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零的力量:如何建立一个真实世界的净零办公室

以下是节选“零的力量:向世界领先的零能耗净建筑学习”由国际生活未来研究所出版。

DPR建筑的凤凰地区总部创建了一个空间,在炎热干燥的气候中体现了深度的可持续性,提供了复兴和适应性再利用。竞彩足球app怎么下载

办公室是ILFI净零能源和LEED白金认证。DPR建筑公司是一家技术总承包商建筑,遍布美国,包括西南部和加利福尼亚州,并提供了一个世界级的典范零的领导通过其办公室。

除了凤凰城,DPR还在圣地亚哥和旧金山建立了地区总部,寻求净零能源认证。

DPR的凤凰办公室的目标是不仅生产现场比消耗更多的能量,而是重新定义为超过40个员工开放的办公环境与被动和主动冷却方案,其中包括87可操作的窗户,一个87英尺长,13英尺高,锌复合太阳能烟囱和79千瓦时光伏太阳能阵列相邻的停车场。

该项目的完工时间很紧,只有10个月。该办公室于2011年10月开业,总成本为4571280美元,不包括软成本或场地和现有建筑。这座建筑是一个深思熟虑的、建设者驱动的实用主义的杰出例子,它产生了高度的成本效益,非常引人注目的建筑,通过微妙的方法实现了净零能源使用。

环境和气候

这个地方最初是1964年开发的一个油漆商店,后来变成了一个没有窗户的成人书店。该房产在被DPR购买之前空置了一段时间。

虽然大部分空间是作为停车场建造的,但其中一些区域被改造成在一个绿色的庭院中种植本地植物。凤凰城的气候炎热干旱,几乎没有降雨,夏季气温超过110华氏度,在较冷的月份会降至冰点。

阳光和温暖充足,但也必须适度,以保持空间在较高的范围内舒适。

DPR建筑公司并没有与恶劣的气候作斗争,而是致力于迎接沙漠的挑战,创造适应沙漠的功能设计。显然,DPR凤凰大厦的主要能源使用是冷却。凤凰城的平均气温是美国各大城市中最高的。

DPR团队并不是简单地将一个大型机械系统扔到建筑上,而是采用了一种更微妙的方法来识别建筑在不同季节和时间的不同需求。

结果是一个设计,结合被动,简单的机械和更复杂的机械系统,阶段适当。

特别是,该建筑利用了烟囱效应和蒸发冷却,以及快速空气流动来调节内部温度和舒适度。这种方法也更耐用——简单的系统将有更长的使用寿命,而一个大型热泵驱动系统可能只持续15-20年。

设计元素

外观:保留了原有结构,原有建筑的混凝土、木材和钢框架完好无损,超过93%的原有框架被保留下来。

现有外壳上的窗户和门的开口被创造出来,西面和南面的墙壁没有窗户,东面和北面的墙壁有87个可操作的窗户和3个卷帘门,以最大限度地提高采光和减少太阳能的吸收。

混凝土外墙用6英寸的棉絮和额外的石膏板进行隔热。胶合板屋顶的特点是几英寸的泡沫绝缘与建筑内部的金属和木材框架。

加热和冷却:该空间利用主动和被动冷却方案的组合,在工作时间保持凉爽的温度。

第一阶段的冷却,当外部温度在80摄氏度左右时使用,结合了一些特点。温度驱动窗户的开启和关闭取决于室外温度。在寒冷的凤凰之夜,窗户会自动打开以捕捉空气并将其储存到白天。窗户的变化节奏对居住者来说是一个有趣的特征,因为它们是一个不断适应光线、温度和条件的建筑模型的范例。

一个高架基座贯穿整个建筑,位于屋顶上,提供了足够的垂直分离,以允许烟囱效应通风,使空气通过建筑向上和出去。12个超大的大风扇策略性地放置在办公室各处,促进空气流动,这是开放办公室冷却策略的重要和额外方面。

风扇在夜间的空气流动中也起着至关重要的作用,这是建筑被动冷却策略的一部分。最后,该建筑利用其创新的“淋浴塔”,通过非常简单的机械手段进一步冷却建筑。以高效压缩机为基础的空调形式主动机械制冷确实提供了高峰制冷,但由于建筑使用非常低的能源使用元素来冷却建筑在中等热的时期,整体制冷负荷大大降低。

照明:阳光充足的西南部的日光是一种丰富而免费的资源,DPR建筑公司希望利用这种资源为他们的设施服务。充足的日光也会带来显著的潜在太阳热增益,所以调节这种增益对于保持舒适的空间至关重要。

除了可操作的窗户外,Solatube天窗被放置在整个建筑中,以促进白天和季节的光照条件的变化。Solatube天窗采用了基于菲涅耳透镜的设计,使射入屋顶的光线折射,并分布在空间内部。

高效率的人工LED照明被放置在建筑内作为工作空间的后备光源。在实践中,照明很少使用,除了任务灯——这是大多数采光良好的建筑的一个显著特征。

插电负荷:在日常建筑用电中,插电负荷是一个重要因素,因此采取了一些措施来鼓励节约能源。

大约95%的非关键系统都有一个“吸血鬼关闭开关”,或者说是“幽灵”插座,在一天结束时,这些插座由居住者控制。这个“吸血鬼”开关(一个红色的大按钮)很受工作人员的欢迎,并使插电负载的能耗降低了37%。

Lucid建筑仪表板实时监控建筑的能源产生和使用,为工人提供关于他们的净零能源性能的持续反馈。

可再生能源:该办公室拥有78.9千瓦直流光伏阵列和太阳能热热水系统。光伏阵列由366个京瓷模块组成,通过当地公用事业公司亚利桑那公共服务公司(Arizona Public Service)连接到电网。亚利桑那州公共服务部门提供了电网计量服务,根据该网站使用的电力,向DPR支付额外的信用额。

光伏阵列安装在停车场的顶棚上,第一组面板呈级联排列,第二组面板呈连续排列。这两种配置都是10度倾斜,阵列位于朝北和朝东的停车场,从附近的建筑没有遮阳。

DPR利用停车场顶棚为停车场提供遮阳,并利用了一大片空间。这也为实际建筑上的太阳能管天窗腾出了空间。

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