近日，北京建筑節(jié)能研究發(fā)展中心零碳建筑示范工程在北京市朝陽區(qū)亮相。該項目采用了20項國際先進零碳技術(shù),、比傳統(tǒng)非被動式公共建筑節(jié)能60%,、每年通過光伏發(fā)電甚至可實現(xiàn)建筑負能源消耗,。
該建筑由一座建成于1987年的既有公共建筑改造而成,，因此該項目也成為北京市首個既有公共建筑改造的零碳建筑。
北京建筑節(jié)能研究發(fā)展中心零碳建筑示范工程
項目位于北京市朝陽區(qū)光熙門北里29號,，總建設面積1181.6平方米,，整體建筑采用磚混結(jié)構(gòu)，地上兩層,，無地下室,，建筑高度為8米。
二十項節(jié)能技術(shù) 實現(xiàn)100%節(jié)能,、100%減排
示范項目采用高性能非透明圍護結(jié)構(gòu)保溫技術(shù),、高性能門窗技術(shù)、無熱橋處理措施,、高效熱回收技術(shù),、建筑氣密性措施以及可再生能源及建筑電氣化七大類、二十項節(jié)能技術(shù),，將建筑本體的能耗降至改造前的90%,，同時設置多種形式的光伏設施，使建筑耗電量與光伏發(fā)電量達到平衡,，最終實現(xiàn)100%節(jié)能,、100%減排。
項目將“光伏發(fā)電,、儲能蓄電,，直流供電，柔性用電”相結(jié)合。通過屋頂單晶硅結(jié)合 BIPV直流發(fā)電,，利用直流電向室內(nèi)直流用電器供電,，實現(xiàn)能源的高效利用。同時,，考慮特殊情況,，接入市政電力，當連續(xù)陰雨天或光伏用電不滿足時使用,，實現(xiàn)柔性用電,。
可再生能源
這座建筑的太陽能光伏板面積515平方米，每年可發(fā)57000度電,。北京公共建筑峰值電價為1.29元/度,，能耗計算結(jié)果顯示，這一項目全年照明,、插座、生活熱水,、遮陽,、弱電、空調(diào)系統(tǒng)等全年每平米用電量約為 45 度/平方米,，全年總計電量為53145度,。按電價為 1.29 元/度計算，每年電費可節(jié)省68557元,。通過零碳改造顯著降低了后期運營成本,。
光伏屋頂是當下的主流形式，而光伏幕墻是未來的主流,。光伏幕墻是將幕墻（比如石材幕墻,、玻璃幕墻）和光伏發(fā)電功能相結(jié)合的幕墻，相較于屋頂,，建筑幕墻表面積更大,，能有效提高發(fā)電量。更適用于高樓大廈安裝光伏發(fā)電的需求,。
為了有效遮擋陽光和利用太陽光,，這座零碳建筑的外墻按照適當?shù)墓庹战嵌仍O置了遮陽板和導光板，阻止強烈的陽光透過玻璃直接射入室內(nèi),。在起到降溫作用的同時,，還可以將自然光線更深地反射到辦公室，增加辦公室的亮度,，從而減少電源的使用,。
盡管缺少一般辦公室燈火通明的感覺，但坐在桌子前，光線卻很好,，完全不影響工作,。另一個不尋常的地方是，屋里找不到燈的開關(guān),。這里采用的是智能照明系統(tǒng),，可以通過室內(nèi)光亮度調(diào)節(jié)燈具亮度，辦公室內(nèi)是否開燈完全由自然光的亮度和系統(tǒng)已設定的室內(nèi)亮度決定,。人們可以通過手機APP控制調(diào)節(jié)燈具的開關(guān)與亮度,。
室內(nèi)還采用了導光筒（光導照明系統(tǒng)），屋頂上一個個圓形的“大燈”,，沒有電源,，而是通過折射、反射陽光,，將室外光線引入室內(nèi),，不僅節(jié)能，而且比電燈更自然,、更柔和,。導光筒利用高反射的光導管，將陽光從室外引進到室內(nèi),，可以穿越吊頂,，穿越覆土層，還可以拐彎延長繞開障礙,，將陽光送到任何地方,。是一種綠色、健康,、環(huán)保,、無能耗的照明產(chǎn)品。
