可研报告－东一教学楼改造(NXPowerLite).doc

西溪校区东一教学楼综合改造可行性研究报告（工作稿）浙江大学建筑设计研究院2009年6月一、 工程概况（工程概况包括该建筑改造前地理位置、建造年代、建筑类型、建筑特性、使用功能、总平面图、建筑面积、层数等）本工程为浙江大学西溪校区东一教学楼改造，项目改造后将作为浙江大学建筑设计研究院的办公及科研用房。工程总投资5000万元，设计周期为3个月，建设周期为9个月。1.1 地理位置浙江大学西溪校区位于杭州市西北部，地处杭州高新技术开发区，校区占地面积684亩，校舍建筑面积37万平方米。东一教学楼位于西溪校区主入口东侧，南向与天目山路毗邻，东侧为新建住宅小区，北侧为东二教学楼。（图1-1）图1-1现状区位图1.2 建筑特征东一教学楼由浙江省建筑设计研究院设计，1980年12月完成设计， 1983年2月建设落成。建筑占地面积为1461.2，改造前总建筑面积为6946，改造后面积将略有增加，为7150。（图1-2）图1-2东一教学楼现状东一教学楼原为教学用房，分南北两部分，有伸缩缝断开。南侧六层，为中走道式教室，砖混结构（10.26.2m）；北侧五层，为阶梯教室，框架结构（14.412m）。无地下用房。二.改造目标及主要内容改造目标中应说明改造工程的背景、目前存在的缺陷、工程的改造需求，说明改造的主要目标。具体包括:建筑功能、结构性能（包括结构损伤程度、抗震性能等结构安全性、适用性、耐久性）、环境效益（包括热环境、光环境、声环境，暖通空调、电气、管道、水资源等利用情况）、人文社会效益（当地历史影响、居民社会认同等）2.1 改造工程背景根据浙江大学“十一五”事业规划，对各校区功能布局有所调整，浙江大学设计院研究院由玉泉校区迁至西溪校区，西溪校区东一、东二教学楼将改造作为浙江大学设计院研究院的办公及科研用房，东一教学楼的改造是一期工程。（图2-1）图2-1东一、东二教学楼鸟瞰2.2 目前存在的缺陷在地理位置上，东一教学楼紧邻嘈杂的天目山路，大量的交通所带来的噪音、粉尘、废气必将影响设计院正常的运行；在使用功能上，东一教学楼作为教学用房，其平面为以走道串联教室单元的布局形式，与设计院所要求的大开间办公存在着矛盾；在结构安全上，东一教学楼已经使用了26年，存在一定的结构老化现象，而其结构承载力在一定程度上也不符合现行结构设计规范；在建筑节能上，东一教学楼由于设计年代较早，仅在屋顶部位设置了通风间层，没有系统的保温节能措施，与国家在节能减排方面的政策要求存在着矛盾。2.3 改造需求 东一教学楼的改造首先要满足设计院的正常运行，主要表现在建筑功能合理、结构性能稳定、设备性能高效等几个方面；同时，改造要和校园整体环境相融合，并力图提升区域内建筑和环境品质，取得良好的社会效益。2.4 改造目标及内容作为即有建筑改造示范工程，东一教学楼改造工程不但要满足具体的使用要求，还要具有人文社会效益以及项目推广价值。东一教学楼的改造，主要解决建筑的功能置换、结构整体抗震加固及承重构件加固、建筑节能改造、采暖空调系统改造，给排水系统改造，电气自控系统改造，室内外物理环境及室外景观环境改造等问题；局部采用可再生能源-地源热泵、太阳能光热和光伏系统等技术。 作为校园的一部分，东一教学楼的改造还要与校园环境相融合，延续校园历史脉络，协调校园人文环境，使得学校师生及社会群众对改造后的东一教学楼具有一定的认同感，以此取得人文社会效益。2.5 经济技术指标：浙江大学西溪校区东一教学楼改造工程技术经济指标项目指标值单位东一教学楼原有建筑面积6946.3m2 东一教学楼改造后建筑面积7150m2改造后增加建筑面积203.7m2其中门厅、侧厅增加建筑面积150m2雨篷增加建筑面积36.9m2钢平台增加建筑面积16.8m2东一教学楼改造外表面积5300m2三、工程技术示范方案（一）、建筑改造（建筑功能、热环境、光环境、声环境的改造技术）1.建筑功能的改造原教学楼功能单一，故平面布局相对简单规整。改造成设计院后，门厅接待、展示陈列、设计研究、技术支持、后勤管理、会议教学等功能加入，相对应的空间要求各有不同，原有平面不能满足要求。改造后采暖空调系统，给排水系统，电气自控系统等也较原教学楼复杂，新增设备管线与管井较多，也增加了改造的复杂性，另外，为适应现代科研办公的需要，尚需新增电梯两台。原楼建于上世纪80年代，有关消防、抗震、节能等环节均需采取一定措施，才能符合现行规范的要求。本次改造设计尽量利用原有建筑，通过局部必要的增减，重新梳理原有空间结构，使之符合新增功能和空间的要求，同时，通过新旧格局的转换与融合，创造有效的使用空间。针对东西两部分不同结构形式，改造设计采取了不同对策。西侧框架结构部分，采用灵活的轻质隔断分隔；东侧砖混结构部分，保留原有承重墙，并在原中间走廊两侧墙上适当开洞，消解走廊与设计室之间的隔离，形成连续、流动的空间。平面布局中，通过对楼梯、电梯的改建与增设，将设备支持系统相对集成布置，减少对原有结构的破坏。