綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)綜合應(yīng)用_廠房降溫水簾
由于多項節(jié)能措施的采用,示范樓夏季最大供冷量僅需120千瓦,而且大多數(shù)時間為部分負荷。另外,由于采用了獨立濕度控制的新風(fēng)機組,除濕任務(wù)由溶液除濕系統(tǒng)承擔(dān),冷機僅承擔(dān)顯熱負荷,夏季冷水溫度18℃即可滿足要求。基于這樣的供冷需求,示范樓選了用小型高效率離心式壓縮機,在一個夏天運行后,可比常規(guī)的制冷方式節(jié)省50%以上的電量。
五是根據(jù)實驗研究的需要以及設(shè)備研究的需要,樓控系統(tǒng)應(yīng)提供多種操作模式。包括現(xiàn)場手動操作、手自動模式切換、通過控制系統(tǒng)對設(shè)備的人工調(diào)節(jié)、程序自動控制等。
一是自然通風(fēng)利用,廠房降溫水簾。
示范樓的能源系統(tǒng)采用樓宇式熱電聯(lián)供系統(tǒng)BCHP,大樓所發(fā)電力除供應(yīng)本樓使用,還可并入校園電網(wǎng)供校內(nèi)其他建筑使用。發(fā)電后的廢熱冬季可直接用于供熱或用于驅(qū)動吸收式熱泵,此外煙氣冷凝余熱充分回收,熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的總用能效率可接近100%。夏季溴化鋰溶液除濕系統(tǒng)承擔(dān)室內(nèi)潛熱負荷,顯熱負荷可以通過三種方式(微離心式電制冷機、利用內(nèi)燃機廢熱的吸收式熱泵、直接利用溴化鋰濃溶液產(chǎn)生冷凍水的制冷機)產(chǎn)生18℃~21℃的冷凍水來承擔(dān)。
可再生能源利用
二是高溫冷水機組。
一是BCHP系統(tǒng)。
冬季四種熱電聯(lián)產(chǎn)方式交替運行,夏季三種制冷機可聯(lián)合或交替運行,這樣冬季及夏季為滿足試驗需求及負荷特性,可有近十種不同的運行模式,通過多種組合的詳細運行數(shù)據(jù)可為北京市乃至全國各類建筑的能源系統(tǒng)總結(jié)推薦的系統(tǒng)方案。
一是對照明系統(tǒng)、圍護結(jié)構(gòu)、冷熱源系統(tǒng)等系統(tǒng)設(shè)備進行調(diào)節(jié),保證系統(tǒng)設(shè)備的安全可靠運行,實現(xiàn)室內(nèi)的舒適性要求,優(yōu)化系統(tǒng)運行和設(shè)備調(diào)節(jié),降低能耗。
超低能耗示范樓利用熱壓通風(fēng)和風(fēng)壓通風(fēng)的結(jié)合,根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)形式及周圍環(huán)境的特點,在樓梯間和走廊設(shè)置三個通風(fēng)豎井,負責(zé)不同樓層的熱壓通風(fēng)。在建筑頂端設(shè)計玻璃煙囪,利用太陽能強化通風(fēng)。為實現(xiàn)自然通風(fēng)、自然采光同時又滿足防火要求,室內(nèi)樓梯間成為一個多功能綜合體,樓梯間井道利用高強度單片銫鉀防火玻璃建成,使得玻璃通風(fēng)道同時解決了室內(nèi)樓梯間的自然采光需求。此外在建筑外立面合適部位設(shè)置開啟扇,室外空氣在風(fēng)壓通風(fēng)的作用下可順暢地貫穿流過建筑。
通過溶液除濕后的新風(fēng)可帶走室內(nèi)的濕負荷,房間內(nèi)的末端裝置僅負責(zé)顯熱部分(冷凍水溫度可采用18℃),按照干工況運行,不存在結(jié)露現(xiàn)象,徹底避免了潮濕表面滋長霉菌,惡化空氣質(zhì)量。示范樓內(nèi)提供模塊化的空調(diào)末端配置,根據(jù)房間實際使用功能靈活組合。
可再生能源的利用表現(xiàn)在以下幾方面。一是光電玻璃。樓南立面裝有約30平米的光電玻璃,設(shè)計峰值發(fā)電能力為5千瓦。位于結(jié)構(gòu)夾層外側(cè),不影響采光,同時與雙層皮幕墻結(jié)合組成光電幕墻,作為集合太陽能光伏發(fā)電技術(shù)與幕墻技術(shù)的新型功能性建筑幕墻示范。二是太陽能空氣集熱器。利用聯(lián)集管式太陽能空氣集熱器,車間負壓通風(fēng)降溫設(shè)計,日集熱效率可達到50%。三是太陽能庭院燈。選用太陽能庭院燈為大樓入口處提供夜間照明,選用LED光源。四是太陽光采光技術(shù)。南側(cè)室外設(shè)置自動跟蹤太陽光的陽光采集系統(tǒng),為地下室提供采光,減少白天照明電耗。
二是濕度獨立控制的新風(fēng)處理方式。
三是氣象參數(shù)監(jiān)測、圍護結(jié)構(gòu)熱工性能逐時監(jiān)測,反映室內(nèi)環(huán)境舒適度的溫濕度、CO2濃度、照度等參數(shù)的測試以及反映系統(tǒng)運行狀況的水溫、風(fēng)溫、煙氣溫度、煙氣流量等參數(shù)的監(jiān)測。
