1、! !上海建设科技#$% 年第 & 期!十一五国家科技支撑计划#$( )*+ $# * ,&-资助#$,$ 年世博会城市最佳实践区， 以可持续的城市化为展示主题， 集中展示了全球有代表性的城市为提高城市生活质量所做的公认的、 创新的和有价值的实践方案和实物。 城市最佳实践区位于世博会范围的浦西 . 区， 包括南北 # 个街坊， 北区的展示领域为科技创新的建成环境， 采取实物展示方式， 建筑、 开放空间、 基础设施等元素集成模拟于生活街区， 其中包括 & 组建筑， 分别以居住、 工作和休闲功能为主导。 模拟街区预计可容纳 ,/ 个参展案例， 包括 ,# 个建筑案例、 , 个公共空间案例、 , 个2、水景案例和 , 个基础设施案例。本文将从理念定位、 建筑设计、 技术集成及展示策划等方面， 对 #$,$ 年世博会城市最佳实践区上海案例!“沪上生态家” 进行解读。!理念定位“沪上生态家” 根据城市最佳实践区居住建筑案例要求， 针对上海为发展中国家的夏热冬冷地区、大城市、 高密度的地域气候特征和经济发展水平， 开展了文化创意和理念研究， 旨在建设一个诠释世博主题、 展示最新成果、 引领未来科技发展的智能化生态住宅展项。遵循 “天和 节能减排、 环境共生， 地和因地制宜、 本土特色， 人和 以人为本、 健康舒适，乐活 ! 健康可持续的价值导向” 的主题， 在方案的策划和设计中提炼出了0关注节能环3、保， 倡导乐活人生0的全新生态居住理念。基于对既有实物案例 上海生态建筑示范楼的传承创新， 采用因地制宜的设计原则和自主创新的关键技术。 根据上海的地域特点， 以 “节能减排、 资源回用、 环境宜居、 智能高效”,( 字为技术目标， 展现上海的本土特色、 成功经验和高水准， 力争形成可供全球城市借鉴、 推广的适宜技术体系。方案具有 1 个特征： 主题延续性， 生态理念的传承和世博主题的呼应； 文化地域性， 中国上海地域文化和本土建筑特色； 创新自主性， 自主创新适宜技术应用和集成示范； 水平先进性， 中国上海 #$,$ 年国际先进技术水平2,3。建筑设计# !总平面“沪上生态家” 选址于城市最4、佳实践区北部区块内， 东侧紧邻住宅案例门户入口， 南侧遥望成都活水公园案例， 与奥登赛案例相邻， 北侧、 西侧与马德里和伦敦 # 个案例相邻见图 ,-。 项目建筑红线内面积 1 4#， 总建筑面积 & $, 4#， 其中， 地上 1 层，建筑面积为 # #, 4#； 地下 , 层， 建筑面积为 514#。 建筑屋面高度为 ,56 % 42#3。规划与设计!# 年上海世博会城市最佳实践区上海实物案例“沪上 生态家” 展馆建筑设计和技术集成韩继红张颖汪维上海市建筑科学研究院集团-有限公司摘要 “沪上生态家” 展馆为入围 #$,$ 年上海世博会城市最佳实践区东道主唯一的实物案例。该案例通过运用生态设5、计手法和十大生态技术， 展现了智能化生态住宅的科技发展水平， 并成为建筑领域可持续发展的普及教育基地和国内外合作交流的平台。关键词上海世博会生态住宅技术集成设计!#$%&$“789:;89?4A”B9CD: :DF =9EA G A:HHF A:HAIAJ G:9DDF KIL9: )AEHBI9=H=A *I=9 : 789:;89IDJ .NOP Q8=8 JEOD9FE E=A:HG= 9:J HA=8:D;F DACAD G :HAD?D;A:H IAEJA:H9D LRDJ:;E 9:J Q4A 9JC9:=AJ EREH9:9LDA AJR=9H: L9EA 9:J J4AEHIA6、44R:=9H: OD9HGI4 LF RE?JAE;: ES?HA=8:D;AE6()* +,%-#789:;89IDJ .NOA=D;= IAEJA:H9D LRDJD;F :HA;I9H:JAE;:上海建设科技! !#$% 年第 & 期 ! 上海案例( ! 英国案例) ! 西班牙案例()! !