2.建筑热环境的改造东一教将采用全空调系统，并且设有与室外空气直接对流的窗户；在过渡季节采用自然通风，通风开口的面积不小于房间地板面积的1/20。外立面采用了外墙外保温及可调节的外遮阳系统，对夏季防热与冬季保温起到了很好的作用。3.建筑光环境的改造 改造后，建筑采光符合采光系数标准值。在玻璃隔墙内侧设置了可移动的遮阳百叶对日照进行了合理的控制与利用，从而调节了南向日照系数，避免了办公室内的阳光直射，这样一方面起到节能、隔热的作用，降低了运行的能耗；另一方面调节了室内照度，营造了良好的室内物理环境。（图3-1）图3-1东一教学楼沿天目山路效果图4.建筑声环境的改造东一教学楼紧邻嘈杂的天目山路，来往车辆所产生的噪音、粉尘、废气无疑将对设计院的正常工作产生影响。为了降低噪音对正常办公的影响，建筑维护结构的空气隔声量进行了控制，使室内允许噪声达到标准值。改造设计将更换南立面原有的外窗，并在外增设了点支式玻璃隔墙，起到防尘降噪的作用。（二）结构改造1、结构加固东一教学楼主体六层，局部五层，无地下用房，原由浙江省建筑设计研究院设计，建造于上世纪80年代。在浙江大学统一规划下，将西溪校区内东一教学楼改造为浙江大学设计院研究院的科研办公用房。该楼原设计采用变形缝（兼作抗震、沉降和伸缩缝）将东一教学楼划分为教学楼和阶梯教室两部分：教学楼部分设计为砖-混凝土混合承重结构，部分为框架结构；阶梯教室为框架结构。该楼设计于1980年，建成使用近三十年，存在一定的老化现象，结构设计依据现行规范和相关检测报告对该楼进行整体改造加固，按新的功能要求进行结构承载力的计算复核，在尽可能不改变原结构受力体系的前提下，对承载力不足处进行加固改造。涉及内容分述如下：1.1 教学楼1）整体抗震加固：该部分原设计为砖-混凝土混合承重结构，端部两开间为框架结构，其余为砌体承重结构。经过对比分析，将其整体改造为局部底框的砌体承重结构，通过增设混凝土及砌体墙调整整体刚度，以满足现行规范的要求，同时依据现行规范对原有结构进行构造措施加强。2）竖向承重构件加固：由于使用功能变化和规范调整，使用荷载略有增加，同时材料老化抗力下降，经计算复核，对部分承重墙体、砌体承重柱和混凝土柱进行加固，加固做法如下：a）混凝土柱增大截面加固对底框相关的柱进行增大截面加固，做法如下图所示：图3-2 混凝土柱增大截面加固图b）混凝土柱外贴角钢加固对A,D轴混凝土柱进行外贴角钢加固，做法如下图所示：图3-3 混凝土柱外贴角钢加固图c) 砌体柱增大截面加固对B,C轴内墙混凝土梁搁置处的砖柱进行增大截面加固，做法如下图所示：图3-4 砌体柱增大截面加固图d) 砌体墙钢筋砂浆面层加固对内纵墙及内横墙承载力不足处进行钢筋砂浆面层加固，做法如下图所示：图3-5 砌体墙钢筋砂浆面层加固图3）水平承重构件加固：由于建筑布局变化及使用功能变化引起使用荷载变化，同时材料老化抗力下降，经计算复核，部分楼面梁及楼板需加固。部分框架承重部分改造为底框结构，该榀框架需要按照现行规范进行加固。原设计大部分楼板为预应力多孔板，在机房及管道井等处需部分改造为现浇板。a) 混凝土梁增大截面加固对底框相关的梁以及建筑新增墙下的混凝土梁进行增大截面加固，做法如下图所示：图3-6 混凝土梁增大截面加固图1.2 阶梯教室该部分原设计为现浇混混凝土框架结构，主要为传统改造加固内容。由于建筑布局变化及使用功能变化引起使用荷载变化，同时材料老化抗力下降，经计算复核，部分梁柱及楼板需进行加固。加固采用传统粘钢或碳布的加固方法。1.3 地基基础原建筑基础采用沉管灌注桩及条形承台，经结构整体计算，改造后的建筑荷载增加不大，通过初步计算，原基础可不加固，仅对新增电梯井及墙体处加设地基梁。2、维护结构节能改造现状东一教学楼外墙无保温隔热措施，屋顶只设置了通风间层，不能满足现有节能技术规定。工程节能改造参照国家标准公共建筑节能设计标准设计。2.1 屋面改造项目地处夏热冬冷地区，屋面为不上人物面，建筑屋面构造做法见（表3-1）（图3-7）表31：屋面K值计算构造做法导热系数W/（m2k）厚度dmm修正系数传热阻R（m2k）/ WC20细石砼（双向配筋）1.74401.00.023干铺无纺聚酯纤维布/挤塑聚苯板0.03401.11.212专用防护膜/高分子卷材防水卷材/1：3水泥砂浆找平0.93201.00.0221：8水泥加气混凝土找坡0.36801.00.222预制钢筋砼屋面板1.741201.00.069内表面换热阻0.110外表面换热阻0.040总传热阻（R。=R）1.698总传热系数（K。=1/R。）0.589图3-7 屋顶构造详图2.2 外墙东一教学楼外墙为普通粘土砖墙，墙体厚度有240mm与370mm两部分，改造设计采用外贴挤塑聚苯板的做法，外墙保温的基本节能构造做法如表32所示；针对东一教学楼所处环境的特点，不同立面的构造做法在此基础上也各有差异。