加热墙

探索首个近零能耗建筑的秘密,低能耗建

发布时间:2023/5/25 17:26:38   

节能减排是近些年来的重要倡导,马路上的新能源汽车也是越来越多,为了继续响应贯彻这一概念,低能耗被创新应用于建筑领域,国内首个“近零能耗”建筑今年10月底将在北京城市副中心正式投入使用。

那么炎炎夏日不用费电吹空调,严寒冬日无须外界供暖气,这样一个“近零能耗”建筑是怎么实现的?

这样的建筑,主要依附于高科技节能新技术,集纳了地源热泵、空气源热泵、光伏发电、储能罐、全智能感应“室外窗帘”等10余项技术,是一处集客服、应急抢修、调度于一体的供能指挥服务中心。

5个储能罐

为了保障能源供应,该建筑内设有多个储能罐,来储存地热能、空气能、太阳能,以供日常需求,这些储能罐是橙色的,共计5个,并排深埋在楼前的深坑。储备的能量既能在冬天转化成暖气为整栋楼供热,又能在夏天转化成冷气为整栋楼降温,还能储备‘绿电’为整栋楼供电。正常情况下,5个储能罐中储备的能量,基本就能够满足整栋楼的暖气供热和空调供冷需求。

这栋建筑里还分别安装了地源热泵、空气源热泵,屋顶和幕墙上还覆盖有光伏发电板,热泵从地下“捕捉”地热能,从空气中“吸收”空气能;光伏发电板则能够通过太阳能发电,这些从大自然“捕捉”“吸收”到的能量,被分别储存在储能罐中。

薄墙更保温

该建筑相比于传统建筑,使用的能源中有大约60%是可再生能源,这栋“近零能耗”建筑在窗户、窗帘、墙体等各个部位的设计都有秘诀,从而达到被动节能的良好效果。

楼内的每扇窗户,厚度都是普通家用铝合金窗的3倍;窗框内填充有特殊隔热材料,三层玻璃之间则充满稀有气体“氩气”,玻璃表面还镀上了一层特殊的隔热膜。有了层层防护,窗户的隔热能力能够与一堵实心砖墙相媲美,能够最大限度避免外界的冷热空气与室内交换造成能量流失。无论春夏秋冬,始终保持20摄氏度左右“四季如春”的室温。

墙体增加了“双重保温”新技术,墙更薄,保温性能反而更好。记者看到,墙体在普通外保温层中,特别内置了一层“真空绝热板”。有了“双保险”后,10厘米的“薄墙”,保温性能比过去30厘米的“厚墙”还要好。有了这一系列被动节能的新技术,整栋楼的综合能耗能够降低超过70%。

室内空气新鲜的秘密

密不透风的建筑会不会让人感到憋闷?如何保证室内空气新鲜?专为此套系统打造的新风系统24小时运转,起着除湿、净化空气的作用,确保楼内的空气质量永远都是‘优’。”

智能大脑

大楼运行靠智慧“大脑”自动调能,阳光太晒,何时拉窗帘?光照不足,何时开灯?储能罐何时开始蓄能?所有这些指令,全部无需人来操心,靠大楼聪明的“大脑”,就能实时自动调节。大楼东西和南面的每扇窗外,还外挂了能感知外界天气的“智能窗帘”,可以根据室外的温度、光照,自动开合,并自动调整每一片窗帘叶片的遮光角度。

整个大楼都由智能控制系统组成,可以自动感知识别外界温度、光照、能源等情况,根据需求自动调度整栋楼的能源使用,实现高比例可再生能源、低碳排放的目标。

各国木结构零能耗建筑案例

从世界范围看,各个国家和地区都非常重视低耗能建筑的研究与推广,更是在积极制定实现零能耗建筑发展目标和技术政策上面下足了功夫,建立适合国家特点的零能耗建筑标准及相应技术体系。

在各项政策的支持及技术研究的推动下,建筑节能效率的提高达到了前所未有的水平,零能耗建筑正逐渐成为建筑节能的发展趋势。

到目前为止,零能耗建筑技术已逐渐从实验性建筑慢慢开始走向市场,并进入推广、普及阶段。木材作为固碳的建筑材料,在低能耗建筑的应用中拥有着无可比拟的优势,大到大型公共建筑,小到小型住宅,都有木结构零能耗建筑的身影。

1.华盛顿州Catalyst办公大楼

CatalystBuilding是华盛顿州第一座由交叉层压木材建造的办公大楼,正在争取获得国际未来生活研究所(InternationalLivingFutureInstitute)的零能耗和零碳认证,该建筑旨在成为新的可持续发展技术、材料、施工技术、操作实践和设计的全面综合生活实验室。

项目团队的目标是设计和建造一座大规模的木结构建筑,它的性能要超过类似的钢筋混凝土建筑,同时展示正交胶合木在美学、建筑效率和环境影响方面的优势。这一目标通过可持续的MEP设计、智能建筑管理系统以及使用超过4,立方米的CLT和胶合板产品来实现,这些材料已经储存了3,公吨的二氧化碳。

根据在华盛顿大学的领导人在论坛上提出的建筑生命周期评估,木材的碳储存几乎抵消了建筑的碳影响。证明了可持续发展的成果和新的建筑方法可以与更多传统的经济性、运营效率和租户舒适度指标共存。

2.Guadalajara机场

墨西哥的瓜达拉哈拉机2号航站楼的设计前期进行了一系列可持续策略研究,如太阳能收集点、改善采光、隔热、眩光控制、遮阳、自然通风与废气加热器相结合、高性能机械系统和建筑管理系统。这一设计将使机场的能耗减少60%,碳足迹减少90%以上。

机场内起伏的木质屋顶呈波浪形,并设有穿孔,可自然通风并过滤日光,控制机场内部气候。白色的柱子像树枝一样,支撑着轻质屋顶,有助于减少建筑占地面积。与此同时,室内外都有绿植景观设计,进一步营造了良好的室内空气循环。

3.挪威零能耗私人住宅

零能耗环保房屋的屋顶具有倾斜角度,能够尽可能多地捕获太阳能。屋顶覆盖着平方米的太阳能板,用于制造电能;窗户的设计也可最大程度地获得太阳光照射,使房屋保持温暖;收集的雨水可用于冲刷厕所和花园。房屋的建筑材料均采用环保木材,住宅每年制造的能量是一个家庭生活所需能量的3倍。

热交换器可加热室内环境和自来水,游泳池和淋浴使用的水则由房屋内部余热加热,零能耗房屋能够在最大限度地让居住者体验着惬意的生活。

实践表明,建筑节能标准已经实现了较高节能率的飞跃,再加上在技术上的突破,建筑行业将迎来新的发展机遇。降低建筑能耗是社会发展的必然需求,在相应技术的支持下,低能耗无疑将是未来建筑发展的重要趋势。



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