“新基鼎立 初心筑梦”系列报道之科研篇

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感受既有建筑的“破茧化蝶”

矗立在兰州市安宁区宝石花路南端、黄河之滨的建研大厦,高12层,在一年多前,还是一栋闲置的办公建筑,如今通过环境改善、能效提升和新技术的应用,她“华丽转身”,成为了一栋外观大气、办公环境舒适、楼宇管理智能的现代化办公大楼,获得了国家绿色建筑三星标识认证。是西北地区第一个获得国家绿色建筑设计三星标识的既有公共建筑绿色改造工程项目。

20199经过几代的奋斗与拼搏,建科人终于搬进了属于自己的办公大楼,有了真正属于自己的“家”,这个集成了多项绿色、智能技术的“家”高端大气,充满温馨......

2018年,“建研大厦”购置初期,建科院就组建了规划、设计、科研团队,对建筑整体性能提升和办公环境进行改造方案设计。

“选择对这栋既有建筑进行改造,不仅仅是为了提升企业外在形象在这个追求绿色发展的时代,如果能通过改造自家的楼,竖起一面旗帜,形成一套适宜于我省既有办公建筑绿色化改造的技术体系,培养一支既有建筑改造规划、咨询、科研团队,才对得起建科院这块牌子。”建科院总工程师王公胜如是说。

根据住房和城乡建设部批准的国家标准《既有建筑绿色改造评价标准》,建科院科研技术团队通过自评估和向省设计院咨询,最终决定按该标准设计方案,向既有建筑绿色改造国内最高评价标准“绿建三星”发起冲击。

1 在三维立体中体验“BIM+

建研大厦改造方案设计之初,第一步就是“转模型”,将从前的平面图纸“转换”成三维建筑模型,同时借助“互联网+”的理念,将BIM技术与辅助设计、室内装饰装修、运维项结合。在装修前期,应用模型完成室内空间划分、新设备选址、新老管线综合排布等,避免各类“打架”问题。在装修过程中,配合样板间设计,协助决策层确定方案。在运维阶段,辅助IBMS系统进行平台管理。

2 建研大厦的神经中枢

“建研大厦改造的难点和重点主要集中在系统平台的搭建方面。”建科院科技研发中心负责人刘赟介绍,建研大厦改造中主要搭建了IBMS、结构健康监测、能耗监测与能源管理、环境监测与室内空气质量控制四大管理平台系统

IBMS(智能化集成系统)——建研大厦的神经中枢。通过IBMS平台,可将建研大厦不同功能的智能化子系统及相关设备进行集中管理,实现信息共享、互联互通、让管理更智慧、便捷和及时。管理员只要坐在总控室,就可以实时掌握整栋大楼的系统、设备运行状况。



结构健康监测系统——建研大厦的安全保障建研大厦全楼共布设37个结构健康监测点,实时在线监测办公楼关键构件内力及结构沉降、倾斜、振动,及时发现可能出现的危险点并预警,通过该平台,可以诊断结构在长期荷载效应下的损伤累积和抗力衰减,提高全楼结构安全性。

   


能耗监测与能源管理系统——建研大厦的能源管家。人工抄表加手工记录的时代已经过去,这种原始的方法只适合记录一座建筑物的总能耗,很难实际掌握建筑内各用能单位的实际状况,也无法建立庞大的数据库。能耗监测系统与能源管理系统应运而生,成为了衡量建研大厦用能是否合理的“尺子”。

           


环境监测与室内空气质量控制系统——建研大厦的环境卫士。为实时掌握建筑室内空气质量,并采取有效措施的净化措施,在建研大厦室外布设了1个空气质量监测点,主要监测风向、风速、温湿度、可吸入颗粒物等指标。室内共布设了16个监测点,分布在一楼大厅、特殊功能办公室、十二层会议室、地下车库内,监测甲醛、氨气、TVOCPM2.5、PM10等有害物质。当某项污染物质指标超出限值,监测系统便会报警并与新风系统实现联动控制,有效改善室内空气质量。

