零碳建筑

发布时间:[2015-02-04]浏览次数:2250

  

根据联合国环境规划署统计,世界上约1/3的能源最终是在建筑物里消费的,建筑已经成为终端能源消费及碳排放增长最快的一个领域。因此建筑领域的减碳并逐步走向零碳被认为具有客观的潜力和极高的成效。零碳建筑是指在建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用的整个生命周期内,减少化石能源的使用,提高能效,降低二氧化碳排放量,最终达到单体建筑碳排放为零。在零碳建筑方面,较为著名的是世博会零碳馆。

世博会零碳馆原型取自世界上第一个零碳排放的社区英国贝丁顿(BedZED)零碳社区,是2栋前后相接的零碳排放小楼,建筑面积为2500平方米,包括零碳报告厅、零碳餐厅、零碳展示厅和6套不同风格的零碳样板房。该建筑运用了英国BedZED零能耗体系的核心和关键技术,充分利用自然资源和可再生能源对建筑技术进行全面开发,结合上海地区的气候特征进行节能环保设计,提高了建筑能源的使用效率。

2-2 世博会零碳馆外观图

从建筑本身来看,墙体的超级保温系统阻隔了夏季的炎热,在冬季又能够保持室内空间舒适的温暖。该墙体的构造为:140mm混凝土砌块+300mmXPS+外墙面材料+13mm抹灰层。通过这样的技术,实现室内外环境造成温差,达到冬暖夏凉的效果。为了更好地完善墙体的保温隔热性能,与墙面同样重要的窗户也被赋予隔热断热的使命。中空low-e玻璃成为零碳馆的唯一首选,其U=1.6W/m2K

为了使建筑具有更好的遮热、断热与冷却的作用,将北向的屋顶绿化。在烈日下,由于屋顶绿化的植物蒸腾作用,会带走室内的热量,起到良好的降温作用。同时通过植物的光合作用也能吸收空气中的二氧化碳,起到碳中和的作用。而良好的视觉效果也让屋顶充满自然的生活情趣。

该建筑摒弃了传统的火力发电方式,以光伏发电作为馆内主要的能源供给。在零碳馆设计光伏板面积为400m2,峰值发电功率为64KW。太阳能热水器把太阳能转换为热能,通过太阳能集热器提供室内生活用热水,并给新风溶液除湿系统的溶液可再生提供动力。热水能力:6t/天。利用江水源热泵系统为建筑制冷及采暖,能效比(COP=4-6

为了保证室内在密闭的情形下也能有清新的空气,零碳馆结合上海当地气候条件设计了第三代的风帽系统,通过自主风力寻向装置确定建筑周边风力的主要方向,并且将室外风动力转化为室内建筑通风的动力,从而免去了传统空调通风系统的能耗。同时回收70%的显热和潜热。室外风速2.5m/s时,新排风量为450m3/h,全热效率大于50%。风帽的溶液除湿使得馆内达到了恒温恒湿的效果,零碳馆利用太阳能为动力驱动溶液再生的系统,其溶液除湿再生量达到10kg/h

零碳馆雨水回收系统每年可收集到雨水大约1880m3,可以满足建筑用水的60%的需求。在零碳馆内所有的废弃物和生活垃圾都成为获取能源的好材料,将其回收后进入生物能锅炉,通过生物发酵及降解技术,燃烧产生的沼气作为另一种能量供给的方式提供给馆内生活所用。

零碳馆辐射毛细管用于大厅墙面,将江水源热泵制取的中温冷水或低温热水,经传输系统,传递到末端辐射模板的表面。通过辐射和对流的方式(以辐射为主)直接与室内环境进行冷热交换。这种以辐射方式为主的冷热交换极大地简化了能量从冷热泵到终端用户室内环境之间的传递过程。大大减少了不可逆损失,提高了低品质自然冷热源的可利用性。

零碳馆利用能耗监控系统监视能耗和建筑使用情况,并且协助建筑智能做出决策。该系统可直接连接电表、水表、燃气表、流量仪,实现高效的能力计量现场采集,同时以有线和无线以太网方式进行实时传输,并且在远程集中控制和管理。零碳馆内所有的照明都采用LED光源,LED在实现同样照度的同时耗能仅仅是普通灯的一半,同时完全可以满足博物馆、美术陈列馆对照明的特殊要求。

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