國(guó)外節(jié)能建筑案例分析樣本

生態(tài)校園：英國(guó)諾丁漢大學(xué)朱比麗分校項(xiàng)目概況：朱比麗新校園項(xiàng)目設(shè)計(jì)擬定是通過1996年一次競(jìng)標(biāo)，諾丁漢大學(xué)意圖是將這一新校園塑導(dǎo)致為英國(guó)中部一種可持續(xù)發(fā)展范例。最后，邁克.霍普金斯建筑師事務(wù)（MichaelHopkins&Partners）設(shè)計(jì)以突出生態(tài)設(shè)計(jì)特性勝出，其最后實(shí)行是與構(gòu)造工程公司阿熱普（OveArup&Partners），景觀建筑師麥卡錫（BattleMcCarthy）共同合伙完畢。項(xiàng)目于1997年終動(dòng)工，1999年12月由女王正式為其揭幕開放使用，其總造價(jià)約五千萬英鎊。通過兩年九個(gè)月時(shí)間，霍普金斯設(shè)計(jì)將一廢舊工業(yè)用地最后轉(zhuǎn)變成了一種布滿自然生機(jī)公園式校園。，這一項(xiàng)目成為了英國(guó)皇家建筑師協(xié)會(huì)雜志年度可持續(xù)性獎(jiǎng)得主（RIBAJournalSustainabilityAward）。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)

項(xiàng)目基地距主校園約有一英里，通過自行車和公交可以很以便進(jìn)入到諾丁漢都市中心。約12公頃月牙形基地是在原有自行車工廠用地基本上更新再運(yùn)用。這是對(duì)英國(guó)總可持續(xù)發(fā)展方略在實(shí)踐中體現(xiàn)，即勉勵(lì)對(duì)位于都市中工業(yè)等廢地充分再運(yùn)用?；丨h(huán)境條件很具備挑戰(zhàn)性：東北面是巨大工業(yè)倉儲(chǔ)設(shè)施，而在西南面則是典型英國(guó)郊區(qū)住宅；如何有機(jī)銜接這兩個(gè)完全不一致都市肌理，是面臨首要問題?；羝战鹚乖O(shè)計(jì)是建造一沿基地自然彎曲水體，從而起到軟化邊界和緩沖作用。校園重要建筑體塊也因而沿一線展開，并由一架空廊道貫穿；建筑群體背面則由一林蔭道連接，并與基地兩個(gè)出入口連通。整個(gè)新校園約41，000平方米建筑面積，可供2，500個(gè)學(xué)生使用。位于基地中央，“漂浮”在水面上螺旋倒錐形建筑物是校園信息中心，涉及圖書館和計(jì)算機(jī)設(shè)施，是整個(gè)校園視覺焦點(diǎn)；考慮到無障礙設(shè)計(jì)，建筑內(nèi)部不設(shè)樓梯，完全由一螺旋上升坡道和位于中央電梯貫通。與信息中心相對(duì)建筑體塊是中心教學(xué)與服務(wù)設(shè)施，涉及銀行，學(xué)生會(huì)，和倒插在中庭中一300座會(huì)議演示廳等。在這一中央建筑體北側(cè)，帶有兩個(gè)中庭建筑體塊為商業(yè)學(xué)院使用；南側(cè)并聯(lián)三個(gè)帶有中庭體塊為教誨學(xué)院使用；位于中央大中庭是開放式學(xué)生餐廳及多功能使用。、在基地兩端建筑體則為學(xué)生公寓，提供應(yīng)600個(gè)本科生和150個(gè)研究生使用。

基地方略

