城市案例馆汉堡之家.doc

城市案例馆“汉堡之家”节能报告City Hall case, “Hamburg House” energy report 建筑081班 刘伟 020821115摘要 城市案例馆“汉堡之家”是中国第一个获得认证的“被动房”，汉堡馆一座奇特的建筑，不需要空调和暖气，却能四季保持室内25左右的恒温，建筑所消耗的外部能源只有普通房屋的10%。这幢高约18米的红砖房，形如对着四个方向打开的“抽屉”叠放在一起，融居住与办公功能于一体。 案例馆里贯穿于各个楼层的一棵三维“愿望树”是创新的参观引导系统，展现德国汉堡居民对未来城市生活的愿望，以及汉堡针对这些愿望做出的回应。多媒体和手动触摸屏等各种互动模块让参观者应接不暇，呈现一个全方位的、立体的汉堡。关键词 “被动房” 节能 低碳汉堡之家寄予美好愿望的建筑 汉堡是德国第二大城市，亦是德国三大州级市（柏林、汉堡、不来梅）之一，与德国其他13个联邦州地位相同。汉堡是世界上最大的港口之一，是德国最重要的海港、最大的外贸中心和媒体经济中心，是德国第二大工业所在地，是德国绿化最好的城市之一，也是欧洲北部的文化大都市和服务业大都市。 城市最佳实践区给了城市一个独立参展世博会的机会，它不仅集中展示全球代表性城市为提高城市生活质量所做的公认的、创新和有价值的各种实践方案和实物，还为来自世界各城市的代表提供一个交流城市建设和发展经验的平台。“汉堡之家”兼具办公和居住两种功用，汉堡市通过展现汉堡这一港口城市的节能建筑，结合上海世博会“城市，让生活更美好”的主题，传递建筑提高生活质量的理念，交流展示该市的环保成就和在气候保护方面所做的努力。1 项目概况 “汉堡之家”的核心理念是中国第一个获得认证的“被动房”新建筑项目，作为优秀的可持续建筑范例得以展示，以体现城市可持续发展和注重生态、保护环境的建筑主题。项目占地15.08hm，建筑面积3150平方米建筑高度约18米，地上5层，地下1层。结构上分为一轴三区：宜居家园，可持续的城市化，历史遗产保护和利用，建成环境的科技创新四个展示领域。建筑形式上，形体紧凑局部悬挑，打破单调，同时引入光线东北向设玻璃幕墙开窗结合功能需要，富有动感。布展方案的核心是贯穿整个建筑的三维立体的“愿望树”。愿望树的主线是汉堡市民跟城市发展有关的愿望和要求。而汉堡会通过各种展示对这些愿望进行回应，它的核心是展示汉堡作为创新宜居的水岸大都市的形象。2 “汉堡之家”节能特点 “汉堡之家”被称为“被动房”，它基本不需要主动从外界输入能量就可以提供舒适生活环境，不需要从电网输入一度电，也不需要空调和暖气，就能通过地板内的水流设计以及超厚隔热墙，保持室内25左右的恒温。通过一系列可再生能源，如太阳能的使用，实现建筑能源供应的自给自足和零废气排放，结合上海的气候特点，创造出相对隔离的空间，无需采用任何取暖设备或空调就能保持舒适的室内温度和环境，做到冬天保暖，夏天降温。整幢建筑物运行时的一次能源需求量小于每年每平方米50千瓦时（kWh/ma），这在上海这样一个极端气候区是目前首次达到的最低能耗水平，因而具有参考意义。其节能标准超过在德国的所有“被动房”，比一般同类建筑节能高90以上。保温效果和气密性好“汉堡之家”是一幢高约18米的红砖房，形如对着四个方向打开的“抽屉”叠放在一起，面积约2300平方米。“汉堡之家”既提供内部展览空间，而房子本身也是展览的对象。它不依靠空调和暖气，内部就能四季保持25左右的恒温。这主要是因为它的体积紧凑，保温效果和气密性良好，从而降低了冬季和夏季的采暖、制冷能耗。阳光、人体或室内电器等被动热源的余热，就能满足房内绝大部分的热需求量，汉堡政府称它为“具备生态学最高水准的可持续建筑”。为减少空气流动影响温度，“汉堡之家”将控制参观人数，原则上每天的参观人数不超过200人。观众进入展馆，会感觉到自己就是一个生命机体的一部分，可以通过自身的能量对这个机体产生影响。汉堡馆在世博会结束后可作为永久性建筑继续使用。3 “被动房”汉堡市将给上海世博会带来一个新概念被动房，这些房屋基本不需要主动从外界输入能量，就可以提供舒适的现代化生活环境，也称为低能耗房。“被动房”的定义：不通过传统的采暖方式和主动的空调形式来实现舒适的冬季和夏季室内环境的建筑。