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南立面透视
中原地区被动式超低能耗示范项目(A馆),郑州大学建筑学院 /河南五方合创建筑设计有限公司

封面照片
所有图片及文字来源:张建涛

 

本项目位于河南省郑州市二七区郑登路与西南绕城高速交汇处向南1.5公里路西,郑州市西岗建筑艺术体验园内。用地面积4338.98㎡,总建筑面积3822.39㎡。工程性质为公建+居住,结构形式公建为框架结构,居住部分为异形柱框架-剪力墙结构。项目分为A馆和B馆,A馆作为公共建筑,主要展示被动式超低能耗/近零能耗公共建筑相关前沿技术的运用、研究、探索和创新,内部功能主要有会议、办公、住宿和餐饮等为主,建筑面积1500㎡。该项目已获得中国被动式建筑联盟认证,已取得德国PHI认证。

该项目采用全新设计理念,以最大限度降低建筑能耗、尽可能利用可再生能源并提高建筑使用舒适度为目标,主要应用技术如下:

(1)高标准外墙保温隔热系统;

(2)高性能门窗;

(3)良好的气密性;

(4)近无热桥设计;

(5)高效新风热回收系统;

(6)自然通风和自然采光的综合运用;

(7)设备、照明智能化控制和管理;

(8)可再生能源的利用:a.地源热泵;b.太阳能光电技术;c.太阳能光热技术。


设计理念:
形态-界面-腔体:作为被动式超低能耗建筑设计的整合优化路径

被动式超低能耗建筑体系强调建筑与环境能量联系,从能量视角重新梳理建筑设计各层级要素及其相互关系,将其整合优化,实现建筑的超低能耗目标。在此视角下建筑设计要素可归纳为:形体—界面—腔体。

1)   形体设计

体块布置

体块布置首先与环境条件相适应,依据功能需求将建筑体块归类形成独立体块,构成半开放院落围合布局,引入自然通风,适应气候特征。明晰的围护边界便于性能优化分析,同时合理尺度使得大多数空间能够与环境发生联系。

形体控制

体形系数作为重要控制要素,建筑形体在环境资源利用与热工性能做到适当协调。控制体形系数在合理范围内(0.43),不过于追求性能上的最优,适当的形体设计在环境利用、界面设计、空间组织方面有着更多潜力。

2)      界面优化

界面分析

界面对环境资源的利用主要在于光热资源方面。在明确建筑形体基础上,通过对不同方向界面的光热利用潜力分析,为控制各界面开窗比例与遮阳系统设置提供参考依据。结合具体的保温隔热、气密性、无热桥等细部构造设计,保证围护界面热工性能达到需求。

界面控制

基于界面分析的结果进行优化设计:结合建筑形态增加南向应变界面比例;东、西、北向界面在满足功能条件下控制开窗比例,设置遮阳系统;公共中庭结合屋顶天窗为内部空间带来良好自然采光,遮阳调节冬夏不同需求。

3)      腔体组织

空间属性

建筑空间是活动的场所,功能的载体。能耗控制原则下,空间的功能性、开放性、适应性、热稳定需求等特征成为主要考虑因素,在功能适用基础上优化空间布置,以中庭为核心配合贯穿廊道、热缓冲层组织内部能量。

腔体空间

中庭空间:通高中庭空间引入自然采光,配合遮阳系统实现热量平衡,组织内部通风。

贯穿廊道:功能空间南北向布置,公共空间作为贯穿廊道引导室内空间流动。

热缓冲层:利用坡屋顶夹层、北侧辅助功能空间、檐部空间缓冲环境对建筑主体的影响。

 

建筑设计要素整合优化为实现被动式超低能耗目标创造良好的节能基础。

 

龚潇 等1人赞过
2021.02.19
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