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        清華大學(xué)的“超級(jí)節(jié)能樓”

        2005-04-29 00:00:00
        知識(shí)就是力量 2005年7期

        在遍及中國(guó)的房地產(chǎn)熱中,無論是造樓者還是買樓者,幾乎都沒有注意到節(jié)能問題。

        1998年住房改革前,國(guó)企職工住房靠單位分配,取暖費(fèi)由單位支付,對(duì)取暖費(fèi)及燃料費(fèi)并不敏感。自從2002年以來,煤、油、電、運(yùn)輸費(fèi)用一路上漲,原來便宜的煤價(jià)早已成為歷史。2004年來,原中央財(cái)政煤炭企業(yè)商品煤噸價(jià)206元,國(guó)比上漲17.5%。這一價(jià)格在上世紀(jì)90年代約為40~60元/噸。

        煤、油、電、運(yùn)費(fèi)的提升必然給中國(guó)北方城市帶來冬季取暖費(fèi)的大幅上揚(yáng)。目前居民越來越多地主在商品房中,隨著取暖費(fèi)制度的改革,居民們勢(shì)必為冬季取暖支付高得多的費(fèi)用。

        由此產(chǎn)生了商品房的節(jié)能問題。

        當(dāng)買房者開始注意到這個(gè)問題時(shí),建房者也開始關(guān)注了。

        其實(shí),早在20世紀(jì)70年代的石油危機(jī)(1973年)時(shí),西方國(guó)家就開始關(guān)注建筑節(jié)能,形成法律,并堅(jiān)持付諸實(shí)施。

        一般來講,德國(guó)建筑的能耗只相當(dāng)于中國(guó)北方城市建筑的1/2~1/3。如果中國(guó)北方新建筑能達(dá)到或接近德國(guó)建筑的節(jié)能水平,那么節(jié)約出來的燃料是相當(dāng)可觀的,專家估計(jì)有1.5億~3億噸。從住戶來講,節(jié)能也節(jié)約來生活的費(fèi)用。

        在節(jié)能上省下的錢,就可以用在其他更重要的地方上了。

        正是出于建筑節(jié)能的考慮,建設(shè)部一直在提倡興建新式的節(jié)能型大樓。清華大學(xué)根據(jù)建筑節(jié)能的理念,設(shè)計(jì)并建造了一棟標(biāo)準(zhǔn)化的“超級(jí)節(jié)能樓”。它在北京一經(jīng)展出,就引起了各方面的轟動(dòng)。

        新建筑位于清華大學(xué)建筑館東側(cè),它是我國(guó)首座超低能耗示范樓。也是我國(guó)第一個(gè)集示范、展示、試驗(yàn)等功能于一體的綠色建筑物。

        超低能耗示范樓西臨建筑館,地下1層,地上4層。從南面看去,透明的玻璃幕墻,感覺很像普通的現(xiàn)代式建筑。但幕墻外“支棱”住巨大的可調(diào)節(jié)遮陽板,使它顯得與眾不同。

        遮陽板的作用在于夏天反射大量陽光,降低樓內(nèi)的溫度,從而節(jié)約空調(diào)的電能。

        示范樓總面積3000平方米,充分體驗(yàn)了低能耗、生態(tài)化,人性化的理念。它也是北京“綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)”的綠色建筑攻關(guān)項(xiàng)目。

        超低能耗示范樓項(xiàng)目,包括了對(duì)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)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)和空調(diào)設(shè)備開發(fā)等),建筑智能化系統(tǒng)研究等。

        示范樓在建筑材料、能源供應(yīng)和溫濕調(diào)節(jié)設(shè)備系統(tǒng)中采用多項(xiàng)節(jié)能措施和可再生能源技術(shù),冬季可基本實(shí)現(xiàn)零采暖能耗;把照明、辦公設(shè)備、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)通通考慮上,示范樓單位面積全年總電耗約為每平方米40千瓦,而北京市高檔辦公建筑則為每平方米100千瓦至300千瓦。它相當(dāng)于北京同類建筑物的30%,真是一座名副其實(shí)的“超級(jí)節(jié)能樓”!

