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近零能耗建筑 ▎中国五冶集团科技中心

发布时间:

2024-05-27 16:50

近零能耗建筑 ▎中国五冶集团科技中心

来源 | 四川在线

 

成都市锦江大道与柳荫路交叉路口,一座酷似鲸的建筑,刚刚浮出“水面”。“水面下”大有乾坤——走进地下二层,无需开灯,也能“沐浴”当日的阳光。

 

近日,位于成都市锦江区的中国五冶集团科技中心举办入驻仪式。作为一座集科研、办公、科普、文化等为一体的多功能综合体和四川省、成都市建筑行业科技创新共享平台,大楼以打造近零碳建筑为目标设计建造,于2024年获得中国建筑节能协会近零能耗认证。

 

 

作为四川节能降碳的又一“样板间”,总建筑面积达15634.6平方米,如何做到“近零能耗”?

 

5月15日,趁着“未来建筑之光——2024年四川省建筑工业化与智能建造科技活动周”,四川在线记者前往一探究竟。

 

被动“迎击”

“打伞”“穿衣”,地下也能“晒”到自然光

 

“南侧是堆叠的悬挑结构,层层递进;北侧是阶梯状的建筑形体,层层退台,呈现出独特的‘鲸跃’造型。”一见面,中国五冶集团设计研究院总建筑师杨飞宁就带着四川在线记者沿大楼外围走了一圈。

 

精巧的“鲸”,并不仅仅为了美观。“形态设计是建筑被动式降低能耗需求的关键一环。”杨飞宁提到,整体形态设计方案基于项目所在地气候条件,综合考虑了日照、风场、周边建筑群等影响因素,经过大量信息技术模拟,最终逐渐成型。

 

夏天,南侧的悬挑结构就像一把“遮阳伞”,能够减少建筑受到的太阳光直射,从而降低空调能耗;冬天,太阳高度角变小,阳光能够直射南侧立面,既解决了照明问题,又降低了供暖需求。此外,这样的造型还有效减少了对大楼北侧住宅区采光产生的影响。

 

打起“遮阳伞”还不够,“防晒服”也要穿好。

 

首先是一层“隔热防寒”的“内衣”——大楼幕墙由真空玻璃、玻纤型材、真空保温板等高性能材料组成,保温性能是普通建筑的2-4倍。

 

五冶研发的自适应遮阳系统

 

其次是一件“可脱可穿”的“外衣”——在大楼的东西两侧,建筑外立面采用中国五冶集团自主研发的自适应遮阳系统,可根据室内光照强度自动调节百叶竖向位置,最大限度满足夏季遮阳、冬季采光采暖的需求。

 

五冶科技中心地上共有6层,地下3层。一般而言,地下功能区能够提升土地利用率,也有冬暖夏凉的优势,从而降低控制室内温度带来的能耗需求,但在采光上需求很大。

 

“被动降需要求‘最大程度采用自然光’,在五冶科技中心,哪怕是地下,也能‘晒’到自然光。”杨飞宁先卖了个关子。

 

随他走进位于地下2层的食堂,四川在线记者看到了答案——导光管采光系统构建起“光”的“高速公路”,将室外的自然光“运输”至此,即使关闭灯光,也不会“伸手不见五指”。

 

导光纤维采光系统

 

据介绍,像这样的导光管采光系统一共有9套,此外还设置了6套导光纤维采光系统。在大楼南侧,四川在线记者见到了后者的采光装置。它们就好像一朵朵“向日葵”,自动追踪太阳方位而转动,进一步提高采光效率。“与导光管相比,导管纤维不受路径、距离的影响。”杨飞宁表示,据估算,仅是导光系统一项,每年便可为大楼节约电能约5500千瓦时。

 

主动“出击”

“智慧大脑”、节能设备、“超级充电宝”齐上阵

 

在被动降耗的基础上,五冶科技中心还组合运用多项主动式高性能技术,进一步提升建筑节能减排效果。

 

一是“耳聪目明”的 “智能大脑”。杨飞宁介绍,大楼搭载了中国五冶集团自主研发的数字孪生系统,从智能照明、人体感应、室内空气质量监控,到室外气象监控、楼宇自控、能耗监测等,一应俱全。

 

二是“智慧”的节能设备。大楼中央空调所采用的新风系统能根据二氧化碳浓度、PM2.5值等,进行室内外双向换气,智能调控大楼内部空气质量。此外,新风系统还具备热回收功能,可吸取空气中的热量,通过空气源热泵热水机组提供生活热水,实现高效节能供应。大楼还设置了中水回用系统,能将生活污水、管井废水、空调水经过处理后用于冲洗、冲厕、绿化浇洒等场景。

 

三是功能强大的“超级充电宝”。运用光储直柔技术,大楼的顶层铺满单晶硅光伏发电板,累计年发电量约9.9万千瓦时,同时设置了户外集装箱式储能装置以及直流用电设备。通过采集外部环境参数和配电网数据,以柔性控制策略削峰填谷,在光伏发电大于负荷时,将余电存于储能装置,在有负荷需求时放出。

 

此外,在建造阶段,五冶科技中心采用了装配式建筑这一绿色建造手段,以钢结构为“骨架”进行“搭积木”,不仅缩短了建筑工期,也有效降低了施工过程中的建筑垃圾和施工扬尘产生。单体装配率达91.48%,达到国标装配式建筑AAA级水平。

 

“既舒适、又节能,同时降碳效果与成本投入兼顾。”杨飞宁总结,通过被动式建筑设计和主动技术措施,五冶科技中心最大幅度降低建筑供暖、空调、照明需求,提高能源设备与系统效率,同时利用光储直柔技术提升可再生能源利用率,最终实现“以最少的能源消耗提供舒适室内环境”的理想状态。

 

据估算,与普通办公建筑相比,五冶科技中心全年可节省用电约67万千瓦时,节约自来水量约2740吨,减少碳排放约336吨,达到了近零能耗标准。

 

中国五冶集团相关负责人表示,未来,大楼不仅是办公场所,还将成为一座展示绿色低碳建筑科技的科普展览馆,为前来参观的市民群众展示最新的绿色低碳建筑技术和成果,让绿色、低碳的建筑理念在越来越多人心中生根发芽。

 



南京绿建将秉承着以技术完善,质量为本,以创新赢得优势的理念,积极响应国家双碳政策,助力绿色能源建筑的建设,力争成为BIPV行业的领军者。

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