基地環(huán)境整體組織與運(yùn)用是這一項(xiàng)目首要考慮，因其決定著建筑小環(huán)境質(zhì)量及與其大環(huán)境關(guān)系協(xié)調(diào)?；羝战鹚乖O(shè)計(jì)重點(diǎn)是13，000平方米線性人工湖，使其成為有機(jī)緩沖體，將新建筑與郊區(qū)住宅連接起來，對(duì)于整個(gè)都市則成為一新“綠肺”。在這一水體設(shè)計(jì)上，人工化被盡量避免，而試圖營(yíng)造一種人工自然平衡：通過建筑邊沿水渠對(duì)雨水進(jìn)行自然回收運(yùn)用；通過培養(yǎng)水生動(dòng)植物去帶動(dòng)水體生態(tài)循環(huán)，從而減少人工保養(yǎng)費(fèi)用等。此外，通過沿湖廊道設(shè)立，自然將人工環(huán)境與自然環(huán)境銜接起來，互相滲入。在營(yíng)造自然環(huán)境同步，另一方面就是如何通過建筑空間組織，有效運(yùn)用這一環(huán)境資源，這是最基本生態(tài)設(shè)計(jì)手段，也是最有效、簡(jiǎn)樸易行。在考慮優(yōu)化朝向與視野基本上，重要教學(xué)建筑朝向西南主導(dǎo)風(fēng)方向，以獲得最大對(duì)風(fēng)源與日照運(yùn)用；同步，通過中庭設(shè)立，在建筑內(nèi)形成“風(fēng)道”。夏季時(shí)，主導(dǎo)風(fēng)通過湖面得到自然冷卻；在冬季時(shí)，接近住宅區(qū)樹林則成為有效風(fēng)屏障。采光方略采光是影響人工環(huán)境質(zhì)量一項(xiàng)重要指標(biāo)，可以將其分為人工照明和自然采光兩種方式。采光低能耗方略就是在人工照明與自然采光之間形成一種平衡，即盡量減少人工照明，而充分運(yùn)用自然光。在這一方略指引下，朱比麗校園重要教學(xué)建筑內(nèi)部被安頓了被動(dòng)式紅外線移動(dòng)探測(cè)器和日照傳感器，并由智能照明中央系統(tǒng)統(tǒng)一控制：當(dāng)一教室有人使用時(shí)就會(huì)自動(dòng)判斷與否使用人工照明，代替了人工開關(guān)；如果室內(nèi)有足夠自然光線，人工照明就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，從而節(jié)約能源。

在充分運(yùn)用天然日照同步，也要對(duì)其進(jìn)行有效控制。為了避免日照直射形成室內(nèi)眩光，朱比麗校園重要教學(xué)建筑外立面窗口上部被安裝了水平木百葉，并且每片百葉上部被漆成白色以增強(qiáng)光線反射。這些外百葉與窗內(nèi)百葉共同起到光柵作用，將光線充分、均勻?qū)胧覂?nèi)深處。此外，在朝向西南夏季主日照面窗口上被裝置了可拆卸暫時(shí)性遮陽帆布，用以防止夏季時(shí)因過多獲得直接日照所產(chǎn)生室內(nèi)過熱，從而避免不必要制冷能耗。通風(fēng)方略對(duì)于自然風(fēng)運(yùn)用是體現(xiàn)可持續(xù)性與生態(tài)設(shè)計(jì)另一重要方面。有效自然通風(fēng)可以創(chuàng)造一種清新自然人工環(huán)境，同步減小依托機(jī)械通風(fēng)能耗。朱比麗校園設(shè)計(jì)所采用通風(fēng)方略可以稱作：熱回收低壓機(jī)械式自然通風(fēng)，它是一種混合系統(tǒng)，即在充分運(yùn)用自然通風(fēng)基本上輔以有效機(jī)械通風(fēng)裝置。這一系統(tǒng)是在歐盟資助研究項(xiàng)目基本上試行，也可以說是阿熱普工程公司近年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累。

