绿色建筑技术及案例剖析

项目区域环境特点
1、自然通风技术
改动前：屋顶设置4个玻璃通风口
导风墙
通风塔
改动后：屋顶设置2个玻璃通风口
通风塔 室内通风百叶
1、自然通风技术
• 自然通风测试评估 – 通风塔的独立作用增加幅度达到28.2%；通风塔 、窗户、室内风道等建筑自然通风构件系统的联 合作用可以引起自然通风的大幅增加，增加幅度 达到266.9%
三楼采用毛细管辐射吊顶的房间
个性化通风出口速度
会议室的个性化送风口
个性化送风
• • • 设置在3层的贵宾接待室，总共10个风口，风 口以接待室茶几形式表现 评估方法：个性化通风口的边界测试数据作为 计算的边界条件，CFD模拟计算个性化通风的 通风性能 结论：大于通常情况下置换通风的通风效率， 远大于传统混合通风的通风效率，表明该个性 化空调系统的性能较好。
北办公区
北休闲室
通风塔（3楼顶部） 南办公区 南休闲室
1、自然通风

20m2屋顶排风道，保证夏季夜间及过渡季 节自然通风效果

减少空调运行时间达590个小时，相当于全 年小时数的6.7% 过渡季节典型工况下（日总太阳辐射量为 17MJ/m2，日平均环境温度为10℃）， 热压作用下的自然通风量提高1倍。
JGJ 134-2001 2001年10月1日起 施行
GB 50189-2005 2005年7月1日起 实施
JGJ 75-2003 2003年10月1日起 施行
绿色建筑的关注点：全寿命周期
——摘自The Climate Group《中国的清洁革命Ⅱ：低碳商机》
主要内容
1 2 3
绿色建筑技术概述和应用原则 绿色公共建筑技术应用案例分析

风洞实验
风道内的散热片强化热压作用
2、天然采光
采用天然采光模拟技术优化中庭天窗、外墙门窗等采光及遮阳设计 100m2中庭天窗，自然采光有效面积600m2，冬季北面房间可透射太阳光，
夏季通过有效遮阳避免太阳直射。
白天室内纯自然采光区域面积达到室内面积的80%，临界照度100lx
中庭天窗天然采光
绿色建筑技术内涵
绿色建筑是对技术的重构：多领域、多专业集成优化
阶段
规划与设计
常见问题
缺乏全生命周期概念；偏重经济价值，对生态、能源、社区等缺 乏关注；重形态、轻生态；偏重安全、可靠性；资源能源利用效 率较低。
建造
运维与拆除
环境保护水平弱
运行低效、能源浪费、大拆大建
系统集成与优化
规划与设计集成：GIS生态诊 断、区域级能源与水资源、绿 色交通评估、能源、采光、通 风等动态优化分析、BIM等 绿色建造集成： 绿色建造与施工管理等 运营管理与信息集成 建筑能耗、性能监测系统；系 统设备与环境联动控制策略等。
绿色建筑技术及案例剖析
上海市建筑科学研究院（集团）有限公司
主要内容
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绿色建筑技术概述和应用原则 绿色公共建筑技术应用案例分析
绿色住宅建筑技术应用案例分析
背景
单位面积建筑能耗 kgce/(m .a)
我国建筑能耗占全国总能耗的40%
60 50 40 30 20 10 0 1950
• 目前我国城市建筑运行人均能耗仅为美国的1/9 • 但如果按照西欧平均水平，我国建筑运行能耗将超过 20亿吨标煤，将耗掉2015年全国可获得能源（预测） 的一半！
被动技术优先
+
主被动技术集成
绿色建筑建设原则

