一、项目概况

湖南省隆平水稻博物馆及配套建筑工程项目位于长沙市隆平新区，东岸公园内，用地约30亩，项目总建筑面积1.78万平方米，工程总投资8969.8万元，从空中俯瞰6栋形态别致的主体建筑仿佛6颗饱满的“稻粒”。隆平水稻博物馆是我国乃至世界上第一个大型水稻博物馆，世界首个以水稻为主题的博物馆。是以袁隆平院士为背景，展示我国水稻发展历程。为传播稻作知识，展示我国水稻科研成果，弘扬农耕文化具有重要意义。

解决主要技术问题：

①水资源高效利用。博物馆空调系统采用水源热泵，水源引用浏阳河水。夏季工况水源热泵的退水用于博物馆的梯田水稻，退水水温更有利于水稻生长，多余退水一部分经梯田自流流入东安公园用于景观补水，另一部分作为雨水收集系统的补水水源。

②博物馆立面为了将水稻的稻穗形态进行图案化的抽象处理，采用白色的素混凝土板。混凝土板以矿山工业废料（石渣、石粉）为主要原材料，不但可以强烈的表现特殊质感，还能有效防止开裂、降低成本，而且可消化工业废料，从而起到节约资源的作用。

③博物馆大空间人员密度大送风量大，采用全空气系统，采用上送下回的的气流组织，送风段设中效过滤器。空调设计采用排风热回收+过渡季全新风+CO2浓度监控技术，保证室内良好的空气环境，同时最大化节约能源。

复杂程度：博物馆建筑复杂，存在特殊工艺要求，本项目因地制宜在节约能源，室内空气品质，水资源利用运用新设计思路，达到了较好的运营效果，具有较强的示范作用。

二、技术措施

2.1 关键绿色策略与技术

项目总体绿色建筑设计以绿色、节能、低碳、舒适、健康、安全和美观的设计理念，并协调建筑与周围建筑和谐共生，以绿色建筑三星级为总体目标，采用相应的技术措施。

1)博物馆位于整体规划的东岸公园的东北角，与整个浏阳河风光带形成对应关系，博物馆建筑散落在公园中，形成建筑与景观完美融合。博物馆结合稻米广场利用树池、草地、水面等元素介入，提供多元化的特色空间。为了营造一个安静、舒适的活动空间，各种树植点缀在建筑周围，使得建筑与环境融为一体。而绿化则以常绿乔木为背景，乔灌结合，根据花卉的季相进行搭配，以树造景，塑造出原生态的大地景观。

2)采用被动式节能技术。通过优化围护结构构造，使用了外墙外保温体系、屋面和门窗节能等多种节能技术。建筑外墙体采用70mm玻璃棉板外保温，幕墙外窗采用LOW-E中空玻璃，屋顶采用60mm复合硬泡聚氨酯板保温，并采用铝板饰面，极大降低屋顶太阳辐射吸收系数，同时又保证建筑外形的整体美观。建筑围护结构节能率在标准建筑基础上节能19.58%。

3）合理使用可再生能源。项目靠近浏阳河，空调设计水源热泵系统，空调冷热负荷100%由水源热泵提供，水源热泵水源侧取水与东岸公园的绿化浇灌系统共用，减少了因单独设计水源热泵水源侧的取水管道。通过优化空调系统设计，空调系统节能率20.11%。

4）对场地雨水进行综合利用收集。通过收集屋面及场地地面雨水，减缓市政排水压力，同时利用水源热泵取水侧的源水退水为雨水收集利用的补水，回用于本项目绿化浇洒、景观补水、道路冲洗等。非传统水源利用率为27.8%。

5）大空间采用全空气系统，全空气系统采用双风机组合式空调机组，带有热回收功能。过渡季节通过加大新风量，可实现过渡季节的全新风运行。共采用8台双风机组合式空调机组，总新风量为43000m³/h，热回收效率为70%。夏季累计可节约制冷量 239941.9kWh 和冬季累计可节约制热量 206936.6kWh，全年节省电量60378.9kWh，年节省运行费用72454.7元，投资回收期4.15年。

6）在展厅、门厅、大型会议室等主要功能房间的空气处理机组中设置中效过滤器，可有效降室内含尘量，提高室内的洁净度。在人员密度较高的空间，大空间设置二氧化碳浓度检测器，全空气系统各区的空调新风机、排风机与该区二氧化碳浓度检测联动，根据二氧化碳浓度检测器检测到的浓度，实时控制新风机和排风机的风量。

7）外墙的装饰混凝土轻型墙板以矿山工业废料（石渣、石粉）为主要原材料，不但可以强烈的表现特殊质感，还能有效防止开裂、降低成本，而且可消化工业废料，从而起到节约资源。产品无放射性物质，无污染，属于国家政策支持的环保材料。