        示范樓南側(cè)有3個(gè)彩色立柱,其上將被安裝自動(dòng)跟蹤太陽光的透射式采光機(jī)。這種采光機(jī)采集的陽光再通過光纖傳導(dǎo),把太陽光引進(jìn)地下室,最遠(yuǎn)傳導(dǎo)距離達(dá)200米。示范樓屋頂設(shè)置碟式太陽光收集器,利用拋物面反射鏡將平行的太陽光匯聚,傳輸?shù)降叵率姨峁┱彰鳌?/p>

        示范樓的南外墻裝上了30平方米的單晶硅光電玻璃,這種建筑用高科技能把太陽光轉(zhuǎn)化成電能。30平方米光電玻璃的峰值發(fā)電能力為5千瓦。

        光電玻璃位于結(jié)構(gòu)夾層外側(cè),不影響采光。它與雙層皮幕墻組成光電幕墻。

        用特殊的相變材料作為蓄熱體,填充到常規(guī)的地板下面就制成了相變地板。冬季,蓄熱體白天可以蓄存照進(jìn)室內(nèi)的太陽光熱量,晚上又向室內(nèi)放出蓄存的熱量,室內(nèi)溫差小于6攝氏度。

        相變地板、Low-e鍍膜玻璃、真空玻璃、遮陽裝置等各種材料配合使用,可使我國(guó)各類建筑的冬季采暖能耗降低到每平方米10瓦,僅為目前采暖能耗的1/3。這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的建筑耗冷耗熱電量?jī)H為常規(guī)建筑的1/10。在非潮濕地區(qū),甚至可以建造成接近“零能耗”的神奇建筑。

        示范樓2層鋪的蓄熱地板中有幾塊表面布滿小孔的特殊地板。它們叫孔板送風(fēng)地板,可以把清風(fēng)送到二樓。

        比起傳統(tǒng)的天花板送風(fēng),地板送風(fēng)的好處是更直接到達(dá)人的活動(dòng)區(qū)域??装逅惋L(fēng)地板的送風(fēng)量和風(fēng)速由自動(dòng)控制系統(tǒng)控制。控制系統(tǒng)的探頭感知屋頂二氧化碳濃度,這由屋內(nèi)的人數(shù)來影響。一旦室內(nèi)人多則開始多送風(fēng)。

        玻璃幕墻中用到一種Low—e玻璃,它是由秦皇島一家企業(yè)生產(chǎn)的。它表面的鍍膜厚度還不到頭發(fā)絲1/100。它就像伊面反射鏡,冬季,它將室內(nèi)熱量的80%反射回室內(nèi),由此保暖;夏季,它的隔熱效果很好。

        示范樓的大部分能源來自地下室的美國(guó)產(chǎn)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)。機(jī)組約0.4米高,延伸出各種管子。它燃燒天然氣發(fā)電,發(fā)電后的余熱供熱或作為空調(diào)吸收式制冷機(jī)的動(dòng)力,就好像一個(gè)小型的熱電廠。它叫作熱電冷三聯(lián)供。

        目前,天然氣已成為北京城區(qū)主要能源,熱電冷三聯(lián)供設(shè)備對(duì)天然氣的利用率非常高,已在北京的一些公共建筑中得到使用。

        示范樓一層的天花板上,密布著藍(lán)色網(wǎng)柵。它們叫“輻射吊頂”,就是一根根直徑6毫米的塑料管,靠毛細(xì)作用吸入一定溫度的水,通過水循環(huán)帶給房間增熱或者降溫。冬季水溫22~24℃夏季為18-20℃。

        溫、濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)的難點(diǎn)是新風(fēng)的高效大幅度除濕。清華大學(xué)的研究成果是一臺(tái)“溶液熱回收新風(fēng)機(jī)組”,它用吸濕能力強(qiáng)的濃鹽溶液吸收風(fēng)中的水分,干燥的新風(fēng)將室內(nèi)濕氣帶走。這種技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先地位。

        溫、濕度獨(dú)立控制可使大型公共建筑采暖空調(diào)能耗再降低30%,這意味著它的總能耗降低15%。

        節(jié)能新樓的排風(fēng)立柱有兩組排風(fēng)孔。冬天需要保暖時(shí),就打開下面的排風(fēng)孔排出濁氣,上面的熱空氣能有所保留。夏天,打開上面的風(fēng)孔,下面的冷空氣就留下不少。只是多開了一個(gè)孔,卻變成了獨(dú)具匠心的節(jié)能設(shè)計(jì)。

        許多參觀者參觀了“超級(jí)節(jié)能樓”后贊嘆不已。原來在我們身邊的居室里,竟然還有如此之大的節(jié)能潛力。

        (責(zé)編 宋宜昌)

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