“集熱片”與“風(fēng)塔”：這一通風(fēng)系統(tǒng)使用在建筑上體現(xiàn)為兩個(gè)明顯特性：一種是25毫米乘以125毫米見方太陽能集熱片，它們被集成在中庭屋頂6毫米厚吸熱強(qiáng)化玻璃中，用于提供驅(qū)動(dòng)機(jī)械通電扇能源，同步它們起到一定遮陽作用；另一種是“風(fēng)塔”，其主體為樓梯間，在頂部是集成機(jī)械抽風(fēng)和熱回收裝置，在建筑外部呈一造型獨(dú)特金屬“風(fēng)斗”：通過其旋轉(zhuǎn)以保證排出氣流總是朝下風(fēng)向，從而形成最大正負(fù)壓差，加強(qiáng)抽風(fēng)效果。據(jù)觀測(cè)，通過使用這一裝置所節(jié)約能耗不到電扇耗能百分之一，但它們被以為在樹立生態(tài)建筑標(biāo)記性上有著更高價(jià)值。系統(tǒng)運(yùn)作這一系統(tǒng)運(yùn)作或氣流組織可以理解為“穿越式”和“機(jī)械低壓式”兩種混合。所謂“穿越式”就是通過建筑窗口設(shè)立形成穿堂風(fēng)，這一點(diǎn)充分體當(dāng)前中庭設(shè)計(jì)上：在室外溫和氣候狀態(tài)下，氣流在凹進(jìn)中廳入口引導(dǎo)下，通過大門上部啟動(dòng)玻璃百葉進(jìn)入到中廳內(nèi)，再通過中庭另一端屋頂上部玻璃百葉排出，從而運(yùn)用開口高差形成有效穿越。所謂“機(jī)械低壓式”，就是在機(jī)械輔助下，充分運(yùn)用“煙囪效應(yīng)”在建筑內(nèi)部形成自然風(fēng)循環(huán)，這特別合用于酷熱或寒冬氣候條件下，當(dāng)建筑窗口關(guān)閉時(shí)。其循環(huán)途徑為：新鮮空氣通過處在風(fēng)塔上部機(jī)械抽風(fēng)和熱回收裝置被引入到風(fēng)道中，然后進(jìn)入到各層樓板夾層空間，進(jìn)而在樓板低壓發(fā)散裝置輔助下進(jìn)入到室內(nèi)；而廢氣排出是通過走道和樓梯間低壓抽風(fēng)作用，最后又回到風(fēng)塔上部，再通過熱回收或蒸發(fā)冷卻裝置，通過風(fēng)斗排出。其他方略除了上述三個(gè)重要與建筑形態(tài)密切有關(guān)方略，朱比麗校園設(shè)計(jì)中還采用了如下幾種有關(guān)方略。一方面，在保溫隔熱解決上，使用了暴露強(qiáng)化混凝土柱和梁腹，以充分運(yùn)用其良好蓄熱性；同步在建筑屋頂處使用了人工覆土，以減小屋頂熱損失。此外，建筑外墻被覆以紅杉木板條，除了具備良好蓄熱性外，在中庭內(nèi)部還起到吸聲作用；也許更為重要是，通過對(duì)這一材料使用，創(chuàng)造了一種布滿自然特性環(huán)境感受（隨著氣候變化，木材色彩會(huì)發(fā)生變化）。尚有，校園提供了600個(gè)可以鎖銬自行車位，以勉勵(lì)學(xué)生使用更為環(huán)保自行車系統(tǒng)。結(jié)語基于校園使用后監(jiān)測(cè)，建筑能耗被估算為85千瓦時(shí)每平方米每年，這一數(shù)字低于英國(guó)建筑能耗指標(biāo)ECON19自然通風(fēng)辦公建筑良好原則：112千瓦時(shí)每平方米每年。并且校方以為，與主校園相比這一新校園達(dá)到了60%節(jié)能效果。但是在校園使用過程中也浮現(xiàn)了某些問題，如人工湖曾因水體過溢而涌進(jìn)教學(xué)建筑；尚有，朝向湖面窗體帆布遮陽和冬季保溫效果不佳等。如果撇開這些問題，應(yīng)當(dāng)說由霍普金斯建筑師事務(wù)設(shè)計(jì)這一新校園是一大膽嘗試，即基于對(duì)建筑可持續(xù)性與生態(tài)考慮，如何將都市景觀環(huán)境，建筑與技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，創(chuàng)造出新建筑形態(tài)與環(huán)境。