绿色建筑案例---清华大学超低能耗示范楼
清华大学环境学院楼节能设计
清华环境节能楼由意大利资助的清华大学建筑节能示范楼将于10月正式投入使用,这将是我国首个在东京京都协议框架下的国际合作项目。
8月2日,清华大学环境科学与工程系工程师吕威告诉记者,清华大学环境节能楼投入使用后将节能70%,成为国内环境节能的示范。
记者跟随吕威进入正在室内装修的楼里,明显感觉到一阵凉爽。
当日室外气温达到了30摄氏度,而在室内仅仅20摄氏度左右。
技术人员介绍,这是由于节能楼的外维护玻璃采用节能玻璃,阻挡了太阳热能,达到外热内凉的效果。
冬天,把玻璃外墙封闭起来,又可以防止建筑内部热量流失。
国务院参事、科技部原秘书长石定环评价认为,“将投入使用的清华大学环境系节能示范楼,充分体现了绿色建筑的理念、科技水平。
示范楼在建筑材料、能源供应和温湿调节设备系统中采用多项节能措施和可再生能源技术,是一座名副其实的超级节能楼。
”中意合作成功典范清华大学环境节能楼位于清华大学校区内东南侧,占地面积约4000平方米,建筑面积为2万平方米。
据了解,该项目总投资为2.6亿元人民币,2003年开始设计,2005年4月进入施工建设阶段,2006年6月施工完毕,目前正在进行内部装修,预计在2006年10月正式投入使用。
建筑由意大利公司投资建设,清华大学提供土地和一些配套设施,包括一些路网建设和市政基础设施。
2002年,意大利环境和领土部与我国科技部国际合作司成立了一个环境保护节能交流方面的办公室,选定在中国建造一座建筑节能示范楼。
中意清华环境节能楼项目(SIEEB)是意大利政府在海外投资建设的第一个教育建筑工程,也是中国科技部和意大利环境与领土部合作的最大项目。
中国社会科学院和意大利环境与领土部合作项目管理办公室主任戴莲景介绍,当时,建这座楼的目的有两个:一是推进《京都议定书》中关于二氧化碳减排目标实现。
节能示范楼是以天然气为原料,实现电冷暖三联供,从而实现节能的目的。
二是为我国建筑节能做出一个探索。
清华环境节能楼由意大利著名建筑师Marro Cucinella设计。
建筑节能技术综合运用研究_清华大学超低能耗示范楼实践
设施清华大学超低能耗示范楼是北京市科委科研项目,作为2008年奥运会办公建筑的“前期示范工程”,旨在通过其体现奥运建筑的“高科技”、“绿色”、“人性化”。
同时,超低能耗示范楼是国家“十五”科技攻关项目“绿色建筑关键技术研究”的技术集成平台,用于展示和实验各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技术产品。
超低能耗示范楼座落于清华大学校园东区,建筑设计总建筑面积3000m2,地下一层,地上四层。
由办公室、开放式实验室或实验台及相关辅助用房组成。
从建筑全生命周期的观点出发,采用了钢框架结构。
建筑物内部为灵活隔断,空调和强弱电系统为模块化结构,从而可根据不同使用要求极其方便地改变空间布局。
1.围护结构方案超低能耗示范楼外围护结构体系主要是针对可调控的“智能型”外围护结构进行研究,使其能够自动适应气候条件的变化和室内环境控制要求的变化。
从采光、保温、隔热、通风、太阳能利用等进行综合分析,给出不同环境条件下的推荐形式。
如图1标明了示范楼外各个外立面采用的围护结构方式。
通过围护结构的节能设计,使得冬季建筑物的平均热负荷仅薛志峰,曾剑龙,耿克成,姜子炎摘 要:清华大学超低能耗示范楼综合了多项建筑节能技术和产品,涉及到智能围护结构、自然通风、个性化空调末端装置、湿度独立控制的送风方式、楼宇式热电联供系统、太阳能利用、监测和控制系统等多相关技术是绿色建筑相关技术的集成平台,本文对示范楼的节能设计和方案作了简单介绍。
关键词: 节能;技术集成;示范(清华大学建筑学院建筑技术科学系,北京 100084)CHINA HOUSING FACILITIES为0.7W/m2,最冷月的平均热负荷也只有2.3W/m2,围护结构的负荷指标远小于常规建筑,如果考虑室内人员灯光和设备等的发热量,基本可实现冬季零采暖能耗。
夏季最热月整个围护结构的平均得热也只有5.2 W/m2。
1.1 玻璃幕墙和保温墙体东立面和南立面采用双层皮幕墙及玻璃幕墙加水平或垂直遮阳两种方式,综合得热系数1W/m2K,太阳能得热系数0.5。
清华大学超低能耗示范楼节能分析
清华大学超低能耗示范楼节能分析摘要:本文通过对清华大学超低能耗楼从外围护结构到内部结构的节能设计揭示了它们的节能原理并予以分析。