因地制宜 整体设计 实效品质 成本合理
绿色建筑=高科技？高指标？高成本？
•
• •
因地制宜：地域本土化
整体设计：目标系统化 绿色品质：效果深绿化
•
成本合理：性价最优化
因地制宜：气候条件
JGJ 26-95 1996年7月1日起施行 JGJ 26-86， 1986年8月1日试行
技术和产品支撑
节地与室外环境：废弃地改造技术、立体绿化 技术、透水路面、隔声屏等 节能与能源利用：新型围护结构和材料、高效 空调系统、高效太阳能设备等 节水与水资源利用：中水回用、人工湿地、 MBR、雨水收集与利用技术等 节材与材料资源利用：3R材料，低碳结构体 系 室内环境质量：光导管技术、反光板、环境控 制设备和装置、新风器、智能监控系统料等
遮阳
3、气候适应型建筑节能技术
建筑本体遮阳 Self-shading
外遮阳：南向外窗采用双层窗内置 活动百叶遮阳技术
3、气候适应型建筑节能技术
南面水平遮阳百叶
西面垂直遮阳百叶
自遮阳：南面二层办公室外挑1米
天窗活动遮阳
二层东端的混凝土遮阳格板和折臂式遮阳篷
3、气候适应型建筑节能技术
建筑综合节能效果分析
2
我国目前 能耗情况
1960
1970
1980
1990
2000
我国目前正处于高速的城市化进程
十二五城镇化率预计达到51.5%，年增建面达20亿m2， 总增耗2.4亿吨标准煤，建材24亿吨。 预计到2020年 • 新增土地相当于10个新加坡的国土面积。 • 新增水耗相当于北京市约30年的用水量。 • 新增能耗相当于德国1年的能源消费量
【上海建科院莘庄综合楼·办公建筑】
总体目标
按绿色建筑三星级设计、施工、 运营，实现全过程的绿色。
功能定位：
上海市建科院莘庄区域总部
集成办公和实验等功能
建筑面积：
9992m2
建筑高度：
23.7m
上海生态建筑示范楼
项目情况
项目位于上海市闵行区，建筑面积2000平方米。
建设成果
建设部“绿色建筑工程技术研究中心” 办公楼
天然采光模拟优化
2、天然采光
主动采光措施
在二、三层南向办公室存在局部 眩光的区域，选用反光板，减弱 临窗处的眩光现象，并提升室内 光照均匀度。 通过和吸音棉、铝质穿孔板等吸 声材料复合加工，形成反光吸声 板，兼具吸声功能，改善室内声 环境。
无反光板 反光板不同高度时 室内照度分布对比 0.6-0.9m
1.2
1.17 1.09 1.02 0.88 1.09
1.19 1.11 1.08 0.86
会议室的个性化送风口
1.0
0.84
局部通风效率
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
个性化通风出口速度
4、复合型空调系统
复合型地源热泵空调系统的测试评估
• • • • 夏季工况地源热泵机组平均制冷性能系数 夏季工况系统平均能效比 夏季工况室内热舒适性（温度和相对湿度） 与常规空调系统（冬季燃煤锅炉＋夏季冷水机组）： 全年节能率35%
10 X
30 X 1 X
节能减排是建筑发展的必然趋势！
绿色建筑技术体系
• 围护结构（墙、窗、屋面、可调外遮阳） • HVAC（分区控制、能效、部分负荷系数、水系统、风系统末端可调）、 • 照明、可再生能源、能源分项计量、热回收、蓄能技术、集中能源系统等
•废弃场地、旧建筑利用 •人均用地、地下空间利用 •绿化率、物种配置 •室外风环境、热岛效应 •场地保水及雨洪控制 •施工水土保持 •公共设施共享
3、气候适应型建筑节能技术
围护结构热工现场测试
钻芯位置
保温层设计厚 度（mm）
实测厚度(mm)
偏差
北外墙
东外墙 西外墙
50
50 50
49
49 48
2%
2% 4%
• 结论：满足设计厚度的95%（47.5mm）及以上且最小 值（48mm）不低于设计厚度的90%（45mm）的要求 ，保温层厚度符合设计要求。
测试区域 平均温度 （℃） 平均相对湿度（%） 备注
1F冬包厢
2F东南办公室 2F西南单间办公室 室外
24.4
24.0 23.9 22.8
73.5
76.5 75.7 86.6 最高温度31.5℃ 最低温度21.2℃
测试工况 运行时间：2009.9.27：18:00～2009.9.28：08:00 运行机组：1台螺杆式水源热泵机组
150 建筑节能评估 设计建筑 参照建筑 普通建筑
参照建筑全年采暖空调照明 耗电量为53.61kWh/m2，设 计建筑为43.05kWh/m2，建 筑综合节能率达到60%
124.52 70.91 60.35
124.52 70.91 31.19
100 50 0
实际运行能耗： 年单位面积电耗为83.2 kWh/( m2•a)，空调能耗占 比44%，36.6 kWh/( m2•a）
建筑外墙钻芯检测
4、复合型空调系统
• 冷热源：土壤源辅助地表水源调峰的方式 • 三楼部分办公室：毛细管辐射末端＋独立除湿 新风系统；三楼会议室：风机盘管＋个性化送 新风 • 毛细管辐射系统：选用直接采用特制砂浆粘贴 在天花板上的毛细管席系列来供冷及供暖。 • 个性化送风:个性化送风为会议室新风送风方式 ，因此三层东区的新风机组采用根据压力进行 变频的风机。 • 新风除湿系统与余热回收:采用全热回收装置， 采用热回收可以降低除湿新风机制冷容量，降 低处理新风的能耗。
2.1-2.4m

