匯集世界最新節能技術 清華有座超低能耗示范樓

　　屋頂上種花草、冬季采暖零耗能……隨著今年3月清華大學超低能耗示范樓的落成，這些構想變成了現實。

　　所謂超低能耗，是指在樓的圍護結構、能源和設備系統、照明、智能控制、可再生能源利用等方面綜合選用各項節能技術，使大樓的能耗水平遠遠低于常規建筑物。

　　這座大樓采用了哪些節能技術呢？它的設計者之一、清華大學建筑學院生態設計工作室的周正楠博士給我們介紹了它的三大節能法寶。


　　“外衣”保暖又透氣
　　圍護結構是建筑的“外衣”，主要包括墻、窗、屋頂等，是直接與空氣接觸的部分。超低能耗樓的智能化圍護結構，可以自動適應氣候條件的變化和室內環境控制要求的變化，既可以最大限度地減少建筑內部能量的損耗，也可以從建筑外部獲得能量，好比給大樓穿上了一件又保暖又透氣的外衣。

　　大樓外各個立面采用了各種智能圍護結構方式。東立面選用了大型外遮陽裝置，能夠根據室內采光度和太陽光的不同照射角度等，及時調整外遮陽百葉開啟角度，從而達到室內采光與外遮陽兩者間的最佳和諧。冬季，白天葉片角度平行于太陽高度角變化，最大限度地吸收太陽輻射；夜間則關上葉片，增加幕墻熱阻，減少熱量損失。夏季，白天葉片垂直于太陽高度角變化，可減少太陽輻射，同時獲得良好的室內自然采光；夜間則打開葉片，增加與天空的輻射換熱，強化建筑物的夜間冷卻。

　　在超低能耗樓的南立面裝有約30平方米的單晶硅光電玻璃，用來把太陽光轉化為能被人們利用的電能。這層光電玻璃位于結構夾層外側，不影響采光，同時與單元式雙層皮幕墻結合組成光電幕墻。光電幕墻的電能是一種凈能源，發電過程中不消耗寶貴的自然能源，也無廢氣、無噪聲，不會污染環境，既能滿足裝飾、圍護的功能，同時又產生電能，達到環保、節能的目的。


　　能用就用，能省就省
　　能源不僅要用得少，而且要用得巧；高效利用也是一種節約。

　　超低能耗樓通過各種設計，充分且高效地利用太陽能等可再生能源，可以說是想盡一切辦法“能用就用”。太陽能庭院燈為大樓入口處提供夜間照明，蓄電池容量通過優化后能夠滿足夜晚照明，并把白天太陽能電池組件的能量盡量存儲下來，同時還能夠存儲滿足連續陰雨天夜晚照明需要的電能。超低能耗樓還利用聯集管式太陽能空氣集熱器，通過太陽能獲取熱風，在夏季用作溶液除濕系統再生器的熱源，而冬季則作為空調送風可直接送入室內。

　　超低能耗樓采用了樓宇式熱電冷聯供系統。該系統發電后的廢熱，在冬季可直接用于供熱或用于驅動吸收式熱泵；夏季，系統產生的低品位廢熱全部用于溶液除濕系統的再生器再生溶液，高品位廢熱則用于驅動吸收式熱泵制冷。發電、供熱、制冷，一套系統3個用途，正所謂“能省就省”。


　　平衡室溫有妙方
　　超低能耗樓的室內環境控制系統優先考慮被動方式，即用自然手段維持室內熱舒適環境。

　　根據北京地區的氣候特點，春秋兩季通過大換氣量的自然通風來帶走余熱，保證室內較為舒適的熱環境，縮短空調系統運行時間。冬夏兩季風少，但可以通過熱壓通風和風壓通風的系統控制，利用溫度差造成空氣流動，利用建筑外立面合適部位的開啟扇，使室外空氣貫穿流過建筑，保證整個大樓的“呼吸”順暢。

　　超低能耗樓的溫濕度獨立控制的空調方式類似于人體的血液循環。樓內的輻射吊頂為利用毛細管現象構成循環系統的塑料細網柵方式，冬季取暖時，循環在系統中的熱水溫度為22—24℃，夏季制冷時，循環在系統中的水溫為18—20℃，單位面積供熱和制冷效率均高于普通的混凝土埋管方式的輻射頂板，可實現快速制冷供熱，克服了后者調解慢的問題，另外由于交換面積大，室內溫度非常均勻，能有效解決傳統空調在大房間出現溫度死角的問題。

　　清華大學超低能耗示范樓匯集了當今世界范圍內建筑節能的最新產品、設備以及相關技術，代表了中國在建筑節能以及綠色建筑領域未來的技術發展方向。周正楠博士說，它不僅是一個成品，也是一塊試驗田，各種設計策略和技術還將繼續在這里實驗和改進。這些設計策略和技術也極具推廣價值，不僅可以用來改造現有的傳統建筑，更值得未來綠色建筑設計者們借鑒。

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