对可持续建筑的围护结构设计技术和方法进行分析与探讨,重点探讨相关的详细技术,包括双层呼吸式双通道幕墙(宽通道和窄通道呼吸幕墙)、高性能玻璃技术、屋顶种植技术、自然采光技术、相变蓄能楼面技术、太阳能利用等。
关键词:超低耗能楼;节能分析abstract: this article reveals the energy conservation principle and to analyze ultra-low power building in tsinghua university from the periphery structure to the internal structure of energy-saving design. sustainable building envelope design techniques and methods analysis and discussion focus on the related technology, including double-breathing dual channel wall (wide channels and narrow channels breathing walls), high-performance glass technology, roof planting techniques natural light technology, the phase change energy storage floor technology, solar energy utilization.keywords: ultra-low energy consumption building; energy analysis中图分类号:文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)1、项目概况介绍。
国内外优秀绿色建筑案例
绿色建筑实例
国内绿色建筑案例
• 上海市生态建筑示范楼
外观图
绿色建筑实例筑实例
2. 建筑节能 太阳能集热器
国内绿色建筑案例
外墙外保温
LOWLOW-E玻璃
外遮阳
绿色建筑实例
3. 自然采光
国内绿色建筑案例
中庭采光效果 夏季
冬季
绿色建筑实例
再生混凝土空心砌块 4. 绿色建材
常州北港生态小区规划
(2)构建植被网络末端,并与城市自然生态安全网络连通。通过植被 构建植被网络末端,并与城市自然生态安全网络连通。 布局和配置,提高该地块的绿量和植被的生态功能。 布局和配置,提高该地块的绿量和植被的生态功能。 (3)利用生物净化和人工湿地技术处理污水和雨水,用于 景观用水或 利用生物净化和人工湿地技术处理污水和雨水, 洗车冲厕。 洗车冲厕。 (4)通过建筑布局和场地的植物配置,优化风环境。 通过建筑布局和场地的植物配置,优化风环境。 (5)为利用浅层地热能创造场地条件。 为利用浅层地热能创造场地条件。
利用周围环境自然通风
自然通风设计
绿色建筑实例
5.空调方式 5.空调方式
国内绿色建筑案例
①冷却顶板 ②个性化送风 公共区域空调方式 ③ 置换通风
办公室空调方式
①冷却顶板 ②置换通风 ③动态送风装置
绿色建筑实例
国内绿色建筑案例
6.能源系统 6.能源系统
50kW燃料电池 50kW燃料电池 湿度独立控制空调系统 阳能新风除湿系统
绿色建筑实例
国内绿色建筑案例
7.太阳能利用 7.太阳能利用 太阳能热水器 太阳能光电系统
生态型高层商业建筑
考莫兹银行总部大厦, 考莫兹银行总部大厦, 德国法兰克福
绿色建筑案例---清华大学超低能耗示范楼
绿色建筑案例---清华大学超低能耗示范楼仿佛是清华建筑馆向东的延展体,超低能耗示范楼紧临建筑馆,地下1层,地上4层。
南面看去,透明的玻璃幕墙,感觉很像普通的现代式建筑。
但幕墙外“支棱”着巨大的可调节遮阳板,由此提醒参观者——它与众不同。
别看示范楼的体量不大,可它是北京市科委重点科研项目,作为2008年奥运建筑的“前期示范工程”,这座总面积3000平方米的示范楼集中体现了“科技奥运、绿色奥运”的理念。
同时,该楼还是国家“十五”科技攻关项目“绿色建筑关键技术研究”的技术集成平台,用于展示、实验和推广各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技术产品。
最值得称道的是,示范楼在建筑材料、能源供应和温湿调节设备系统中采用多项节能措施和可再生能源技术,冬季可基本实现零采暖能耗,把照明、办公设备、空调通风系统通通考虑上,示范楼单位面积全年总电耗约为每平方米40千瓦,而北京市高档办公建筑则为每平方米100千瓦至300千瓦。
