实例清华大学超低能耗示范楼讲解PPT

1、1,清华大学超低能耗示范楼,河北省注册建筑师继续教育必修课,讲解资料,2009年,2,超低能耗示范楼座落于清华大学校园东区，建筑设计如下页图所示，总建筑面积 3000平方米，地下一层，地上四层。由办公室、开放式实验室或实验台及相关辅助用房组成 。从建筑全生命周期的观点出发，采用了钢框架结构。建筑物内部为灵活隔断，空调和强弱电系统为模块化结构，从而可根据不同使用要求极其方便地改变空间布局,清华低能耗示范楼-建筑节能研究中心,3,2920平方米的绿色 奥运示范建筑 北京市科委的奥运科 技十大专项的配套项 目 ”十五“攻关课题的示 范平台 集成本研究所近年来 的研究成果 2005年3月竣工,清华低能

2、耗示范楼-建筑节能研究中心,4,功能与目标,功能 以真实建筑为基础的新型 节能建筑技术的试验开发 平台 多种绿色建筑技术集成展 示平台 节能目标 冬季低采暖能耗 全年用电量为北京同类建 筑的30,舒适健康的人居环境 Comfort health,最少地消耗自然资源 Natural resources,最少地影响外界环境 Environment,5,1 围护结构方案,超低能耗示范楼外围护结构体系主要是针对可调控的“智能型”外围护结构进行研究，使其能够自动适应气候条件的变化和室内环境控制要求的变化。从采光、保温、隔热、通风、太阳能利用等进行综合分析，给出不同环境条件下的推荐形式,6,7,东立面,南

3、立面,1 围护结构方案,垂直遮阳,外循环双层皮呼吸幕墙,外循环呼吸幕墙,内循环呼吸幕墙,电动水平遮阳,8,南立面 窄通道双层皮幕墙 光伏发电玻璃,水平遮阳百叶,竖直遮阳百叶,东立面 宽通道双层皮幕墙,9,机翼型百页尺寸: 长度3000 mm宽度600 mm 百页间距600 mm 水平百页可独立控制以满足4个功能区的不同要 求，包括：采光、视野、太阳能光电采集和太阳 热采集。 玻璃窗为四层玻璃，双层镀low-e膜，一层真 空，两层空气层，传热系数低于1W/m2K,可调外百页遮阳,1 围护结构方案,10,1 围护结构方案,11,围护结构效果评价,冬季：经实际测试，各围护结构的实测传热系数值与设计值

4、基本一致,各不同围护结构的实测和 设计传热系数值的对比,1 围护结构方案,12,围护结构效果评价,冬季实测：超低能耗示范楼比普通建筑节能55%，比参考节能建筑节能42% 夏季模拟：最热月平均冷负荷为5.2W/m2,与其他建筑比较的节能效果,1 围护结构方案,13,2 室内环境控制系统方案,2.1被动式室内环境控制热压通风,室外气流环境模拟,利用热压通风和风压通风的结合，根据建筑结构形式及周围环境的特点，在楼梯间和走廊设置通风竖井，负责不同楼层的热压通风。在建筑顶端设计玻璃烟囱，利用太阳能强化通风。此外在建筑外立面合适部位设置开启扇，使得室外空气在风压通风的作用下可顺畅地贯穿流过建筑,通风竖井,

5、14,2.2定型相变材料架空地板,具体做法是将相变温度为2022的定形相变材料放置于常规的活动地板内作为部分填充物，由此形成的蓄热体在冬季的白天可蓄存由玻璃幕墙和窗户进入室内的太阳辐射热，晚上材料相变向室内放出蓄存的热量，这样室内温度波动将不超过 6,15,相变蓄热地板降低房间温度波动、蓄存热量,示范楼的围护结构由玻璃幕墙、轻质保温外墙组成，热容较小，低热惯性容易导致室内温度波动大，尤其是在冬季，昼夜温差会超过 10。为增加建筑热惯性，以使室内热环境更加稳定，示范楼采用了相变蓄热地板的设计方案,16,2.3 湿度独立控制的新风处理方式,超低能耗示范楼共设置 4 台 4000m3/h 新风机组，

