来源 | 广东省建筑节能与绿色低碳协会 谷德设计网
河源市中小学科普教育馆位于广东省河源市江东新区河源市高级中学校园内，项目占地面积3066㎡，建筑面积为3577.51㎡，共4层，建筑总高度15.9m。
全校区鸟瞰图
本建筑定位为面向中小学的科普平台，全年面向社会开放，为体现绿色、节能、环保低碳、可持续的概念，建筑在设计过程中以建筑舒适度指标为前提，以“被动优先、主动优化”为原则，通过优化围护结构热工性能、高效智能空调系统、智能照明系统、智能管理平台、可再生能源系统等技术，最终实现项目绿色建筑二星级和近零能耗建筑设计目标。
设计方案
建筑规模较小，若每个空间均定义使用性质，并没有太多房间，使用率反而较低。设计根据当代教育与展览发展最新趋势，将整个场馆分为两大功能区：相对独立密闭的科普观摩区和开放教学区。前者主要包含观摩展厅，后者则十分灵活，没有人为定义空间性质，由后期师生根据教学需要自行重组。
常规展览流线主要是平面线性的，而面对本项目小规模的前提，平面流线会被楼层所打断，削弱参观连续性。设计将流线设置为立体多维，并处理为两个参观序列。参观者从首层两个不同的入口开始参观，沿着各自流线参观完毕之后再通过垂直交通到达对方流线的起始，进而完成完整的科普观摩。类似空间双螺旋结构的流线设计可实现两股人流同时参观又互不干扰，提升参观效率。
功能分区和流线设计的特征，随即反映到空间形式上。整个建筑为一个方盒子，除去两条封闭的、盘旋而上的科普展厅之外，剩下的部分即为公共开放的教学空间。流线组织塑造空间特征，空间形式反映流线组织。立面设计也以微透的聚碳酸酯板全覆盖，并在主要空间处开口，立面形式反映空间特征。
建筑生成
除了科普观摩展厅之外，开放教学空间类型多样，形式多元。在空间形式上，大小空间套叠，集小组讨论与制作、大群阶梯聚集与交流为一体。在空间尺度上，错层、跃层的处理产生出多样的空间尺度。整个空间具有极强适应性，促使教学行为随时随地发生。
不同标高处的教学行为
低碳环保是设计一直贯彻的理念，并在方案前期就咨询相关专业公司进行设计。建筑中庭上方设置天窗，在保证室内稳定的物理环境下，可开启窗扇产生自然拔风效果，利于节能减排。外立面采用聚碳酸酯板，不仅具有良好的遮阳效果，还使室内光线变得十分柔和，满足教学需要。同时在立面板材上沿着开放空间开设通风洞口，以降低空调能耗。
通透的置物架
直通屋面的钢楼梯
设计秉持“整个建筑都是展品”的理念，除空间外，还将设备管线、构造节点等内容对学生开放，成为科普内容的拓展。室内天花各类设备管线直接裸露，打造沉浸式学习环境；屋顶空调、绿色技术设备成为设备科普区，营造特色科普场所。
天窗
设计充分利用屋顶空间，打造室外课堂与室外展场。屋面设置参观步道、植物园、建筑设备区、公共活动区，将学习行为延伸至室外。
节能措施
项目积极采用当下成熟的绿色技术，如光伏板、小型风力发电、温变玻璃等装置，充分利用可再生能源，力争打造“零碳建筑”。本项目也获得了由中国建筑节能协会颁发的《近零能耗建筑》标识。
▎实体墙外层采用聚碳酸酯遮阳隔热
实体墙外层采用低传热聚碳酸酯遮阳隔热，间距700mm、上下贯通，板材间温差形成对流空气层，能提高建筑的散热性能；板材700mm的内凹设计等效四向平板外遮阳，减小太阳辐射对建筑内环境的影响，充分表达了“被动优先”的设计理念。
聚碳酸酯外遮阳保温
▎电动天窗利用烟囱效应强化通风
北向设计可开启电动天窗，通过BA系统接入管理平台。过渡季白天，北向自动开启的天窗引导空气向上流动，强化室内的自然通风；空调季夜间，管理系统联动气象站监测的室外温湿度和天气状态自动开启天窗，强化夜间自然通风，达到建筑自然冷却的效果。
采光窗立面图
▎空调智能管理平台
本项目采用高效变频多联机设备，全部接入BA管理平台，具有连锁控制、变频、远程集中控制启停功能，管理人员可通过管理平台对多联机进行统一管理调度，对建筑定时提前预冷、非运行时间的集中启停、节假日管理、分层管理等运行策略，通过高效管理来提高能源的利用效率。
▎大空间CO2传感器、人流传感器联动风机变频
人员密度变化较大且较为封闭区域全部采用变频新风机结合CO2传感器控制，新风机可根据室内二氧化碳浓度监测值进行实时的风机变频调节，降低新风处理能耗。
CO2传感器联动风机变频
▎智能调光
根据建筑进深划分成内外区，划分了不同的独立照明回路，外区系统通过照度传感器采集室内的照度情况智能调光，提高人眼舒适度水平，减少无谓照明电耗。
智能调光
自然光进入室内
▎楼宇监控管理平台
建立整体的监控平台，展馆照明、空调、电梯、光伏、室内外环境监测传感器均通过BA系统接入管理平台，进行集中监控和管理，展示建筑内外环境温湿度风速、空气品质和各项设备运行情况。
楼宇监控管理平台
▎光伏发电系统
项目屋顶采用90块单晶硅光伏组件、组串式逆变器进行建筑光伏系统配置，总装机量为42.3kWp，年发电量4.89万kWh，项目可再生能源利用率为47.31%。
屋顶光伏发电系统
中庭
