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
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Energy Efficient Building Tsinghua University
1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 e
f f i c i e n t b u i l d i n
g 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 t
h e b u
i 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 o
j 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。

大楼呈东西对称的双翼C 形结构，北面的暴露面积小而南面层层跌落的结构和建筑物的对称性是项目设计组的主要创意。

大楼坐落在长宽各60 米的广场内，楼板层层向后升高，以确保室内光照能最大限度的利用，并增加了内庭花园的光照和空气对流。

东西 均匀分布的楼梯间和电梯间，增强了整个建筑的结构刚度，南侧的露台和悬臂式结构既是下层露台遮阳，也是太阳能光伏发电系统的支架。

就景观而言，BIEEB 设有内庭花园。

花园布置得错落有致，配以树木、流水和花草。

庭内的浅水池（300cm 深）和植被区共同构成，具有意大利花园的典型风格。

花园内还种植了很多树木, 西北面的树林可阻止冬季的寒风，而南边的树木则可为夏季遮荫。

3、立面幕墙设计
SIEEB 通过造型和4种外立面的设计，控制外部环境，从而获得最佳的内部环境。

为了尽可能地减少冬季寒风对大楼的侵袭，大楼北立面（类型1）采用了完全不
透明且保温性良好的材料，蓝色的立面令大厦雄伟壮观, 高光部分的U 值为1.4 W/m 2·k, 日光系数为43%；东立面和西立面（类型2）采用了双层幕墙以控制光线和日光的直射，使整个办公空间可以控制进光亮并实现最佳的采光效果，内玻璃立面的U 值为 1.4 W/m 2·k, 日光系数为43%；而外部玻璃立面的U 值为5.4 W/m 2·k, 日光系数为76% 。

另外，因东西两侧的幕墙由透明/不透明的模块组成，外部呈丝网状。

密度不一的水平丝网线条使建筑看起来更为雅致。

南立面（类型3）同样也是双层玻璃幕墙，内玻璃立面的U 值为1.4 W/m 2·k, 日光系数为43%。

加之南立面上装有光伏电池，呈梯形悬垂分布在南立面表面上，同时起到了遮挡太阳对玻璃幕墙照射的作用。

类型4立面(东、西两翼的南墙)的U 值为1.3 W/m 2·k, 日光系数为42%。

大楼面向天井的双翼内侧采用了双层单幕墙系统，在外层安装了由倾斜角度各不相同的反射玻璃构成的玻璃百叶，避免室内被强光直射，同时改善自然光照明效果（室内光线分配均匀）。

SIEEB 示意模型
3类 double skin surface 双层幕墙
Internal surface 内层: D.G.U. 8+16+6 mm, U value 1.4W/m 2
K External surface 外层: glass louvres + 8 mm
outer pane + 1.52 PVB + 6mm innerpane
2类 double skin surface 双层幕墙 External glazing surface l 外层玻璃墙:
clear float panes with horizontal silkscreens Internal surface 外层: D.G.U. 8+16+6 mm,
U value 1.4W/m 2K
1类 curtain-wall (opaque insulated glass panels) 不透明幕墙
D.G.U. 8+16+6 mm, U value 1.4W/m 2K
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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
E c o -B u i l d i n g C l u b : a n i n n o v a t i v e R T D &D r e s u l t s ’ p r o m o t i o n a p p r o a c h
D i f f e r e n t f r o m c o m m o n m a r k e t p r o m o t i o n a p p r o a c h e s , w h e r e m a r k e t o p e r a t o r s a r e o n l y s i m p l e m e s s a g e r e c e i v e r s , t h e p r o j e c t p r o p o s e s a n i n n o v a t i v e a p p r o a c h :
E c o -B u i l d i n g C l u b i s a v i r t u a l r o u n d t a b l e , a r o u n d w h i c h b u i l d i n g m a r k e t o p e r a t o r s w i l l b e m a i n a c t o r s f o r m a r k e t p e n e t r a t i o n o f r e s e a r c h a n d d e m o n s t r a t i o n r e s u l t s , t h r o u g h t h e f o l l o w i n g a c t i o n s : d e t e r m i n i n g w h a t a r e m o r e a p p r o p r i a t e d i n n o v a t i v e R T D &D r e s u l t s f o r l o c a l m a r k e t t r a n s f e r r i n g ; d e m o n s t r a t i n g t h e f e a s i b i l i t i e s o f t h e r e s e a r c h a n d d e m o n s t r a t i o n r e s u l t s o n r e a l c a s e s .
4、能源和节能设计
先行和全过程的模拟日照分析、模拟遮阳分析、能源和节能设计对策研究，成为SIEEB 设计的核心和关键。

建筑造型设计、能源和节能分析，最大化自然光源利用减少对人工光源依赖，降低暖通空调系统的电力需求，以清洁的热电冷联产系统满足供电需求是SIEEB 能源和节能设计的五个解决之道。

除了前面描述的低能耗围护外，工程具体所采用的其他主要节能技术包括: 电热冷联产系统,太阳能光伏板,高效冷凝锅炉,辐射顶板。

- 热电冷联产
SIEEB 项目配备的热电冷联产系统是能源系统的核心。

热电冷联产系统设置以两台天然气发电机组为主，外加数台吸收式冷却器。

设计策略为以电定热，发电机组并网不上网。

发电的同时，对燃气轮机的排气和冷却水套/润滑油废热进行回收利用，用于冬季供暖、夏季制冷和生活热水制备，多级梯次的能源利用，可保证SIEEB 能源综合利用率达到83%左右的水平。

