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清华大学环境能源楼参观记

2016-12-18


  2016年秋,绿建院的小伙伴们参观了清华环境能源楼。清华大学环境能源楼是中国科技部和意大利环境与领土资源部合作,在北京清华大学校园内建造的,现为清华大学环境学院院馆。清华环境节能楼由意大利著名建筑师Marro Cucinella设计,参与该项目的中意执行单位包括意大利米兰理工大学Butera教授领导的建筑节能技术专家组、意大利MCA建筑事务所、意大利FAVERO&MILAN建筑咨询事务所、英波基洛(IMPREGILO)公司和清华大学能源专家组、中国建筑设计研究院、中铁建设集团等机构或组织。我院主要参与了机电设计与绿色咨询。


该建筑采用了高效、先进的环保和节能技术,集办公室、实验室、教室、技术展示厅为一体,地下2,地上10,建筑面积为20268平方米,地上建筑面积为16516平方米,地下建筑面积为3752平方米。该项目总投资为2.6亿元人民币。本楼于2006建成投入使用,是一座智能化、生态环保和能源高效型的新型办公楼,当初在建设过程中严格把控建材选择、设计、施工、运行管理等各个环节,同时引进欧洲的先进设计和技术,作为根据《京都议定书》设立的中意双边清洁发展机制CDM项目基地,为中国城市建筑物温室气体排放削减提供示范。经过十年的运维,是否提供了一个适合中国国情的环保节能办公建筑的技术解决方案,我们带着这个问题进行了回访交流。


实地参观之后,我院参观人员与李老师在小会议室内进行了深入的交流。我们询问了包括设计的经验与教训、大楼整体运行情况、实际使用过程中遇到的问题,以及后期运营维护费用等细节问题。发现了以下五个问题:

1)该楼设计以降低建筑物的运行能耗、最大化利用日照条件为原则,论证比选后最终确定平面为C型、阶梯状由北向南对称跌落的建筑构造。



而此构造带来的问题就是北京冬季多风,C字中部的建筑北侧底部通道处风压过大,超出周边风力2~3级;



2)该楼设计之初的建筑定性为教学科研办公楼,使用功能为多数办公室+少量教室和科研办公室,但本楼成为环境学院院馆之后,实际使用需求变为多数实验室和教室+少数办公室,再加之使用人数逐年增加,原有设计格局已经不满足现在的需要,表现为使用面积不足、机电系统改造困难;


3)外维护结构使用玻璃幕墙的比例达到100%,建筑构造型式为逐层阶梯状退台结构,给清洗工作带来了困难,限制了垂直吊篮的使用,极大地增加了清洗费用;


4)该楼是由意大利政府出资建设,可以说穷尽了当时世界上所有建筑节能的前沿成果,仅是大楼的外围护结构就总共用了六种不同类型、不同功能的玻璃。该楼造价在当时颇高,光是设备安装费用就超过每平方米八千元,所用的材料、设备都是进口产品,这就导致现在更换维护成本极大增加,而且部分产品因停产已经无法更换;


5)该楼的制冷设备是冷辐射吊顶板,在金属板中的布设毛细管网,毛细管材质为PP-R。冷水通过毛细管网,降低整个冷辐射板温度,主要通过辐射板的辐射传热和自然对流降低房间温度。这套系统要求辐射板与空气接触面的温度不能低于室内空气的露点温度,不然冷辐射板表面会结露,具体到本工程就是新风高效大幅度除湿。而该楼现存的问题就是新风除湿效果不好、围护结构不能保证密闭也就是会开启窗户,进而造成冷辐射板结露、腐蚀金属板。腐蚀严重后,会导致金属板裂隙渗水。



6)该楼各层挑檐设置的光伏板利用率较低,据业主方透露目前启动了20%的光伏发电设备。究其原因一方面是因为北京近年来日均日照强度较差,加之雾霾影响,导致光伏发电效率不高。另一方面也因为光伏发电转换过程中的运行费用较高,大量使用存在入不敷出的成本亏损情况。目前启动的20%光伏板只作用于建筑周边的景观照明使用。


通过此次参访交流,大家对于清华环境能源楼的设计和使用状况都有了深入切实的体会,了解了一些节能环保措施的实际使用效果和实用性。我们设计师会将这些认识都应用到今后的绿色建筑设计中去,取长补短、融会贯通,力争做出因地制宜、行之有效的绿色建筑。

环境能源楼里采用的技术



撰文:李海,中国建筑设计咨询有限公司绿色建筑设计研究院给排水工程师。毕业于天津大学环境学院,学士学位。主要负责完成了多项工程(海口日月广场商业综合体49万m2;海航豪庭二期酒店137.45m高;中国建筑设计研究院创新科研示范楼节能专篇4.15万㎡;2011年海淀区直管公房普通住宅节能装修105万㎡;新疆维吾尔自治区档案馆新馆3.40万㎡;北京市第三批政府机构节能改造工程13万㎡),曾获2012、2013年先进工作者称号、2014年青年岗位能手称号等荣誉。