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BIPV 案例赏析（一百零八）
发布时间：
2023-09-11 16:46
【BIPV】大型超低能耗公共建筑——上海科学家论坛会址项目
来源 | 华建集团Arcplus
项目概况及设计挑战
临港中心是世界科学家社区（WLA科学社区）的首发项目，2022年11月第五届世界科学家论坛开幕式暨首届世界科学家协会奖颁奖典礼在这里举行。整个建筑如同双翼向城市展开，设计抽象地提取振翅欲飞的势态。起伏的光伏屋面，与建筑浑然一体，表达“展未来之翼，聚科技之光”美好愿景。
工程包括1座多层会议中心、1座五星级酒店和1座公寓式酒店，项目整体以绿色三星为目标，其中2座酒店塔楼及其裙房为超低能耗实施范围，建筑面积为97264平方米。
本项目作为近10万平方米的大型公建，面临着建筑体量大、功能多样性、机组复杂性、人员密度大等带来的能源需求大的问题，实现超低能耗难度巨大，此前全国尚无相关案例。项目团队在设计全过程中进行多方案对比，以健康舒适为前提、以节能减排为目标，实现技术和艺术的融合，最终实现绿色三星、超低能耗的高品质建筑。
项目总平面图
基于综合特征多目标导向的
超低能耗建筑设计
1、综合环境特征和使用品质的气候响应性建筑设计
场地布局优化：场地内南北分区布置，北侧为会议中心，面向城市重要路口，南侧为酒店及公寓式酒店，对景南侧科学公园；开放底层空间，打通南北两侧的空间联系，形成城市与公园之间相互渗透的空间序列；南侧酒店面向科学公园形成连续有机的景观退台，仿佛是公园在场地内部的延伸；引导环境风，保证了场地风环境的舒适度。
功能分析图
形态生成示意图
立面造型优化：结合立面造型以及虚实比例关系，控制整体窗墙比，通过对不同立面、不同窗墙比的设计方案进行能耗及采光的计算分析，最终确定各朝向平均窗墙比约为0.5左右；塔楼酒店客房外立面顺应建筑造型设计，在满足室内采光的基础上合理设置外遮阳，裙房将外遮阳构件与屋顶空间复合化设计，外遮阳与横向装饰铝板相结合，有效避免直射光从而降低建筑能耗。
室内环境优化：将最重要的会议中心入口和酒店大堂设置在二层平台，人车分流，视野开阔，通过连廊将会议中心仪式性的空间与酒店大堂形成互动，实现了空间的延展和功能的共享，并强调了入口的仪式感；结合天窗优化酒店中庭采光，并且酒店每一间客房至少设置一扇开启窗，从而满足室内人体舒适度的需求。
绿建模拟分析图
2、综合气候和用能特征的高性能围护结构设计
围护结构热工性能提升：根据外立面特点，通过保温材料及保温做法比选，确定岩棉板作为外墙外保温材料，屋面保温材料采用XPS挤塑聚苯板，外窗(透明幕墙)采用断热铝合金型材、低辐射三玻两腔玻璃。
建筑光伏屋面-采用龙焱碲化镉光伏发电建材
气密性处理：本项目在节点设计上打破常规做法，运用防水透汽膜、防水隔汽膜对关键节点进行创新设计，尽可能阻断热桥并提高围护结构整体的气密性和水密性。
光伏设计及发电量测算
3、综合建筑功能和用能特征的高效机电系统设计
冷热源系统：采用磁悬浮变频离心式冷水组，设备效率1级能效要求；采用燃气真空热水锅炉，锅炉效率不低于98%。
空调输配系统：空调风机、水泵能效达到1级能效的要求；经过管路优化，空调水泵的耗电输冷（热）比相比于现行国家标准降低20%以上。
空调风系统：新风系统集中设置，并采用热回收，减少空调系统能耗。
电气节能：选用一级变压器。酒店部分室内照明功率密度值达到现行国家标准规定目标值的70%以下。
光伏屋面细部
4、综合建筑造型和产能的可再生能源一体化设计
本项目结合建筑整体造型，利用BIM辅助进行光伏建筑一体化设计。通过单元式的排布，结合阳光受光角度和建筑造型的需要，每块光伏板都按效率最高的角度组合起来，形成鳞次栉比、具有动感的羽片形态。单元板块间的空隙为屋顶设备机组提供良好的通风换气环境，这种单元模块式的光伏设计也大幅节省了造价。
社会效益与推广价值
本项目预期每年可节约用电230万度，即节约标准煤283吨。高品质的超低能耗建筑可以营造健康的室内环境空间，大幅降低供暖、空调、照明、电梯等能耗，推进空间节能和设备节能的融合，在提高室内舒适度的同时降低建筑碳排放。
本项目作为上海首个通过方案评审的超低能耗公共建筑，也是全国最大的超低能耗公共建筑，其设计方法和技术路径可为上海乃至全国大型公共建筑所借鉴，对建筑行业实现双碳目标具有重大意义。
项目信息
建设单位：上海诺港会展有限公司
建设地点：上海市浦东新区临港新城，上海自贸区临港新片区PDC1-0401单元H01-01地块
用地面积：86227平方米
总建筑面积：227082.18平方米
建筑高度/层数：会议中心23.9米，酒店99.9米/会议中心2层，酒店裙房5层，塔楼23层
容积率：1.80
设计/竣工时间：2019年/2022年(会议中心部分竣工)
认证标识（标识时间）：绿色建筑三星级、超低能耗示范项目（2022年施工图超低能耗审查通过）
获奖情况：
上海首个/全国最大超低能耗公建项目
上海市住建委科研项目示范工程立项
设计单位：
华建集团上海建筑设计研究院有限公司
华建集团建筑装饰环境设计研究院（会议中心室内设计）
华建集团华东建筑设计研究院有限公司声学所（声学和舞台工艺）
合作设计（合作工作内容）：
上海市园林设计研究总院有限公司（景观设计）
LEOX黎欧思照明（上海）有限公司（泛光设计）
绿色及超低能耗专项咨询单位：
华建集团上海建筑设计研究院有限公司绿色生态建筑研究与咨询中心
绿色及超低能耗专项团队：燕艳、孙斌、沈蔚伟、徐悦、陈家乐、沈颀涵、孙明远
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