平均起来,建筑物全年电耗仅是北京市同类建筑物的30%,真是一座名副其实的“超级节能楼”。
集中世界上80%节能技术超低能耗示范楼项目中,包括了对建筑物理环境控制与设施研究,声、光、热、空气质量等、建筑材料与构造,窗、遮阳、屋顶、建筑节点、钢结构等、建筑环境控制系统的研究,高效能源系统、新的采暖通风和空调方式及设备开发等、建筑智能化系统研究等。
中国工程院院士、清华大学建筑学院教授江亿说起来很兴奋,“我们把世界上能找得着的、能放到楼里去的最新节能产品、设备以及相关技术都搁进去了。
示范楼囊括了世界上80%的节能技术、产品,其实就是一个以真实建筑物搭建的节能技术集成平台。
”示范楼集成了国内外科研单位和制造企业的近百项建筑节能和绿色建筑相关的最新技术,中国、美国、德国、日本、丹麦等国家的近50家企业捐赠了产品。
其中还有近十项产品和技术为国内首次采用。
走进示范楼,节能化、生态化、人性化的设计细节随处可见。
绿色建筑案例分析
空调系统普遍存在的霉菌问题、高能耗问题和臭氧层破坏问题:通过 避免使用有凝结水的盘管,解决目前空调系统中存在的霉菌滋生问题, 同时通过除湿机内盐溶液的喷洒除去空气中的尘埃、细菌、霉菌及其 他有害物;由于该空调系统同时利用了热泵的冷、热量,并且排风采 用全热回收等技术,可以使空调能耗降低20%左右;而且机组可以采 用全新风运行,提高了室内空气品质;系统通过使用绿色环保制冷工 艺(溴化锂溶液等),减少氟利昂制冷剂的使用以减少对大气臭氧层的 破坏。 • 室内环境综合智能调控系统以数据采集、通信、计算、控制等信息技 术为手段,运用成套先进的智能集成控制系统,包括室内环境综合调 控系统及软件,照明及空调节能监控系统,安全保障及办公设备控制 系统的集成平台和应用软件等,实现大型遮阳百页的转动控制,空调 等设备的节能监控,照明采光监控,室内空气质量、温湿度、个性化 通风,噪声等室内环境的动态调节。 • 对能源与资源的利用
郑州大学建筑学院
构造设计
案例篇
2014.2.27
申都大厦的绿色转身
改造前
改造后
改造策略
• 1.立面的垂直绿化:隔音与阻隔视线,导风 • 2.中庭:采光、通风 • 3.增设边庭,边庭导风,使边缘的房间更好的通
风
• 4.屋顶菜园
申都大厦的绿色转身
立面 垂直绿化
东立面网板倾斜30度更利 于阳光进入与自然通风
夏热冬冷地区低成本绿色建筑研究实践
夏热冬冷地区低成本绿色建筑研究实践
场地微环境设计
夏热冬冷地区低成本绿色建筑研究实践
将传统的板式建筑,分解为类似院落布局的组合形态。 将夏季的主导风向东南风,通过建筑形态和组合分解引导到建筑表面。 冬天面向北侧的板式L 形建筑的巷道北侧会关闭,形成有效的挡风墙,保护东南侧的微环境免 遭北风的影响。
清华大学环境能源楼_中意合作的生态示范性建筑
屋顶是架空板面层上人屋面,采用 50mm 厚挤塑型保温板作为保温层, 架空层 的间隙为50mm;并且在保温层设置了上下 两道隔气层。 2.1.3 运用绿化系统, 创造舒适环境 SIEEB 的西北侧种植常绿高大乔木, 阻挡冬季西北侧寒风对建筑的影响。建筑 物南侧设计为供师生交流的小广场。 SIEEB 南侧层层退台的平台上设置了 绿化种植屋面,种植土的厚度约为 1 8 0 - 250mm 厚的绿色屋顶系统,提高屋顶夏季 隔热和冬季保温性能。平台种植的植物以 灌木和藤蔓类为主,对墙壁和屋顶平台绿 化隔热,利用藤蔓类植物的落叶性能调整 直射光照对室内的影响。 底层的花园是不规则的形状,模拟自 然界的碎裂形态, 灌木、 水、 草生长其中。 下沉花园布置成意大利园林特有台地形态, 自然环境的水面、涌泉、梯田等。 建筑物的北侧因朝向和自身阴影的影 响, 不再布置植被, 设计一系列的从室外广 场跌落至花园的叠水,水深为 400mm 深。 将一些自然形态的大石放置于池中,形成 自然景观中的元素。在南面相同的高差内 堆满土壤, 种植了树木、 灌木、 草皮等植被。
辐射吊顶空调方式,其新风末端由设在该 房间排风短管内的 CO 2 传感器及该房间内 的红外线传感器控制。红外线传感器用于 探测室内有人或无人,当室内无人时变风 量末端的风量控制在最小值,以去除室内 散发的污染物,使室内空气品质保持在良 好的水平, 同时去除非人员造成的湿负荷。 最小风量不小于房间设计风量的 15%;当 室内有人时,由 CO 2 传感器控制变风量末 端的风量。房间内设置可开启窗的状态探 测器, 当探测到窗处于开启状态时, 关闭变 风量末端, 并关闭辐射板的冷水阀。 同时, 房间内设有红外线传感器,用于探测室内 有人或无人, 只有房间内有人时, 辐射板才 开始供冷供热。
