摘要： 清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系建造的超低能耗示范樓是綠色建筑相關(guān)技術(shù)的集成平臺，綜合了多項(xiàng)建筑節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品，涉及到智能圍護(hù)結(jié)構(gòu)、自然通風(fēng)、個(gè)性化空調(diào)末端裝置、濕度獨(dú)立控制的送風(fēng)方式、樓宇式熱電聯(lián)供系統(tǒng)、太陽能利用、監(jiān)測和控制系統(tǒng)等多相關(guān)技術(shù)，本文對示范樓的節(jié)能設(shè)計(jì)和方案作了簡單介紹。
關(guān)鍵詞： 節(jié)能，技術(shù)集成，示范
清華大學(xué)超低能耗示范樓是北京市科委科研項(xiàng)目，作為 2008 年奧運(yùn)會辦公建筑的 “ 前期示范工程 ” ，旨在通過其體現(xiàn)奧運(yùn)建筑的 “ 高科技 ” 、 “ 綠色 ” 、 “ 人性化 ” 。同時(shí)，超低能耗示范樓是國家 “ 十五 ” 科技攻關(guān)項(xiàng)目 “ 綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)研究 ” 的技術(shù)集成平臺，用于展示和實(shí)驗(yàn)各種低能耗、生態(tài)化、人性化的建筑形式及先進(jìn)的技術(shù)產(chǎn)品。在此基礎(chǔ)上陸續(xù)開展建筑技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)與應(yīng)用性研究，研究和示范系列的節(jié)能、生態(tài)、智能技術(shù)在辦公建筑上的應(yīng)用。包括建筑物理環(huán)境控制與設(shè)施研究（聲、光、熱、空氣質(zhì)量等），建筑材料與構(gòu)造（窗、遮陽、屋頂、建筑節(jié)點(diǎn)、鋼結(jié)構(gòu)等），建筑環(huán)境控制系統(tǒng)的研究（高效能源系統(tǒng)、新的采暖、通風(fēng)、空調(diào)方式及設(shè)備開發(fā)等），建筑智能化系統(tǒng)研究。超低能耗樓還將成為展示與宣傳各種最新技術(shù)的舞臺，為技術(shù)交流、產(chǎn)研掛鉤、知識普及搭建橋梁；成為清華大學(xué)與企業(yè)界合作開發(fā)、展示新產(chǎn)品的平臺，以及向社會、大眾宣傳、展示建筑節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展建筑概念、技術(shù)和產(chǎn)品的展臺。
超低能耗示范樓座落于清華大學(xué)校園東區(qū)，建筑設(shè)計(jì)如圖 1 所示，總建筑面積 3000m2，地下一層，地上四層。由辦公室、開放式實(shí)驗(yàn)室或?qū)嶒?yàn)臺及相關(guān)輔助用房組成 。從建筑全生命周期的觀點(diǎn)出發(fā)，采用了鋼框架結(jié)構(gòu)。建筑物內(nèi)部為靈活隔斷，空調(diào)和強(qiáng)弱電系統(tǒng)為模塊化結(jié)構(gòu)，從而可根據(jù)不同使用要求極其方便地改變空間布局。
圖 1 清華大學(xué)超低能耗示范樓效果圖
1 ．圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案
超低能耗示范樓外圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系主要示針對對可調(diào)控的 “ 智能型 ” 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，使其能夠自動(dòng)適應(yīng)氣候條件的變化和室內(nèi)環(huán)境控制要求的變化。從采光、保溫、隔熱、通風(fēng)、太陽能利用等進(jìn)行綜合分析，給出不同環(huán)境條件下的推薦形式。 圖 2 標(biāo)明了示范樓外各個(gè)外立面采用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)方式。 通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)，使得冬季建筑物的平均熱負(fù)荷僅為 0.7W/m2，最冷月的平均熱負(fù)荷也只有 2.3 W/m2 , 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的負(fù)荷指標(biāo)遠(yuǎn)小于常規(guī)建筑，如果考慮室內(nèi)人員燈光和設(shè)備等的發(fā)熱量，基本可實(shí)現(xiàn)冬季零采暖能耗。夏季最熱月整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的平均得熱也只有 5.2 W/m2。
圖 2 清華大學(xué)超低能耗示范樓圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
1.1 玻璃幕墻和保溫墻體
東立面和南立面采用雙層皮幕墻及玻璃幕墻加水平或垂直遮陽兩種方式，綜合得熱系數(shù) 1W/m2K ，太陽能得熱系數(shù) 0.5 。雙層皮幕墻按照室內(nèi)室外的溫度差別，調(diào)節(jié)室外空氣進(jìn)出風(fēng)口的開合，夏季室外空氣經(jīng)過熱的玻璃表面加熱后升溫，在幕墻夾層形成熱壓通風(fēng)，帶走向室內(nèi)傳遞的熱量，冬季進(jìn)風(fēng)口出風(fēng)口關(guān)閉后，可減少向室內(nèi)的冷風(fēng)滲透。水平遮陽和垂直遮陽葉片寬度 600mm ，每個(gè)葉片均設(shè)置單獨(dú)得自控系統(tǒng)，分別根據(jù)采光、視野、能量收集、太陽能集熱的不同區(qū)域功能要求進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)冬季最大限度利用太陽能、夏季遮擋太陽輻射，同時(shí)滿足室內(nèi)自然采光的最佳設(shè)計(jì)。
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