建筑如何改造我们?银城广场的蜕变与愿景

   日期:2024-09-25     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:204    
核心提示:通过该项目近十余年的稳定运行,对因地制宜的建立一套完整的地源热泵及蓄能空调的设计、施工及能耗监测体系,提高运行管理水平、实现系统整体节能提供了一个优质的借鉴案例,也是CTA在建筑节能方面取得的一项重要科技成果。

“一开始我们创造建筑,后来建筑改变了我们。”

—— 贝聿铭

01

序言·评论

序幕

审查

生活离不开建筑,于是人们介入空间、时间、建筑,融入城市。自2010年银城广场正式投入使用以来,随着时间的“蜕变”,留下的是穿越时光的痕迹,见证的是一种生活方式,一种看待世界的方式。

2006年项目现场实景照片

这是一栋高端综合写字楼,办公设施齐全,办公环境人性化,商务会议等商业配套齐全。大厦地下2层,地上20层,地下1-2层为停车库,主楼裙房为商业,其余楼层为写字楼,为配套用途。写字楼内入驻多家省级政府机关及精英企业。

建筑手绘

02

愿景·创造

想象

创建

银城广场项目位于南京河西江东北路西侧、银城路北侧。设计前期,设计团队从场地位置、周边景观、地标视觉等角度进行了现场踏勘,意在探索银城广场对城市发展的特殊意义。辅楼独立于主楼,与其南端的休息广场形成休闲区。办公楼布置在主楼内部,位于场地北侧,中间的主入口广场将辅楼与主办公楼串联起来,旨在打造一个开放的城市广场。

场地为南北走向的狭长地块,西临长江,基于这样的场地条件,朝东南方向的弧形墙面将南面阳光有效引入东侧的办公区,而西侧的直墙则帮助西侧的房屋获得沿江的最佳视野,从而保持城市界面的友好性,打开边界,强调开放性,控制方形建筑的体量与尺度,形成友好共存的城市界面。

作为大尺度的临街建筑,弧形板式建筑将比塔式建筑更有效地塑造和界定街道空间。入口处的钢结构玻璃雨棚位于主楼的南端,优雅而轻盈地漂浮在前院广场之上。一方面,它清晰地标示着建筑的主入口,另一方面,也为参加广场活动的人们提供遮阳和庇护。

四层建筑由石材框架和深邃的窗洞组成,窗洞和框架的比例都经过精心考虑,高层建筑的主体部分由两层高的柱子支撑在建筑上方,给人一种空间感,仿佛漂浮在裙楼之上。

弧形墙面犹如迎风展翅的风帆,墙面南端为玻璃幕墙包裹的透明体钢结构玻璃雨棚图集,人们可以透过建筑看到内部,并串联起东西两侧的城市空间。

夜晚,建筑发出的灯光会点亮广场上空,成为整个建筑群的亮点,展现出建筑对城市夜环境做了合理的组织,并通过各类灯光元素的协调配置和艺术处理,整体更加协调。

03

智能·节能

聪明的

节能

CTA在设计上积极探索先进技术,银城广场地源热泵+冰蓄冷项目是国内为数不多的桩埋式地源热泵项目,投入运行后取得了良好的节能效果,被国家住房和城乡建设部确定为国家节能试点示范项目钢结构玻璃雨棚图集,并先后荣获被誉为全国暖通空调设计“奥斯卡”的“第十二届MDV空调设计与应用大赛”最高奖项——节能创新奖、“第二十届MDV空调设计与应用大赛”暖通空调行业二十年里程碑奖。

建筑模型

众所周知,办公楼的耗电量很大,在普通办公楼的耗电量中,照明系统占33.3%,空调系统占41.4%(制冷机占10.2%,空调用电占27.2%),其他用电系统(电梯、计算机、给排水系统等)占25.3%。空调系统占整个建筑耗电量的比重最大,仅冷源一项就占到总耗电量的10%。因此,优秀的节能空调设计是办公楼节能运行的关键。