节能建筑-清华大学建筑设计研究院办公楼
生态建筑实例
清华大学建筑设计研究院办公楼 缓冲层策略:热缓冲中庭(边庭)
在的设计中比较明显的算是在南向的一 个体积较大的绿化中庭。虽然那只是一个位 于建筑南部的边庭,但是其物理功能内涵较 之传统的位于建筑内心的中庭要丰富。其基 本概念如图所示:在冬季,该中庭是一个全 封闭的大暖房。在“温室作用”下,成为大 开间办公环境的热缓冲层,有效地改善了办 公室热环境并节省供暖的能耗。在过渡季节, 它是一个开敞空间,室内和室外保持良好的 空气流通,有效的改善了工作室的小气候。 在夏天,中庭南窗的百页遮阳板系统能有效 的遮蔽直射阳光,使中庭成为了一个巨大的 凉棚。中庭南侧为全玻璃外墙,上部开设了 天窗,从而利用中庭顶部的反射装饰板,保 证开敞办公室的天然光利用。设计小组还认 为中间的“光廊”采用了一部分天空光线, 帮助提高设计室的天光照度。 生态建筑实例
清华大学建筑设计研究院办公楼 缓冲层策略:遮阳板系统
生态建筑实例
清华大学建筑设计研究院办公楼 利用自然能源策略
太阳能的利ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ:
使用一部分太阳能光电板为 设计楼的报告厅的照明与电器系 统提供电能。
深井水利用 设计小组认为大地所蕴含的热 量和温度是一个恒定、安全的可替 代能源从而是很值得利用的。而目 前在对大地能量的应用中,深井水 回灌技术是一种比较成熟的方案。
清华大学建筑设计研究院办公楼
生态建筑实例
清华大学建筑设计研究院办公楼
缓冲层策略:防晒墙与架空屋顶
确定采用缓冲层的概念,即在西向设计 一面大尺度的防晒墙,这面由混凝土制成的 防晒墙完全与建筑脱开,在夏季与过渡季节, 可以完全遮挡西晒的直射阳光。同时防晒墙 与建筑主体之间的空隙(4.5m宽)还有利于室 内空气的流通(拔风作用)并可保证主体建筑 室内的均匀天光照明。在冬季,防晒墙能有 效的遮挡西北风,在阳光照度大的天气甚至 还能积蓄热量而成为一个蓄热体,在建筑西 侧形成一个热保护层,从而有效缓解外部气 温对建筑内部的影响。 该建筑缓冲层概念的另一个重要体现是 架空“天棚”的设计 生态建筑实例
中意清华环境节能楼
- 太阳能光伏板 - 电热冷联产系统 - 高效冷凝锅炉 - 大楼智能控制• • • •Energy Efficient Building Tsinghua University1上- 意中政府合作示范项目Innovative application- 低能耗围护 - 辐射顶板 - 自然采光 - 自然通风 - 太阳能光伏板 - 电热冷联产系统 - 高效冷凝锅炉 - 大楼智能控制T h e p r o j e c t a i m s a t p r o m o t i n g a n d w i d e s p r e a d d i s s e m i n a t i n g E U i n n o v a t i v e R e s e a r c h a n d T e c h n o l o g y D e v e l o p m e n t a n d D e m o n s t r a t i o n r e s u l t s , a s w e l l a s e c o -s u s t a i n a b i l i t y c r i t e r i a i n b u i l d i n g s e c t o r , w h i c h i n c l u d e :e n e r g y ef f i c i e n t b u i l d i ng m a t e r i a l s , c o m p o n e n t s a n d s y s t e m s n o t y e t i n t r o d u c e d i n t o th e b ui l d i n g m a r k e t o r i n t h e i r f i r s t m a r k e t p h a s e ; i n n o v a t i v e a p p l i c a t i o n s o f h e a t i n g /c o o l i n g a n d p o w e r s u p p l y t e c h n o l o g i e s , c o m b i n e d w i t h t h e u s e o f r e n e w a b l e e n e r g y s o u r c e s , i n b u i l d i n g s e c t o r ; b e s t E U d e m o n s t r a t i o n e c o -b u i l d i n g p r oj e c t s .2、建筑和景观设计SIEEB 的造型方案是在经过充分分析大楼周围的地形条件和北京的气候特点后制定的。
