巴黎新国防部大楼建筑节能设计.docx
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巴黎新国防部大楼建筑节能设计.docx
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巴黎新国防部大楼建筑节能设计
项目信息
功能
办公
进度
施工图设计
建筑面积
160000m²
税前造价
2727€/m²
标识
BBC2005
环境工程师
DEERNS/EGIS
业主
Opaledéfense
日程
竞赛10-2009/01-2011–交付2014
使用人数
5 400人
环境策略综述
国防部大楼被设计成一座自然的机器:
建筑由环绕地块的维护性体量和受到保护的心脏部分组成,灵活的网状平面加强了大楼各部门的联系。
建筑的首层被挑空,之下是一座连续的大型花园。
空气经过花园过滤,由窗户进入到办公室,然后通过气动风道排出以形成辅助式自然通风。
褶皱状的大型屋顶朝南面向环城高架公路,拥有6000平方米的太阳能光伏板。
一种地下水源热泵系统和数据中心热回收系统通过辐射楼板向大楼提供制冷和供暖,同时满足了热水供应。
关键词:
混合式通风,太阳能光伏屋顶,地下水源热泵,冷热泵,数据中心热回收
原理示意图
能源成效
被动式体量,基地和建筑植入
建筑由环绕地块的围护形体量和受到保护的心脏部分组成,中间由网状结构和众多分支所连接。
这种平面方式加强了各部门的相互联系和灵活性。
在内部,几乎所有建筑的首层都被挑空,从而使被解放出来的土地能够连成一片,成为联系性的大型花园。
这个空间使得建筑的不同中心及部门的步行联系得以实现。
同时,外部环绕基地的建筑体量保护内部空间使其免受噪音的干扰和污染。
网状平面分布方式为建筑立面创造了阴影,减少了太阳对立面的直接照射,增加了夏季的舒适度,花园的植物减少了“热岛”效应,同时,起到了改善空气质量,减少空气污染的作用。
建筑的平面深度很小,(内部12米,外部17米)使得自然通风和自然采光的潜力得到加强。
所有的立面每隔2,7米设有可以开启的窗户,所有办公室都拥有自然采光。
同时,大楼利用临近塞纳河的位置来设置地下水源热泵系统。
立面性能
项目依据内部和外部立面对太阳光照系数和热损耗系数而采取的不同的解决方式。
建筑外立面拥有传热系数0,661Wm²K<0,7Wm²K 的性能。
外部立面
玻璃
遮阳帘
夏季光照系数
北立面
双层含氩玻璃
内置威尼斯遮阳帘
0,29
东西立面
三层呼吸玻璃立面 :
防日照的含氩双层玻璃和单层玻璃
内置自动威尼斯遮阳帘
17%
南立面
加强隔音及防日照的含氩双层玻璃,外部由可通风的单层玻璃保护。
内置威尼斯遮阳帘
16%
内部立面 :
在保证冬季日照和办公室自然采光的同时,墙面玻璃占有面积使得立面的热性能得到最大限度的开发。
(接近40%的透明玻璃和60%的不透明面积)立面由一系列的变化的透明、乳白色半透明及不透明的壁板构成。
改变内外墙表面的透明度
低碳材料
完成项目
使用材料
DVT
单位
总量
现浇混凝土
100
1m²
35000
预制楼板
100
1m²
200 000
现浇楼板
100
1m²
200000
金属吊顶
50
1m²
56000
地毯
15
1m²
112000
石膏板隔墙
50
1m²
350000
隔墙隔热隔音层
50
1m²
350 000
隔墙涂料
30
1m²
700 000
外部空间设计
在建筑四周环绕形的体量内,整作国防部大楼被架空在立柱上,以使整个首层得到解放并拥有一个大型连续花园。
花园成为一个联系大楼不同部门的地方,同时建筑遮盖了位于下方的交通路线。
花园的植物为建筑提供了高品质的空气,并为内部提供了优美的景致,树冠的高度同立柱的高度相同,以使人们提供了视觉上的联系性。
敷面层混合高/低灌木多年生草本草皮
供热/制冷
系统描述 :
由地下水源提供热和冷的生产
地下水的温度在13度和15度之间,通过以下两种方式来开发:
-直接方式,由一个简单的交换器,通过建筑的辐射楼板来制冷,这种方式可以覆盖包括数据中心在内80%的制冷需求。
-通过位于能源中心的冷热泵的迂回方式来同时产生冷和热
冷热泵的使用就像一个交换器,在水循环中始终保持卡路里的转换,以供应需要制冷的地方(包括服务器室等)到需要供热的地方(包括办公室和更衣室等。
能源生产由以下措施进行补充:
-制冷 :
位于能源中心的制冷压缩机组为特殊需要制冷的空间提供冷气。
-供热:
位于能源中心上方屋顶的燃气锅炉在极端的气候条件下为建筑供热。
生产细节:
-高水温热水(65°C) :
