清华大学环境能源楼_中意合作的生态示范性建筑

建筑学报
屋顶是架空板面层上人屋面，采用 ５０ｍｍ 厚挤塑型保温板作为保温层， 架空层 的间隙为５０ｍｍ；并且在保温层设置了上下 两道隔气层。 ２．１．３ 运用绿化系统， 创造舒适环境 ＳＩＥＥＢ 的西北侧种植常绿高大乔木， 阻挡冬季西北侧寒风对建筑的影响。建筑 物南侧设计为供师生交流的小广场。 ＳＩＥＥＢ 南侧层层退台的平台上设置了 绿化种植屋面，种植土的厚度约为 １ ８ ０ － ２５０ｍｍ 厚的绿色屋顶系统，提高屋顶夏季 隔热和冬季保温性能。平台种植的植物以 灌木和藤蔓类为主，对墙壁和屋顶平台绿 化隔热，利用藤蔓类植物的落叶性能调整 直射光照对室内的影响。 底层的花园是不规则的形状，模拟自 然界的碎裂形态， 灌木、 水、 草生长其中。 下沉花园布置成意大利园林特有台地形态， 自然环境的水面、涌泉、梯田等。 建筑物的北侧因朝向和自身阴影的影 响， 不再布置植被， 设计一系列的从室外广 场跌落至花园的叠水，水深为 ４００ｍｍ 深。 将一些自然形态的大石放置于池中，形成 自然景观中的元素。在南面相同的高差内 堆满土壤， 种植了树木、 灌木、 草皮等植被。
辐射吊顶空调方式，其新风末端由设在该 房间排风短管内的 ＣＯ ２ 传感器及该房间内 的红外线传感器控制。红外线传感器用于 探测室内有人或无人，当室内无人时变风 量末端的风量控制在最小值，以去除室内 散发的污染物，使室内空气品质保持在良 好的水平， 同时去除非人员造成的湿负荷。 最小风量不小于房间设计风量的 １５％；当 室内有人时，由 ＣＯ ２ 传感器控制变风量末 端的风量。房间内设置可开启窗的状态探 测器， 当探测到窗处于开启状态时， 关闭变 风量末端， 并关闭辐射板的冷水阀。 同时， 房间内设有红外线传感器，用于探测室内 有人或无人， 只有房间内有人时， 辐射板才 开始供冷供热。
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度地利用南向这一条件，并开发出一套基 于建筑用地现状和北京气候条件，采用日 照遮阳模拟、能耗预测分析和通风模拟组 织的策略来确定建筑外形的方法。综合比 较，平面 Ｃ 形、阶梯状由北向南对称跌落 是本建筑设计的主要出发点。 在剖面中， 楼 层的层层退台是为了能够接收到最大限度 的日照和给予内部花园更大的空间。 ＳＩＥＥＢ 被定义为两个不同功能和活动 区域。 较低的部分从地下 １ 层到 ２ 层， 为公 共区域。这部分楼层形态主要从面积分配 几何分得来， 包括中部空间和内部花园。 办 公室和实验室被分配到上部的楼层。从平 面布局分析， 集中的管道间、 卫生间以及实 验室均布置在Ｃ型北侧；Ｃ型南侧两翼布置 为办公空间。 ２ 节能设计中的运用策略 ２．１ 运用最新技术和特殊的设施（遮阳装置、 ＰＶ 板、特定的植被） ２．１．１ 有效的遮阳系统 按照北京的日照条件，为日晒窗设置 有效的遮阳系统，南向出挑钢架上置遮阳 板。 依据北京冬至（２７．３° ）和夏至（７３° ）正午 太阳高度角进行设计，在夏季可以减少太 阳辐射量， 而冬季又允许阳光进入室内。 据 模拟分析，采用遮阳板后太阳得热量能减 少约 １／３。 ２．１．２ 外围护系统的隔热、 保温处理 Ｓ Ｉ Ｅ Ｅ Ｂ 选用的是 Ｐ Ｒ Ｅ Ｍ Ａ Ｓ Ｔ Ｅ Ｅ Ｌ Ｉ Ｓ Ａ 技术先进的幕墙系统。东西两侧为带金属
设计作品
WOR KS OF D ESIGN
清华大学环境能源楼
——中意合作ห้องสมุดไป่ตู้生态示范性建筑
张通