节能设计策略的集成与创新——清华大学超低能耗示范搂
综台装 盏 三跑楼梯中央 醴 坊止玻璃笥作为通 风竖 井 绩礴矧 舒设玻璃王窗 。 这样, 三个通 风 井与楼 竖 梯 间跣隔离R选 光, 同时又 鸵满足使 月 能、 通风 功 能压 消防要蒜 史通风竖 并还可作为 目光反 射通
道 地 1 供 自然照明 。 为 、 室提
清华大半 超慨雒耗 范桂
北鬲 华大 学校
圭建筑
结构 由, 点强调7应变 和智能 重
园内, 贴建 t清华大 建 筑馆东侧 . 莲谩 趣约 耶 0 亿。建翁 南例 大 绿站 . f = 一 室内提供褫拜的视 - 1 建筑 积 3 0 筑 地为 0 0m 建 A 自 长、 北 j 觉昔驻 。 建筑 高立面卫是获得太 目热i最多的
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作
直 通道飒层 &( 精击、 耋层串联 ) 形 . 的 自置 自控
遮 帘 噩 蠹 撷 。
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螳精韵 J E 侧和西帆 . 采用高 保温 热墙体。外饰
膏砌块 。 外窗采 月多牌!构掣 P C塑钢高 V 外设保
温卷帘 。
建箭 的 侧Ⅲ楼 生态舵 。 在舱运目赦动式 太 北 皿 阳能 利用技术 . 冬季通 琐 窗玻璃大重 得 . 减 少 以
在结构体系选择 上, 考虑剐钢结构 断 & t结构 凝 采磋能 耗. 云m 果 内 陋盛外连刖的万式遮捎 太 夏 连 自熏轻 ,l 氧化 少 便于材羊 的日收利 用 放 斗
功能 外. 剥尊蔷 屋面的保 隔热性能 少建筑 耗 减 E
也其再积极 的作丹。
维普资讯
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国内首个绿色建筑的照明技术
是一 种净 能源 ,发电过程 中不 消
传输 ,也 能为地 下室 提供 照 明。
整 个 系 统 可 最 大 程 度 利 用 自然
采 用 自然 光 照 明 具 有 以下
特点 :1具 有 比人 光 更 高的视 )
觉光 效 ,能 够提 供更健 康 的光环
踪 ,使碟 式 聚光镜 反射 的 太阳光
聚焦到 集热器 上 ,集热 器位 于聚
光镜 的 聚焦 面上 并与 聚光镜 一起 运 动 ,其 功 能是使 聚焦 的 太阳光
构进 行研 究 ,使 其能 够 自动适应 气候 条件 的变化 和室 内环 境控制 要求 的 变化 。从 采光 、保 温 、隔 热 、通风 、太 阳能利 用等 进行综 合 分析 ,给 出不 同环 境条 件下 的 推 荐形式 。所 以 ,外 围护 就有 近 1种不 同做法 。这些 不 同的做法 O 分 布在大 楼 的东 、南 、西 、北 以 及 屋而 的各个部 分 ,分 别使用 了 不 同 的材 料—— 比如 ,南 立面 的
温 室效应 ,采用 聚酯纤 维 面料 的
国 内首个绿 色建筑
的 照 明技 术
屈 平
半透 光 内遮 璃 ,能 够保 持 良好 的采 光效 果 。生态 仓
内可 以进 行室 内绿化技 术 的相关
研究 。测 试不 同种类植 物 对二氧 清 华大学超 低能 耗示 范楼位 于清华 大学校 园东 区 ,总建筑 面 积约2 3 2 9 0m ,是为配合2 0 年北 08 京奥运 会而建 造 的示 范性 项 目, 化碳 的作用 ,制 定适合 办公 类建
筑 室 内绿 化 的种 植方 案 和技术规
程。
一
在 示 范 楼 的 屋 顶 上 安 装 了
清华大学超低能耗示范楼建筑幕墙技术
= ==
- 一
、
l
杖 艘 ^ j _
}
l
I
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I
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二层 采用 的 是窄通 道 内循环
双 层 玻 璃 幕墙 。外 层 采 用 的是
8 1 A 1 中 空 玻 璃 , 层 为 下 +2 +0 内
.
