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精彩词条

零能耗建筑

补充:0  浏览:4307  发布时间:2015-2-27


  简介


  零能源建筑(zero energy consumption buildings),也叫零能耗建筑,是不消耗常规能源建筑,完全依靠太阳能或者其它可再生能源。从节能建筑、绿色建筑、生态建筑、可持续性理念到最近的低碳,共同的目标都是为了降低二氧化碳的排放量。零能源建筑的概念其实并不新,许多欧美国家如瑞士、加拿大及德国都已发展零能源建筑。一些区域国家如日本、泰国和马来西亚也开始建筑工程。


  历史发展


  “生态”这个名词,1866年由德国的科学家海克尔提出,其本意指的是自然界的琐事,与人类生活本无太大关系,只是随着社会的发展,人们对于生活、健康越来越重视,对地球,对环境开始有责任感,于是生态开始在各个行业大行其道。尤其是在房地产界,随着人们对居住要求的提高,生态住宅也渐渐成为大势所趋。而生态的重点就是健康、环保、节能,这也正与目前发达国家住宅建设所提倡的“高舒适度微能耗建筑”理念所吻合。


  所谓高舒适度微能耗建筑,是指在任意气候条件下,通过对建筑的科学设计、科学选材,使室内自然温度(即不用采暖制冷设备的温度)接近或保持在人体舒适温度20℃~26℃范围内,从而在为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间的同时,降低建筑能耗,保护城市环境,有益人体健康。”


  这是一种非常前卫的建筑理念,在国外建筑界已日趋流行,而在国内,由于其本身所要求的高技术含量,令业界同行们望而却步。而当代置业,基于对高科技产品及其带来的高舒适感受的追求,勇于尝鲜,大胆求新、求变,力图通过对国外优秀建筑的学习与发展,为中国打造具有可持续发展性的生态建筑,为北京人营造高舒适度微能耗的健康人居环境。 是由“微能耗”向“零能耗”发展,实践高舒适度、零能耗的住宅技术。


  背景


  从2000年开始,科技主题地产的发展方向,研究以可持续性发展为核心技术的住宅科技。始终坚持可持续发展理念,通过引进、消化、吸收、创新、开发国内外建筑科学和技术,创造性地推出了万国城MOMA,实现了高舒适度微能耗,恒湿恒温,获得了专家与客户的高度认可与支持,也取得了商业上的成功。


  有专家指出,现在中国的建筑,99%都是高能耗建筑。高能耗往往带来高污染,而且居住者和使用者都不会感到舒适。对于中国这个资源紧缺、人口众多的国家,高能耗并不是可持续发展之路。因此,无论从地球环境的角度,还是从居住者长久的居住利益角度,或者子孙后代角度,都要建造低能耗、高舒适度的建筑,为将来的可持续发展做准备,对地球好,对环境好,也对居住者好。


  中央领导明确指出,要大力发展“节能省地型”住宅。建设部部长汪光焘也提出:中国资源、环境的约束要求传统的住宅建设方式必须改变。目前中国住宅建设过程中,耗能达到总能耗的20%以上,耗水占城市用水32%,城市用地中的30%用于住宅,耗用的钢材占全国用钢量20%,水泥用量占全国总用量的17.6%。住宅建设的物耗水平与发达国家相比,钢材消耗高出10%~25%,卫生洁具的耗水量高达30%以上。随着城镇化进程和生活水平的提高,一方面住宅建设的任务还很繁重;另一方面,又面临着越来越严峻的资源、环境、生态压力。


  特点


  零(微)能耗节能建筑(zero energy consumption buildings):正日益成为人们关注的焦点,这种建筑基本不消耗煤炭、石油、电力等不可再生能源,就能维持建筑的正常运转需要。零(微)能耗建筑的主要特点是除了强调建筑围护结构被动式节能设计外,将建筑能源需求转向太阳能、风能、浅层地热能、生物质能等可再生能源,为人们的建筑行为,为人类、建筑与环境和谐共生寻找到最佳的解决方案。


  技术集成


  1)根据气候、场地、结构要求选择合理的建筑功能布局;


  2)建造智能、保温、遮阳的建筑围护结构;


