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特兰托自然科学博物馆(现为缪斯科学博物馆 MUSE)自十九世纪中叶创办以来,担当着引导公众保护自然的使命,二战后更进一步加深了对自然科学探研的职责,并发挥着为当地环境规划提供信息支持的职能。

最近,缪斯科学博物馆(MUSE)除了按照不同的装备制作水平,在针对不同年龄段的公众试验一些新计划(从互动科学游戏到多媒体展览,乃至各种教学活动)以及组织安排临时展会之外,还在自然探研课题中增加了应对能源、可持续发展、天文和数学这些题材的新计划。

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根据可行性研究,凭借此次落户于上世纪末废弃的米其林工业区的机会。按照聚焦于建设面向自然、可持续发展远景、科学和创新的文化演示中心的思路建成了这个科学博物馆。

预示着项目的后续发展是建立在显示特兰托地区多山地貌的建筑外形的基础之上,自上而下地划分这个永久性展馆的参观浏览路线。建筑设计由 Renzo Piano 建筑设计工作室担纲;Manens-Tifs 公司负责热力设施和电气设备的设计以及设备信贷相关部分的 LEED 认证。

展示路线及其功能

MUSE 这座新总部(面积11,710m2加地下部分)矗立在 Albere 宫旁,沿朝向市区中心的主干道轴线展开,北面邻接 Le Albere 地区。整个建筑群位于当地步行街网格的一个节点上,向外一直延伸到位于阿迪杰河畔的公共停车场(600个车位),而依靠新的环形人行天桥辐射敷设整个项目区域的分支电网。

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博物馆占据了一个东西朝向的矩形地块(约130×35米),地下为两层,用作车库和技术设备间(地下二层)、会议室、仓库、工场、展示区、科学收藏区和技术设备间(地下一层)。

组合楼体在地上共分六层(最大高度18.5米,斜立面尖顶的地上高度为30米)。按照展示路线的功能需求,每一层既要容纳参观环境,又要安排支持和服务空间,从而将对博物馆项目内容的反应与相对于布展技术所需的必要柔性紧密地结合在一起。

大厅周围为公众集会场所,内有以文化活动为主的地方(配相关设施的图书馆/媒体中心,有100个座位的会议厅)和露天咖啡馆。展示区分布在地下一层到地上四层,即“展览楼层”,其面积和层高也很不相同,并配置了实验室和教室。

展示路线自五层露台起(在此能够眺望周围景色和城市风貌),自上而下地纵向顺次穿越符合终年积冰的山峰(四层)、阿尔卑斯地区生物多样性迷宫花园(三层),重建的形成阿尔卑斯山和白云石山的各个地质时期(二层)和由人类活动所造成的特兰托地区地貌变迁历史(一层)的展示布局,横向与布满“嵌入”环境内容的各层展示主题范围相交,最后终止于专门展示生命起源发现和阿尔卑斯地区古代生命形态的地下一层。

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整个博物馆项目是遵照内容优先于配备的原则建设的。指导理念是“零危险性”,即利用细钢丝绳吊挂展品,以及支板、看板、监视器、图画等。按照这种模式,在展馆空间里只是充斥着展品和参观者,而后者也已经成为了具有自己认知经验的参与者。研究探索工作在配备了专业技术力量和设备的实验室内进行,支持着参观路线的设计。

承担研究、行政领导和管理的办公室集中在东楼的较高楼层中,从与参观楼层分开的垂直空间和楼道节点可以进入。仓库和其它辅助空间主要布局于地下一层,致力于展品制备、设备安装和保护:设有一个专门的外部入口和专用的重物垂直搬运系统。

建筑的可持续性

该博物馆项目是对 Le Albere 地区典型建筑特点重新规划的成果。譬如,用木板包覆的钢板立柱的间距(3.75米)和建筑本体与水的关系,其结构和形状的特点是具有较大的组成自由度。

