河源市中小學(xué)科普教育館

全校區(qū)鳥瞰圖

河源市中小學(xué)科普教育館位于廣東省河源市江東新區(qū)河源市高級中學(xué)校園內(nèi)，項目占地面積3066㎡，建筑面積為3577.51㎡，共4層，建筑總高度15.9m。

本建筑定位為面向中小學(xué)的科普平臺，全年面向社會開放，為體現(xiàn)綠色、節(jié)能、環(huán)保低碳、可持續(xù)的概念，建筑在設(shè)計過程中以建筑舒適度指標(biāo)為前提，以“被動優(yōu)先、主動優(yōu)化”為原則，通過優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能、高效智能空調(diào)系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、智能管理平臺、可再生能源系統(tǒng)等技術(shù)，最終實現(xiàn)項目綠色建筑二星級和近零能耗建筑設(shè)計目標(biāo)。

設(shè)計方案

建筑規(guī)模較小，若每個空間均定義使用性質(zhì)，并沒有太多房間，使用率反而較低。設(shè)計根據(jù)當(dāng)代教育與展覽發(fā)展最新趨勢，將整個場館分為兩大功能區(qū)：相對獨立密閉的科普觀摩區(qū)和開放教學(xué)區(qū)。前者主要包含觀摩展廳，后者則十分靈活，沒有人為定義空間性質(zhì)，由后期師生根據(jù)教學(xué)需要自行重組。

常規(guī)展覽流線主要是平面線性的，而面對本項目小規(guī)模的前提，平面流線會被樓層所打斷，削弱參觀連續(xù)性。設(shè)計將流線設(shè)置為立體多維，并處理為兩個參觀序列。參觀者從首層兩個不同的入口開始參觀，沿著各自流線參觀完畢之后再通過垂直交通到達(dá)對方流線的起始，進(jìn)而完成完整的科普觀摩。類似空間雙螺旋結(jié)構(gòu)的流線設(shè)計可實現(xiàn)兩股人流同時參觀又互不干擾，提升參觀效率。

功能分區(qū)和流線設(shè)計的特征，隨即反映到空間形式上。整個建筑為一個方盒子，除去兩條封閉的、盤旋而上的科普展廳之外，剩下的部分即為公共開放的教學(xué)空間。流線組織塑造空間特征，空間形式反映流線組織。立面設(shè)計也以微透的聚碳酸酯板全覆蓋，并在主要空間處開口，立面形式反映空間特征。

建筑生成

除了科普觀摩展廳之外，開放教學(xué)空間類型多樣，形式多元。在空間形式上，大小空間套疊，集小組討論與制作、大群階梯聚集與交流為一體。在空間尺度上，錯層、躍層的處理產(chǎn)生出多樣的空間尺度。整個空間具有極強適應(yīng)性，促使教學(xué)行為隨時隨地發(fā)生。

不同標(biāo)高處的教學(xué)行為

低碳環(huán)保是設(shè)計一直貫徹的理念，并在方案前期就咨詢相關(guān)專業(yè)公司進(jìn)行設(shè)計。建筑中庭上方設(shè)置天窗，在保證室內(nèi)穩(wěn)定的物理環(huán)境下，可開啟窗扇產(chǎn)生自然拔風(fēng)效果，利于節(jié)能減排。外立面采用聚碳酸酯板，不僅具有良好的遮陽效果，還使室內(nèi)光線變得十分柔和，滿足教學(xué)需要。同時在立面板材上沿著開放空間開設(shè)通風(fēng)洞口，以降低空調(diào)能耗。

通透的置物架

直通屋面的鋼樓梯

設(shè)計秉持“整個建筑都是展品”的理念，除空間外，還將設(shè)備管線、構(gòu)造節(jié)點等內(nèi)容對學(xué)生開放，成為科普內(nèi)容的拓展。室內(nèi)天花各類設(shè)備管線直接裸露，打造沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境；屋頂空調(diào)、綠色技術(shù)設(shè)備成為設(shè)備科普區(qū)，營造特色科普場所。

天窗

設(shè)計充分利用屋頂空間，打造室外課堂與室外展場。屋面設(shè)置參觀步道、植物園、建筑設(shè)備區(qū)、公共活動區(qū)，將學(xué)習(xí)行為延伸至室外。

節(jié)能措施

項目積極采用當(dāng)下成熟的綠色技術(shù)，如光伏板、小型風(fēng)力發(fā)電、溫變玻璃等裝置，充分利用可再生能源，力爭打造“零碳建筑”。本項目也獲得了由中國建筑節(jié)能協(xié)會頒發(fā)的《近零能耗建筑》標(biāo)識。

▎實體墻外層采用聚碳酸酯遮陽隔熱

實體墻外層采用低傳熱聚碳酸酯遮陽隔熱，間距700mm、上下貫通，板材間溫差形成對流空氣層，能提高建筑的散熱性能；板材700mm的內(nèi)凹設(shè)計等效四向平板外遮陽，減小太陽輻射對建筑內(nèi)環(huán)境的影響，充分表達(dá)了“被動優(yōu)先”的設(shè)計理念。

聚碳酸酯外遮陽保溫

▎電動天窗利用煙囪效應(yīng)強化通風(fēng)

北向設(shè)計可開啟電動天窗，通過BA系統(tǒng)接入管理平臺。過渡季白天，北向自動開啟的天窗引導(dǎo)空氣向上流動，強化室內(nèi)的自然通風(fēng)；空調(diào)季夜間，管理系統(tǒng)聯(lián)動氣象站監(jiān)測的室外溫濕度和天氣狀態(tài)自動開啟天窗，強化夜間自然通風(fēng)，達(dá)到建筑自然冷卻的效果。

采光窗立面圖

▎空調(diào)智能管理平臺

本項目采用高效變頻多聯(lián)機(jī)設(shè)備，全部接入BA管理平臺，具有連鎖控制、變頻、遠(yuǎn)程集中控制啟停功能，管理人員可通過管理平臺對多聯(lián)機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理調(diào)度，對建筑定時提前預(yù)冷、非運行時間的集中啟停、節(jié)假日管理、分層管理等運行策略，通過高效管理來提高能源的利用效率。

▎大空間CO2傳感器、人流傳感器聯(lián)動風(fēng)機(jī)變頻

人員密度變化較大且較為封閉區(qū)域全部采用變頻新風(fēng)機(jī)結(jié)合CO2傳感器控制，新風(fēng)機(jī)可根據(jù)室內(nèi)二氧化碳濃度監(jiān)測值進(jìn)行實時的風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)，降低新風(fēng)處理能耗。

智能調(diào)光

自然光進(jìn)入室內(nèi)

▎樓宇監(jiān)控管理平臺

建立整體的監(jiān)控平臺，展館照明、空調(diào)、電梯、光伏、室內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測傳感器均通過BA系統(tǒng)接入管理平臺，進(jìn)行集中監(jiān)控和管理，展示建筑內(nèi)外環(huán)境溫濕度風(fēng)速、空氣品質(zhì)和各項設(shè)備運行情況。

樓宇監(jiān)控管理平臺

▎光伏發(fā)電系統(tǒng)

項目屋頂采用90塊單晶硅光伏組件、組串式逆變器進(jìn)行建筑光伏系統(tǒng)配置，總裝機(jī)量為42.3kWp，年發(fā)電量4.89萬kWh，項目可再生能源利用率為47.31%。

屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)

中庭