布拉斯韦尔高中

项目概况

雷·布拉斯韦尔高中(Ray Braswell High School)是450,000平方英尺的公立学校建筑。

建设项目的目标集中在可持续性和成本效益上。 RWB接受了挑战,为高效的集中式地热系统提供了设计。

结果,在运营的头12个月中,布拉斯韦尔高中每年在该地区每平方英尺的能耗最低。

  • K-12教育机构
  • 新建筑
  • 450,000平方英尺
  • 在Revit MEP中设计
  • 建筑师: VLK建筑师

奖项

2020年ASHRAE第八区技术奖

新建筑–教育设施

2020年ASHRAE达拉斯技术奖

新建筑–教育设施

2017 TASA / TASB建筑设计学院展览

设计与价值

项目详情

11月5日,2013年的选民 登顿独立学区 对该地区的主要扩张项目给予了认可。一揽子计划中最大的项目是新建一所布拉斯韦尔高中。

Denton ISD的其他中学– Denton,Guyer和Ryan –都已满负荷。新建筑的目的是缓解附近的瑞安高地和登顿高地的人满为患。布拉斯韦尔高中的所在地位于学区服务区的东侧,为迅速发展的小榆树社区和周边地区提供服务。学校于2016年8月开业,可容纳2,600名学生。

设施概况

该学区打算建设最先进的设施,包括新的现代设计外观和设施。例如,“杂乱无章”的房间和其他协作空间是为“小组讨论”课程设计的,用于解决问题或完成家庭作业。多个空间包括技术规定,例如用于为移动设备充电的USB端口。此外,该建筑还设计为尽可能多地采光。其中包括许多带有宽敞窗户和高高天花板的公共空间。

完成的高中是 452,868平方英尺 并计划进行扩展。该设施经过独特设计,设有四个“学习室”。每个机翼包括教室,科学实验室,技术室和特殊教育设施,因此在每个年级都可以独立存在。房屋之间通过大型开放式行政区域,自助餐厅,图书馆和协作的“灵活”空间相连。学校还设有大范围的美术和体育领域,旨在为学生和当地社区活动提供服务。

239

地源热泵

300

每口井的深度

1,118

个别井

能源效率

实现可持续发展目标|布拉斯韦尔高中

董事会致力于可持续发展。最初的项目需求带有50多个可持续设计目标,各个目标被各个学科一一解决。所有者选择追求符合LEED银级认证的效率和可持续性目标,但选择不追求该认证。

从机械角度来看,该建筑是根据 ASHRAE标准90.1 – 2010 (项目设计于2013年开始). 与建筑物所有者的早期讨论得出的结论是选择地热或地源热泵系统来为建筑物服务。该学区在 地热 以前的中学项目中使用的系统。

集中地热设计

设计是 集中式地热系统,有较大的集中泵服务于单独的井田。其中包括二十个地热井田,其中有1,110多个单独的井,深度为300英尺。

每个集中式机械室都有两(2)台并行设计的大型泵,用于冗余,每个泵由变频驱动器提供服务。抽水系统通常在大多数热泵中都包括二位控制阀。当相应的泵开启时按顺序打开,然后按需关闭或关闭时关闭。

此外,水侧设计在每个回路的末端都包括三通阀。这样可确保每个泵的水流量,并确保系统在运行时可达到设计供水温度。所有水循环为建筑物中的239个地源热泵提供服务。

尽管没有为该项目完成能源模型,但在项目完成后,仍对建筑物的能源使用进行了密切监控。截至第一个完整的学年开始时,地热系统帮助学校达到了该地区最低的能源使用强度(每年每平方英尺的能源消耗)。

室内空气质量

布拉斯韦尔中学设计了22台能量回收呼吸机(ERV)进行通风。通常每个楼层和每个机翼提供一(1)个ERV。 ERV的容量范围从每分钟2500立方英尺(cfm)到最大11,000 cfm,这取决于ASHRAE标准62.1的要求。二氧化碳传感器位于会议室,自助餐厅,美术空间(乐队,乐团,合唱团,礼堂,绿色房间,黑匣子等)和体育馆等占用率高且变化很大的空间中。在这些空间中,自动控制风门用于根据需要控制新鲜空气的流量。这种需求控制的通风设置有助于降低能耗。

革新

湿度控制设计用于特定的高潜伏区域,例如自助餐厅,体育馆,会议室和所有表演艺术场所。在这些区域中,相应的地源热泵中包括一个热气再热系统。通过这种方法,可以在局部实现除湿,而不必将任何热量排到相应的井场。

成本效益

初步分析表明,所设计的地热系统的投资回收期将仅超过15年。尽管这比期望的回报期长,但早期的能源使用数据表明,这种回报将好得多,并且地热井将为学校的建筑寿命提供服务。

计划了将来的扩建,并在现场为将来的井场分配了空间。对于公共校舍而言,地热系统似乎是一种极具成本效益的设计。

对环境造成的影响

除能效措施外,系统设计还包括许多减少环境影响的措施。

  • 水计量系统可确保长时间不浪费水资源,而不会发现泄漏。
  • 地热系统是仅水的系统,不含乙二醇或其他添加剂。开放式系统中不会使用会蒸发的水,因此不会长期使用补充水。
  • 建筑物中不存在大量制冷剂。
  • 通风空气是按照ASHRAE标准62.1进行供应的,通常在尝试将空压维持在中性至正压时,尽可能根据需求进行控制。

运维

地热系统|布拉斯韦尔高中

集中式地热系统易于维护。设计团队开发了一种预制的泵架,其中包括两(2)个串联在一起的直排泵。这节省了机械室中的宝贵空间,并允许技术人员轻松高效地维修该设备。一(1)台泵是另一台的冗余泵,每台都由专用的变频驱动器提供服务,这样一来,一台泵即可进行维修或更换,而另一台则可处理负载。

井场和建筑物中的管道系统主要由HDPE塑料管道制成。泵架包括泵,最小限度的管道,过滤器,隔离阀和相关的管道附件,它们由不锈钢,青铜,黄铜或带有内部涂层系统的钢制成,以防止腐蚀和系统中的铁松散。对于热泵管道跳动,情况与此类似。设计中包括一个封闭系统的水处理系统,但是由于没有钢液暴露在外,因此处理量非常有限。

补充水表已添加到每个井场的系统设计中。每个井场的补充水使设备团队能够立即确定系统中的水流失,泄漏迹象,然后团队可以寻找水源并尽快修复泄漏。

其他挑战

布拉斯韦尔高中

由于采光是所有者的首要任务,因此机械系统设计了创新的解决方案,以在系统将以加热模式运行时与自然分层作斗争。有大量玻璃暴露的多个两层高占用区域使问题更加复杂。该团队设计了周向缝隙扩散器,将气流向下推动到空间中,并通过空气运动冲洗了窗户,以防止冬天玻璃上凝结。

该项目是公司最早的项目之一,该项目在Revit中完全生产,并充分利用了碰撞检测的优势。这就要求整个设计团队相互协作,并跟上日常设计变更的步伐。