摘要 ／ 作为中意合作的生态示范性建筑的清华大学环境 能源楼（ＳＩＥＥＢ）在建筑形态、结构形式、建筑材料、智能 化系统、太阳能发电等几方面采用了相应的节能策略，并 通过建材选择、设计、施工、运行管理等各个环节，提 供一个适合中国国情的环保节能办公建筑的技术方案。 关键词／ 清华大学环境能源楼（ＳＩＥＥＢ） 智能化 生态示范性建筑 生态环保能源高效型 Sino-Italian Environment and Energy Building has a comprehensive and target-based approach to renewable energy, form, material, intelligent system, photovoltaic in order to be the office energy-efficient alternative matching China. KEY WORDS/ Sino-Italian Environment and Energy Building (SIEEB), ecology model, intelligent, eco-friendly & energy-efficient
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建筑北侧采用单层幕墙。设置开启的 透明玻璃窗，并在窗框外侧覆固定的激光 穿孔铝板，它的功效是既可阻挡北侧冬季 的寒风， 又不影响室内的自然采光和观景。 其余不开启的幕墙内部均填充保温岩棉。 Ｋ 值不低于 １ ． ４ Ｗ ／ ｍ ２ ｋ 。 南向凹空间的东西北三侧设计了另外 一种双层幕墙。 外侧幕墙由玻璃百叶构成， 其中部分玻璃百叶可被计算机控制旋转角 度， 反射阳光至室内天花， 形成均匀的室内 自然采光效果， 并减少人工照明的能耗。 每 层上部的两个遮阳百叶能够通过旋转一定 角度保证反射光线可最大限度地到达室内。 玻璃遮阳百叶是由经过热工处理、两面都 贴有 １ ． ５ ２ ｍ ｍ 厚 Ｐ Ｖ Ｂ 的材料和厚度是 ８ ｍ ｍ ＋ ８ ｍ ｍ 的玻璃构成。 两层幕墙之间的空气同样可以形成对 流通风， 以减轻夏季空调负荷和运行费用。 所有幕墙系统的内层玻璃均为高热工性能 的 Ｌ Ｏ Ｗ － Ｅ 玻璃；另外南侧的幕墙玻璃和
作者单位：中国建筑设计研究院（ 北京，１ ０ ０ ０ ４ ４ ） 收稿日期：２００７－１１－２７
能耗作为主要目标，充分考虑如何最大限
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项目位置示意
建筑学报
屋顶保温节能措施
吊顶详图 幕墙墙身详图
检修走廊的双层幕墙。其外层采用丝网印 刷玻璃；内层上下为填充岩棉的坎墙， 中部 为透明玻璃窗。它不仅能有效地阻挡强烈 日照， 并保证室内采光， 还可在两层幕墙中 间形成空气对流通风层，将太阳得热排出 中间夹层，从而大大减少夏季空调系统的 能耗。整个立面外墙的传热系数 Ｋ 值不低 于 １．４Ｗ／ｍ ｋ 。
设计作品
WOR KS OF D ESIGN
能源系统设计原则遵循最大限度地减 少能源消耗，以更好地达到京都议定书制 定的有关 ＣＯ ２ 减排的目标。 ＳＩＥＥＢ 设置了冷、热、电三联供系统， 共设两台 ２５０ｋＶＡ 以天燃气为燃料的内燃 式发电机组，其运行的控制策略为以电定 热，同时控制发电机组不可回收利用热能 的排放量， 发电机组并网不上网， 不足的电 量由学校电网补充。 在发电的同时， 对发电 机组的废气、缸套水及润滑油路系统的废 热将进行回收利用。热回收的热量用于本 建筑采暖、 冬夏季空调及生活热水系统。 发 电机组的发电效率为 ３７％，其能源综合利 用率约为 ８３％。 室内采用架空地板（３５０ｍｍ）送新风加
节约建筑材料和水资源；
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在建造和使用过程中最小限度造成对 在运行和维护过程中进行智能控制； 室内空气的健康化处理； 合理和耐用的环保材料；