表32：外墙K值计算构造做法导热系数W/（m2k）厚度dmm修正系数传热阻R（m2k）/W混合砂浆0.87201.00.022基层墙体（实心粘土砖）0.81240（370）1.00.2960.457原水泥砂浆抹面层0.93201.00.021粘接层挤塑聚苯板0.03301.10.909抗裂砂浆（网格布）0.9351.00.005陶土板（水泥压力板）/内表面换热阻0.110外表面换热阻0.040总传热阻（R。=R）1.403（1.564）总传热系数（K。=1/R。）0.712（0.639）2.1.1 针对杭州夏季炎热的特点，建筑立面还考虑夏季的自然通风与遮阳，对于南立面，在外保温的基础上采用了透空的点支式玻璃隔墙，内设可移动遮阳百叶系统。（图3-8）图3-8南立面外墙构造详图2.1.1.1玻璃隔墙沿外墙向外悬挑60cm,四面侧边开敞，每块玻璃纵向间设有5cm 缝隙、横向间设有5cm、30cm缝隙。在夏季，通过空气热压所产生的空气流动效应，利用较低温度空气将太阳辐射到墙体以及玻璃上的热量带走，减小了维护结构的换热量。（图3-9） 图3-9 南立面空气流动换热示意图2.1.1.2 在玻璃隔墙内侧设置了可移动的遮阳百叶，随着不同时段太阳光照强度的变化，遮阳百叶自动调节，控制太阳光的入射量。在夏季有效地减少建筑因太阳辐射得热和室外空气温度通过围护结构的传导得热，在冬季又可以让阳光进入室内，从而营造良好的室内物理环境，降低了建筑运行的能耗。（图3-10、11、12）图3-10 南立面外遮阳示意图图3-11 夏季南立面百叶展开示意图图3-12 冬季南立面百叶收缩示意图在结合建筑的外立面造型采取合理的外遮阳措施，形成整体有效的外遮阳系统对于建筑节能及创造适宜的室内环境具有重要的意义。2.1.2建筑的北立面、东立面与西立面主要采用了陶土板与水泥压力板的干挂。针对西晒的影响，西立面也设计了可移动的遮阳系统。（图3-13）图3-13 西立面墙体构造详图建筑的西立面与北立面部分采用了陶土板饰面，与对面东二教学楼的基座的色彩相呼应，使二者达到和谐共生（图3-9），同时陶土板作为新型节能材料，还具有以下优点：1）、采用天然陶土，无污染、绿色环保；2）、表面颜色鲜艳、色泽均匀、永不褪色，具有非常好的耐久性；3）、可抑制菌类或微生物的生长，釉面板更具有自洁功能；4）、强度大、自重轻，可适用于风压较大的地区及有抗震要求的建筑；5）、非易燃、耐腐蚀、抗震抗冻；6）、空腔结构可隔音防噪，且具有优良的节能性能；7）、幕墙系统符合建筑节能要求，安装系统具有导水功能；8）、设计安装简单易操作，板块可根据需要进行随意切割。图3-14 东一、东二教学楼西侧效果图2.1.3 更换东一教学楼的原有外窗。东、西、南、北向的窗墙比分别为0.17、0.13、0.33、0.31，对应的东西向外窗采用断热铝合金单框普通中空玻璃窗（6透明+12空气+6透明），传热系数为3.4，南北向外窗采用断热铝合金单框低辐射中空玻璃窗（6中透光LowE+12空气+6透明），传热系数为2.6 ，南立面遮阳系数小于0.5。（三）采暖空调系统改造1.空调系统负荷计算:表33：东一办公楼空调系统负荷计算服务区域面积(m2)冷负荷指标(W/m2)热负荷指标(W/m2)冷负荷(KW)热负荷(KW)一层晒图复印9002007018063一层报告厅300300809024二楼行政9001508013572二楼机房3003007090211,6,2,7,3所600*518070108*542*58所6002008012048六层工作室9002208019872总冷负荷 1353KW 总热负荷 510KW2. 供热空调系统设计:2.1.冷热源设计:2.1.1行政办公及晒图复印后勤区域采用土壤源热泵, 通过埋设在土壤中的热交换器与土壤进行热交换,热交换器中的水进入热泵机组，作为机组运行的水源.分别选用一台制冷量为150KW的水源冷热水机组和两台36匹水冷VRF机组.其中水源冷热水机组负责行政办公空调负荷. 水冷VRF机组负责晒图复印空调负荷.考虑冬夏负荷不平衡性,为防止土壤温度逐年升高,土壤换热器按冬季热负荷设计,夏季峰值冷负荷采用并联的冷却塔散热.冷热源系统详见下图:图3-15 东一12层空调系统流程图2.1.2受室外埋管面积限制,三楼以上部分采用空气源热泵,按各设计所单独设计VRF系统.也方便于计量. 室外机放在屋顶.一二三六七所分别设置一台42匹VRF机组.八所设置一台46匹VRF机组六层工作室共设置70匹VRF机组.按各小所分别设置系统.2.2.末端系统2.2.1.二楼行政办公采用温湿度独立控制系统室内显热负荷由辐射冷板处理,辐射供冷供热的特点是冷媒（热媒）通过辐射板将能量传递到辐射板表面以对流和辐射，并以辐射为主的方式直接与室内环境进行换热，从而极大地简化了能量从冷源到（热源）终端用户直接的能量传递过程，减少了不可逆损失。