节能减排、绿色增效

地源热泵系统是目前较为成熟的供暖制冷技术,具有高效节能、环境污染小、运行稳定可靠、运行费用低廉的优点。

同时,地埋式换热器占用地面面积大、钻孔、敷设管道的建设成本高也在一定程度上制约了其推广,尤其在寸土寸金、建筑高度和建筑面积都比较高的市中心城区,地埋式换热器在地面面积中所占比例越来越大,成为制约这一节能技术的瓶颈。长三角大部分地区浅层土质为软土,属于第四纪沉积层,承载能力较差,该地区高层建筑地基一般采用桩基础,因此采用结构桩埋管的换热器形式尤为重要,这种形式具有占用空间少、换热量高、减少钻孔数量、埋管成本低等优点。夏季在电力供应高峰期,经常出现电力供应紧张的情况,因此储能技术也受到了人们的关注。将桩基地源热泵与蓄能空调相结合,不仅具有削峰填谷的作用,还可以减少地源热泵机组的初投资,实现地源热泵机组的间歇运行,有利于土壤温度场的有效恢复。在提倡节约的今天,桩基地源热泵与蓄能空调的使用显得十分重要,该组合系统不仅符合国家节能减排政策,也符合用户的根本利益。根据以上设计原则,结合本设计项目的实际情况,最终决定采用现浇桩基地源热泵+组件冰蓄冷的模式来提供冷、热负荷。

本工程采用内径800mm的灌注桩埋管加内径700mm的钢筋笼(如图所示),根据热响应试验并参考一些国内外关于桩内及土孔内热交换的经验数据,最终确定埋深54m的双U型管内埋设254根钻孔桩,夏季单位桩深放热量设定为75W/m,冬季单位桩深吸热量设定为60W/m。

制冷机房内安装2台地源热泵机组,其中1号机组为三模式机组(制冷、制热、制冰),2号机组为双模式机组(制冷、制热),配有土壤热交换器。循环水泵3台,冷却塔循环水泵3台,冷冻水循环水泵3台,乙二醇溶液循环泵3台,均为两用一备,同时配有2台蓄冰池用于主机优先模式下的蓄冷。另有一套制冷板式换热器、一套冷却水板式换热器及两台布置在主楼屋顶的冷却塔用于辅助制冷。空调系统原理如图所示。

削峰填谷经济运行

结合设计日空调小时负荷分布及江苏省执行的电价政策,冰蓄冷空调100%设计日运行策略如下图所示。具体运行模式有三种:

A.融冰降温模式(18:00~19:00)

此期间系统通过融冰提供冷量,降低运行成本,融冰制冷量为2094kW·h。

B.主机与融冰联合制冷模式(8:00~18:00、19:00~21:00)

此期间制冷主机在空调工况运行,满足部分冷负荷,其余冷负荷由融冰满足,其中融冰制冷量为13795 kW·h。

C、主机制冰模式(24:00~8:00)

此时已进入非高峰时段,主机以这种制冰模式运行。

采用此策略,夏季100%设计日运行,可将15853kW·h高峰冷负荷用电量转移至夜间低谷负荷,其中每小时最大可转移用电量约361Kw,对用电需求具有明显的削峰填谷作用。据统计,仅南京市每晚就有40万千瓦的富余电量,若能利用储能技术将夜间的电能利用起来,相当于少建一座40万千瓦时的发电站。因此,本项目的实施对缓解南京市高峰用电压力、提高能源利用效率、保护环境将起到一定的作用,社会效益显著。

本工程最终结算价为桩内埋管部分80万元、机房部分320万元、末端部分340万元,共计740万元,与传统多联机空调系统相比,初投资增加226万元,与水冷螺杆压缩机+燃气锅炉空调系统相比,初投资增加226万元。但由于采用工程桩内埋管,省去了埋管钻孔的工作,直接节省工程费约95万元。经过两年多的跟踪测试发现,与传统多联机空调系统相比,夏季节省电费34%,冬季节省电费51.4%,整个运营期节电48.6%,充分验证了该系统的节能效果。

