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1、建筑节能技术实践与探索中的三个实例整体系统创新宁波“维科水岸心境”建筑节能技术实践与探索“维科水岸心境”的节能整体方案是建筑节能技术在宁波市的第一次较大规模尝试，该方案 从规划、建筑设计、围护结构到景观绿化、通风除湿以及新技术应用等方面均达到行业领先水平。 近日，因其为建设绿色生态低能耗住宅所做的积极而有益的探索，日前，该项目被列为“中国人 居环境金牌试点项目”。总体规划节能措施“维科水岸心境”在规划设计之初，就将建筑节能作为主要因素来考虑，最大限度地利用自 然采光、自然通风是绿色节能建筑最重要和最基本的标准条件之一。“维科水岸心境”在规划设 计中，将多层、小高层、高层建筑分组团穿插，由南向北
2、逐次增高，灵活布向，强调建筑自然采 光；建筑物的朝向选取了南偏东15左右，加之合理的建筑物间距，保证了每户有较好的日照和 自然通风。小区48%的绿地面积，加之黄家河自然水系的引入，形成绿化和水系相结合的自然生态节 能环节。这一环节不仅体现了江南水乡韵味，并且具有吸尘、减噪，调节小气候、降低环境温度， 减少城镇热岛效应的功能，改善小区内的微循环气候，冬暖夏凉，环境宜人。遵照国家夏热冬冷地区节能标准的要求，项目规划设计通过认真的综合分析和比较，“维 科水岸心境”项目建筑体形系数选取0.35，建筑物的间距1：1.25,窗墙比为南向0.35,北向0.23。综合运用节能技术建筑节能是一个整体的系统，单项
3、产品和技术的应用很难实现高舒适度、低能耗的目标。在 具体应用科技产品和技术时，需要强调建筑单体节能效应整体性。以建筑节能的重中之重一一围护结构为例。在夏热冬冷地区围护结构热工设计的主要内容就 是改善建筑热惰性指标，减弱室外环境对围护结构的影响，夏季需要室外热量尽量少传入室内， 在夜间室外温度下降以后外围护结构热量又能很快散发出去，保持室内有适宜的温度；冬季要求 围护结构有良好的保温特性。因此，该项目针对室内外的热能传递主要节点一一外墙、外墙门窗、 遮阳、补新风系统、首层地面及楼板、屋顶等方面，较为系统地运用了节能技术。外墙采用XPS外墙外保温系统，其具有出色的保温性能和超常的耐久性能，同时这一
4、系统 还具有优秀的抗水性能，它还拥有的卓越的抗压性能。通常在建筑物中约有15%20%的热量是由地面和楼板部分散失，“维科水岸心境”对地面 及楼板进行了保温、隔热及隔声处理，避免热量通过一楼地面传出，以满足住宅地面保温要求， 同时避免冷凝结露和降低噪音。采用先进的倒置式屋面保温隔热系统：防水层设置在结构层之上、绝热材料之下，兼作隔气 层。由于绝热材料的保护作用，使防水材料避免受到室外空气温度的剧烈波动变化和紫外线辐射 影响，同时避免施工人员来回走动、施工机具来回搬动而造成防水层的损坏。防水层处温度接近 室内温度，所以夏天防水层不会起鼓，冬天保温层以下不会结露；防水层紧靠坚实的结构层上施 工，既可
5、以保证施工质量，也可以保证使用功能，避免施工在遇水软化的材料上而造成的防水层 撕裂现象。采用绿色环保产品保温铝窗，实现节能50%左右。在新技术新材料的应用上有如下特点： 一是隔热铝型材的应用。二是采用中空玻璃，提高了保温性能。三是采用独特的密封结构，适当 减少可开启面积。四是选用高档附件，操作灵活，安全可靠。经测定，保温窗的抗风压性、气体 渗透性、雨水渗透性、保温性、隔声性均达到国家规定标准，更没有普通铝合金窗结露问题的困 扰。住宅进户门采用钢木门，保温隔热性能良好，满足建筑节能规定的要求。除了加强重要节点的节能技术，该项目还积极采取了其他节能措施，如补新风装置。利用室 内外正负压原理，在空调