由于辐射具有“超距”作用，即可不经过空气而在表面之间直接进行换热，因此各种室内余热以短波辐射和长波辐射的方式到达辐射表面后，转化为辐射板内能或通过辐射板导热传递给冷媒、被吸收并带离室内环境。这一过程减少了室内余热排出室外整个过程的换热环节，这是辐射冷却这一温度独立控制末端装置与现有常规空调方式的最大不同。另外室内没有吹风感,热舒适性高,系统热惰性小,反应速度快.室内湿负荷由溶液除湿新风机带走. 温湿度独立控制系统可以充分利用高温冷源,采用高温水源热泵机组, 高温水源热泵机组能效比高.如果地下水温度合适(低于16度),则热泵机组可以停开, 地下水直接进入系统.可以称之为免费制冷模式.空调系统详见下图:图3-16 东一2层末端空调系统示意图图3-17 毛细管贴楼板型式图3-18 毛细管贴金属板型式2.2.2.打字晒图复印部分和电脑主机房工作时间与二楼不一致,且室内负荷大,考虑采用水冷VRF系统,用水冷的室外主机取代常规的风冷室外主机,可以大大提高系统的能效比,同时避免冬季外机结霜问题.2.3.本工程新技术汇总本大楼改造主要采用以下新技术:土壤源热泵系统温湿度独立控制系统辐射冷板溶液除湿新风机高温水源热泵机组水冷VRF系统另外: 配上先进楼控系统,一方面实现对各个系统设备的控制管理,协调设备系统运行;另一方面对室内环境,室外气象参数,设备系统的运行特性进行逐时测量,为建筑节能研究提供数据.（四）给排水系统改造1、由于原有教室功能的卫生间使用年代较长，设备陈旧，节水效益较差。本项目将对卫生间和洁具布置实施全面更新改造，使节水器具的使用率到达100%。为减少对改造建筑楼面板的影响。拟采用墙壁式同层排水系统，厕位全部采用可换垫纸（手动）的挂厕。以兼顾舒适性和卫生感官要求。节水率可以达到30%。本工程供水、排水系统合理、完善。图3-19 挂壁式同层排水系统2、给水管采用国家推荐的优质管材,拟用薄壁不锈钢管，卡压式连接。同时采用合理的施工方案,避免管网渗漏损。3、绿化灌溉采用喷灌、微灌等高效节水的灌溉方式。4、为节约水资源，考虑水资源的开发利用，本工程设雨水收集系统，对屋面和部分场地雨水实施收集、简单处理后回用。用于景观用水补充水、绿化用水。不会对人体及环境造成影响。雨水系统的处理工艺流程为：屋面雨水渗透式地沟、集水渗透井埋地式雨水储水罐绿化用水。室外硬地坪铺装选用透水性好的材料增加雨水就地回渗率，径流系数选用0.30。非传统水源的利用率可达到25%。图3-20 雨水收集系统示意图（五）电气自控系统改造1、变配电系统方面：本工程东一、东二教学楼总建筑面积约为11000平方米。按每平方90VA计算，总安装容量为1000KVA。目前现状东一、东二教学楼之间现有变电所两间，其中一间内设一台630KVA变压器供筒子楼、专家楼、培训楼、锅炉房、浴室等用电；另一间内设一台500KVA变压器供东一、东二教学楼、邵科馆等。根据现状一台630KVA变压器移位，对500KVA的变压器的变电所进行改造，改造成630KVA的变压器两台， 供东一、东二教学楼和门卫及邵科馆。几项节能措施：。 1）、以上方案符合变电所设在负荷中心的原则。2、变压器选用节能型，所选变压器容量使负载率在7585%。3、尽量减少线路损耗。线路上的电流一定的情况下，要减少线路损耗，只有减小线路电阻。线路电阻，即线路电阻与电导成正比，与线路截面成反比，与线路长度成正比，因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。a. 应选用电导率较小的材质做导线。铜芯最佳。b. 减小导线长度。首先，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度；其次，低压线路应不走或少走回头线，以减少线路上的电能损失；第三，变压器尽量接近负荷中心，以减少供电距离。c. 增大导线截面。首先，对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级导线截面。在设计中把不同季节的负荷集中在一起，采用同一干线供电，既可便于用一个火警命令切除非消防用电，又可在春秋两季空调不用时，使同样大的干线截面传输较小的电流，从而减小了线路损耗，这就相当于充分利用了季节负荷的线路。4、提高系统的功率因数：对于无功功率大于50Kvar的负荷采用就地无功补偿。其余变电所集中补偿。5、在设计中使负荷分配尽量三相平衡。6、谐波的检测与治理：空调总箱及照明总箱处预留有源滤波柜的位置。根据竣工后谐波实测情况安装。2、照明系统方面：1、按照国家绿色建筑评价标准中规定的LPD值的目标值进行设计。建筑物的照明尽可能利用自然采光，减少白天对人工照明的依赖。室内装饰材料的颜色墙壁顶棚采用白色涂料，家具尽量采用浅染色。各设计房间的照明功率密度值小于建筑照明设计标准GB-50034-2004规定的目标值500LX，15W/平方米。以一办公室为例：办公室宽6.2m，长6.8m，高3.0m。