高效新風熱回收系統(tǒng)
在室外溫度不適宜的冬夏季,，開窗通風將造成大量的能量損失,，同時室內(nèi)的溫濕度也無法得到保證。因此在氣密性優(yōu)異的零碳建筑系統(tǒng)中,，新風系統(tǒng)作為機械通風的一種形式應用于建筑中,。帶有熱回收的新風系統(tǒng)，可以保證室內(nèi)氣流組織的定向流動,，同時根據(jù)室內(nèi)溫濕度,、二氧化碳濃度對新風量進行反饋，保證室內(nèi)良好的舒適性,。
為了盡可能降低通風能耗,，帶有熱回收的新風系統(tǒng)應運而生,，其主要依靠室外新風與室內(nèi)回風進行熱量的交換，從而利用室內(nèi)熱量來為室外的冷空氣進行升溫,。室外新風與室內(nèi)回風在熱回收芯進行熱量交換,，將升溫后的新風送入室內(nèi)。
中心的暖通系統(tǒng)使用多聯(lián)機+全熱回收新風系統(tǒng)以降低通風損失,；新風機組帶有加濕段,，室內(nèi)溫濕度可控，保障冬季室內(nèi)濕度適宜,，提高舒適度,；考慮到室外空氣污染，新風系統(tǒng)增加PM2.5過濾箱,，過濾效率高達99%,。
智能監(jiān)控方面
一套可視化的環(huán)境監(jiān)測、設備能耗分項,、樓體結(jié)構(gòu)安全跨系統(tǒng)集成堪稱建筑的“神經(jīng)元”,。通過在主要功能房間安裝室內(nèi)環(huán)境傳感器監(jiān)測點，可以對室內(nèi)的溫度,、濕度,、PM2.5、二氧化碳,、TVOC和甲醛濃度進行實時采集并處理形成舒適指數(shù)和健康指數(shù)。在屋面,，設置有氣象監(jiān)測站掌握溫度,、濕度、風速,、光照,、PM2.5等各項數(shù)據(jù)。建筑中還有眾多監(jiān)測點對樓體傾斜,、裂縫,、沉降進行監(jiān)測。
中心研發(fā)了包含照明,、新風,、空調(diào)、加濕,、遮陽,、天窗、安防等設備在內(nèi)的智能化集成運維控制系統(tǒng),，可以實時對各設備狀態(tài)進行監(jiān)控和場景控制,。這個智慧中樞可以對照明、插座、新風,、空調(diào)等進行分項用能精準計量,，對每個區(qū)域每個設備類型用電數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，為節(jié)能統(tǒng)籌提供有效的數(shù)據(jù)支撐和分析基礎,，實現(xiàn)運維管理的精細化,、數(shù)據(jù)化。
使用功能方面
項目還集教育和科研為一體,，首層是一座內(nèi)容豐富的零碳·城市更新展廳,，由多媒體展廳、五大技術(shù)產(chǎn)品長廊,、被動房體驗倉沉浸體驗館,、科技趣味互動體驗區(qū)組成，全方位介紹零碳建筑相關(guān)技術(shù),；二層為科研辦公用房,。
▲被動房實物樣板集中展示的空間是一座沉浸式體驗館。
▲從一顆小小的隔熱錨栓到整個綜合建筑實物節(jié)點,，都與空間的結(jié)構(gòu)相互融合,，使原本枯燥的節(jié)點與材料呈現(xiàn)出建筑的節(jié)奏與美感。
▲保溫材料,、門窗,、遮陽、新風,、空氣能和太陽能采暖等關(guān)鍵部品也都一一陳列,。
▲最后一個區(qū)域是科技趣味互動體驗區(qū)。訪客在互動游戲中可以進一步了解被動房技術(shù)與零碳建筑技術(shù)的基本原理,。
▲在展陳上,，新技術(shù)與傳統(tǒng)建筑技術(shù)的對比一目了然。
▲新技術(shù)氣密性,、隔音性提升實效展示
0