  3)优化室内通风、采光系统,采用置换送风技术;


  4)大量使用太阳能、地热能、风能、生物能等可再生能源;


  5)采用辐射采暖、制冷系统,提高能源利用效率;


  6)推广节水技术、绿色建材、绿化技术等生态建筑技术;


  7)使用智能建筑控制技术;


  8)废热废水回收技术。


  建筑效果


  全智能控制;


  不用或少用外界能源;


  24小时生活热水即开即用;


  室内空气保持清新, 温度、湿度、含氧量适宜。


  设计理念


  设计理念在于最大限度地利用自然能源、减少环境破坏与污染、实现零能源使用的目的,能源需求与废物处理实现基本循环利用的居住模式。建设这样一个实验性建筑群的目的,是为城市住宅建筑实现可持续发展提供一个综合性解决方案,它同时解决环境、社会、经济等不同方面的需求,并运用一些可靠的办法降低能耗、水耗和汽车使用量,最大限度地使用太阳能。该社区的建筑设计综合考虑一系列因素如可再生能源、完美的建筑设计、可持续材料和低环境影响等,是比现代西方建筑和整体设计更为可取的方案。


  这项计划所以被称为“零能源发展”,是因为这里的建筑物所需的电力和热力供应都不再使用传统的能源,建筑物也不再向大气排放二氧化碳。采用的所有建筑材料均可循环使用。为实现尽可能减少建筑物能源使用量的目标,这里的建筑物全部南向,以最大限度地吸收太阳能量。每个阳台后是北向的办公室或居室。北向的房间能照射到的阳光较少,所以夏天不太热,减少了空调使用量;无论是住户还是办公室,均安装能耗低、效率高的电器产品;屋顶被绿化,以减少热辐射。各个方面综合节能的结果,使得这里建筑物的电力和热能需求只有普通建筑的10%。


  目的


  从设计理念上看,主要的目的是:减少电力供应负担,从而减少了新建电站的要求;减少水供应的基础设施建设和水污染;减少生活和工作中交通拥塞;居住地和工作地在一起,可以减少交通污染排放;减少公共交通的负载,减少拥有私家汽车的需求;减少对地方供应链的刺激;减少社会疏远,因为24小时中,所有的团体都在使用公共设施;减少国家对化石能源的消耗,减少碳释放量;由于污染减少和环保住宅带来健康问题的减少;减少在城市中野生动物栖息地的丧失;减少农业用地的丧失,而且在保证住宅人口高密度的同时又能提供新房屋中玻璃温室和花园带来的适宜。


  要求


  第一要点是大环境,项目所在地从客观条件上对能源的需求降到最低。同时,减少挖土量与对植被的破坏。此零能源办公楼证实有效地利用了一个废弃的主题公园,改建其原有设施为职工宿舍和食堂,在停车场原址建设办公楼项目,其余部分完全恢复绿化。


  第二,将整个建筑埋入地下、将建筑与外界隔断,避免受太阳光以及暴风雪的影响。


  第三,引入好的东西,包括周边可利用的能源条件,我们将附近一河流引入建筑内部,恒温水流的循环被设计为辐射性的空调系统,最后排放回河流。并且,地下的温泉水可解决大楼所需的部分热量。


  第四,新风采集来自地下,我们挖了一条盾沟以引入空气,夏天利用土地对其进行降温,冬季则聚热空气。而最基本的动力诸如照明,通过天窗和前窗尽可能去满足,天窗还具有“烟囱”功能,排除内部的热空气。建筑内部还设有雪窖,收集本地区冬季的丰富冰雪,以解决机房所需的冷气。


  通过这么多的努力,整个建筑的能耗降低了75%,其余25%依靠可再生能源,即太阳光和风力发电。其中,90%来自太阳能光电板,最经济的选择是卖电系统,将电力卖给电力公司,待有需要时,再引入电力。这也是为什么我们称此项目为“0 Energy Balance”,因为纯零能源的可实施性很差,譬如,庞大的蓄电池维修及管理费。这个项目运营到现在,测定到仍有7%的能源缺口,原因来自风力发电的局限性,目前正在考虑扩大一部分太阳能发电。


