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南京南部新城怡居路北側幼兒園

2022-04-11 10:53來源:龍騰設計
文章附圖


2020年9月22日,習總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會上莊嚴承諾:中國二氧化碳排放量力爭在2030年達到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。在國家“雙碳政策”的背景下,建筑行業(yè)推進綠色低碳技術將成為未來建筑設計趨勢。本文以南京市南部新城新建零碳幼兒園為案例,對零碳幼兒園建筑全生命周期內(nèi)的碳排放量進行初步分析。


項目名稱:南部新城怡居路北側幼兒園

建設單位:南京市南部新城開發(fā)建設(集團)有限公司

設計單位:江蘇龍騰工程設計股份有限公司


江蘇省第一所零碳建筑試點幼兒園

江蘇省第一所仿生主體幼兒園

南京市第一所地源熱泵科技系統(tǒng)幼兒園


本項目位于江蘇省南京市秦淮區(qū),東北兩側緊鄰規(guī)劃住宅用地,規(guī)劃用地面積約4071㎡,綠地面積1425㎡,總建筑面積3121㎡,地上建筑面積約2548㎡,容積率0.63,綠地率35.01%。


項目主體建筑1#單體為一所9 班幼兒園,地上3層,功能包含活動單元、專用教室、服務管理用房及后勤輔助用房等。2#單體采用木結構形式,為多功能活動室。


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01 | 設計宗旨

低碳、生態(tài)、智慧


本項目以“低碳、生態(tài)、智慧”的總體特色為設計宗旨,合理考慮生態(tài)節(jié)能技術,實現(xiàn)人與自然、部分與整體、室內(nèi)與室外的和諧共生,貫徹落實生態(tài)文明建設和綠色發(fā)展理念,建設綠色、智慧和面向未來的新校園,打造優(yōu)質城市形象,形成良好的城市景觀。



02 | 低碳理念

被動節(jié)能+主動節(jié)能+可再生能源利用


被動式節(jié)能技術優(yōu)先,主動式節(jié)能技術優(yōu)化,補充可再生能源的路徑,實現(xiàn)建筑能耗與碳排雙控,將尊重自然、傳承歷史、綠色低碳的理念貫穿建筑全生命周期,因地制宜地打造“健康、舒適、節(jié)能、環(huán)保、智慧”的現(xiàn)代幼兒園。


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03 | 技術分析


被動節(jié)能設計


對建筑物朝向、外立面設計、建筑體型系數(shù)、圍護結構保溫、開窗形式、內(nèi)部空間(建筑夾層通風空間等)進行合理設計,增強建筑自然通風和自然采光,降低建筑物冷熱負荷的同時實現(xiàn)建筑內(nèi)環(huán)境自調(diào)節(jié),打造建筑物內(nèi)部微氣候,提高建筑的被動式性能。


1 朝向和空間布局——L型布局+主體北移+地下空間利用+中庭設計+太陽能動力天窗系統(tǒng)


東側、南側規(guī)劃住宅對幼兒園日照影響較大,為此幼兒園整體為L型布局,在滿足活動單元的日照要求的前提下,盡可能最大限度的將主體建筑北移,空出南側活動場地,使整體都能最大程度獲得良好的日照條件。


受規(guī)劃指標覆蓋率的限制,盡量利用地下空間,將采光充足的地上空間留給兒童,廚房、辦公等空間設置到地下,并利用下沉庭院解決采光與通風問題。


1#單體為三層建筑,體型扁平,為解決內(nèi)區(qū)的采光、自然通風問題,在建筑東西兩側采用了中庭設計,夏季和過渡季節(jié),通過中庭垂直通道實現(xiàn)自然通風,改善室內(nèi)微氣候。屋頂?shù)奶齑跋到y(tǒng)采用的是太陽能動力窗技術,智能開關由太陽能供電,年能源消耗低于25kWh/2·a。