: 光l 驻填 . 晶
冬 季 白天 可 蓄 热 存 由玻 璃
幕 墙 和 窗户 进 入 室 内 的太 阳辐 射 热 ,晚上 材 料 相 变 向室 内放 出蓄存热 量 。
3 、自然 通 风 利 用
l ,
l .
l
’ :
J
壬 … 。 ■ ’ 一 : :
悬开启 的 8 m厚单层 玻璃 , m 通
道 内 设 置 5 m 宽 电 动 遮 阳 百 0 m
关键 词 : 低 能耗 建筑 :外 围护 结构 ; 筑幕墙 ; 建 设计
一
、
前 言
方面综 合选用各 项节 能技术 , 能耗 水 平 远 低 于 常 规 建筑 的建 筑 物 清 华 大 学 超 低 能 耗 示 范
楼 主 要 运 用 了 如 下 建 筑 节 能 新 技术 :
1 智 能 围护 结 构 、
从采光 、 保温 、 隔热 、 风 、 阳 通 太 能 利用 等进 行 综 合 分 析 ,给 出 不 同环 境 条 件 下 的 推 荐 形 式 。 其 外立 面 的形 式 如 图 l 图 2 、 。
示 范 楼 选 用 了 近 十 种 不 同
图 2 超 低 能 耗 示 范 楼 围 护 结构 示意 图
阳 得 热 系 数 S G < ., 透 光 H C 05 非
清华大学超低能耗楼
清华大学超低能耗楼效果图
1 .围护结构方案
1.1 玻璃幕墙和保温墙体
1.2 相变蓄热活动地板 1.3 植被屋面和光导采光系统
2 .室内环境控制系统方案
解析
2.1 自然通风利用
2.2 湿度独立控制的新风处理方式 2.3 模块化的末端调节设备
清华大学
超低能耗楼
3 .能源系统方案
3.1 BCHP 系统
图 3 清华大学超低能耗示范楼相变蓄热地板设计方案
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1 .围护结构方案
1.3 植被屋面和光导采光系统
为提高屋顶的隔热保温性能,同时改善生态与环境质量,采用种 植屋面技术,结合防水及承重要求,选用喜光、耐干燥、根系潜的低 矮灌木和草皮,适合于北京地区气候特征。
屋顶同时设置光导管采光系统,利用太阳光为地下室提供采光, 减少白天照明电耗。
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5、合 作 企 业
1 清华同方股份有限公司 2 北京新立基真空玻璃技术有限公司 3 秦皇岛耀华玻璃股份有限公司 4 美国 Truseal 公司及辽宁晟祥节能科技公司 5 上海门普来新材料实业有限公司 6 凯讯实业有限公司 7 河北鑫磊机械制造有限公司 8 北京青云空调设备公司 9 美国 Caterpilar 公司
解析清华大学超低能耗楼
解析清华大学超低能耗楼 清华大学超低能耗示范楼是北京市科委科研项目,作为2008 年 奥运会办公建筑的“前期示范工程”,旨在通过其体现奥运建筑的 “ 高科技 ”、“绿色”、“人性化”。同时,超低能耗示范楼是国 家“十五”科技攻关项目“绿色建筑关键技术研究”的技术集成平台, 用于展示和实验各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技 术产品。在此基础上陆续开展建筑技术科学领域的基础与应用性研究, 研究和示范系列的节能、生态、智能技术在办公建筑上的应用。 超低能耗示范楼座落于清华大学校园东区,建筑设计如下页图所 示,总建筑面积 3000平方米,地下一层,地上四层。由办公室、开 放式实验室或实验台及相关辅助用房组成 。从建筑全生命周期的观 点出发,采用了钢框架结构。建筑物内部为灵活隔断,空调和强弱电 系统为模块化结构,从而可根据不同使用要求极其方便地改变空间布 局。