示范樓能源和設(shè)備系統(tǒng)采用多項節(jié)能措施和可再生能源技術(shù)。在設(shè)計階段的模擬分析表明包括照明和辦公設(shè)備在內(nèi),示范樓單位面積全年總用電量指標為40千瓦時/平方米,是北京市高檔辦公建筑總用電量指標的30%。
超低能耗樓是實現(xiàn)了消防、保安、照明、空調(diào)、辦公、通訊等多個系統(tǒng)的智能化,其中重點內(nèi)容為完善的設(shè)備節(jié)能管理系統(tǒng),其控制管理的任務(wù)可以歸納為以下幾個方面:
測量和控制系統(tǒng)
示范樓各系統(tǒng)設(shè)備會經(jīng)常改變,樓控系統(tǒng)需要為人工設(shè)定傳感器與執(zhí)行器的關(guān)聯(lián)途徑,編輯控制算法提供改變的接口。為滿足上述要求,樓控系統(tǒng)由測量網(wǎng)、控制網(wǎng)和辦公網(wǎng)組成。該樓是我國首個綜合了示范、展示、試驗功能綠色建筑,將文中提及技術(shù)與產(chǎn)品全部考慮在內(nèi),其建安成本單位建筑面積為10000元,負壓風(fēng)機工程。該樓2005年1月竣工并投入使用,多種生態(tài)與節(jié)能措施實際應(yīng)用效果將通過詳細的測試及計量結(jié)果驗證,從這種意義上講,示范樓是一個以真實建筑為基礎(chǔ)的試驗臺,在大樓方案論證階段,就貫穿可更新、可調(diào)節(jié)、可拓展思路,為未來更深入的試驗及科研創(chuàng)造條件。
能源和設(shè)備系統(tǒng)方案
照明系統(tǒng)采用背景照明與桌面臺燈相結(jié)合。其中全樓背景照明系統(tǒng)能自動補充日照水平,高效熒光燈在每個階段提供300lx,整體感應(yīng)器測量內(nèi)部光線度和光線運動情況,如果有足夠的日光則使燈變暗,如果沒有人使用這一房間,則把該房間的燈關(guān)掉。感應(yīng)器還有紅外線接收器,允許使用者通過電腦來控制照明度。
作為綠色建筑的示范,超低能耗樓在設(shè)計方案中主要考慮了如下幾方面關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用。
四是提供對設(shè)備的管理機制。建立系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)據(jù)庫,使研究人員能夠方便的查詢到設(shè)備的出廠信息,在示范樓系統(tǒng)圖中的位置和空間位置,當前工作狀態(tài)和歷史運行記錄。
四是室內(nèi)照明系統(tǒng)。
超低能耗示范樓共設(shè)置4臺4000立方米/小時新風(fēng)機組,通過溶液除濕設(shè)備的處理,可提供干燥的新風(fēng),用來消除室內(nèi)的濕負荷,同時滿足室內(nèi)人員的新風(fēng)要求。此外示范樓的新風(fēng)機組同時可實現(xiàn)全熱回收效率超過80%的高效熱回收。
超低能耗示范樓坐落于清華大學(xué)校園東區(qū),總建筑面積2920平方米,作為2008年奧運建筑“前期示范工程”,旨在通過其體現(xiàn)奧運建筑“高科技”、“綠色”、“人性化”。同時,該樓是國家“十五”科技攻關(guān)項目“綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)研究”技術(shù)集成平臺,用于展示和實驗各種低能耗、生態(tài)化、人性化的建筑形式及先進技術(shù)產(chǎn)品,并在此基礎(chǔ)上開展建筑技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)與應(yīng)用性研究,并作為展示與宣傳各種最新技術(shù)的舞臺。
室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)方案
三是模塊化的末端調(diào)節(jié)設(shè)備。
示范樓空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)負荷需求調(diào)節(jié),其中新風(fēng)根據(jù)室內(nèi)CO2濃度或回風(fēng)濕度調(diào)節(jié),新風(fēng)機變頻調(diào)速,排風(fēng)機與新風(fēng)機同步變化。
二是對整個建筑電耗、燃氣量、城市熱網(wǎng)熱用量的統(tǒng)計,內(nèi)燃機等發(fā)電、供熱量的計量,以及各子系統(tǒng)和子系統(tǒng)設(shè)備電耗的分支計量。
三是空調(diào)末端控制調(diào)節(jié)措施與輸配系統(tǒng)。
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