8）本工程博物馆主体建筑结构的设计使用年限为100 年。博物馆主体采用框架结构，最大跨度达23 米，屋面采用拱形梁板结构，确保项目使用上维护简单。

9)主入口处雨篷采用轻钢结构，为保证效果尽量减小结构尺寸，钢结构柱采用钢管混凝土结构，此措施极大的提高钢柱抗压能力有效的减小钢柱直径。在保证结构安全的前提下满足建筑效果的需要。

10）在建筑的规划设计和施工建造阶段应用应用建筑信息模型（BIM）技术，全面实现项目信息的无障碍交流。利用 BIM 进行管线碰撞检测、管线综合、系统平衡校核、利用模型做预制加工；快速统计项目工程量信息，准确评估成本变化。

2.2 技术成效与深度

项目以绿色建筑三星级为设计目标，根据博物馆建筑的使用特点及项目所在地地理位置状况，以“被动式技术优先、主动式技术优化、可再生能源和非传统水源补充”为基本技术路线，量身定制绿色设计方案。

1）因地制宜。结合地形地貌、水体、植被等进行设计，在夏季、过渡季主导风向设开敞通风口，有利于夏季和过渡季的通风流畅和夏季散热。围护结构采用多种被动式节能技术，通过优化围护结构构造，建筑围护结构节能率在标准建筑基础上节能19.58%，从而又大大降低因围护结构散热而增加的空调负荷。

2）可再生能源利用。项目位于浏阳河附近，有条件利用水源热泵条件。目前，湘江综合枢纽目前已经完成了前期蓄水，水位可长期保持在26m，待综合枢纽完成全部蓄水后，水位长期稳定在29.7m，为水源热泵的取水提供了可靠的保证。根据2013年浏阳河水温的监测数据，河水温度夏季平均28℃，冬季平均10.65℃，非常适合水源热泵运行。本项目全年空调冷负荷、热负荷均由水源热泵100%供给。

3)非传统水源利用。博物馆设计雨水收集系统，在长沙地区雨水收集系统通常在夏季室外绿化用水量大时，降雨量少而无雨水可收集，无雨水可利用。本项目通过采用水源热泵的退水作为雨水收集系统的补水，正好弥补雨水淡季的补水，极大的提高了雨水收集系统的利用效率。雨水收集系统可满足室外绿色浇灌、景观补水、道路广场冲洗等用水。非传统水源利用率达到27.8%。

4）项目位于东岸公园内，东岸公园绿化用水引用浏阳河水。本项目水源热泵的取水与东岸公园绿化用水泵站及管道合用设计，减少了应单独建造水源热泵取水泵站的泵站和取水管道投资，且水源热泵的水源侧的退水一部分又回用给东岸公园的绿化用水。

5）大空间采用全空气系统，采用上送下回的空调送风方式，在大空间能形成良好的气流组织。并在组合式空调机组设中效过滤期，能有效保证室内空气品质，为游客提供一个舒适的游览环境。全空气系统采用双风机组合式空调机组，并带有热回收功能。共采用8台双风机组合式空调机组，总新风量为43000m³/h，热回收效率为70%。夏季累计可节约制冷量 239941.9kWh 和冬季累计可节约制热量 206936.6kWh，全年节省电量60378.9kWh，年节省运行费用72454.7元，投资回收期4.15年。

6）博物馆造型较复杂，设计阶段运用BIM技术。在规划设计阶段，根据方案建立模型，随着施工图深化，逐步完善模型，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在设计阶段运用BIM技术检查各类碰撞和优化设计多达356处。

2.3 绿色建筑设计效益

该项目获得国家三星级绿色建筑认证的博物馆类建筑项目。设计结合了建筑使用特点、长沙市相关政策要求,项目所在地的自然特点等，立足于项目类型和功能用途，有针对性地采用了节地、节能、节水、节材以及保证室内环境和运营管理的诸多技术，与建筑充分地融合富有特色。

通过对建筑提出优化设计以最大程度的降低空调设计负荷和运行能耗。通过绿色节能技术措施的使用，提高建筑的使用品质和感官环境，使游客深深感受到高星级绿色建筑相对普通建筑产生的环境和经济效益，也对于绿色建筑性技术如水源热泵、雨水收集利用、室内二氧化碳浓度监控、废弃物材料再利用等设计理念和技术措施对于发展绿色建筑，带动新技术的发展和应用，具有很强的示范效应，也推动了该技术在其他建筑物中的应用。

项目为实现绿色建筑而增加的初投资成本约162万元，单位面积增量成本为109.4元/m²，通过实施以上绿色建筑技术措施，每年可节约的运行费用约23.1万元/年，投资回收期为7.01年。

信息提供单位：中机国际工程设计研究院有限责任公司