照度标准Euv=500lx，灯具采用格栅荧光灯双管8套，光源选用T5三基色荧光灯26w，Ra80,色温4000K，光通量2650lm。采用电子式镇流器。灯具离地高度 2.80m,离作业面的高度为2.05m。面积A=WL=6.2m6.8m=46.16m2室形指数： RI=(6.8x6.2)/2.05x(6.8+6.2)=1.58维护系数：Ko=0.8利用系数：=0.59所以Euv=nFKo/ A =8x2x2650x0.8x0.59/42.16=474LX含镇流器总安装功率：（28+4）x8x2=512W照明功率密度LPD：12.1W/m2折算到500LX的LPD值：12.1 W/m2，满足现行值15W/平方米要求。2、为确保以上计算结果的实施，在采购光源、灯具及灯具附件的时一定严格把关确保产品的技术指标达到设计要求。3、照明控制采用智能照明总线制系统：（本系统需要100万左右）照明系统是楼宇能源消耗的一个重点(采用智能照明系统可以节约能源50%),建议采用DALI系统。智能照明系统灵活的控制方式可以达到以下效果：a. 会议室不同场景模式。讲座，讨论，休息等b.领导办公室会客、办公、休息、清扫等场景模式。c.大设计办公室采用光照传感器与人体红外传感器相结合探测器，灯具使用T5节能灯，安装防眩光、漫反射板，采用全数字调光镇流器，数控功率调节。可以使自然光加上灯光后保证桌面500LX的需要。 白天采用恒照度控制（当室外灯光充足照度传感器达到500LX时可以不开灯、当小于500LX时逐渐开灯）、夜晚采用人体红外感应探测控制（当夜间加班时，人体红外探测器仅控制加班人周围的灯亮）。图3-21 感应式照明系统3、动力系统方面：与暖通、给排水专业配合选择节能型电机和电机采用变频控制。例如使用节能电梯，通过运行程序的智能控制和按承载量调节的变频控制既减小了空载又避免了大马拉小车的情况。包括冷冻机、变频VRV等都应避免大马拉小车的现象。采用变频调速器，使其在负载下降时，采用变频的方式，自动调节转速，使其与负载的变化相适应。采用这种方式，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。4、能源管理及考核计量：对空调系统（冷动机、冷冻水泵、空调总箱等）分别设智能电表计量；对各动力系统（电梯、生活水泵等）分别设智能电表计量；照明每层设总箱，智能电表计量到每个所。每个月打印报表进行比较考核。（六）弱电系统改造本工程弱电系统设置建筑设备智能控制系统、计算机网络系统、通信系统、安全防范系统、有线电视系统、公共广播系统、多媒体会议系统、信息导引及发布系统、考勤系统、电源系统、防雷接地系统等十一个子系统。1建筑设备智能控制系统本项目建筑设备智能控制设置两套系统，一套为建筑设备监控系统，主要对大楼空调系统的冷热源、空调机组、新风机组、给排水设备、电开水等设备，进行集中的管理与控制，以达到节能、舒适，并提高管理效率；另一套为智能照明控制系统，该系统将对室内照明、办公室的电动窗口、外遮阳系统进行智能控制，使办公室内的空调、照明系统运行在最佳状态。其中建筑设备监控系统主要对大楼内空调系统、给排水系统、电气系统作远程的监视与控制，由弱电专业实施；智能照明控制系统由强电专业实施。 1）建筑设备监控系统（1）空调系统空调冷热源：本项目空调系统冷热源采用两种形式，一、二层冷热源采用土壤源热泵, 分别选用一台水源冷热水机组和两台36匹水冷VRF机组，其中水源冷热水机组负责行政办公空调负荷， 水冷VRF机组负责晒图复印空调负荷，考虑冬夏负荷不平衡性,为防止土壤温度逐年升高,土壤换热器按冬季热负荷设计,夏季峰值冷负荷采用并联的冷却塔散热。三六层采用VRF机组，室外机放在屋顶。空调末端：一层打字晒图复印部分和二层电脑主机房采用水冷VRF系统,用水冷的室外主机取代常规的风冷室外主机。二楼行政办公采用温湿度独立控制系统，室内显热负荷由辐射冷板处理，室内湿负荷由溶液除湿新风机带走。三六层采用VRV系统。本设计对土壤源热泵的启停作控制，并对冷却塔的启停作自动控制；对行政办公室的室内温湿度进行控制，其中温度通过室内墙面温控面板的温度设定与温度传感器的比较，来调节辐射冷板的水阀开度；对新风机不作工况控制，仅做启停控制及送风温度、湿度的监视。室内墙面面板温度、湿度传感值比较，当室内湿度接近露点温度时，关闭辐射冷板的水阀以防顶板结露。VRV系统的室内机控制自成系统，在一层值班室内设置一台工作站，对所有室外、室内机进行统一管理。（2）给排水系统本工程设置太阳能热水系统，该系统控制自成系统，由太阳能生产安装厂家配套提供其控制系统。本设计仅对其运行、故障、管网温度等做远程监视。（3）电气系统对变电所内的低压进线开关、各出线开关的数显仪表，通过485总线引到本工程一层值班室的工作站，进行远程的监视。变压器超高温报警点，通过其报警输出干接点接入数显仪表的辅助接点，实现异地报警。楼层的电开水，设置带交流接触器的插座箱，为楼层电开水供电。