河南省科技馆新馆 位于郑州市郑东新区，毗邻象湖风景游览区。主场馆共5层，地上4层，地下1层，总建筑面积10.51万m ² ，建筑高43.85m，是 河南省有史以来规模最大、投资最多的公益性投资项目 ，如图1所示。

图1  河南省科技馆新馆效果

基于当地环境性能，设计并建造三星级绿色建筑，打造被动式节能场馆，旨在建立一个微气候环境，形成一个生态系统。

• 下凹式绿地

本工程满足 海绵城市设计要求 ，具有调蓄功能的下凹式绿地（含雨水花园和景观水体）面积6389.9m ² ，约占绿化总面积的30.19%。

利用 植被缓冲带 引导道路雨水进入场地开放绿地等空间，合理采取径流切断措施。道路雨水进入下凹绿地经植被净化后下渗或溢流到基地雨水管网，下凹绿地的设计降低了一部分道路雨水的径流污染负荷，且具有一定的调蓄功能。绿色雨水设施如图2所示。

图2  绿色雨水设施示意

• 透水铺装

本工程透水铺装面积为43735m ² ，约占硬质铺装地面面积的77.49%，采用植草砖、透水砖和透水混凝土，如图3所示。

图3  透水铺装

• 屋顶绿化

主馆3层屋面处设置草坪式屋顶绿化，屋顶绿化设置在除采光顶、设备、管道、太阳能板等设施外的屋面处，如图4所示。

图4  屋顶绿化位置及构造

• 非传统水源利用

1）回收范围及用途  本项目共设置2套雨水回收利用系统，分别收集BS06-10-15，BS06-10-16地块内的屋面和场地雨水，经处理达标后回用至各地块内景观补水、绿化灌溉、道路和车库地面冲洗。

2）雨水处理工艺流程  场地雨水→管网收集→截流溢流井、弃流井→雨水收集池（沉淀）→砂滤→清水池→次氯酸钠消毒→提升泵→回用。

3）水量平衡分析  通过对BS06-10-15地块逐月雨水用量进行平衡分析，得到全年雨水用量平衡图，如图5所示。

图5  雨水回用平衡设计

• 经济效益分析

初期土建与设备投入共100万元，年节约运营成本5.41万元，投资回收期约18.5年。

• 排风热回收

裙房屋顶设置 转轮式全热交换器 ，展厅及会议区域的空调箱设置 转轮型排风热回收机组 ，全热效率为60%。本项目采用的转轮式全热交换器及转轮式排风热回收机组，总体成本回收期为4.9年。

• 可再生能源——地源热泵

地源热泵系统采用2台制冷量为2009kW、制热量为2200kW的 螺杆式地源热泵机组 ，布置1000口100m深 双U形地埋管井 。

地源热泵提供的空调用冷量为23%、用热量为72%，剩余冷、热量分别由定频离心式冷水机组、风冷热泵机组和市政管网提供。地源热泵+冷水机组投资回收期约4.4年。

• 可再生能源——太阳能热水

1）热水系统北侧厨房餐饮设集中热水系统，热源采用太阳能（见图6），燃气热水炉作为辅助热源；南侧（含东侧）厨房餐饮及淋浴设集中热水系统，热源采用地源热泵提供的55℃高温热水。

图6  屋面太阳能集热器

2）可再生能源热水比例  北侧热水系统最大时耗热量为158.5kW，太阳能提供71.3kW；南侧热水系统最大时耗热量为287.4kW，全部由地源热泵提供。

3）经济效益估算  可再生能源产热量约25×106MJ/年， 年节约费用约273万元 。考虑地源热泵辅助热源折算（50%）及季节运行折算（50%）， 年实际节约费用68万元 。

• 高效照明系统

展厅、门厅、电影厅、 室外 景观、建筑夜景 照明采用 智能照明控制系统 ；楼梯间采用 声光控制感应系统 ，走道及电梯厅、地下机动车库行车道和车位照明采用 建筑设备自动管理系统 。

• 节能型电气设备

1）节能变频电梯  分区采用群控、轿厢无人状态时自动关灯技术，自动扶梯可感应启停。

2）变压器  选用高效率、低能耗、SCB13型环氧树脂浇注低噪声干式变压器。

• 建筑能耗监测系统

1） 本项目设计了建筑能耗自动计量系统 ，系统主机放置在4层设备监控机房，通过统一管理平台分类监测建筑水、电、气、冷热量的使用情况。

2）对于电量计量，本项目设置用电分项计量装置，包括照明插座、空调、动力及特殊用电计量。

3）能耗监测系统计量表精度不低于1.0级，电流互感器精度≥0.5级。电能计量表应设RS485等通信接口，能耗计量系统应设置TCP/IP等通信接口，以实时上传能耗数据，如图7所示。

图7  能耗监测系统

• 幕墙遮阳体系设计

本项目外窗和幕墙透明部分（见图8）中可控调节遮阳措施面积占主要光照面的25%。

图8  主场馆幕墙系统分布

1）遮阳系统  采用固定穿孔铝板+翻转铝板外遮阳+高反射可调内遮阳帘的形式。

固定穿孔阳极氧化铝板设置于除翻转铝板外遮阳外的所有区域，采光区阳极氧化铝板构造如图9所示。

图9  采光区阳极氧化铝板构造

2）自遮阳形体  在东、西侧顶层相对于1层出挑一定宽度；入口底部设拱门与大悬挑，提供气势恢宏的半室外空间（见图10）。

图10  自遮阳形体

• 室内空气质量

1）室内空气质量监控系统  在展厅、报告厅等人员密度高且随时间变化的区域设置 CO ² 浓度传感器、室内污染物浓度传感器 。

2）CO监测  地下车库通风系统设置 CO浓度监控系统 ，每个防火分区布置1个 CO浓度监测装置 ，当CO浓度>30mg/m ³ 时，发出报警信号，并联动控制车库通风机开启。