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绿色建筑案例---清华大学超低能耗示范楼
仿佛是清华建筑馆向东的延展体,超低能耗示范楼紧临建筑馆,地下1层,地上4层。
南面看去,透明的玻璃幕墙,感觉很像普通的现代式建筑。
但幕墙外“支棱”着巨大的可调节遮阳板,由此提醒参观者——它与众不同。
别看示范楼的体量不大,可它是北京市科委重点科研项目,作为2008年奥运建筑的“前期示范工程”,这座总面积3000平方米的示范楼集中体现了“科技奥运、绿色奥运”的理念。
同时,该楼还是国家“十五”科技攻关项目“绿色建筑关键技术研究”的技术集成平台,用于展示、实验和推广各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技术产品。
最值得称道的是,示范楼在建筑材料、能源供应和温湿调节设备系统中采用多项节能措施和可再生能源技术,冬季可基本实现零采暖能耗,把照明、办公设备、空调通风系统通通考虑上,示范楼单位面积全年总电耗约为每平方米40千瓦,而北京市高档办公建筑则为每平方米100千瓦至300千瓦。
平均起来,建筑物全年电耗仅是北京市同类建筑物的30%,真是一座名副其实的“超级节能楼”。
集中世界上80%节能技术
超低能耗示范楼项目中,包括了对建筑物理环境控制与设施研究,声、光、热、空气质量等、建筑材料与构造,窗、遮阳、屋顶、建筑节点、钢结构等、建筑环境控制系统的研究,高效能源系统、新的采暖通风和空调方式及设备开发等、建筑智能化系统研究等。
中国工程院院士、清华大学建筑学院教授江亿说起来很兴奋,“我们把世界上能找得着的、能放到楼里去的最新节能产品、设备以及相关技术都搁进去了。
示范楼囊括了世界上80%的节能技术、产品,其实就是一个以真实建筑物搭建的节能技术集成平台。
”
示范楼集成了国内外科研单位和制造企业的近百项建筑节能和绿色建筑相关的最新技术,中国、美国、德国、日本、丹麦等国家的近50家企业捐赠了产品。
其中还有近十项产品和技术为国内首次采用。
走进示范楼,节能化、生态化、人性化的设计细节随处可见。
耳目一新的节能亮点:地下室里也能有阳光
示范楼南侧有3个彩色立柱,其上将被安装自动跟踪太阳光的透射式采光机。
这种采光机能自动跟踪太阳,进行阳光采集,再通过光纤传导,就能把太阳光引进地下室,最远阳光传导距离可达200米。
此外,示范楼屋顶还将设置碟式太阳光收集器,利用抛面反射镜将平行的太阳光汇聚,通过传输 也能为地下室提供照明。
“神奇”玻璃能发电
示范楼的南外墙装上了30平方米的单晶硅光电玻璃,这是最新型的建筑用高科技玻璃产品,它竟然能把太阳光转化为可被人们利用的电能,是一种能发电的玻璃。
30平方米发电玻璃的峰值发电能力为5千瓦。
光电玻璃位于结构夹层外侧,不影响采光,同时与双层皮幕墙组成光电幕墙。
光电幕墙的电能是一种净能源,发电过程无废气、无噪音、也不会污染环境,是一种“绿色幕墙”。
相变地板收放太阳能
把特殊的相变材料作为蓄热体,填充到常规的活动地板就制成了相变地板。
冬季,蓄热体白天可以蓄存照进室内的太阳光热量,晚上又向室内放出蓄存的热量,这样室内温度波动将不超过6摄氏度。
相变地板、Low-e镀膜玻璃、真空玻璃、遮阳装置等各种材料配合使用,可使我国各类建筑的冬季采暖能耗降低到每平方米10瓦,仅为目前采暖能耗的三分之一。
由于围护结构导致的建筑耗冷耗热电量仅为常规建筑的10%。
在非潮湿地区,甚至可以建造出接近“零能耗”的建筑。
地板送风更快更直接
示范楼2层铺的蓄热地板中有几块“特殊分子”,它们的表面布满小孔,跟其它地板不一样。
其实,它们是孔板送风地板,可以把新风送到二楼。