     


3 给建研大厦“把脉”

跟医生给病人诊断一样,节能诊断就是对“建研大厦”的能源消耗状况、能源利用率等作出判断,帮助用能单位完善能源管理体系,分析挖掘节能潜力,最终落实节能方案。

4 把阳光引入地下室

阳光给予人们的不仅是能量,还有快乐与健康,这是人工光源无法复制的。如何才能把捉摸不定的阳光引入建筑室内,尤其是阴暗的地下空间内呢?导光管采光系统给出了可能。导光管采光系统主要由三部分组成,即采光装置、传输装置和输出装置。该系统利用高反射材料制成光导管,将采集的室外自然光线均匀高效导入到任何需要光线的地方,既营造了舒适的采光环境,也打破了传统照明完全依靠电力的观念。安装在负一层职工餐厅内的导光管系统从黎明到黄昏,甚至阴天,都能为职工们提供一个舒适、明亮用餐环境。

     

   

5让建筑会“呼吸

新风量是衡量室内空气质量的一个重要指标。现代建筑气密性越来越好,使得建筑物自身通风能力日渐减小,偌大的办公区二氧化碳浓度高、甲醛、细菌交叉感染等,给办公人员带来“亚健康”,而开窗换气的方式又会产生不必要的能量损失。安装新风系统,设置通风换气频率,就能让新鲜的空气送进每一个房间。

改造中,技术团队还对建研大厦原有的新风系统增加了净化除尘模块,与环境监测系统实现联动控制,让室内时刻都能享受到新鲜空气的补充,避免在冷冽寒冬或酷暑时节开窗所带来的不适感。


6在建筑中让阳光“随心所欲”

窗是建筑节能的关键部位和重点所在。在节能环保的大趋势下,“建筑遮阳”被认为是达到绿色建筑节能的有效途径之一。智能遮阳系统依靠它的智能控制系统,根据准确的阳光跟踪器、湿度感应器传输的数据自动控制遮阳百叶升降及调度变化,达到节能效果。简单的说,就是实现阳光的随心调度。

     

7建在屋顶的小电站

闲置的屋顶可以用来做什么?答案是:发电。太阳能光伏发电是利用半导体材料光伏效应直接将太阳能转化为电能的一种发电形式,该系统是由光伏电池板、控制器和电能储存及逆变器四大部分构成。其中,视觉上最为直观,也是最为核心的部分就是太阳能电池板。建研大厦屋顶共安装了40晶硅太阳能板,预计年均发电量4.9万千瓦时,相当于55000户普通家庭一年的电力消耗


8 用技术把节能变为现实

办公建筑中照明节能和公用器具节水有很大的潜力可挖掘。建研大厦改造中选用合理的照明器具及控制方式,使用高效率等级的节水器具,既能为单位节约更多的费用,也对建设节约型社会和环境友好型社会具有重要的意义和深远的影响。


太阳能光伏薄膜发电技术、透水地面铺装、垂直+屋顶绿化、智能灌溉、雨水回收与利用……还有一系列的新技术已规划实施,未来的建研大厦,将进一步冲击健康建筑、生态建筑。

近年来,国家对新建建筑都有节能环保强制要求,但上世纪修建的一批老旧建筑,却面临功能、环境、节能均不能满足现状的窘况。除了推倒重建,还可以选择整合现有的技术手段进行节能绿色改造,而且综合考量,就地改造可能比推倒重建更为可行。建科院总工程师王公胜认为,“建研大厦的改造,改变了旧楼一定要推倒重建这种观念,其示范意义远大于其改造的成本。”

建研大厦的再造,也让从前从事既有建筑“零部件”改造的建科院,第一次探索并拥有了寒冷地区既有办公建筑绿色节能改造的系统解决方案和成套技术,为开拓既有建筑改造市场开辟了广阔发展空间,科技创新的道路将更加宽广

                审核:国元 吕佳   撰稿:田恬


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