（整栋建筑不主动引入外界能源，最大限度地依靠设计和技术降低能耗。） “被动房”建筑的概念是在德国上世纪80年代低能耗建筑的基础上建立起来的，1988年瑞典隆德大学的阿达姆教授（Bo Adamson)和德国的菲斯特博士（Wolfgang Feist）首先提出这一概念。“被动房”主要技术措施：第一，加强建筑围护体系的保温性能；第二，提高建筑的气密性能；第三，机械送新风并进行热回收；第四，低热负荷的采暖方式。事实上，被动房通过空气置换，达到良好的隔热目的，从而不需要使用传统的暖气或空调。称其为“被动”，是指该建筑的主要能源来自于太阳能、人体和电器的余热。虽然使用优质的隔热材料等原因，使得被动房的建造成本比普通房高515，但由于运行成本非常低，目前，已有6000多幢被动房在德国、奥地利、瑞士和意大利投入使用，包括办公楼宇、住房、学校以及工业用房等。上海世博会城市最佳实践区汉堡馆就是一幢被动房，融居住与工作功能于一身，它也将是中国境内第一幢获得认证的被动房。被动房在湿热的长三角区域前景广泛，它每平方米的年均电耗仅50度，相当于德国普通办公楼的四分之一。4 “被动房”技术“被动房”技术：一、地源热泵系统；二、太阳能电池板系统；三、隔热保温系统 ；四、中央通风设备；五、施工质量控制；六、能量消耗监控系统一、地源热泵系统利用地下浅层地热资源实现供热和制冷。建筑物采暖、制冷、通风和除湿所需的能量都是通过一个以能量桩为基础的地源热泵获取的。建筑地基采用的是35米深的钻孔灌注桩，正是通过这些基桩形成了一个塑料管网，而在这个管网中有一种乙二醇和水的混合液在流动，如此便可完成热交换。热泵将冷量或热量压缩，再通过一台热交换器将该能量导入一个热水或冷水循环系统中。采暖和制冷本身是通过各层楼板的混凝土核恒温调节装置和具有高效热回收功能的室内通风空调设备来完成的。二、太阳能电池板系统屋顶上安装的一台面积为450平方米的光伏设备将为建筑物的运行和使用提供所需电能的约80。另一个功能是遮阳，在屋顶形成大片阴影，在夏季太阳直射下降低了热辐射，在冬季则能接受更多斜射的阳光。三、隔热保温系统外墙采用双层夹板结构，在内层的水泥墙和外层的红砖之间装有20公分厚的聚苯乙烯作为隔热层。窗户使用3层玻璃构造安装防辐射层和可移动的网状遮阳板，保证良好的气密性和保温效果。四、中央通风设备一套具有热回收功能的舒适通风系统将保障整幢建筑的新风供应。位于屋顶上的中央通风设备配备有一套高效的热回收装置，其在采暖情况下的效率至少可达90，而在制冷情况下的效率可达80。（回收热源：人体散热，电器散热等）五、施工质量控制对于所安装的节能配件及装置来说，建筑施工质量是决定其使用效果的关键。有关专家特别针对能量方面的要求审阅了全部的规划资料，并自始至终监督着整个施工过程。在施工现场，他们对材料的使用是否合乎质量要求以及安装技术是否合乎专业要求进行把关。在质量控制过程中做到“三同时”，即：方案/规划、执行/设计和施工/竣工这三个施工阶段的每一阶段都要经过质量认证。另外在工程竣工后还要检验是否达到了最初期望的各项数值。六、能量消耗监控系统最后，所有安装的供给设备都集中由一套楼宇控制和通信系统统一调控，以便对能量消耗进行监控和管理。受益于这一系统采集的数据，管理费用将大幅降低。此外，有了这些数据的支持，人们也就能够为建筑运行建立一套全面的设备管理系统。5 总结 汉堡案例馆展示了以极低的能耗标准为特征的“被动房”理念：建筑本身无需主动提供能量，而是通过地源热泵获得采暖、制冷、通风和除湿，从而实现建筑能源供应的自给自足和零废气排放。作为高标准的能源有效使用与再生能源利用结合为一体的耐久性建筑，“汉堡之家”在结构形式、外墙构造、能源供给、通风采光等多方面均体现了节能性的建筑方式与智慧型的建筑技术的有效结合模式，为城市可持续发展和生态环保的理念下的建筑设计提供了积极的启示意义。同时，建筑的灵活性空间设计特征为该建筑实现办公、居住综合使用和高度结合提供了可能性，未来的创新办公室理念，家居办公一体化，单一或群体工作室和交流中心的建立都可以在此得以实现。案例的这一特征对实现办公与家居性的结合的建筑模式具有相应的借鉴和启示意义。6 参考文献 章明，陈亦文，黄楠。2010年上海世博会城市最佳实践区案例解读与启示。建筑学报，2010（7）：20-29。周正