生态手法“沪上生态家” 外立面*见图 #+体现了江南民居的传统文化特色， 采用了山墙、 石库门*见图 &+、老虎窗*见图 ,+等上海老住宅要素。 趋风避寒、 流水不腐、 以土养水、 草木葱郁等本土生态手法也在建筑设计中得到了传承和展现， 例如， 通过楼梯井形成竖向拔风， 强化过渡季节建筑内部的自然通7、风； 南面的景观水体通过生态浮床技术实现水体自然净化， 达到生态保持的效果； 人行步道采用透水铺地， 涵养地表水源； 南向模块绿化、 西墙爬藤绿化、 屋面轻型绿化等立体化配置， 使得建筑物融于绿色盎然之中。#技术亮点# $技术目标“沪上生态家” 以满足国家 绿色建筑评价标准-( . / 0$&1 最高等级三星级为设计目标， 通过图 !“沪上生态家” 外立面规划与设计图 $“沪上生态家” 区位平面图 #入口石库门图 %屋面老虎窗! !上海建设科技#$ 年第 % 期智能集成管理中心和家庭远程医疗家用机器人服务系统生活垃圾资源化处理&() 非晶硅薄膜光伏发电系统固废再生轻质内隔墙(* 预制式多功能阳8、台天然采光和室内 +,- 照明自然通风强化技术夏热冬冷地区气候适应性围护结构燃料电池家庭能源中心%$. 前瞻技术和 /$. 成熟技术应用， 因地制宜地形成 “节能减排、 资源回用、 环境宜居、 智能高效” 四大技术体系， 共 %$ 个技术专项， 达到建筑综合节能0$. 、 可再生能源利用率 1$. 、 非传统水源利用率#$. 、 固废再生的墙体材料使用率 2$. 、 室内环境达标率 2$.等技术指标324。“沪上生态家” 强调生态住宅一体化设计， 突出十大技术亮点： 自然通风强化技术、 夏热冬冷气候适应性围护结构、 天然采光和室内 +,- 照明、 燃料电池家庭能源中心、 (* 预制式多功能阳台9、 &()非晶硅薄膜光伏发电系统、 固废再生轻质内隔墙、生活垃圾资源化、 智能集成管理和家庭远程医疗、家用机器人服务系统等5见图 16。! #自然通风强化技术建筑为南北朝向， 通过合理的开窗设计， 可形成南北贯穿通风， 异型楼梯井顶部设置机械拔风装置， 则可强化竖向空气流动。 模拟分析表明， 过渡季节建筑物内部自然通风效果良好3%45见图 06。! !夏热冬冷气候适应性围护结构基于夏热冬冷地区气候特征， 综合考虑 “沪上生态家” 的隔热、 保温、 调湿问题和资源再利用需要，建筑外墙采用长江淤泥砖作为填充墙， 外立面采用隔热涂料或隔热砂浆， 保温层采用无机保温砂浆， 内立面采用几种材料与脱硫石膏10、复合系统， 在保护环境的同时， 使建筑外墙具有随室外气候变化而变化的自适应功能， 如图 / 所示374。! $天然采光和室内 +,- 照明充分利用天然采光， 建筑室内 /1. 以上的主要功能空间室内采光系数， 满足现行国家规范要求。 同时， 通过分区照明设计及控制方式辅以人工照明， 节约照明能耗并提升室内光环境品质， 实现 “自然与人工的交影” 效果3%45见图 86。! %燃料电池家庭能源中心根据 “高质高用、 能级对口” 的原则， 引入燃料电图 &风压作用左(、 热压作用右(下建筑南北剖面速度分布图 %“沪上生态家” 十大技术亮点规划与设计上海建设科技! # !$#% 年第 & 期东墙： 11、木材饰面、 无机保温砂浆、 淤泥空心砖、 脱硫石膏保温砂浆 板北墙： 无机饰面砂浆、 无机保温砂浆、 淤泥空心砖、 脱硫石膏保温砂浆 板西墙内立面相变石膏板南墙： 隔热涂料、 无机保温砂浆、 淤泥空心砖、 脱硫石膏保温砂浆 板( )*+,$&-./01北向外窗采用低辐射中空断热铝合金南向外窗采用双层窗西墙： 隔热涂料、 无机保温砂浆、 淤泥空心砖、 脱硫石膏保温砂浆 板燃气供电产电城市电网电厂风力发电光伏发电逆变器照明燃料电池家用电池系统， 以热电联产的方式提高能源利用效率。 