與屋面光伏發(fā)電系統(tǒng)一體化設(shè)置，可制備平均日熱水量900L，約占生活熱水消耗量的50%。3.2光平板太陽能熱水系統(tǒng)薄膜式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)3.3影綠化遮陽：南立面陽臺門窗側(cè)安裝立面模塊綠化，西立面種植爬藤植物，屋頂花園綠化；夏季可降低直射陽光對于墻面的輻射熱。依托“生態(tài)核〞結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)架，根據(jù)氣流運動軌跡，設(shè)計雙面觀單元式模塊綠化，同時途經(jīng)植物葉片、藤蔓間的氣流中的灰塵、有害氣體等被吸附或過濾，室內(nèi)空氣的局部熱量被吸收等。地面雨水經(jīng)由跌水，層層落入雨水回用景觀水池中。這一跌落的過程也是水質(zhì)凈化的過程。3.4綠——取適合上海土壤條件的鄉(xiāng)土植物，構(gòu)成環(huán)境凈化、立面遮陽、整體拼裝、新能源發(fā)電等在建筑的“6個面〞以及內(nèi)部“生態(tài)核〞的綜合綠化生物系統(tǒng)。植物過濾墻邊庭水池在建筑外外表根據(jù)其自身設(shè)計風(fēng)格和日照規(guī)律，裝點掛壁式組合綠化。3.4綠把本應(yīng)在欄桿上穿梭的綠色轉(zhuǎn)移到了欄桿里，將欄桿甚至屏風(fēng)內(nèi)部打通，變成了微型藻類的樂園。通過微藻生物吸碳固定空氣中的CO2轉(zhuǎn)化為生物能。3.4綠主體結(jié)構(gòu)均采用高性能再生骨料混凝土，其中用礦渣粉、粉煤灰等工業(yè)廢料代替局部水泥，用舊混凝土取代碎石作為混凝土骨料。外墻墻體采用長江淤泥空心磚和用工業(yè)廢料生產(chǎn)的粉煤灰空心砌塊等，采用無機保溫砂漿、脫硫石膏保溫砂漿與相變材料復(fù)合的內(nèi)外保溫系統(tǒng)。內(nèi)隔墻均采用廢棄材料再生建材，利用建筑垃圾生產(chǎn)的混凝土小型空心砌塊、利用脫硫石膏生產(chǎn)的輕質(zhì)石膏板隔墻、利用粉煤灰生產(chǎn)的粉煤灰加氣砌塊等。建造現(xiàn)場產(chǎn)生的建筑垃圾，經(jīng)篩選夯實后作為建筑墊層使用。3.5廢——通過對舊房拆遷材料的回收利用以及固體廢棄物再生和可再循環(huán)材料的綜合設(shè)計選用，倡導(dǎo)節(jié)材，變“廢〞為寶。用約15萬塊老石庫門磚，砌筑建筑立面灰磚“呼吸墻〞，鋪砌樓梯踏面及雨水回收景觀水池等。用舊廠房拆遷回收的型鋼經(jīng)處理后拼裝焊接加工成“生態(tài)核〞、鋼樓梯等鋼結(jié)構(gòu)。3.5廢選擇對環(huán)境影響小、破壞少，可再循環(huán)使用的建筑材料。如用適合江南地區(qū)氣候條件生長的速生竹取代實木制品，用可回收的聚碳酸酯板作為立面遮陽件等。3.5廢利用自然能量，如風(fēng)能和重力勢能發(fā)電，減少對外界電能的依賴。3.5廢面對到2021年的3年內(nèi)需完成240萬㎡上海中心城區(qū)舊里改造的目標(biāo)值，為其改造提供了不少啟發(fā)和實踐經(jīng)驗。例如：1.模塊整體拼裝綠化在立面上的使用；2.用能根據(jù)不同氣候條件進行調(diào)節(jié)