供应卫生间热水
-中水温热水(45°C) :
供应空气处理中心所需热量
-低水温热水(max35°C) :
冬季供应辐射楼板所需热量
-冷水(15°C) :
夏季供应辐射楼板制冷所需能量
-冰水(6°C) :
供应空气处理中心制冷所需能量
地下水热能带来的节能预算:
地下水自由冷却的方式能够满足建筑的中心部分,H座建筑和Perret历史建筑80%的制冷需求(当需要1 381 977kW时为1 112 658kWh)
服务器中心的热回收带来的节能预算
数据中心的热回收能够满足建筑的中心部分,H座建筑和Perret历史建筑70%的制冷需求(当需要2 254 988kWh时为1 594 420kWh),达到100%生活热水需求(679 499kWh)。
指定:
燃气锅炉
混合式通风(自然/机械)
系统描述 :
当外部气候环境不佳时,系统通风方式允许由自然注入改为机械注入;由于盛行风和温差的原因,空气被自然排出,在这里,风道起到一种热量和气体发动机的作用。
为了保证令人满意的自然通风,在建筑不同分支交叉处设置了三座高达40多米的主要气动风道和数座高达30多米的次要气动风道,通过水平分布的管道使得高达六层的把办公室的污浊气体得以排出。
在一个标准层内,大型风道可以管理大约1200平方米面积的办公室。
面朝花园的办公室的自然通风可以达到1620小时/年,以每天10小时工作时间计算(8h-18h),有将近40%的时间占有量。
在这种情况下,机械注入方式被切断,每间办公室安装的传感器和会议室安装的二氧化碳探测器可以根据实际需求来室内自然通风的流量。
运行方式
-自然通风(13 自然空气进风由朝向内庭花园的开窗方式获得,排气则通过分布于办公室之间的交通走廊上方的水平管道,和位于分支交叉处的垂直管道来实行。 -混合通风(T<12°C ;T>28°C) 进风由鼓风的方式获得: 新风由屋顶处获得,然后通过空气处理中心处理(夏季制冷,冬季被处理成19-20度).每隔2.7米设置一个新风口,由于传感器的设置,使得办公室只有在有人的状况下才保持通风,以达到优化空气流量的作用。 一个交换器位于气动风道顶端以回收排出空气的能量(caloriesetfrigories)。 排气则通过分布于办公室之间的交通走廊上方的水平管道,和位于分支交叉处的垂直管道来实行。 自然通风方式的节能预算 在项目中实施混合通风方式的策略带来的节约成果预计将达到5kwhep /平方米/年。 混合通风hors出en占用insufflation喷射extraction提取ouverturedesfenetresmecaniqu 风机功率 进风 0.35W/(m3/h) 回风 0.25W/(m3/h) 风道影响范围 大型风道 1200m²/层 小型风道 500m²/层 卫生流量 36m3/小时 补充 双向通风 特殊空间 双向通风方式结合交换器以吸收空气排出时的热量。 可以达到60%的效率。 水处理 为了限制建筑的可饮用水的使用,节水设施被安装在建筑中,公共卫生间的习惯性用水高达139立方米/天,而实际需求只有60立方米/天。 作为补充,一个70立方米的蓄水池被设置在阅兵广场下,将满足98%的花园浇灌和室外清洗用水,每年为此将节约将近1000立方米的可饮用水。 地方规划要求地块内16毫米的降雨也就是将近700立方米的降水得到储存。 这些雨水储存将由以下措施完成: -由直接渗入拥有凹状地形花园的雨水,总量可达到300立方米。 -一条515立方米的排水沟可以收集屋顶和硬地区域的雨水。 -在新建的位于地块东侧的景观道路上设置的可以储水的道路(由地质纤维和碎石组成)拥有80立方米的储水量。 剩下的水将流入市政管网。 年度节水量为将近1000立方米的饮用水量。 图11-排水沟渠的切面图12-排水沟 >>图13-地上沙土层图14-在池底植入 能源补充 太阳能 太阳能屋顶是一个强烈的建筑手法,6000平方米的太阳能光伏板被安置在朝南面向环城公路的拥有最佳角度的建筑屋顶上。 项目选用了黑色薄层无框的光伏板,并采用背后固定方式,以保持整个屋顶表面的统一性。 这些屋顶将拥有10kwh/平方米/年的产量,将提供整栋建筑将近20%的能耗需求(50kwh /平方米/年)。 整个太阳能屋顶将达到570mwh/年的产量)。 这些清晰的数字展现了项目在环境方面的勃勃雄心。
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- 巴黎 国防部 大楼 建筑节能 设计
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