此外，從這一實(shí)例，應(yīng)當(dāng)結(jié)識(shí)到：可持續(xù)性或生態(tài)在這里并不只是時(shí)髦詞語和概念，它們?cè)诮ㄖ蠈?shí)現(xiàn)是建立在強(qiáng)有力技術(shù)，研究與資金支持上；是嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)與建筑師創(chuàng)造力結(jié)合產(chǎn)物；并且走向真正可持續(xù)性和生態(tài)建筑實(shí)踐，是一種不斷總結(jié)、學(xué)習(xí)過程，朱比麗校園也許并不是一種完全成功例子，但通過對(duì)其使用后不斷監(jiān)測(cè)與評(píng)估，將使咱們結(jié)識(shí)到它是不是真正實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)性或生態(tài)，或者說只是獲得了一種形式而已。局部簡(jiǎn)介基地區(qū)位地段本來都是工業(yè)廠房，圖片看來是已經(jīng)廢棄掉。建筑師因勢(shì)就宜，把建筑放在海拔相對(duì)高北邊，而把湖和景觀放在南邊。水在這個(gè)建筑群相對(duì)來說顯得非常重要，在建筑周邊都設(shè)立了小水道把雨水引入湖里面。這個(gè)景觀帶于是就形成了建筑群和都市邊界緩沖帶，不但為學(xué)生提供一種宜人休息場(chǎng)合并且還從新塑造了自然空間從而把野生動(dòng)物引入人空間。把主干到設(shè)立在建筑背面，防止建筑里面有車輛浮現(xiàn)，使得人在建筑環(huán)境中感到格外安全。改造后建筑周邊水道建筑由4個(gè)某些構(gòu)成：住宿區(qū)，教學(xué)區(qū)，研究中心（圖書館）和400人餐廳,總體來說重要建筑都是環(huán)繞著良好景觀點(diǎn)布置。相對(duì)單體來說每個(gè)教學(xué)建筑均有共享中廳，于是形成了E行平面。模型：建筑材料使用：建筑師注重材料生態(tài)效應(yīng)，于是選取了木材貼面。業(yè)主本來緊張?jiān)谛@建筑運(yùn)用木材與否妥當(dāng)，日后還是由于它良好熱效應(yīng)所說服了。預(yù)制木材貼面把主體建筑全包起來，加上一種Warmcellinsulation保溫層，在建筑外形成一種“呼吸”外皮。其不但有良好熱阻性能（U-Value:0.287），并且可以吸取濕氣。在中廳外墻中還加了一層麻布作為吸音層。建筑節(jié)能方略1：（良好保溫層）建筑外墻用木片條貼面加Warmcellinsulation保溫層，U-Value值是0.287。玻璃采用北歐規(guī)格低U-Value玻璃。建筑節(jié)能方略2：（低能耗通風(fēng)系統(tǒng)）建筑背面樓梯頂上均有一種機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，形狀像似一種斗篷帽子。專門用來解決室內(nèi)氣流通風(fēng)。本來建筑師打算用自然通風(fēng)系統(tǒng)，可是考證發(fā)現(xiàn)自然風(fēng)并不能有效服務(wù)建筑教學(xué)區(qū)，于是就采用了機(jī)械系統(tǒng)。盡管建筑在全年大多數(shù)時(shí)間內(nèi)都在運(yùn)營(yíng)這個(gè)系統(tǒng)，但是通過制動(dòng)控制系統(tǒng)在某些日子內(nèi)通過打開南邊玻璃和熱壓效應(yīng)可以得到良好自然通風(fēng)效果。建筑朝南以最大限度得到太陽輻射。同步建筑中廳用作為一種陽光房，進(jìn)入教室氣流在這里得到加熱。建筑很注意自然采光設(shè)計(jì)：建筑形狀和布局；合理開窗和天窗都提供了足夠自然光。