建筑节能技术综合应用研究 ――清华大学超低能耗示范楼实践

1、建筑节能技术综合应用研究 清华大学超低能耗示范楼实践         05-12-25 09:38:00     作者： 江 亿 薛志峰 曾    编辑：studa9ngns摘要： 清华大学建筑技术科学系建造的超低能耗示范楼是绿色建筑相关技术的集成平台，综合了多项建筑节能技术和产品，涉及到智能围护结构、自然通风、个性化空调末端装置、湿度独立控制的送风方式、楼宇式热电联供系统、太阳能利用、监测和控制系统等多相关技术，本文对示范楼的节能设计

2、和方案作了简单介绍。 关键词： 节能，技术集成，示范Study on the integration of building energy saving technology - Introduction of low-energy consumption project in Tsinghua University  Department of Building Science Architecture School Tsinghua University Beijing 100084 Abstract: Low energy consumption project was one

3、 demo building constructed by the building science department of Tsinghua University. The energy saving technology integration used in this project included intelligent fa?ade, natural ventilation, personal ventilation air-conditioning terminal, humid dependent air supply mode, BCHP system and intel

4、ligent control system. This article introduced the building and technology scheme used in this project. Key words: energy saving, technology integration , demo building  清华大学超低能耗示范楼是北京市科委科研项目，作为 2008 年奥运会办公建筑的 “ 前期示范工程 ” ，旨在通过其体现奥运建筑的 “ 高科技 ” 、 “ 绿色 ” 、 “ 人性化 ” 。同时，超低能耗示范楼是国家 “ 十五 ” 科技攻关项目 “ 绿色

5、建筑关键技术研究 ” 的技术集成平台，用于展示和实验各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技术产品。在此基础上陆续开展建筑技术科学领域的基础与应用性研究，研究和示范系列的节能、生态、智能技术在办公建筑上的应用。包括建筑物理环境控制与设施研究（声、光、热、空气质量等），建筑材料与构造（窗、遮阳、屋顶、建筑节点、钢结构等），建筑环境控制系统的研究（高效能源系统、新的采暖、通风、空调方式及设备开发等），建筑智能化系统研究。超低能耗楼还将成为展示与宣传各种最新技术的舞台，为技术交流、产研挂钩、知识普及搭建桥梁；成为清华大学与企业界合作开发、展示新产品的平台，以及向社会、大众宣传、展示建筑节能和可

6、持续发展建筑概念、技术和产品的展台。 超低能耗示范楼座落于清华大学校园东区，建筑设计如图 1 所示，总建筑面积 3000m2，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。 图 1 清华大学超低能耗示范楼效果图  1 围护结构方案 超低能耗示范楼外围护结构体系主要示针对对可调控的 “ 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

7、分析，给出不同环境条件下的推荐形式。 图 2 标明了示范楼外各个外立面采用的围护结构方式。 通过围护结构的节能设计，使得冬季建筑物的平均热负荷仅为 0.7W/m2，最冷月的平均热负荷也只有 2.3 W/m2 , 围护结构的负荷指标远小于常规建筑，如果考虑室内人员灯光和设备等的发热量，基本可实现冬季零采暖能耗。夏季最热月整个围护结构的平均得热也只有 5.2 W/m2。 图 2 清华大学超低能耗示范楼围护结构设计方案 1.1 玻璃幕墙和保温墙体 东立面和南立面采用双层皮幕墙及玻璃幕墙加水平或垂直遮阳两种方式，综合得热系数 1W/m2K ，太阳能得热系数 0.5 。双层皮幕墙按照室内室外的温度差别，

8、调节室外空气进出风口的开合，夏季室外空气经过热的玻璃表面加热后升温，在幕墙夹层形成热压通风，带走向室内传递的热量，冬季进风口出风口关闭后，可减少向室内的冷风渗透。水平遮阳和垂直遮阳叶片宽度 600mm ，每个叶片均设置单独得自控系统，分别根据采光、视野、能量收集、太阳能集热的不同区域功能要求进行控制调节，实现冬季最大限度利用太阳能、夏季遮挡太阳辐射，同时满足室内自然采光的最佳设计。 西北向采用 300mm 厚的轻质保温外墙，铝幕墙外饰面，传热系数 0.35W/m2K 。外窗采用双层中空玻璃，外设保温卷帘。 1.2 相变蓄热活动地板 【 1 】 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。如图 3 所示，具体做法是将相变温度为 20 22 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 。 活动地板架空层高度 1.2 米，空调风道、各类水管、电缆、综合布线等均隐藏在架空层内。保证室内干净整洁，而且不需要吊顶，房间净空高度大，有效利用空间多。 图 3 清华大学超低能耗示范楼相