本设计对插座箱的电源做远程控制，可根据时间来自动控制其电源的通断，来控制电开水的起停，以避免在晚上重复烧水造成水质下降，并浪费电能。楼层照明采用智能照明系统，详见强电部分相关内容。2）智能照明控制系统本项目将室内空调的自动控制、自然通风与外遮阳系统有机地结合起来，通过室外温度、湿度、照度（雨天、阴天、晴天）数据的采集以及季节、时间的变化，自动开启及调节遮阳角度，并同时结合空调开启、关闭与自然通风（电动窗）的相互联动，使大楼的空调运行与外界条件密切联动，使环境更加节能而且舒适，上述过程均通过编程及数据设定自动实现。上述既有建筑节能改造的智能化控制系统，使大楼的空调运行与外界环境密切联动。通过外遮阳的手段，在条件满足时，关闭空调，转为自然通风，从而满足节能的目的；并通过关闭空调，转为自然通风的手段，提高室内空气品质，使在投资增加不多的情况下，通过软件实施联动，使大楼成为一般标准意义下节能、绿色建筑的技术集成体。本项目对空调系统（冷冻机、冷冻水泵、空调箱等）、照明系统、通风电动窗机械装置（或通风机）、外遮阳控制机械装置等分别设电表计量，使建筑内各耗能环节实现独立分项计量，分析冷热源、照明、通风等各项能耗指标，使该系统在关闭不运行与在投入使用两种状态模式下的能耗比较，并加环境舒适度的调查统计，以对比实现改造后，是否改善了环境，并实现了节能；同时，在运行过程中，改变运行参数，并结合能源消耗比较，为系统更好、更节能的运行提供参考模式。2计算机网络系统1）本工程设置一套计算机网络系统，在入户处，因特网络、校园网通过路由器、防火墙与本大楼核心层交换机相联。核心交换机处设置一台上网行为管理设备，可对各上网电脑的行为进行管理及监督，也可对各别电脑关闭上网功能。2）在东一西侧二层设置本工程的计算机网络中心机房，内设置核心层网络交换机及各类服务器。在东一楼的东、西两侧每层各设置一个楼层弱电管理间（与强电合用），东二每层设置一个弱电管理间，内设置10/100M接入层交换机，同一弱电间的交换机采用堆叠模式进行联结。弱电间交换机上联口采用8芯室内千兆多模光缆由核心交换机引来。本工程计算机网络水平布线采用六类布线。 3）信息点布置按以下原则：设计人员每人1个信息点；所长、院长每人按2个计算机信息点设置；会议室，设置24个计算机信息点考虑。在每层走廊内设置3个无线网络点（南边2个，北边1个）。4）预计本工程计算机网络约500点（东一400点，东二100点）。3通信系统1）本工程所有电话均设置为直线电话，并设为一个电话虚拟局。电话通信机房设在东一西侧二层的计算机网络中心机房内。本工程电话布线单独布线，不采用综合布线形式。2）电话点设置原则：设计人员每1人一个电话信息点（并排位置两人设一门电话，另一点作为备用），独立桌子单独设置一个电话信息点，每34人的电话信息点设置为同线电话。预留位置处设置12个电话信息点；所长、院长每人按2个电话信息点设置（考虑传真机）；会议室设置1个电话信息点。3）所有同线电话在电话分线箱内进行并接，不在末端并接。竖向布线采用HYA电缆由网络机房的电话配线柜引来，水平电话线采用HBYV4x1.0线进行布线。4）本工程预计直线电话150门（东一120门、东二30门）。4安全防范系统（入侵报警系统、视频安防监控系统、离线式电子巡查系统、出入口控制系统、安全管理系统）本工程安防监控系统采用模拟/数字相结合的硬盘录像机监控系统，其前端采用模拟摄像机，经硬盘录像机后与监视墙相联，并通过专用交换机后与安防工作站相联。安防报警系统，通过其主机的TCP/IP接口，联入安防专用交换机，由安防工作站进行统一管理。本工程监控机房设在东一一层值班室内。 1）入侵报警系统本工程在大楼的各入口、网络机房、图档室、财务室等处设置红外微波报警探测器，当设防后遭到非法入侵时，可及时报警。院长、副院长、院办公室处设置紧急报警按钮，在遇到紧急情况时，可报警。报警信号可直接通过自动拨号的方式，联入西溪校区保卫处监控中心。 2）视频安防监控系统本工程在大楼的各入口、网络机房、电梯轿厢内、每个楼层的楼梯口等处设置低照度彩色/黑白摄像机，共计设置摄像机约30台，其中东一20台、东二10台。本工程东一一层值班室设置监控机房，内设硬盘录像机、网络交换机、安防工作站、20”液晶监视器（设4台的监视墙）等监控设备。摄像机电源由弱电机房UPS集中供电。 3）离线式电子巡查系统大楼内设置离线式电子巡查系统，沿大楼巡查线路，设置一些巡查纽扣，保安人员需按时、按点进行巡查，以监督巡查工作是否进行。 4）出入控制系统在大楼的各办公室、会议室等处设置出入口控制（门禁）系统，其中各综合所仅在各出入口大门处设置，每个所设置23个门禁，所内不再设置；其他各所、室、会议室，直接对走廊的门均设置门禁系统。门禁控制电脑放在综合办公室内，其电源由东一一层的监控机房内UPS后电源供电。各门禁所均采用电磁锁，断电开门。5有线电视系统本工程设置有线电视系统，其信号由学校有线电视网络采用引来。