祝贺中国建筑西北设计研究院有限公司榆林科创新城零碳分布式智慧能源中心示范项目荣获2024年第五届Active House Award中国区建筑设计竞赛
二等奖（建成设计）
二等奖（建成设计）
榆林科创新城零碳分布式智慧能源中心示范项目
项目简述
项目地址：陕西省榆林市科创新城
设计机构：中国建筑西北设计研究院有限公司
设计团队：徐健生、周敏、高羽、李文涛、何玥琪、闫文秀、郭冰黎、高子月、钟子敬、刘伟、牛小磊、秦昕、王磊、聂诚飞、李越聪
专家评语：
设计师针对建筑的不同朝向给予了不同的气候适应对策，项目采用了建筑光伏一体化、地源热泵、智能信息采集和控制等主动式策略，以及自然通风、自然采光、使用当地植物等被动式策略，设计师考虑了地域性植物的使用，项目关注了装配式建造方法。
——李保峰
本项目以实现零碳排放和高效能源利用为目标，综合应用氢能、太阳能和地热能等多种清洁能源，打造一个创新的零碳综合能源供应站。
▲榆林科创新城零碳分布式智慧能源中心示范项目
设计上考虑榆林市的气候和资源特点，通过短时储能和跨季节蓄热技术，优化能源使用效率；建筑造型与光伏一体化设计，利用坡地地形，合理设计建筑内的不同分区；装配式设计的应用大幅提高了施工效率，整体建筑装配率达到73.8%；工艺上采用分布式能源系统，结合微电网技术，实现了能源的高效管理和使用；智慧能源管控平台的引入，实现了多能源系统的智能协同管理，提高了能源利用效率，并通过数字孪生技术实现了3D可视化。本项目不仅在技术和设计上具有创新性，更在推动地区氢能产业发展和综合能源利用上具有示范作用。
▲总平面图与雷达图指标
01
主动性
ACTIVENESS
榆林科创新城零碳分布式智慧能源中心目的是打造国内首个实用化、规模化的零碳智慧能源中心，在智慧化管控平台的设计中，主要房间内设置有温度、湿度、CO2浓度等传感器，实现智慧控制，从而调节智慧化调节系统供冷、供热量，同时通过结合室外天气情况，提前预测需求，保障室内人员舒适性需求。
▲智慧能源管控平台
在主体建筑的设计中，主入口采用坡道的形式，保证使用者和器械的无障碍通行；建筑主体采用钢框架结构，分隔灵活，满足不同的使用场景；建筑的功能设计中，在临近设备场地一侧设置有共享空间，保证工作人员的日常社交沟通的同时，也便于能源中心各工艺的随时观测；建筑屋顶平台将传统建筑智慧的“闷顶”构造同光伏发电板相结合，形成自然的防晒隔热层；建筑的外立面采用富有韵律的锯齿形竖向长窗，体现能源中心作为智慧管控平台的时代工艺美学；在景观设计中，主要选用当地景观绿植，因为用地规模较小，所以利用地形的高差，结合硬质铺装，做成一体化的室外运动场地，保证工作人员的日常活动需求。
▲建筑主入口视角
02
舒适性
智慧能源中心首层均以落地窗为主，二层采用富有韵律的竖条长窗，保证自然光的充足和均匀，场地北侧设计三个自然采光井，保证地下设备用房的自然采光和通风，除部分地下的设备用房之外，人员活动场所均可实现自然采光通风，也均有较好的景观外视条件；在办公、会议、休息等的外窗，均设置了可调内遮阳构件，内遮阳系统均实现物联网控制，主要人员活动采用浅色空间内饰，创造轻松明快的工作环境；建筑主要房间内设置有温度、湿度、CO2浓度等传感器，实现智慧控制，保障室内人员舒适性需求和主要设备的运行温度。
▲富有韵律的竖条长窗
03
能源
本项目以实现零碳排放和高效能源利用为目标，在用地北侧和屋顶铺设有大量浅层地源热井和光伏发电板，夏季利用地源热泵供冷，将热量散至土壤中，冬季可直接利用余热热泵同时为数据中心供冷和能源中心供暖，夏季蓄存到土壤中的热量也可以通过地源热泵提取出来用于供暖；
项目中首次将氢能热电联供用于建筑综合能源供应，综合应用氢能、太阳能和地热能等多种绿色能源，最终建成一个零碳的综合能源供应站。经过测算，本项目采用地源热泵+氢能等清洁高效低碳能源，项目年耗能折合为电约150万kWh，相较于同类系统（燃气锅炉+电制冷）能耗降低约80%，同时本项目光伏年发电量约为180万kWh，项目运行零碳，每年总降低碳排放约4200tCO2。