比起从头顶天花板送风,从地板送风的好处是可以更快、更直接到达人的活动区域。
孔板送风地板的送风量和风速由藏在其下的控制系统控制,而控制系统连着屋顶测二氧化碳浓度的装置,作用是测试出屋内的人数,并由此决定送风的多少。
Low-e玻璃冬保暖夏隔热
玻璃幕墙中用到一种Low-e玻璃,它是由秦皇岛一家企业生产的。
这种玻璃表面所镀的膜层厚度还不到头发丝百分之一,它的低辐射膜层能将80%以上的远红外热辐射反射回去。
就像一面反射镜,冬季,它将室内热量的绝大部分反射回室内,由此保暖,夏季,它又可以阻止室外的热量进入室内,隔热效果很棒。
客观说来,玻璃幕墙可不招节能设计人员的“待见”,在保温、隔热等方面透光型外围护显然不如非透光型的。
不过,北京街头透光型外围护的建筑已经越来越多。
记者从市建委节能办了解到,新型Low-e镀膜玻璃已经引起政府注意。
发电还可同时供热制冷
示范楼的大部分能源来自地下室的美国产燃气内燃机,机组看上去也就半人来高,延伸出大大小小的管道。
它燃烧天然气发电,再由发电后的烟气余热产生热水供热或作为空调吸收式制冷机的动力,就好像一个小型的热电厂。
燃料利用率非常高,正是所谓的热电冷三联供。
目前,天然气已成为北京城区主要能源,热电冷三联供设备对天然气的利用率非常高,已在本市一些公共建筑中得到使用。
个人身边温湿度自定
办公室人员密度低、人员工作时间及活动区域相对固定,个人对温度、湿度的要求不尽相同。
示范楼3层还展示了一处“个性化工位”。
它跟一般写字楼里的“阁子”间大同小异,所不同的就是多出一个莲蓬式的风口,能提供新风。
隔板内还暗藏一根根塑料辐射细管,用以调节温度,能满足个性化的需求。
新系统取代传统空调
示范楼一层的天花板上,密布的蓝色网栅最“抢眼”。
设计人员管它们叫“辐射吊顶” ,其实就是一根根直径6毫米的塑料管,靠毛细作用使一定温度的水充满其中,通过水循环带给房间增热或者降温。
冬季取暖时,循环在系统中的热水温度为22摄氏度到24摄氏度,夏季为18摄氏度到20摄氏度。
这里必须提到一项关键性技术,温度、湿度独立控制。
传统空调系统使用同一冷源对空气进行降温和除湿,不得不采用5摄氏度到7摄氏度的冷源,单纯的降温只需采用15摄氏度的高温冷源,结果造成能量利用上的浪费。
温、湿度独立控制空调系统的难点是新风的高效大幅度除湿。
清华大学的研究成果是一台“溶液热回收新风机组”,简单说来就是利用具有吸湿能力的浓盐溶液吸收水分、把新风弄干,干燥的新风将室内湿负荷带走。
江亿教授说,“这种技术领先美国起码两年。
”
温、湿度独立控制的研究,主要针对降低大型公共建筑能耗,该技术的突破可使大型公共建筑采暖空调能耗再降低30%,这意味着大型公共建筑总能耗降低15%。
排风孔开启冬夏有别
排风立柱的作用是把质量不好的气体排出,进行再循环处理。
一般建筑内的排风立柱只有一个排风孔,但示范楼里的排风立柱有上下两个排风孔。
这是根据热空气在上、冷空气在下的简单道理设计的。
冬天需要保暖,就打开下面的排风孔,上面的热空气就能有所保留。
夏天,打开上面的风孔,下面的冷空气就留下不少。
只是多开了一个孔,却变成了匠心独具的节能设计。
电动可调大型遮阳板
在遮挡眩目阳光的同时,尽可能多地获取自然光。
夏天夜晚打开遮阳板,加快建筑的散热速度;冬天夜间关闭它们,可减少楼内热量的散失。
轻质保温墙体从外到内依次为聚氨酯发泡保温铝板、保温棉和石膏砌块,石膏砌块是利用发电厂烟气脱硫的副产品制成的;而聚氨酯保温材料的原料之一也是回收的废旧塑料瓶、光盘等。
种植屋面由9块绿地构成的屋顶绿化区,每一块都由一类适应北京气候、抗逆性强、观赏价值高的植物组成。
追求植物景观的季节变化,达到“三季有花,四季有景”的艺术效果。