本工程在会议室、接待室、东二的活动中心内设置有线电视信息点。6公共广播系统本工程设置公共广播系统，广播机柜设在东一一层的值班室内。在各层走廊、卫生间等处设置公共广播，平时可播放各类轻音乐，遇到紧急情况可作为紧急广播。该系统兼作上下班的音乐打铃。7多媒体会议系统1）一层的报告厅设置发言、扩声、投影、摄像系统。其中发言采用高品质模拟话筒，投影采用5000流明投影机，150”的电动投影幕。2）在35层5060方的中会议室设置固定投影机，设置投影、扩声系统。其中4层的会议室兼做远程视频会议室。3）院长室处的中层干部会议室、小会议室设置移动投影机，装修时考虑设置投影幕布。8信息导引及发布系统 在一层大厅设置一台触摸式多媒体信息查询机，可对大楼及设计院的一些情况进行查询与浏览。 在一层大厅（接待处旁边）设置一块50”的等离子显示屏，可发布院内各类通知、信息， 控制电脑放在二层综合办公室内；在各综合所门口、综合办公室内、经济所内、智能所内、各工作室内设置一块42”的液晶显示屏，可显示所内各类通知及出差信息等。其中综合所控制电脑放在各行政助理处，各小所、工作室控制电脑放在各所公共位置处。9考勤系统 本工程设置考勤系统，在一层大厅入口处，各层电梯前室处设置考勤机，实现上、下班考勤；在大会议室（报告厅）旁边设置考勤机，实现会议考勤。考勤机采用指纹与读卡两种识别系统，其中刷卡采用IC卡，与门禁、校园IC卡合用一张卡。10电源系统 本工程共设置两个弱电机房，其中计算机网络机房设在东一西侧二层，其电源设置UPS电源，采用模块式电源供电，容量15x（4+1）KVA。一层监控机房内设置UPS电源，为安防、门禁系统供电，电源设置UPS电源，容量为10KVA。该两个机房内均要求设置h=0.25m的防静电地板，并设置独立的空调系统。11防雷接地系统本工程对进出建筑物的信息铜缆实行信息防雷处理，对弱电系统配电系统做电源防浪涌处理。在各弱电井道内设有与大楼等电位端子箱相连的40x4接地扁钢。沿桥架敷设-25x4镀锌扁钢作接地干线，金属桥架及其支架全长不少于2处与接地干线相连接，本工程桥架采用热镀锌金属桥架。本工程采用综合接地方式，接地电阻要求不大于1欧姆。（七）可再生能源应用1.太阳能利用情况:1.1 太阳能光伏系统太阳能光伏发电的能量是来源于取之不尽，用之不竭的太阳能，且在太阳能光伏发电的过程中，不会给空气带来污染，不破坏生态，是一种清洁安全的能源，同时又具有在自然界不断生成、并有规律得到补充的特点，所以称得上可再生的清洁能源。太阳能光伏发电系统的运行方式基本上可分为两类：光伏并网发电系统和独立光伏发电系统。我院的改造建筑采用的是光伏并网发电系统，该系统拟采用10KW，屋面太阳能光伏板的面积约100平方米。系统设计原理光伏并网发电系统概要图并网运行的光伏发电系统，要求逆变器具有同电网连接的功能，并网型光伏发电系统的优点是可以省去蓄电池，而将电网作为自己的储能单元图3-22 并网型光伏发电系统示意系 统 装 置说 明太阳电池方阵10KW并网逆变器10KW主要为走道、公共场所等负荷供电。光伏发电系统的特点没有转动部件，不产生噪音； 没有空气污染、不排放废水； 没有燃烧过程，不需要燃料； 维修保养简单，维护费用低； 运行可靠性、稳定性好； 晶体硅太阳电池寿命可达到25年以上； 根据需要很容易扩大发电规模光伏发电系统的经济分析由于全年太阳能光伏板1W发1Kwh电，所以全年发电量为10000kwh（度）电；商业用电0.998元/kwh。这样全年节约电费9980元。1.2 太阳能光热系统 东一项目本身没有大量卫生热水需求，但本次改造的二期工程东二改造项目的健身房中有淋浴热水需求。本着节约能源和尽量利用可再生能源的原则。一、二期改造统一考虑利用东一屋面布置太阳能集热器，供东二的健身房淋浴用水。屋面的集热板布置形式力争与屋面完美结合。成为太阳能热水系统与建筑相结合的示范亮点。太阳能产生的热水量等于建筑生活热水100消耗量，卫生间、淋浴间热水采用建设部推广的技术非承压式太阳能热水系统，集热面积110，太阳能热水系统所产生的热水量在标准工况下等于建筑生活热水100消耗量。太阳能集热系统采用循环加热的非承压式系统，换热采用间接换热的承压系统，同时在储热水箱中增设一组换热盘管接地源热泵系统，利用地源热泵系统的冷凝热作为太阳能不足时的热量补充。用煤气热水器作为最终的辅助热源。太阳能热水系统的集热面积为：110m2，预计全年可节能约53193kwh。太阳能热水系统的集热效益50，管道系统的集热效益80，综合设计转换率=40%。选用技术与产品被列入建设部、省、市建委推广计划。图3-23 太阳能热水系统示意图2.