▲剖透视能源技术分析
在建筑的节能设计中，严格按照严寒地区公共建筑节能设计标准执行，保温系统连接至门窗框料位置，形成防冷桥构造，建筑外窗气密性不低于6级，外门不低于4级，除了地下室部分设备用房，大部分房间均可实现夜间自然通风降温。
04
环境
ENVIRONMENT
本项目为了减少建筑结构碳排放，实现低碳发展，充分采用装配式部品部件，其中地上主体结构采用钢框架结构，楼板采用钢桁架楼承板，即结构专业100%采用装配式构件；建筑外墙采用围护墙与保温、隔热、装饰一体化体系，建筑内墙采用预制轻质墙板，并采用全装修方案，最终整体建筑装配率为73.8%，建筑主体所用材料基本全是环境友好型建材；建筑主体除地下室之外，整体做到了工厂生产现场组装的智能建造目标，减少建设阶段对环境的破坏，缩短了施工时间；项目搭载有智慧能源管控平台，是机电运维与能源管理的支撑核心，保证能源站综合能源管理、机电设备运营等业务的安全可靠、管理增效、节能降耗的高质量落地。
▲榆林科创新城零碳分布式智慧能源中心示范项目
05
技术亮点说明
TECHNICAL HIGHLIGHTS
亮点一：建筑光伏一体化
将光伏发电板与建筑设计、施工和运营相结合，实现能源的高效利用和建筑的绿色化；光伏板屋面隔绝了夏日太阳的炙烤，同时也为工作人员提供了阴凉的室外活动场地。
▲建筑光伏一体化
亮点二：环境主动感知、调节
考虑到工作人员的使用舒适性和部分机房对温度、湿度的敏感性，主要房间均设置有温度、湿度、CO2浓度等传感器，确保实现主动感知和智能调控。
▲环境主动感知、调节
亮点三：多能协同、灵活储能
结合氢能的热电联供特点以及榆林地区供热周期长的特点，将氢能与地热能相结合进行跨季节蓄热，充分利用储能技术实现短时储能——“蓄水罐蓄冷/热、消防水池蓄冷以及氢燃料储电”和跨季节蓄热，实现可再生能源的充分利用和“峰谷电价”政策的经济性运行，解决榆林地区由于“冬长夏短”造成的地热不平衡问题。
▲多能协同、灵活储能
亮点四：智能化施工
地上部分建筑主体装配率达到100%，实现了工厂生产、现场组装的智能化施工模式，减少现场湿作业工序，保护周边生态环境，节省水资源，同时也缩短了建设工期。
▲100%建筑主体装配率
亮点五：采用当地建材、树种
采用榆林当地的建材和景观配植，减少运输过程的碳排；空间设计中，打造室内外交互的活动场地，为使用者提供舒适、开敞、多维度的社交场所。
▲室内外交互的社交场所
06
项目图纸
▲一层平面图
▲负一层平面图
▲二层平面图
▲屋面层平面图
▲1~8轴立面图
▲8~1轴立面图
▲A~C轴立面图
▲C~A轴立面图
▲1-1剖面图
▲2-2剖面图
竞赛其他获奖作品将于近期在“Active House”微信公众平台公布，敬请期待。
由Active House Alliance 主动式建筑国际联盟主办，华建集团华东建筑设计研究院有限公司、威卢克斯（中国）有限公司、AH成长学院联合承办的第五Active House Award中国区建筑设计竞赛已完美落幕。
收到的作品异彩纷呈，参赛者通过作品对“Active House”进行多维度的诠释，突出建筑应以使用者利益为核心，打造健康舒适与节能环保的平衡模式。此次竞赛的评委阵容强大，皆是行业翘楚。他们以专业的眼光和严谨的态度为竞赛增添了权威性与公正性，从众多的参赛作品中经过多轮投票环节，层层甄选出最优秀的作品。
本届 AHA 竞赛倡导建筑与室内一体化设计，将绿色低碳、健康舒适的可持续理念融入建筑全寿命期内，发挥建筑师的主动设计思维，运用“软技术”为使用者提供健康舒适、节能环保的“好房子”，这也有助于推动建筑产业的创新与发展，为实现可持续发展目标贡献力量。
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文案整理：天津大学建筑学院房璐杰
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