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第三屆嘉普通杯太陽能建筑設計競賽三等獎-陽光·生活·空間
時間:2014-01-16 來源:國際銅業協會
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“易”者三義:易簡一也,變易二也,不易三也。易簡,形體造型簡單;變易,能量互換的本質;不易,建筑相對靜止而空間流動。本方案充分體現“易”的精髓,造型簡潔,功能分區明確,空間豐富,建筑構件巧妙地與采暖、空調結合在一起,形成一體化設計,在視覺和技術上實現完美的結合。函數晝夜,陰陽交錯,意味著能量獲取的變化和不穩定性,在設計能量的使用和儲藏過程中,重點解決能量的持續應用問題。

    本設計中將平板太陽能集熱板,安裝在(多功能柱頂部)將太陽能集熱板與建筑有機地融為一體,太陽能集熱板安裝平臺,采用太陽自動跟蹤器,保證充分接受陽的照射,在平臺下安裝具有保溫功能的換熱水箱,四周安裝雨水收集管道,將收集到的熱量通過管道,輸送至地下相變蓄熱池中儲存,用于冬季供熱,以達到節約能源的目的。
    多功能柱是集結構,熱能傳輸、空調降溫、采暖、除濕為一體的空間造型構件,是本設計的精髓所在。在建筑上,它的規矩面富裕變化的造型,是室內空間視覺的焦點;在結構上,它是承載屋面及全部太陽能設施的荷載;在功能上,它既起空調降溫、供熱的作用,又起傳輸熱能收集雨水的作用。

    冬季放熱原理:地下的恒溫水經過相變蓄熱池加熱,泵入多功能柱中,通過向上流動向室內釋放熱量,達到供熱的目的,再經太陽能加入,熱能儲存至相變蓄熱池,備夜晚和冬季使用。
    夏季吸熱原理:地下的恒溫水泵入多功能柱中,通過向上流動,吸收廳內的熱量,在經過太陽能加熱,熱能儲存至2箱變蓄熱吃,備夜晚和冬季使用。


    本設計采用嘉普通平板式太陽能集熱器(出吸熱板、蓋板、保溫層和外殼組成),由太陽能蓄熱量參數,可得平板太陽能日輻射熱量為3.2~3.8kw·h/m2,日輻射熱量取值3.8kw·h/m2。根據計算,去啊年的儲熱量可達到7462224kw·h,節約總建筑物耗熱量的11.6%左右。
    太陽能集熱器以每小時順時針勻速轉15度的方式自動跟蹤太陽,始終與太陽保持最大的接收面。

    建筑外表面裝飾構件,采用參數化設計,結合建筑采光,使原本比較規矩的遮陽構件富于變化。它的受光面向前光伏電池膜,用于建筑所需的電能,減少能源消耗。被遮擋的墻體,在陰影下降低墻體的輻射熱,以此減少建筑對能源的消耗。
    在設計中采用了非單晶硅薄膜電池組件——額定功率48%,單位面積2m2,進網逆變器——德國KACO,不帶電的蓄電池的儲能方式,光伏組件發出的直流電直接由進網逆變器變換為交流電進入電網的技術線路。該技術方案與電網護衛補充,并聯運行。
    由于本建筑物為公共性建筑,其主要的電力應用包括照明、電梯運行、空凋泵和風機以及其他廚房、會議空等用電設備的驅動。整個建筑物保守安裝相當于250塊2㎡電池板,(因與建筑表皮百葉結合,無法真實統計,故以保守統計)。一年的理論發電量為17950KVA·h折算后每年可以節約煙煤7t。太陽能發電量為47.44KVA,占建筑總用量的2.07% 。

團隊介紹:
指導教師:
黃世巖,大連大學建筑工程學院建筑學副教授
參賽隊員:
黃沫白,大連大學建筑工程學院建筑學09級學生
洛  晨,大連大學建筑工程學院建筑學09級學生
靳天雨,大連大學建筑工程學院建筑學09級學生
李  丹,大連大學建筑工程學院建筑環境與設備10級學生
曹愉航,大連大學建筑工程學院建筑學11級學生


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