具体为： 屋顶设置采用 23 的燃料电池， 利用燃料电池供应照明用电， 同时利用发电后的尾气余热回收利用供应热水， 实12、现未来家庭的能源复合利用4-56见图%7。! #8+ 预制式多功能阳台根据 “沪上生态家” 的住宅单元布置、 立面风格、 太阳能应用及展示需求等， 对建筑南立面的 8+阳台进行一体化设计， 集成太阳能平板集热器安装构件、 太阳能光伏发电板安装构件、 阳台绿化开槽、电线水管及通讯线路的预留通道等， 在工厂进行整体预制并进行外装饰处理， 在现场进行整体吊装， 从而缩短了施工周期、 提高了施工效率、 实现了标准化、 工厂化、 装配化和一体化4.5。! $)98: 非晶硅薄膜光伏发电系统规划与设计图 $% 楼外墙节能构造平面示意图 &未来家庭用能模式示意图 各楼层工作平面的采光系数分布! !上海建设科13、技#$% 年第 & 期风机阵列大阳电池阵列屋顶太阳能光伏系统光伏屋段发电系统南立面外墙光伏发电系统阳台太阳能光伏系统环境中心能源中心集成管理系统大屏大屏大屏信息中心设备中心()太阳能光伏发电系统*见图 $+容量约 , -.，分为光伏屋顶发电系统和南立面光伏外墙发电系统两部分。 鉴于非晶硅电池在外界温度较高以及弱光条件下比传统的单晶硅和多晶硅电池有更好的工作能力， 选用了国内自主品牌的非晶硅太阳能电池板进行一体化设计安装和相关技术应用。 其中， 南立面光伏发电子系统采用工厂预制阳台技术进行细化设计、 整体制作和现场吊装。! #固废再生轻质内隔墙针对上海量大、 利用率低的建筑垃圾和工业废渣等资源，14、 提出了成套的绿色工程材料解决方案， 包括利用污泥生产的生态水泥、 利用建筑垃圾生产的再生骨料、 绿色混凝土系列产品、 粉煤灰商品砂浆等。 其中， 本项目中的内隔墙将全部应用新型的固废再生墙体材料， 如淤泥砖、 粉煤灰加气砌块、 再生骨料多孔轻质砌块、 纸面脱硫石膏板等/01。! $生活垃圾资源化为体现将城市变废为宝的理念， 重点展示城市生活垃圾资源化处理的新技术， 可将有机垃圾和无机垃圾同时转变为建材， 如生产路基材料、 人行道砖以及砌块、 防浪石等， 垃圾处理率达到 $2 ， 实现垃圾处理的减量化、 无害化和资源化等。 该技术将以微缩模型的方式进行展示/01。! %&智能集成管理和家庭远程15、医疗“沪上生态家” 将建成能源管理、 环境监测、 设备管理和信息管理 3 个智能管理中心*见图 +， 并由智能集成管理平台统一调控。 其中， 能源管理中心、 环境监测中心、 设备管理中心底层数据采用楼宇自控系统， 信息管理中心的人流数据采用 4567 和红外技术的人流引导系统， 在居室中还将展示家庭远程医疗系统/81。! %家用机器人服务系统“沪上生态家” 还将展示多功能家用机器人服务系统， 其技术应用方案紧扣建筑设计和参展流线，根据各种机器人的不同特色， 设置不同的场景， 展示家用机器人给人带来安康、 便捷的生活享受。 拟采用的机器人包括： 迎宾和娱乐机器人、 智能清洁机器人、 助老机器人 16、（诊疗床机器人、 家居监控机器人） 、烹饪机器人、 教育机器人等/91。展示策划“沪上生态家” 紧紧围绕世博会参展案例趣味性、 体验性和参与性的策展原则， 以 “住宅科技时空之旅” 为主题， 在建筑垂直高度上组织 “过去、 现在、未来”& 部曲式的展示空间。 :过去篇:以上海的母亲河 苏州河为线索， 展示上海从明清时期的传统民居、 近代里弄住宅、 当代住宅改造直至近期现代化生态节能住宅的演进之路； :现在篇:旨在展示全寿命周期住宅理念， 探索普适型的绿色宜居模式， 以贯穿人生全过程的 “青年公寓、 两代天地、 三世同堂、 乐龄之家” 等主题单元， 给每个人一个理想的家；“未来篇” 以虚拟现实影17、片畅想未来绿色人居生活， 展现科技的发展对于居民生活理念和生活方式的革命性影响。 在高科技策展的氛围中， 让观众在参观过程中穿越时空， 感受住宅科技发展的魅力， 呼应 “城市， 让生活更美好” 的世博主题/1。规划与设计图 %&太阳能光伏发电系统图 %系统框架（下转第 & 页+! !上海建设科技#$% 年第 期工时要保证屏蔽门预埋件的安装质量， 在预埋件槽口内可填充泡沫， 以防止混凝土浇注时因进入型钢槽内而对后期处理造成不便。! #混凝土浇注与养护&( )*+ 风道混凝土浇注由站厅层板上的预留孔灌入和振捣。 