河源市中小學科普教育館

全校區(qū)鳥瞰圖

河源市中小學科普教育館位于廣東省河源市江東新區(qū)河源市高級中學校園內(nèi)，項目占地面積3066㎡，建筑面積為3577.51㎡，共4層，建筑總高度15.9m。

本建筑定位為面向中小學的科普平臺，全年面向社會開放，為體現(xiàn)綠色、節(jié)能、環(huán)保低碳、可持續(xù)的概念，建筑在設計過程中以建筑舒適度指標為前提，以“被動優(yōu)先、主動優(yōu)化”為原則，通過優(yōu)化圍護結構熱工性能、高效智能空調(diào)系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、智能管理平臺、可再生能源系統(tǒng)等技術，最終實現(xiàn)項目綠色建筑二星級和近零能耗建筑設計目標。

設計方案

建筑規(guī)模較小，若每個空間均定義使用性質(zhì)，并沒有太多房間，使用率反而較低。設計根據(jù)當代教育與展覽發(fā)展最新趨勢，將整個場館分為兩大功能區(qū)：相對獨立密閉的科普觀摩區(qū)和開放教學區(qū)。前者主要包含觀摩展廳，后者則十分靈活，沒有人為定義空間性質(zhì)，由后期師生根據(jù)教學需要自行重組。

常規(guī)展覽流線主要是平面線性的，而面對本項目小規(guī)模的前提，平面流線會被樓層所打斷，削弱參觀連續(xù)性。設計將流線設置為立體多維，并處理為兩個參觀序列。參觀者從首層兩個不同的入口開始參觀，沿著各自流線參觀完畢之后再通過垂直交通到達對方流線的起始，進而完成完整的科普觀摩。類似空間雙螺旋結構的流線設計可實現(xiàn)兩股人流同時參觀又互不干擾，提升參觀效率。

功能分區(qū)和流線設計的特征，隨即反映到空間形式上。整個建筑為一個方盒子，除去兩條封閉的、盤旋而上的科普展廳之外，剩下的部分即為公共開放的教學空間。流線組織塑造空間特征，空間形式反映流線組織。立面設計也以微透的聚碳酸酯板全覆蓋，并在主要空間處開口，立面形式反映空間特征。

建筑生成

除了科普觀摩展廳之外，開放教學空間類型多樣，形式多元。在空間形式上，大小空間套疊，集小組討論與制作、大群階梯聚集與交流為一體。在空間尺度上，錯層、躍層的處理產(chǎn)生出多樣的空間尺度。整個空間具有極強適應性，促使教學行為隨時隨地發(fā)生。

不同標高處的教學行為

低碳環(huán)保是設計一直貫徹的理念，并在方案前期就咨詢相關專業(yè)公司進行設計。建筑中庭上方設置天窗，在保證室內(nèi)穩(wěn)定的物理環(huán)境下，可開啟窗扇產(chǎn)生自然拔風效果，利于節(jié)能減排。外立面采用聚碳酸酯板，不僅具有良好的遮陽效果，還使室內(nèi)光線變得十分柔和，滿足教學需要。同時在立面板材上沿著開放空間開設通風洞口，以降低空調(diào)能耗。

通透的置物架

直通屋面的鋼樓梯

設計秉持“整個建筑都是展品”的理念，除空間外，還將設備管線、構造節(jié)點等內(nèi)容對學生開放，成為科普內(nèi)容的拓展。室內(nèi)天花各類設備管線直接裸露，打造沉浸式學習環(huán)境；屋頂空調(diào)、綠色技術設備成為設備科普區(qū)，營造特色科普場所。

天窗

設計充分利用屋頂空間，打造室外課堂與室外展場。屋面設置參觀步道、植物園、建筑設備區(qū)、公共活動區(qū)，將學習行為延伸至室外。

節(jié)能措施

項目積極采用當下成熟的綠色技術，如光伏板、小型風力發(fā)電、溫變玻璃等裝置，充分利用可再生能源，力爭打造“零碳建筑”。本項目也獲得了由中國建筑節(jié)能協(xié)會頒發(fā)的《近零能耗建筑》標識。

▎實體墻外層采用聚碳酸酯遮陽隔熱

實體墻外層采用低傳熱聚碳酸酯遮陽隔熱，間距700mm、上下貫通，板材間溫差形成對流空氣層，能提高建筑的散熱性能；板材700mm的內(nèi)凹設計等效四向平板外遮陽，減小太陽輻射對建筑內(nèi)環(huán)境的影響，充分表達了“被動優(yōu)先”的設計理念。

聚碳酸酯外遮陽保溫

▎電動天窗利用煙囪效應強化通風

北向設計可開啟電動天窗，通過BA系統(tǒng)接入管理平臺。過渡季白天，北向自動開啟的天窗引導空氣向上流動，強化室內(nèi)的自然通風；空調(diào)季夜間，管理系統(tǒng)聯(lián)動氣象站監(jiān)測的室外溫濕度和天氣狀態(tài)自動開啟天窗，強化夜間自然通風，達到建筑自然冷卻的效果。

采光窗立面圖

▎空調(diào)智能管理平臺

本項目采用高效變頻多聯(lián)機設備，全部接入BA管理平臺，具有連鎖控制、變頻、遠程集中控制啟停功能，管理人員可通過管理平臺對多聯(lián)機進行統(tǒng)一管理調(diào)度，對建筑定時提前預冷、非運行時間的集中啟停、節(jié)假日管理、分層管理等運行策略，通過高效管理來提高能源的利用效率。

▎大空間CO2傳感器、人流傳感器聯(lián)動風機變頻

人員密度變化較大且較為封閉區(qū)域全部采用變頻新風機結合CO2傳感器控制，新風機可根據(jù)室內(nèi)二氧化碳濃度監(jiān)測值進行實時的風機變頻調(diào)節(jié)，降低新風處理能耗。

智能調(diào)光

自然光進入室內(nèi)

▎樓宇監(jiān)控管理平臺

建立整體的監(jiān)控平臺，展館照明、空調(diào)、電梯、光伏、室內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測傳感器均通過BA系統(tǒng)接入管理平臺，進行集中監(jiān)控和管理，展示建筑內(nèi)外環(huán)境溫濕度風速、空氣品質(zhì)和各項設備運行情況。

樓宇監(jiān)控管理平臺

▎光伏發(fā)電系統(tǒng)

項目屋頂采用90塊單晶硅光伏組件、組串式逆變器進行建筑光伏系統(tǒng)配置，總裝機量為42.3kWp，年發(fā)電量4.89萬kWh，項目可再生能源利用率為47.31%。

屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)

中庭