四个主要楼体(从东到西:办公楼、大厅和温室)构成了几何结构上有机结合的立面/屋顶系统。玻璃立面(Uw1,2~1,5W/m2K)在确定建筑物的总体形象及其能源战略上起着关键性的作用。

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受到博物馆四周镜子般水面映射的立面,令人不禁回想起 Le Albere 宫周围的护城河。部分为天然石材装饰的垂直立面,是倾斜而不透光的宽大斜立面;部分以金属薄板包覆,为透光的斜立面,这些构件的特点是先是宽大的悬挂突出,然后尺寸逐渐缩小。建筑外壳未开设窗户的立面上置放了340m2的光伏电池板。

在办公楼里,辅助结构中放置了一系列的容器,用于栽种各种多年生落叶攀缘植物,类似于小区内其它建筑物的墙面情况,与实际遮阳设施的遮阳功能相整合。

在围绕博物馆和大厅的公共区域中使用同样的铺地材料,突出内外空间之间的连续性,而在展室内主要采用暖色调的铺地装饰产品,凭借高超的整合处理,以求在总设计中大范围地突出展示悬挂展示系统那样的设备终端。

主要通过研究墙壁、结构立面、门窗及由温控器和太阳辐射传感器自控窗帘构成的室内遮阳系统的保温隔热方案,研究能源情况,从而使自然光线的光热贡献 与减少能耗的目的相协调。

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换热分配站

位于博物馆地下两层的全部技术用房中包括了换热站(传热液和制冷液)、泵站、冬季冷却用热泵、空气处理机组、雨水收集池、配电站、变压器房、发电机组和不停电电源。

该地区冷热电三联供中心产出的传热液送至换热站,从而在辅助回路中生产出50°C和7°C的热水和冷水。于是,室内终端分别利用的热水和冷水温度如下:

- 37~34°C和16~18°C用于辐射吊顶;

- 50~45°C和 7~12°C用于温室、空气处理机组和技术用房的回路。

鉴于冬季间断供应冷冻水,故全年需要供冷的用户(种质研究室、收藏区和电气间)由两台热泵(每台50kWf,一台工作,一台备用),通过设置在地下100 米深处的8个地热探头(50kW)控制生产7°C的冷冻水。

除了过程用水的储水水箱和处理设备以外,分配站还包括了针对地热探头的增压器组(一套工作,一套备用)及针对地下水分配的增压器组两套,一套用于热水,另一套用于冷冻水:

- 2套+1套备用,用于换热器回路;

- 2套,带变频器,用于辐射吊顶;

- 1套+1套备用,带变频器,用于通向空气处理机组和终端的直接回路;

- 1套+1套备用,用于温室;

- 1套用于24小时供应热水。

分配管道敷设在地下室和天花板上,沿技术竖井内的立柱上下延伸。建筑管理系统基于以太网型通信网络和基于 TCP/IP  协议的 BACnet 网络。

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场地与设施

博物馆的主要空调设备类型为一次空气型(通风和湿度控制)加各种终端(采用暖风机、辐射吊顶或辐射地板控制温度)及全空气型(户外空气和空气循环)。

除了舒适度、节能和减少投资这几项要求之外,空气系统的选择还取决于卫生换气(譬如,会议厅和教室需要大量换气)、夏季室内负荷(室内与进风间的最大温差ΔT:10°C)、需要提供空调服务的房间数(减少后加热)及降低噪声的需要。

一共安装了13个空气处理机组,可以为展馆房间供应总量20,628l/s空气(而展示区仅需要8,000l/s),其中2,642l/s用于循环(仅针对大厅、展示区、会议厅、实验室、工场和仓库)。

全部空气处理机组均配备了 CO2 探头和进风流量表,用于读数计量或不需要时减少来自户外的进风量。在供冷阶段,当室外空气的焓值小于室内空气,则大厅、会议厅和教室的空气处理机组便以自由冷却的方式运行。