一般在站厅层板上预留 !,$ -./ , - 的浇注孔。 因浇筑孔洞小、 间距大， 在18、确保混凝土和易性条件下， 坍落度宜取大值， 如 ,$ -。&#(浇注混凝土作业过程中， 应随时检查预埋件、 模板等是否变形、 位移， 如有位移， 应及时采取矫正措施并进行加固。&(风道构造形式的特殊性， 以及预留孔直径小、 间距大， 造成混凝土浇注速度缓慢。 因此， 现场应控制好浇筑和供料的速度， 防止 )*+ 风道因结构不密实而造成漏气及降低风道性能。&0(以同条件养护试块的 1 早强报告为安排底模拆除时间的依据， 因此， 现场除按规范要求制作试块外， 还应增加制作 # 组试块， 组进行 1 早强试验， 还有 组备用， 以保证结构强度达到要求后再拆底模。$效果本工程 )*+ 风道施工中， 通19、过合理安排支架体系和模板系统， 保证了施工的连续性， 提高了施工速度， 实现了高效率地模板周转， 在 ,$ 1 内完成了 #22- 现浇混凝土 )*+ 风道的施工， 确保工程如期完工。&收稿日期： #$% ! $ ! $(环境污染， 为上海提供绿色电力。在封场后的垃圾填埋场上开发太阳能发电3 不仅突破了城市发展大规模太阳能并网发电土地资源不足的瓶颈， 同时对填埋场封场后土地再利用提供了一种新模式。随着风力发电和填埋气发电的建设， 老港静脉园区能源再生利用体系正在逐步完善， 若继续推进垃圾场上的大型太阳能并网发电项目， 将形成 “地下： 填埋气回收发电； 地表： 太阳能发电； 空中： 风力发电”20、 的立体式、 多模式可再生能源开发利用的格局。 届时， 老港静脉产业园区可再生能源开发利用将实现新的突破， 园区也将成为全国可再生能源示范基地和封场后土地再利用示范基地， 对区域经济发展和环保事业有重要意义。!结论垃圾填埋场封场后的土地再利用， 一直是学界探索的重要课题。 同时， 由于城市土地资源的紧张，也制约了城市大型太阳能并网发电。 在封场后的垃圾填埋场上发展太阳能发电， 实现了土地再利用和能源再利用的双重效益。“立体式、 多模式” 的可再生能源利用体系在国内尚属新的创举， 它将把上海老港静脉产业园区打造成为一个具有示范意义的再生能源利用基地和中心， 对老港静脉产业园区的产业形成具有推动和21、促进作用。&收稿日期： #$% ! $0 ! 0($结语“沪上生态家” 建成后， 将为发展中国家夏热冬冷地区及超大城市的智能化生态住宅实践提供借鉴， 成为先进科技产品的普及教育基地和国内外合作交流的平台， 为提升我国生态建筑相关领域的技术水平和产业发展发挥作用。参考文献：45上海市建筑科学研究院/ 智能化生态建筑技术集成研究课题总结报告465/ 上海， #$2/4#5上海现代建筑设计集团有限公司/ 智能化生态建筑技术集成研究课题子课题研究报告 展区规划设计和个性化住宅套型设计研究465/ 上海， #$2/45上海市建筑科学研究院/ 智能化生态建筑技术集成研究课题子课题研究报告 建筑环境的关键技22、术研究465/上海3 #$2/405上海市建筑科学研究院/ 智能化生态建筑技术集成研究课题子课题研究报告 建筑节能研究465/ 上海3 #$2/4,5上海建科建设监理咨询有限公司/ 智能化生态建筑技术集成研究课题子课题研究报告 未来生态住宅施工模式和关键技术研究465/ 上海3 #$2/475上海市建筑科学研究院/ 智能化生态建筑技术集成研究课题子课题研究报告 绿色建材适用技术研究465/ 上海3 #$2/485上海市建筑科学研究院/ 智能化生态建筑技术集成研究课题子课题研究报告 智能化系统研究 465 / 上海3#$2/425上海市建筑科学研究院/ 智能化生态建筑技术集成研究课题子课题研究报告 家用机器人在智能化生态住宅中的应用研究465/ 上海3 #$2/&收稿日期： #$% ! $# ! 7(（上接第 #8 页(施工技术（上接第 页(