冬天抗凍,夏天抗熱 探秘“近零能耗”建筑
智慧能源服務保障中心效果圖
北京城市副中心,盡是新鮮事兒——中午時分,活動板房內愈發(fā)燥熱,人們不約而同地開啟空調,而在幾十米外的大樓內部,雖然門窗緊閉且沒啟動制冷設備,溫度卻始終保持在20攝氏度左右,置身其中,很是舒適。
“這就是超低能耗建筑的最大特點,冬天抗凍,夏天抗熱?!毕嚓P負責人說,這棟大樓是京能集團-北京熱力在建的智慧能源服務保障中心,預計今年10月投用。相比于傳統(tǒng)建筑,綜合能耗降低超過70%,使用的能源中有大約60%是可再生的。整棟建筑面積約5200平方米,通過外墻保溫系統(tǒng)、密封性處理、自動遮陽簾、無熱橋設計等,盡量減少熱交換。它就像老式的冰糕箱,蓋著厚厚的棉被,外面的熱氣進不來,里面的冷氣出不去。再加上地源熱泵、空氣源熱泵、光伏發(fā)電、蓄電池、儲能罐、微電網(wǎng)、智慧樓宇等新技術,就能在保證室內舒適的前提下,實現(xiàn)超低能耗甚至“近零能耗”。
大樓外立面即將于近日亮相,鋁合金顏色的窗戶,看上去平平無奇,實則大有學問。打開一扇就會發(fā)現(xiàn),窗戶很重,厚度更是普通家用鋁合金門窗的3倍多,細端詳,光玻璃就有3層,“中間充入的是惰性氣體,玻璃表面還貼了隔熱膜?!毕嚓P負責人說,這樣的設計能在引入光線的同時,把熱量擋在室外。門窗和墻體的每一處接縫,也都貼上了特質膠帶,提高建筑氣密性,從而讓室內外完全隔絕開?!暗鹊搅恕臁?,大樓會自動降下安裝在外幕墻的遮陽簾,進一步抵擋熱量,還能像百葉窗一樣變換角度,讓屋內不至于昏暗。”
要實現(xiàn)“近零能耗”,選用的新材料、新工藝遠不止這些。在外人看不見的地方,處處體現(xiàn)著匠心。就拿大樓的“棉被”——外保溫層來說,普通辦公樓的保溫層厚度大約10厘米,但要達到“近零能耗”的標準,相同材料的保溫層要增厚到30厘米,這勢必會犧牲使用面積。建設方京能集團華源熱力的相關負責人說,智慧能源服務保障中心的保溫層使用了新材料超薄真空絕熱板,別看厚度只有13厘米,但實驗數(shù)據(jù)表明,保溫隔熱、節(jié)能效果很好。
等真到了“三伏天”,外面的熱進不來,屋里的冷氣又從何而來呢?記者在地下一層的設備間找到了答案——地源熱泵。相比于地上四季交替、氣溫變化明顯,地下常溫層溫度基本上常年保持在15攝氏度左右,地源熱泵正是利用了大自然的這個特性,冬天為屋內補充一部分熱量,夏天則替代空調降溫,整體降低建筑能耗。占地30多平方米的設備間,實際上只是整套系統(tǒng)的“冰山一角”,從地表至地下150米深處,有100多個用來安放水管的垂直通道,炎熱的夏季,軟化水從水管里走一趟,就帶出了冷氣,隨后進入熱泵機組和空調循環(huán)泵,為室內制冷。此外,智慧能源服務保障中心還安裝有空氣源熱泵,配合地源熱泵降低能耗。
驅動地源熱泵和空氣源熱泵的電力,也來自大自然,秘密就在分布在屋頂、幕墻等處,裝機容量150千瓦的太陽能光伏系統(tǒng)。按計劃,每年能生產(chǎn)15萬度電,可全部用于樓內使用,如果不夠,可以讓市政電作補充,如果遇到假期,光伏發(fā)電量有冗余,還能儲存在240千瓦的儲能罐里待日后使用。此外,大樓還安裝了智慧樓宇系統(tǒng),自動調度能源使用情況,實現(xiàn)高比例可再生能源、低碳排放的目標。
“超低能耗”建筑要求環(huán)保高標準,必然不能采用常規(guī)的施工工藝。據(jù)介紹,智慧能源服務保障中心采用被動式幕墻建筑結構,大大提高了建筑節(jié)能效果。
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