热电冷联产系统的最大装机容量为250kVA ， 在连续运行阶段功率降为200-210 kW, 每台机组的热回收功率在高温(120-110°C ）条件下可达130kW, 在低温情况下（70-80°C ）则可达255 kW.
通过发电机组排烟装置及冷却系统回收的热量可常年用于HVAC H 和水暖系统: 寒冬季
节，回收的热量将供给顶板辐射采暖系统、
空气处理装置以及卫生热水锅炉; 在温暖季节回收的热量则可供给吸收式冷却器进行冷气转换，以满足大楼夏季对冷气的需求。

鉴于北京的冬冷夏酷的气候状况，BIEES 除了电热冷联产系统外还配置有两台高效冷凝锅炉和三部压缩冷却
器，对电热冷联产系统进行互补，以充分保证大楼在冬季或夏季对采暖和制冷的需求。

- 光伏发电系统
SIEEB 南侧的悬臂式结构安装了太阳能光伏发电系统，包括190个模
块，
每个模块额定功率为105Wp, 共计20kWp 。

模块安装在两个不同的区域，每个区域95块，分别分布在大楼的东、西两翼呈梯形布置的露台上。

光伏发电系统与六台变流器配置，将光电池产生的直流电转化为大楼设施所需的交流电。

太阳能光伏发电系统的应用提高了可再生能源利用水平，优化了SIEEB 的能源结构。

5、其他生态节能设计应用
SIEEB 在建造上还采用了其他生态节能设计，如楼宇自动控制系统，照明系统日照反馈控制，雨水收集和水循环利用系统以及全热回收型新风机组。

6、大楼管理系统
整个大楼的服务功能完全由中央控制系统监控。

为了控制室内的温度，每个办公室和实验室均安置了与中央控制系统相连的电子单元。

每个控制单元都设有一个电动双向阀。

中央控制系统的功能在于既要满足大楼的高舒适性，又要保证低能耗。

Scheme of energy supply system: trigeneraion plant, condensation boilers,
compression chillers
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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
Demonstration Project Brochure
A p a r t f r o m a w a r e n e s s o f m o s t r e c e n t E U r e s e a r c h r e s u l t s a p p l i c a b l e i n b u i l d i n g s e c t o r , t h e C l u b o f f e r s t o m a r k e t o p e r a t o r s : a n i n n o v a t i v e p r o c e d u r e f o r a n a l y s i n g m a r k e t p o t e n t i a l i t y o f r e s e a r c h r e s u l t s a n d e c o -s u s t a i n a b l e b u i l d i n g c o n c e p t s i n a n i n t e r n a t i o n a l a m b i t ; t h e o p p o r t u n i t y f o r h a v i n g a q u a l i f i e d a n d d i r e c t c o n t a c t w i t h w o r l d w i d e h i g h l e v e l e x p e r t s i n b u i l d i n g a n d e n e r g y s e c t o r s ; t h e p o s s i b i l i t y t o p r o m o t e o n e ’s o w n r e s e a r c h r e s u l t s t h r o u g h p r o j e c t d i s s e m i n a t i o n a c t i v i t i e s ; t h e o p p o r t u n i t y t o a s s e s s t h e f e a s i b i l i t y o f s o m e s p e c i f i c t e c h n o l o g y t r a n s f e r r i n g a c t i o n s .
性能
- 建筑能源需求和CO 2 排放
下图是对建筑月度用能需求的模拟结果。

此处用电需求仅限于电器和照明，不考虑压缩机，泵和风扇等设施用电。

估算的最大供热和制冷负荷见下表：
SIEEB
Usual building in China 中国一般建筑
Total 共计(kW)
Specific 单位负荷(W/m2) Total 共计(kW) Specific 单位负荷
(W/m 2
)
Heating peak load 供热峰负荷 580 29 1117 56 Cooling peak load 制冷峰负荷 1602 80 1566 78
Total electricity consumption
总电耗 (kWh/yr)
332,552 2,564,000
Gas consumption 天然气用量(m 3/yr) 606,044 78,279
Total CO 2 emission 总 排放量(t/yr) 400 (less than conventional
building 较常规建筑少89%)
3,510
同样在这张表里，为了比较也列出了按中国一般建筑工艺建造的同类建筑的供热和制冷负荷数据，并假设供热由燃气锅炉提供，制冷来自压缩式制冷机。

- Financial information 财务信息
The total investment of the project 项目总投资: 20 million Euro
项目开发方：
o 意大利环境与领土部 o
中华人民共和国科技部
应用领域: 建筑行业和第三产业
联系方式:
Name of project coordinator
项目协调方
Polytechnic University of Milan, BEST Department Address 地址 Via Bonardi 3 文二路218号 City 城市 Milan 杭州市 Postcode 邮编 20133 310012 Country 国家 Italy 中国，浙江 Contact person 联系人 Prof. Federico Butera 浙江省能源研究所 (ZERI) Telephone 电话 +39.02.2399.5161 +86 571-88840792 Fax 传真 +39.02.2399.5130 E-mail eed@ Web-site 网址 www.polimi.it/best
由 ZERI 编写，内容提供：意大利环境与国土部出版的 “Less CO2” （ 6/2008出版）
SIEEB 的能源需求。