在所有的应用当中,预期温度在夜间会有所降低。根据情况,采用增焓换热器或错流换热器。在只用一个空气处理机组供给用户时,即在某些规定使用顶蓬的环境场合,考虑在回风中加用挡板,以停止启动抽风机。除了收藏室之外,对于规定需要加湿的场所,考虑采用绝热加湿系统,通过渗水高压雾化实施空气加湿。

在空气过滤器不配自然通风功能的场合,在车库内外考虑了安装消防水增压装置,由手动控制装置或车库内火情探测器自动控制激活,后者配备了一台理想的通风装置。在需要的地方,考虑安装排烟装置(温度400°C,运行2小时)。

基于需要满足的内源负荷确定室内使用各类终端。譬如,因辐射吊顶能使温度分布均匀,故用于展示区、媒体中心和高层办公室内,而辐射地板则安装在大厅内,以补偿大厅的高建屋高度和宽大的玻璃立面而难以控制空气温度的分布。

假定基准室外气候条件为(冬季 -12°C,相对湿度60%;夏季31°C,相对湿度45%),则该项目的内部温湿度和设备类型列于表1之中。

 

表1 – 该项目系统的温度和湿度条件

区域 类型 空气输入设备 冬季 夏季 引入空气
T (°C) U.r. (%) T (°C) U.r. (%) 新回收 除去
展区 4管辐射吊顶,主要的空气流动速率常数 通风口,圆形散流器与执行器 20 40 26 50 6 l/s persona -
媒体库 墙上的通风口
办公室 11 l/s persona
会议室 空气的所有变化 6 l/s persona
会议室 10 l/s persona
2层实验室 4-管风机盘管,一次空气流量可变 圆形风口可调节锥 11 l/s 每人 300 m3/h (2 cappe)
教室 空气的所有变化 55
多媒体和餐饮区 柜式空调柜式 - 不可控 -
多媒体和餐饮区 4管地板辐射,在整个空气流量不变 通风口,圆形散流器 不可控 6 l/s 每人
咖啡馆 4-管风机盘管,一次空气流量恒定 圆形风口可调节锥 10 l/s 每人
公共区域 柜式空调柜式 - 11 l/s persona
电子车间 空气流量变化 墙上的通风口 1 vol/h 500 m3/h
连接处楼梯 增压(只有过滤器),风扇(仅楼梯) - 26÷28 - -
更衣室 散热器 不可控 1,5 vol/h
卫生间 15 vol/h
仓库 气流恒定 通风口 18 1 vol/h -
办公室 -1 300 m3/h
仓库 空气流通总量 16 -
集合 2管风机盘管,外面的空气,环境加湿器 圆形风口可调节锥 14 50 14 50

 

给水卫生系统和消防设备

给水卫生系统考虑采用自来水管道和深井组合的非混合双重给水模式。井水从井下汲上之后,先经过砂滤器和除铁过滤器处理,然后送入两个独立的管网,一个配备了活性炭过滤系统(供给实验室、温室和空气处理机组),另一个汇入蓄水池,该水池也收集雨水,后者的使用优先于井水。根据具体用途,考虑进一步作过滤、软化和灭菌消毒处理。

规定原水不可饮用,仅用于补充和恢复建筑物外周的观赏水塘、喷水池、车库的洗车和绿地的灌溉。经过渗透处理之后,非饮用水也可用于实验室、温室灌溉和空气处理机组的加湿装置。

利用与远程供热管网连接的换热器生产卫浴热水。所有用水用热,包括实验室内使用天然气,均实行分别计费。为符合LEED协议规定的接受计划,还进一步考虑加装量表,以控制用水和用电。

按照地区消防网的交付要求,博物馆的消防设备包括了:

-  所有展厅内都安装了消防装置(消防栓和灭火器);

-  在车库和仓库内安装了自动喷淋管网。

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