反光板（H=2.1m）
2、天然采光
地下车库天然采光 Natural lighting
3、气候适应型建筑节能技术
围护结构节能
全年最大热负荷， kW
400.00 380.00 360.00 340.00 320.00 300.00 sc0.3 sc0.5 sc0.7
对办公楼的外墙、屋面、窗墙比、外窗 和外遮阳进行综合的节能计算分析，并 同时考虑经济成本的因素，从而得出最 优化的围护结构节能措施 南立面的水平可调 外遮阳系统 围护结构 传热系数 0.7W/m2K 外墙 0.5W/m2K 屋面 外窗
全国首幢绿色建筑三星级评价标识项目
全国首届“绿色建筑创新奖”一等奖
上海市科技进步一等奖
技术支撑
绿色建筑咨询
充分考虑夏热冬冷地区气候及人口密集城市的资源特
征，开创性集成应用了自然通风、天然采光、 屋顶绿
化、可调遮阳、热湿分离节能空调、太阳能光热全年
综合利用、光伏建筑一体化、再生混凝土、中水回用、 建筑智能化集成平台等技术，成为国内首栋可持续建 筑技术集成之典范。
太阳能光电系统测试
• 费效比
– 将风力发电系统接入蓄电池，平 时将风能所转化的电能储存在蓄 电池中，在建筑物停电时，供应 大楼东侧的照明系统，在停电时 保持该处的正常工作环境。 – 太阳能光伏发电系统：2.29元 /kWh
风力发电监测系统
6、资源回用技术
节水与水资源利用 生态排水系统：结合项目周边特征， 在上海地区首次应用了生态排水系统， 采用粪尿与其他废水（杂排水）分离， 可实现冲厕节水90%。生态排水系统 实现源头减少COD 60%的排放量，减 少N、P排放量的90%。 雨水收集：收集屋面雨水并回用于景 观补水，汇水面积约为800 m2，每次 的雨量收集约为14.5 m3，收集后的 雨水用于景观补水。 中水回用：采用一体化的膜生物反应 器处理建筑中水，设计水量按用水量 的80%来收集并处理，日处理水量为 3.6t/d，可实现自动化控制运行管理方 便。
测试参数 平均制冷性能系数 系统平均能效比为
检测值 5.56 3.3
5、可再生能源系统
采用75kW的太阳能光伏发电系统和 50kW的风力发电系统
日照模拟分析
50kW风力发电系统
75kW太阳能光电系统
5、可再生能源系统
可再生能源利用运行测评
• 太阳能发电系统运营效果评价
• 离网型风力发电系统
– 太阳能光伏发电系统效率9.8% – 实时监测数据：2011.1-2011.12 一年总发电量75920kWh
绿色住宅建筑技术应用案例分析
陈家镇生态办公示范楼
2012年中国三星级绿色建筑评价标识 • 2012年中国绿色建筑示范工程 • 城镇人居环境改善与保障综合科技示范工程
•
低能耗、低排放、高品质
建筑综合节能75% 可再生能源利用率占建筑使用能耗的50％ 再生资源利用率大于60% 舒适高效的室内环境质量：24小时新鲜空气
外窗遮阳系数对建筑最大热负荷的影响
具体构造 50厚EPS外墙外保温系统，填充墙采用200厚MU5小型混凝土砌块 50mm厚的XPS保温材料，传热系数约为0.49W/m2K
南向、东向和西向 南向、东向和西向外窗采用双银 Low-E断热铝合金窗6+12A+6，其综合传 2.5W/m2K 热系数可控制在2.5W/m2K，外窗遮阳系数控制在0.5左右，北窗外窗采用 断热铝合金充氩气中空窗6+12A+6，传热系数限值为3.2W/m2K，遮阳系数 0.76左右。 建筑南立面设置横向金属遮阳百叶体系，其中南面采用电动控制。东西设 固定金属遮阳百叶。
节能
节地
节水
• • • • •
区域水资源统筹分析 雨水、中水利用 节水器具、节水灌溉 减少管网漏损 用水分项计量
• • • •
日照采光（主被动） 声环境 热湿环境（自然通风等） 室内空气质量IAQ
Байду номын сангаас
IEQ
节材
• • • • •
高性能材料 本地化材料 3R材料 施工废弃物管理 避免二次装修污染
建筑智能化及运营管理