6、通过溶液除湿设备的处理，可提供干燥的新风，用来消除室内的湿负荷，同时满足室内人员的新风要求。 目前空调工程中采用的除湿方法基本上是冷冻除湿，这种方法首先将空气温度降低到露点以下，除去空气中的水分后再通过加热将空气温度回升，由此带来冷热抵消的高能耗。此外为了达到除湿要求的低露点，要求制冷设备产生较低的温度使得设备的制冷效率低，因而也导致高能耗。 溶液除湿方式能够将除湿过程从降温过程中独立出来，利用较低品位能源进行除湿，同时减少显热冷负荷，不仅能够保证室内环境质量，而且还能降低空调能耗。 此外为保证室内空气质量要求有足够的新风，随之而来的新风负荷是空调系统高能耗的原因。示范楼的新风机组同时可实现全

7、热回收效率超过 80 的高效热回收，可充分利用排风中的全热同时又保证新风不被排风污染,17,2.3 湿度独立控制的新风处理方式,新的空气处理方式,湿度独立控制手 段：利用盐溶液通 过新风独立除湿， 可利用辐射空调或 低品位能源降温,18,2.3 湿度独立控制的新风处理方式,用途 独立温度与湿度控制 空气除湿机 新风热回收设备,新风除湿机,发电机余热(热水)驱动的溶液再生器,溶液罐，2m3/个不同浓度，储存化学能,19,2.4 模块化的末端调节设备,通过溶液除湿后的新风可带走室内的湿负荷，房间内的末端装置仅负责显热部分（冷冻水温度可采用18 ），按照干工况运行，不存在结露现象，彻底避免了潮湿表面

8、滋长霉菌，恶化空气质量。 示范楼内提供模块化的空调末端配置，根据房间实际使用功能灵活组合。 办公室室内人员密度低，人员工作时间及活动区域相对固定，个人的舒适要求不尽相同，采用冷辐射吊顶或者辐射墙来消除室内的基本显热负荷，溶液除湿后的新风通过置换通风来消除室内的基本湿负荷。工位送风则提供每个办公人员个人活动区域的送风，通过调节风口角度、出风速度来满足自身的要求。 示范楼内另一类房间为报告厅和会议室，室内人员密度高，散热散湿集中，单位面积冷负荷大，且使用时间不稳定。因此除冷辐射吊顶和置换通风外，采用仿自然风的动态风 FCU 来消除室内尖峰负荷,20,2.4 模块化的末端调节设备,辐射末端：混水泵调

9、节水温，水量不变 贯流式干式风机盘管：贯流风机根据房间温度状态无级变速,温度控制水系统末端,21,2.4 模块化的末端调节设备,湿度控制风系统末端,地板置换通风,个性化送风,22,2.5空调系统,1. 冷辐射吊顶, 18C 冷水 2. 干式风机盘管, 18C 冷水 3. 个人空调系统 4. 仿自然风风机盘管 5. 干燥新风置换通风,23,3 能源系统方案,热电冷三联供系统 燃气内燃机 斯特林发动机 燃料电池 微燃机 烟气吸收式制冷机 太阳能空气加热器 小型离心冷冻机,24,3 能源系统方案,采用楼宇热电冷联 产系统 天然气能量梯级利 用，效率达95以 上 烟气余热吸收机制 冷 发电机余热进行溶 液再生 热泵回收低温排烟 热量 利用太阳能与废热 的溶液除湿系统处 理新风,25,4其他,智能控制,楼控系统由测量 网、控制网和办 公网组成 为满足教学科研 的要求，安装了 上千个各类传感 器，为产品检 测、系统调试、 效果判定等提供 了翔实的基础数据,26,4其他,凸透镜可追踪太阳光线，利用紫外线、可见光与近红外线的聚焦点不同而单独采集可见光并进行传