南京南部新城怡居路北側幼兒園3.jpg


建筑功能布局及采光分析


2 圍護結構設計——外墻外保溫+窗墻比優(yōu)化


對于夏熱冬冷地區(qū)建筑物,加強外墻外保溫利于降低空調(diào)負荷,同時通過合理的窗墻面積比保證既充分利用自然采光和通風,又避免建筑能耗損失,再輔助合理的遮陽措施有效降低夏季建筑物輻射得熱。


3 綠色建材選用


2#單體(多功能活動室)為6米高的單層建筑,采用木結構形式設計,主材選用工程特性較穩(wěn)定的膠合木,力學性能能夠滿足大跨度設計需求。木結構建筑碳排放量遠低于傳統(tǒng)建筑,木材原料的生長過程具有天然的碳匯固碳作用,這是其他傳統(tǒng)建材無法比擬的,木材是“唯一真正天然和可再生的建筑材料”。


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主動節(jié)能設計


1 空調(diào)系統(tǒng)-地源熱泵技術應用+全熱回收新風機組應用


幼兒園本項目緊鄰高端住宅G107地塊項目(金基望樾府),經(jīng)過與住宅項目開發(fā)商協(xié)商,幼兒園空調(diào)末端接入G107地塊的地源熱泵大系統(tǒng),冬季熱泵機組供回水溫度45/39℃,夏季供回水溫度6/12℃,末端通過置換通風空調(diào)、分層空調(diào)及風機變頻技術,在保證舒適室內(nèi)環(huán)境的同時能盡量減少空調(diào)系統(tǒng)運行能耗和碳排放。


新風系統(tǒng)采用帶除霾功能(PM2.5去除率≥95%)的全熱回收新風機組,熱回收焓效率在70%以上,在有效降低建筑物新風負荷的同時保證健康的室內(nèi)環(huán)境。


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幼兒園空調(diào)末端接入G107地塊的地源熱泵大系統(tǒng)



2 水電系統(tǒng)—節(jié)能燈具+中水回用系統(tǒng)+能耗監(jiān)控系統(tǒng)


各照明場所選用高效燈具,開敞式不低于75%,辦公等大面積照明場所燈具效率不低于70% ,功率因數(shù)不小于0.9。同時設置中水回用系統(tǒng),進一步提高非傳統(tǒng)水源利用,降低碳排放。


設置智慧建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng),集成能耗監(jiān)測、水質監(jiān)測、室內(nèi)外空氣質量監(jiān)測、水暖電設備控制等功能,保證建筑機電系統(tǒng)的節(jié)能低碳運行。


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3“光儲直柔”技術的太陽能光伏系統(tǒng)


2#單體(多功能活動室)設計了光儲直柔光伏發(fā)電系統(tǒng),屋頂安裝了容量為15kWp固定式多晶硅光伏發(fā)電系統(tǒng),并配合建設一套化學儲能單元,每套24kWh磷酸鐵鋰電池。當光照充足時,該系統(tǒng)可供活動室全部建筑用電、儲能系統(tǒng)充電,余電供北側樓(1#單體)使用;光照不足時,由儲能系統(tǒng)給多功能活動室供電。


同時建設一套電源配電系統(tǒng),用于對分布式電源和負荷進行組網(wǎng)運行,實現(xiàn)對各個就地支路的測量與控制,整個系統(tǒng)運行模式通過設置可自動轉換,光伏發(fā)電自發(fā)自用,與電網(wǎng)并網(wǎng)不上網(wǎng)。根據(jù)測算,該光伏發(fā)電系統(tǒng)理論年發(fā)電量約1.64萬kWh(折合減少碳排放13275.8kgCO2e/a)。


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太陽能光伏系統(tǒng)



04 | 碳排放評估

全生命周期碳排放達到零碳標準


依據(jù)國家標準《建筑碳排放計算標準》按照建材生產(chǎn)運輸階段、運營階段、建造及拆除階段分別進行計算和匯總。


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本項目2#單體已達到全壽命周期零碳建筑要求;1#單體全壽命周期總碳排放量約6155215 kgCO2e,折合年單位建筑面積碳排放量42.5 kgCO2e/㎡·a,遠低于國家同類建筑碳排放統(tǒng)計指標。

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