浅层地热利用情况:本工程行政办公及晒图复印后勤区域采用土壤源热泵空调系统,利用浅层地热作为空调系统的冷热源,系统原理如下图所示:图3-24 地源热泵系统示意图它具有以下优点:2.1、是可再生能源利用技术地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源是一种低温位热能，就象一个巨大的太阳能集热器，地表浅层收集了47的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制，量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为一种清洁的可再生能源。2.2、为经济有效的节能技术地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40% ，因此，可以节省运行费用40% 左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户供热制冷空调运行费用的3040。2.3、环境效益显著地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比减少40以上，与电供暖相比减少70以上，如果结合其它节能措施，那么节能减排会更明显。制造方面，地源热泵也采用制冷剂，但是其充灌量比常规空调装置减少25；安装施工方面，由于采取自含式系统（即该装置能在工厂车间内事先整装密封好），因此制冷剂泄漏机率大为减少。在运行方面，由于该装置的运行无燃烧，无排烟，也不产生废弃物，既不需要堆放燃料废物的场地，也不用远距离输送热量，因此基本不会产生任何污染，可以放心的建造在居民区内。2.4、一机多用，应用范围广地源热泵系统除了可供暖制冷，还可同时供应生活热水，做到了真正的一机多用，一套地源热泵系统可替换原来的锅炉加中央空调的两套装置或系统。另外:本工程地处地下水资源丰富地区,为了保护地下水资源,本工程不开采地下水,但根据具体勘测资料,本工程拟采用土壤源结合地下水源这一全新的地热利用模式,这一地热利用模式比单纯的土壤源换热效率会有大幅度的提高,且不用开采地下水,节能环保.这是目前最先进的地热利用方案.具体本项目的行政办公及晒图复印后勤区域采用土壤源热泵, 分别选用一台制冷量为150KW的水源冷热水机组和两台36匹水冷VRF机组.其中水源冷热水机组负责行政办公空调负荷. 水冷VRF机组负责晒图复印空调负荷.同时考虑冬夏负荷不平衡性,为防止土壤温度逐年升高,土壤换热器按冬季热负荷设计,夏季峰值冷负荷采用并联的冷却塔散热.（八）室内外环境改造东一教学楼主入口设有坡道满足无障碍设计要求；建筑一层设有无障碍卫生间。室内通过自然通风和机械通风结合方式，使得室内游离甲醛、苯、氨、氡和TVCO等空气污染物浓度符合现行国家标准民用建筑工程室内环境污染控制规范GB50325中有关规定。设置室内空气质量监控系统，保证健康舒适的室内环境。建筑内设置了具有良好通风换气的吸烟室以及室外吸烟区；室内建筑材料和装修材料均符合国家相关标准。东一教学楼改造后设计室采光系数为3Cmin,照度值为500lx;普通办公室、会议室,照度值为300lx，资料室、档案室采光系数为1Cmin, 照度值为200lx。为了能够美化校园环境，营造更多的绿化面积，改造设计在设备用房屋顶设置了屋顶绿化。屋顶作为建筑的第五立面，是城市建设与美化过程中不可忽视的环节。屋顶绿化作为一种不占用地面土地的绿化形式，其生态效应也非常广泛。屋顶绿化是以绿色植物为主要覆盖物，配以植物生存所需的营养土层、蓄水层以及屋面所需的植物根阻拦层、排水层、防水层等共同组成。屋顶绿化除具有景观和生态效应外，可有效提高屋面的热工性能，起到重要的节能作用。（图3-25）图325屋顶绿化构造示意图四、进度计划与安排起止年度内容安排起止年度内容安排2009.2.104.30方案、初步设计2009.5.15.31施工图设计2009.6.16.30报批、施工招投标2009.7.110.31土建加固、内部改造、外墙施工。2009.11.110.2.28室内装修、设备安装2010.3.14.30室外工程，景观绿化2010.4.305.31验收、清洁、家具布置、迁入。五、改造效益分析（一）建筑功能、结构安全性分析在改造设计中，针对不同的建筑功能关系，采用了相应的设计手法，不但满足了设计院对建筑功能需求，而且创造了一系列趣味空间，丰富了设计院的个性。结构？（二）节能效果分析1、维护结构效果分析本改造工程节能设计参照国家标准公共建筑节能设计标准（GB 501892005）执行，围护结构热工性能均优于表4.2.2-4（夏热冬冷地区）中所列各项的规定值，空调系统设计亦满足标准要求。通过建筑围护结构热工性能权衡计算和设备能效比指标估算，改造后的东一教学楼完全满足了浙江省节能规范规定的节能50的规定，使得日常运行费用大为降低。2.设备设施的节能效果分析:2.1中央空调系统的节能效益分析:针对本工程的改造性质,本工程中央空调系统节能效益分析采用与常用的风冷变冷媒流量多联机系统(VRF)进行比较.一层复印打字采用水冷VRF系统,其制冷能效比可以达到5