“易”者三义:易简一也,变易二也,不易三也。易简,形体造型简单;变易,能量互换的本质;不易,建筑相对静止而空间流动。本方案充分体现“易”的精髓,造型简洁,功能分区明确,空间丰富,建筑构件巧妙地与采暖、空调结合在一起,形成一体化设计,在视觉和技术上实现完美的结合。函数昼夜,阴阳交错,意味着能量获取的变化和不稳定性,在设计能量的使用和储藏过程中,重点解决能量的持续应用问题。
本设计中将平板太阳能集热板,安装在(多功能柱顶部)将太阳能集热板与建筑有机地融为一体,太阳能集热板安装平台,采用太阳自动跟踪器,保证充分接受阳的照射,在平台下安装具有保温功能的换热水箱,四周安装雨水收集管道,将收集到的热量通过管道,输送至地下相变蓄热池中储存,用于冬季供热,以达到节约能源的目的。
多功能柱是集结构,热能传输、空调降温、采暖、除湿为一体的空间造型构件,是本设计的精髓所在。在建筑上,它的规矩面富裕变化的造型,是室内空间视觉的焦点;在结构上,它是承载屋面及全部太阳能设施的荷载;在功能上,它既起空调降温、供热的作用,又起传输热能收集雨水的作用。
冬季放热原理:地下的恒温水经过相变蓄热池加热,泵入多功能柱中,通过向上流动向室内释放热量,达到供热的目的,再经太阳能加入,热能储存至相变蓄热池,备夜晚和冬季使用。
夏季吸热原理:地下的恒温水泵入多功能柱中,通过向上流动,吸收厅内的热量,在经过太阳能加热,热能储存至2箱变蓄热吃,备夜晚和冬季使用。
本设计采用嘉普通平板式太阳能集热器(出吸热板、盖板、保温层和外壳组成),由太阳能蓄热量参数,可得平板太阳能日辐射热量为3.2~3.8kw·h/m2,日辐射热量取值3.8kw·h/m2。根据计算,去啊年的储热量可达到7462224kw·h,节约总建筑物耗热量的11.6%左右。
太阳能集热器以每小时顺时针匀速转15度的方式自动跟踪太阳,始终与太阳保持最大的接收面。
建筑外表面装饰构件,采用参数化设计,结合建筑采光,使原本比较规矩的遮阳构件富于变化。它的受光面向前光伏电池膜,用于建筑所需的电能,减少能源消耗。被遮挡的墙体,在阴影下降低墙体的辐射热,以此减少建筑对能源的消耗。
在设计中采用了非单晶硅薄膜电池组件——额定功率48%,单位面积2m2,进网逆变器——德国KACO,不带电的蓄电池的储能方式,光伏组件发出的直流电直接由进网逆变器变换为交流电进入电网的技术线路。该技术方案与电网护卫补充,并联运行。
由于本建筑物为公共性建筑,其主要的电力应用包括照明、电梯运行、空凋泵和风机以及其他厨房、会议空等用电设备的驱动。整个建筑物保守安装相当于250块2㎡电池板,(因与建筑表皮百叶结合,无法真实统计,故以保守统计)。一年的理论发电量为17950KVA·h折算后每年可以节约烟煤7t。太阳能发电量为47.44KVA,占建筑总用量的2.07% 。
团队介绍:
指导教师:
黄世岩,大连大学建筑工程学院建筑学副教授
参赛队员:
黄沫白,大连大学建筑工程学院建筑学09级学生
洛 晨,大连大学建筑工程学院建筑学09级学生
靳天雨,大连大学建筑工程学院建筑学09级学生
李 丹,大连大学建筑工程学院建筑环境与设备10级学生
曹愉航,大连大学建筑工程学院建筑学11级学生