  此外,减少排放量也意味着延长建筑的使用寿命,实施建筑一生的能源管理。以我们在日本东北电力总部大厦实施的“使用寿命周期能源管理系统”为例,它可降低约 50%的能耗。而在建筑设计中,日本已开始探讨两百年的建筑设计,急需解决的问题包括结构和强度、免震、设更新的便利性以及功能的灵活性。


  太阳能利用


  太阳能综合利用程度最高、节能最多的零排放示范建筑。


  太阳能为热水、光伏发电、蓄热采暖、空调提供能量,解决了家居热水、生活用电、制冷采暖、空气调节的耗能问题。除电信信号外,不需要任何常规能源。太阳能利用率达到100%,节能75%以上。全智能控制,24小时生活热水即开即用,室内空气保持清新,温度、湿度、含氧量适宜,是目前我国第一栋零排放、高舒适性的智能化健康住宅。


  技术应用:太阳能集热技术、太阳能空调技术、太阳能蓄热采暖技术、太阳能遮阳技术、太阳能光伏发电技术、太阳墙、智能控制技术和新风换能技术、高性能围护节能技术——陶粒砌块、墙体外保温、高性能温屏玻璃窗。


  太阳能集热系统:采用构架式、整体阳台式等多种形式实现与建筑完美结合,除提供24小时生活热水外,还能实现剩余热量的储存,确保太阳能地板采暖充足的热量,使冬季室内温度保持在18℃左右;通过改变集热器的设计、安装形式达到夏天遮阳、冬季采光的效果。


  太阳能光伏发电系统:为建筑内照明、家用电器、系统设备等提供用电。电量分两路交流输出,一路为整楼照明、家用电器、系统设备等供电,另一路专门给空调供电,避免大功率空调工作时对生活用电的冲击。


  太阳能智能控制系统:集太阳能循环监控、家庭安防报警、家电控制、信息发布、抄表、可视对讲、RF卡门禁等功能于一体,提高家居和居住区的安全和自动化水平。


  意义


  意义零能源建筑将采用新科技减低耗能量,例如结合来自美国的高效能制冷机(chiller)及国大设计的单卷双扇(single coil twin fan)的通风系统提供高效率冷气供应。传统冷气系统把新鲜空气和再循环冷空气混合后,分送到建筑内各个角落。新系统则可分开处理和发送两种空气,并根据需求进行混合,减少能源浪费。


  洁净能源科技的研发与实验有巨大发展潜能,政府已承诺投入巨资支持这方面的科研工作,例如今年8月宣布在下来五年拨1700万元投入洁净能源研究与实验计划,以及在今年3月宣布拨3亿5000万元推动洁净能源、尤其是太阳能的研究与发展计划,目标是让洁净能源领域在2015年带来17亿元增值,并创造7000个就业机会。 这个8年里就能回收成本的要求相当高,一般上,提供太阳能的公司都提到会超过10年,甚至20-30年才能回收,吓退了很多客户。


  随着电费不断的升高,石油供应价格长期的看涨,投资太阳能系统,原本根据市场电费的价格,算起来要很多年才能达到回本的价值,已经被高涨了两倍的油价缩小了两倍,简单的说,就是原本要30年的时间才收回成本,现在就只需10年。


  代表


  布莱德将出现本地首个“零能源”建筑物,全面使用太阳能科技,而不用到能源!


  这个将将耗资约1200万元的建筑物,是建在布莱德岭路的建设局学院(BCA Academy)范围里。这也是一座翻新的建筑物。建设局这么做的目的,是要为“绿色建筑”科技做试验,也要提高大家对“绿色建筑”的意识与认识。


  预料,当这座建筑在明年完成时,将拥有“绿色课室”、图书馆以及一个可以作为训练用途的访客中心。同时,这也将为建设局于明年10月在我国举办的国际绿色建筑大会,提供一个主要讨论的项目。


  这个讲座的主宾是国家发展部政务次长孟里齐博士。他指出,由于绿色建筑能在完成后得到能源方面的节省,因此并不昂贵。他举例说:“和一般的建筑相比,新的国家图书馆建筑在能源使用方面节省了约36%,或者每年约100万元,在8年里就能取回当初的额外建筑成本。”

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