管道埋入工程桩内

项目机房照片

该项目是国内为数不多的将桩埋管地源热泵与蓄能空调相结合的项目,节能效果良好,自投运以来运行近十一年,稳定可靠。现场运行跟踪调查获得了项目完整的运行数据。

以该项目“设计思路”、“运行能耗检测”、“系统运行管理节能潜力分析”三部分内容为基础编写的“地源热泵三部曲”——《地源热泵+蓄能空调系统设计研究》、《南京某广场桩基地源热泵+冰蓄冷空调系统设计及运行能耗分析》、《浅析桩基地源热泵+冰蓄冷空调系统运行管理节能潜力》被收录到国家核心期刊《建筑科学》、《暖通空调》和《第十一届国际绿色建筑与建筑节能大会暨新技术、产品博览会论文集》,其中一篇论文还荣获南京市第十届自然科学优秀学术论文奖;主要起草单位参与起草的《江苏省桩基与地埋管地源热泵系统工程技术规范》DB32/T 4300-2022于2019年1月颁布实施2023年1月1日,香港科技大学举办了“智慧校园”系列讲座,反应热烈,获得业界一致好评。

近年来,随着国家双碳政策的出台,《建筑节能与可再生能源利用通用规范》的实施,为地源热泵空调系统等可再生能源及储能技术的发展带来了新的机遇。地源热泵系统可利用地热能资源进行供暖空调,具有良好的节能环保效益,在国内得到越来越广泛的应用。但由于缺乏相应的案例和设计、建设、运行管理经验,地源热泵系统的推广非常盲目,很多项目未能达到节能效果。通过近十年的项目稳定运行,因地制宜地建立了全套地源热泵及储能空调的设计、建设和节能改造,为能耗监测体系建设、提升运行管理水平、实现系统整体节能提供了优质的参考案例,也是中国建筑节能研究院在建筑节能方面取得的重要科技成果。

只有通过亲身体验,我们才能评估和理解设计。空间与尺度、光线与质感、开放与包容……这些因素交织在我们的经验中,构成了日常工作和生活的场景。我们与建筑空间互动,空间驻留在我们的心中。只有当建筑作为人们日常行为和仪式的场景被体验时,它才具有更多意义。

项目信息:

项目名称 | 银城广场

业主 | 银城房地产开发有限公司

项目地点 | 南京市鼓楼区江东北路与银城街交汇处

项目阶段 | 已完成

建筑设计 | 南京都市建筑设计咨询有限公司

先前的项目

历史的传承与空间的交汇——石榴财智中心

树屋16-绿色医药研发办公中心

中旅城镇设计成立于1979年,拥有国家甲级建筑工程设计资质、乙级人民防空设计资质,是全国及江苏省首批工程勘察设计行业守合同重信用单位、江苏省勘察设计行业优秀企业、江苏省高新技术企业、江苏省勘察设计行业质量管理先进单位、江苏省全过程工程咨询试点单位。

荣获国家标准科技创新奖一等奖、“十五”全国建筑业技术创新先进企业、江苏省优秀工程建设标准设计二等奖。近年来取得数十项发明专利、实用新型专利,主编图纸数部,拥有创作、建筑、结构、设备、景观、数字化、装配式、绿色建筑等完备的技术团队,设计过办公、商业、住宅、教育、体育、文化、酒店等各类建筑总面积逾3000万平方米。

公司拥有独立的质量研究中心,由总建筑师牵头开展全专业、全过程精细化设计和质量管控,确保项目高质量实现。国际专家领衔主创团队,设计团队定期出国进修,与海外公司深度融合合作,确保优秀创意的延续与落地。专职项目经理统一对外对接与内部协调,统一项目质量与进度管控,大大提高了内外协调与组织的效率。项目进度、跨专业经费、评审流程、图纸文件等均在软件平台实现数字化管理,从根本上控制人为因素对进度和质量的影响。

 
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