并且建筑能部也有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以控制沒有必要人工采光。整合太陽能板設(shè)計(jì)是這個(gè)建筑一種特點(diǎn)。所謂整合設(shè)計(jì)就是在做建筑設(shè)計(jì)時(shí)候就把太陽能光電板設(shè)計(jì)考慮進(jìn)去，而不是日后才加。建筑師考慮了適合太陽水平角和高度角把光電板安頓在中廳。同步為了減小其對(duì)自然光影響特意把它安頓在中間。在這些方略下，這個(gè)教學(xué)區(qū)能耗不到85kW每平方米每年。而一種好案例原則為190kW每平方米每年。建筑研究組織辦公樓——BREOfficeofthefuture建筑概況名稱：建筑研究組織（BRE，BuildingResearchEstablishment）建造時(shí)間：1996年建筑功能：辦公室、會(huì)議室這座將來辦公樓坐落于瓦特福德（Watford）市郊建筑研究所（BRE）。該區(qū)域地處英國(guó)南部，氣候溫和，受噪音和空氣污染影響限度也最輕。該建筑采用被動(dòng)建筑設(shè)計(jì)，結(jié)合先進(jìn)節(jié)能技術(shù)，是一較為成功綠色生態(tài)建筑。建筑特色建筑內(nèi)容納了為100余名工作人員準(zhǔn)備辦公800m2會(huì)議設(shè)施，總面積為2040m2。辦公室分別配備在3層中，重要沿東西布置，各辦公單元平面采用30mx13.5m模數(shù)。既有大空間辦公室，也有封閉小辦公室。平面不對(duì)稱呈“建筑密封性較好，熱絕緣，窗戶是雙層，中間填充有氬氣。窗戶可以打開。這些窗戶占了重要立面約一半左右面積。南側(cè)窗戶有外部可活動(dòng)挑檐來遮蔽直射日光。通過BMS系統(tǒng)控制高窗可以用來進(jìn)行通風(fēng)控制，頂層還設(shè)有通風(fēng)口。建筑技術(shù)采光該建筑辦公室層高為3.7m，比起普通辦公室來高出諸多。這樣較高層高保證了自然光照明需要，在上班時(shí)間，95％以上室內(nèi)可以有足夠自然光照明。大窗和南側(cè)室外百葉窗結(jié)合，盡量爭(zhēng)取了最大陽光，并且這些百葉窗也可以避免炫光。自然通風(fēng)南側(cè)立面上有五個(gè)高聳風(fēng)塔，并裝有玻璃益于采光，通風(fēng)口有低速電扇，可以在炎熱或無風(fēng)時(shí)節(jié)協(xié)助通風(fēng)；在氣溫適中時(shí)，可以直接打開窗戶通風(fēng)。地下水降溫低溫地板輻射：在炎熱夏天，運(yùn)用地板中地下水管道冷卻樓板，以達(dá)到減少室內(nèi)溫度效果。在寒冷冬天，建筑內(nèi)部則通過地板下加熱管道以及環(huán)繞四周散熱器來采暖。熱量來自于先進(jìn)壓縮鍋爐以及一種低氧化氮鍋爐，這些鍋爐通過BMS系統(tǒng)控制高窗得到新鮮空氣。照明T5照明燈具高效、節(jié)能、安全、穩(wěn)定T5和普通熒光燈相比，其管徑小，且普遍采用稀土三基色熒光粉發(fā)光材料，并涂敷保護(hù)膜，光效明顯提高。該建筑為了將人工照明耗電量降到最小，還使用了感光器（由BMS系統(tǒng)控制）遮陽系統(tǒng)可以看到遮陽板詳細(xì)細(xì)節(jié)。遮陽百葉由半透明陶瓷材料制成，可以阻擋直射太陽光，但會(huì)將陽光漫射入室內(nèi)，百葉角度可以自動(dòng)控制,也可以由辦公室使用者人工調(diào)節(jié)。南側(cè)窗戶使用了反射玻璃，還配有電動(dòng)卷簾來減少夏季太陽熱吸取。建筑周邊還種植了落葉樹，在夏季提供遮陽，冬季則變化寒風(fēng)流線。太陽