环境的影响；
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水的高效利用和再生。
目标是通过使用功能和舒适标准的结 合，达到低 ＣＯ ２ 排放和生态的设计。 １ 建筑形态 ＳＩＥＥＢ 处于清华东校区密集的城市环 境中，被周边高层建筑（１０－１１ 层）所包围。 建筑设计从一开始就把降低建筑物的运行
２．４ 水系统的综合利用 ＳＩＥＥＢ 的地下室四周均设置了连通的 通风采光窗井， 作用有二：其一是地下室可 减少黑房间的出现，其二是利用这个空间 将雨水方便地回收至地下二层的雨水贮水 池。 地下二层设计中水处理站， 日处理水量 约为 ５０ｍ３ 中水，原水为本楼内的全部生活 废水。 与雨水混合， 经处理后的中水用于全 部的卫生间便器冲洗、 车库地面冲洗等。 楼内卫生间采用先进的负压式大小便 分离系统，负压式冲水约为常规洁具冲水 量的 １／１０， 分离大小便目的是降低污水管 网中的 Ｎ 和 Ｐ 含量，减轻污水处理的负担， 同时分离出的小便经处理后可用于绿化肥 料。 室内管道采用聚丙烯静音排水管， 减小 室内噪声。 另外， 所有洁具均为节水型， 龙 头和便器阀门采用感应式。 ２．５ 智能化管理系统 Ｓ Ｉ Ｅ Ｅ Ｂ 采用了一套 Ｂ Ｍ Ｓ （ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｍａｎａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）系统来管理整栋建筑，系 统不仅能够对楼宇冷热电联产（ Ｂ Ｃ Ｈ Ｐ ， Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｏｏｌｉｎｇ， Ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ）、 变配电、 送排风、 给排水、 建筑物室内外照 照度、 明， 还能够对室内温湿度、 ２ 浓度、 ＣＯ 人员情况进行探测和监控。 ２．５．１ ＥＩＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ Ｂｕｓ） 灯光控制设计 凡是有室外窗的房间，均设计有照度 传感器、 红外移动传感器（人员感应器）， 同 时每个门口加装一个控制面板。 能够做到 ： 有人进屋， 灯光自动打开， 并且按照照度传 感器测到的光线强弱，最大限度的利用室 外光线，自动将室内的光线调整到适宜的 亮度 为了满足应急之需， ； 利用每个房间的 控制面板可以人为设置该区域的总开、总 关， 并能够对最多三组（排）灯光的强弱进行 调节；大于 ８ × ８ｍ 面积的办公区，将增设 光线传感器和红外移动传感器，使之做到 分区独立自动控制；人员离开时， 灯光自动 关闭。 ： 比如 ａ） 楼道及电梯前室（不包含首 层）设计为控制中心定时控制， 分回路控制 灯光 ｂ） 多功能厅及展室中， ； 每个独立房 间， 设计有一个四联控制面板， 可以做到手 动总开、 总关和六个简单场景控制灯光。 另 设红外移动传感器 ｃ） 首层大堂（包含楼 ； 道及电梯前室） ，设计为控制中心定时控 制， 可以做到场景控制、 分回路控制灯光。 补充设计有一个四联控制面板，可以做到 手动总开、 总关和六个简单场景控制； ｄ）
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底层公共空间的外侧幕墙玻璃采用三层中 空 玻 璃 内 充 氩 气 ，其 内 二 层 的 玻 璃 为 Ｌ Ｏ Ｗ － Ｅ 玻璃， Ｋ 值不低于 １ ． ４ Ｗ ／ ｍ ｋ 。