热带森林温室
重新审视温室设计
这座令人印象深刻的60英尺高、12000平方英尺的热带森林温室在2006年开放时被誉为同类建筑中最节能的建筑,它将带着来自匹兹堡及其他地区的游客踏上一段多彩的、鼓舞人心的旅程,穿越世界上一些植物最丰富的地区。结合有影响力的民族植物展示,瀑布和郁郁葱葱的绿色植物,这个最先进的设施旨在提高温室设计和建造的标准,进一步证明了如何支持一种新的方法,而不是过去的惯例,可以为几乎任何可持续性挑战提供解决方案-在这种情况下,消除了许多与加热和冷却相关的高成本。
与我们1893年的温室形成鲜明对比的是,当时的温室是用当时的流行技术设计的,依靠有限的被动通风系统来调节室内温度,结果热带森林温室很快就展示了其非常规设计的成果,比传统温室少使用40%的能源,因为它全年保持更稳定的温度;事实上,在这种结构中根本没有温室效应,夏天里面总是比外面凉爽,而且由于其独特的形状和许多其他节能策略,它几乎不使用电力。今天,该建筑的能源需求,以及菲普斯校园的其他部分,100%是由太阳能和风能在现场和场外产生的。
更多的细节
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项目总结
愿景:重新思考传统
- 与传统的温室不同,热带森林温室的特点是高高的南墙和从南到北向下倾斜的屋顶,允许使用节能双窗格中空玻璃在屋顶上,同时保持适当的光照水平,以种植植物。
- 利用跟踪研究的结果,监测太阳在冬季穿过天空的路径,我们的工程师设计了朝南的墙,使其处于最佳高度,确保100%的冬季阳光渗透到温室内部。这堵墙包含电影里的玻璃使植物进入结构所需的全光谱的光成为可能。
- 自屋顶是倾斜的在美国,太阳在冬天永远不会穿过它,这使得安装节能的双窗格玻璃成为可能,否则由于其阻挡光线和太阳辐射的能力,这种玻璃无法在温室中使用。在寒冷的天气里,这种类型的玻璃可以最大限度地增加热量,并限制热空气从屋顶逸出。在夏季,太阳的热增益是最小的。
- 为了进一步提高设计的有效性,热带森林温室还拥有一个革命性的开放式屋顶系统这有利于热空气的释放,实际上消除了温室效应,也不需要昂贵的排气扇,而传统的温室通常使用排气扇来控制热量的积聚。这些通风口由阿格斯计算机系统控制,根据内部和外部条件打开和关闭它们。
敏感性:节能策略
- 提高热带森林温室效率的更多的是一些能源的毯子和遮阳布在屋顶上,夏天提供遮阳,冬天提供隔热。就像屋顶通风口一样,这些都是由智能阿格斯控制系统控制的。
- 西部和北部的墙壁由混凝土制成,在外部隔热,以实现热质量白天收集热量,晚上温度下降时释放热量。
- 一个根区供热系统安装在植物床上的装置由一系列地下管道组成,这些管道利用热水将辐射热直接输送到植物的根部,有效地促进了植物的生长,并通过降低环境空气温度来节省能源。
- 6个直径24英寸,300英尺长的混凝土地球管埋在地下15英尺处,温度保持在55度,也有助于消除机械冷却的需要。当通风口打开时,从屋顶排出的热空气会产生真空吸力。然后,土管从外部吸入新鲜空气,在空气通过时有效地对其进行冷却。
- 虽然已经不在现场了,a固体氧化物燃料电池西门子发电公司创造的将天然气转化为电力的原型是第一个在公共花园使用的。
可持续发展的特征
高级计算机控制
- 预测计算机控制的天气和温度反应系统
- 最大能源效率
- 更平滑,更均匀的生长条件
- 更好的植物品质和均匀性
- 精密的设备控制和先进的数据记录系统
高效的玻璃
- 节能双窗格屋顶玻璃隔热,同时保持适当的光照水平生长的植物。
- 毗邻温室的特别活动厅首次安装了Solarban 70 XL太阳能控制低辐射玻璃,这是当时最节能的玻璃,由PPG工业公司设计和制造。
激进屋顶设计
- 高大的南向墙允许隔热双层屋顶玻璃,同时仍然保持适当的光照水平,以种植植物
- 12000平方英尺的屋顶有一半是开放的,以消除“温室效应”。
- 通风口由阿格斯电脑控制
共生供热系统
- 为访客提供地板辐射供暖
- 内部混凝土墙收集太阳能并在夜间释放热量
- 支持设施上方的绿色屋顶
能源的毯子
- 蒸发冷却的雾化系统
- 防止对流和辐射热损失
- 夏季遮阳,冬季保温
- 通过气象站链接进行电子导航
- 阿格斯计算机控制
地球管
- 100%被动冷却取代了对暖通空调的需求
- 6个直径24英寸,300英尺长的混凝土管安装在地下15英尺处,那里的温度全年稳定在55°F(13°C)
- 外面的热空气在穿过地下管道进入温室时冷却下来
- 热空气从屋顶通风口排出产生的真空将冷却的空气拉入温室,而不使用电力
照片©Denmarsh Photography, Inc.;保罗·g·维格曼;崇高的观点