6、保温季节，密闭门窗的情况下，保证有良好的新风补充和一定的除湿降 噪效果。另外，多层建筑采用无机房电梯，具有运行费用低、噪音小、故障率低、维护方便等优 点，且无机房设计节约空间，增大了使用面积。推广节水型卫生用具，采用冲洗水量6升/次的 便器及陶瓷芯片等的节水型水龙头。节能灯和电子延时、声控开关应用技术，在公共区域楼梯口、 楼梯间采用延时开关、感应开关等节能灯具，方便使用，减少无用电耗。积极采用新能源和可再生能源应用太阳能是对可再生能源的利用，“维科水岸心境”采用的是联集管式太阳能热水工程集 中供热水，使太阳能热水器和墙体、地板、房顶一样，变成一幢完整建筑的组成部分，成为与建 筑物同期设计、同期
7、施工、同期交付使用的“建筑功能构件”，成为节能方案的“个性亮点”。绿色建筑关键技术综合应用国内首个超低能耗建筑介绍超低能耗示范楼坐落于清华大学校园东区，总建筑面积2920平方米，作为2008年奥运建筑 “前期示范工程”，旨在通过其体现奥运建筑“高科技”、“绿色”、“人性化”。同时，该楼是国家十 五”科技攻关项目“绿色建筑关键技术研究”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技术产品，并在此基础上开展建筑技术科学领域基础与应用性研究，并 作为展示与宣传各种最新技术的舞台。作为绿色建筑的示范，超低能耗楼在设计方案中主要考虑了如下几方面关键技术应用。智能围护结构超低能
8、耗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。东立面有三种幕墙方式，分别为宽通道外循环式双层皮幕墙、玻璃幕墙+水平外遮阳、玻璃 幕墙+垂直外遮阳。东立面大型外遮阳装置，叶片宽度为600毫米，叶片间距同样是600毫米， 单片遮阳板长度可达6米。根据采光、视野和能量收集的不同要求，水平外遮阳板分为三组，能 够根据室内采光度和太阳光的不同照射角度等，及时调整外遮阳百叶开启角度，从而达到室内采 光与外遮阳两者间的最佳和谐。示范楼东侧内开窗采用隔
9、热铝合金窗，选用20毫米宽隔热条铝 合金型材及暖边密封系统，具有良好的窗扇的整体刚性和保温性能。南立面的幕墙方式有三种，一种与东立面玻璃幕墙+水平外遮阳类似，区别是双中空玻璃幕 墙的中间一片采用真空玻璃。南立面另外两种幕墙则和东立面不同，一是其安装方式为单元式， 另外则是采用窄通道的通风方式。其中一层和二层为内循环方式，通风夹层为200毫米，通风系 统与空调排风系统相结合，房间空调回风通过双层皮之间的通道后进入排风道，达到夏季利用排 风中的冷量而冬季利用排风中的热量实现节能。西立面和北立面采用轻质保温外墙，从外到内依次为铝幕墙、保温棉、石膏砌块。其中石膏 砌块利用发电厂烟气脱硫的副产品，粉碎后
10、还可回收利用，而聚氨酯保温材料的原料之一也是废 旧塑料瓶光盘等产品回用，体现了在材料选择上全生命周期的环保理念。西立面及北立面外窗采用多腔结构的PVC塑钢窗，并统一安装卷帘外遮阳。屋面有两类，一类为种植屋面，其中有保温层。另一部分透光屋面是生态仓屋顶，屋顶斜面 部分采用了自洁净玻璃。示范楼采用了高架活动地板的方式，架空层高度1.2米，此高度远大于常规项目，具有试验 性质，旨在为今后空调风道、各类水管、电缆、综合布线等均隐藏在架空层内的各类管线的移动 调整提供便利。示范楼的围护结构由玻璃幕墙、轻质保温外墙组成，热容较小，低热惯性容易导致室内温度 波动大，尤其是在冬季，昼夜温差会超过10C。为增加
11、建筑热惯性，以使室内热环境更加稳定， 示范楼采用了相变蓄热地板的设计方案，将相变温度为2022C的定形相变材料放置于常规的 活动地板内作为部分填充物，由此形成的蓄热体在冬季的白天可蓄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的热量，这样室内温度波动将不超过6C。室内环境控制系统方案一是自然通风利用。超低能耗示范楼利用热压通风和风压通风的结合，根据建筑结构形式及 周围环境的特点，在楼梯间和走廊设置三个通风竖井，负责不同楼层的热压通风。在建筑顶端设 计玻璃烟囱，利用太阳能强化通风。为实现自然通风、自然采光同时又满足防火要求，室内楼梯 间成为一个多功能综合体，楼梯间井道利用
