晒“日光浴”就能供热制冷,“吹过你的风”来自地表下五六十米,建筑总用能仅为北京市同类建筑能耗的20%左右……这个暑假,北京市朝阳区一座外观并不起眼的四层小楼,吸引了众多研学团前来打卡,这便是中国建筑科学研究院近零能耗示范楼(以下简称“示范楼”),也是我国第一个近零能耗办公建筑。
什么是近零能耗?“所谓近零,就是单位平米能耗接近于零。”中国建筑科学研究院高性能建筑研究中心总工李怀介绍道,在这个4025平方米的空间里,当时集成了世界前沿的节能低碳理念和绿色建筑技术,充分向自然取能,实现节能减碳目标,如利用地源热泵、太阳能光热及光伏、水蓄冷等多种可再生能源以及高性能的建筑围护结构体系、自然通风、自然采光,智能控制系统等,来极大降低建筑单位平米能耗。
跟随她的脚步,记者来到了楼顶,只见一排排蓝色的太阳能集热管整齐地排列在屋面,足足有225平方米,这是2014年亚洲最大的太阳能空调系统。
“管道里装满水等介质,太阳光照射到集热器上,能量就转移到水中。而夏天,我们则通过一些化学手段,将热转化成冷,通过冷水的不断循环给屋里降温,这就是所谓的太阳能空调系统。”李怀比划着说,这套太阳能空调系统几乎不耗电。冬天,当集热器水温达到一定温度时,热水就可以直接输送到楼内,直接给屋里供暖了。
“没有太阳的时候怎么办?”
“还有一套系统实时准备着,这就是我们楼的另一套能源系统——地源热泵系统。”
问答间,李怀带着记者来到了一层能源站机房。在这个被称为示范楼“大心脏”的地方,冷热源设备整齐排布,数十条供回水管道纵横交错。其中,墙边一排黑色的管道,它就是地源热泵中的地源侧部分,管道深入地下数十米深,从浅层土壤中获取能量给到热泵主机,为大楼制冷和供暖。
“可以说,太阳能空调系统是利用‘天’,地源热泵系统是利用‘地’,两套系统通过智慧能源运维管理平台相互配合,根据室内需求和室外环境参数来实时调整运行状态,时刻为整栋楼的供冷供热做好保障。”李怀说。
在这座示范楼里,“黑科技”远不止于此。例如,建筑师不仅利用可再生能源供冷供热,还向太阳“借”光,用楼顶的聚光罩聚集阳光,再通过灯罩背后的管道引到楼内,就可以照亮房间。同时,借助光伏玻璃幕墙,将大楼变成了特殊的“发电机”。此外,应用高性能的门窗来降低传热系数,提高气密性,发挥“保温屏障”作用。
示范楼从2014年运行以来,截至目前的实际运行数据表明,该项目采暖、供冷及照明年均能耗为23.6kWh/m2a,也就是每平方米一年的耗电量约23.6度电,仅相当于北京市同类项目的1/5,年CO2减排量约216吨,相当于年种植12000棵树,取得了显著的节能减碳效益。在实现近零能耗的同时,该建筑也是“零碳”建筑先锋!
据了解,诸如此类的净零能耗建筑已在全国推广了56.4万平米。中国建筑科学研究院全面开展国内外绿色建筑推广应用,拉动了设备产品、绿色建材、能源应用、装配式建造、技术服务等30多个上下游产业发展,市场总规模已达3.4万亿元。
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