12、高强度单片铯钾防火玻璃建成，使得玻璃通风道同时 解决了室内楼梯间的自然采光需求。此外在建筑外立面合适部位设置开启扇，室外空气在风压通 风的作用下可顺畅地贯穿流过建筑。二是湿度独立控制的新风处理方式。超低能耗示范楼共设置4台4000立方米/小时新风机组， 通过溶液除湿设备的处理，可提供干燥的新风，用来消除室内的湿负荷，同时满足室内人员的新 风要求。此外示范楼的新风机组同时可实现全热回收效率超过80%的高效热回收。三是模块化的末端调节设备。通过溶液除湿后的新风可带走室内的湿负荷，房间内的末端装 置仅负责显热部分（冷冻水温度可采用18C），按照干工况运行，不存在结露现象，彻底避免 了潮湿表面滋长霉菌
13、，恶化空气质量。示范楼内提供模块化的空调末端配置，根据房间实际使用 功能灵活组合。四是室内照明系统。照明系统采用背景照明与桌面台灯相结合。其中全楼背景照明系统能自 动补充日照水平，高效荧光灯在每个阶段提供300lx，整体感应器测量内部光线度和光线运动情 况，如果有足够的日光则使灯变暗，如果没有人使用这一房间，则把该房间的灯关掉。感应器还 有红外线接收器，允许使用者通过电脑来控制照明度。能源和设备系统方案示范楼能源和设备系统采用多项节能措施和可再生能源技术。在设计阶段的模拟分析表明包 括照明和办公设备在内，示范楼单位面积全年总用电量指标为40千瓦时/平方米，是北京市高档 办公建筑总用电量指标的3
14、0%。一是BCHP系统。示范楼的能源系统采用楼宇式热电联供系统BCHP,大楼所发电力除供应 本楼使用，还可并入校园电网供校内其他建筑使用。发电后的废热冬季可直接用于供热或用于驱 动吸收式热泵，此外烟气冷凝余热充分回收，热电联产系统的总用能效率可接近100%。夏季漠 化锂溶液除湿系统承担室内潜热负荷，显热负荷可以通过三种方式（微离心式电制冷机、利用内 燃机废热的吸收式热泵、直接利用漠化锂浓溶液产生冷冻水的制冷机）产生18C21C的冷冻 水来承担。冬季四种热电联产方式交替运行，夏季三种制冷机可联合或交替运行，这样冬季及夏季为满 足试验需求及负荷特性，可有近十种不同的运行模式，通过多种组合的详细运行
15、数据可为北京市 乃至全国各类建筑的能源系统总结推荐的系统方案。二是高温冷水机组。由于多项节能措施的采用，示范楼夏季最大供冷量仅需120千瓦，而且 大多数时间为部分负荷。另外，由于采用了独立湿度控制的新风机组，除湿任务由溶液除湿系统 承担，冷机仅承担显热负荷，夏季冷水温度18C即可满足要求。基于这样的供冷需求，示范楼 选了用小型高效率离心式压缩机，在一个夏天运行后，可比常规的制冷方式节省50%以上的电 量。三是空调末端控制调节措施与输配系统。示范楼空调系统根据负荷需求调节，其中新风根据 室内CO2浓度或回风湿度调节，新风机变频调速，排风机与新风机同步变化。可再生能源利用可再生能源的利用表现在以下
16、几方面。一是光电玻璃。楼南立面装有约30平米的光电玻璃， 设计峰值发电能力为5千瓦。位于结构夹层外侧，不影响采光，同时与双层皮幕墙结合组成光电 幕墙，作为集合太阳能光伏发电技术与幕墙技术的新型功能性建筑幕墙示范。二是太阳能空气集 热器。利用联集管式太阳能空气集热器，日集热效率可达到50%。三是太阳能庭院灯。选用太 阳能庭院灯为大楼入口处提供夜间照明，选用LED光源。四是太阳光采光技术。南侧室外设置 自动跟踪太阳光的阳光采集系统，为地下室提供采光，减少白天照明电耗。测量和控制系统超低能耗楼是实现了消防、保安、照明、空调、办公、通讯等多个系统的智能化，其中重点 内容为完善的设备节能管理系统，其控制管理的任务可以归纳为以下几个方面:一是对照明系统、 围护结构、冷热源系统等系统设备进行调节，保证系统设备的安全可靠运行，实现室内的舒适性 要求，优化系统运行和设备调节，降低能耗
