零能耗建筑案例

零能耗建筑案例第1页/共34页SEU·NANJING·CHINA·20152ndInternationalSMARTCITYSummitForumBilling

1.伦敦贝丁顿零碳社区

2.欧洲未来住宅Atika3.清华大学示范性超低能耗建筑

4.法国圣旺零能耗学校

5.北京动物园水禽馆第2页/共34页伦敦贝丁顿零碳社区成本低廉的示范建筑建设零能耗的采暖系统零排放的能源供应系统循环利用的节水系统绿色出行模式

零能耗建筑设计、建造与评价第3页/共34页成本低廉的示范建筑建设零能耗的采暖系统零排放的能源供应系统循环利用的节水系统绿色出行模式贝丁顿社区在建造过程中因“就近取材”和大量使用回收建材而大大降低了成本。为了节约能源。建筑的95%结构用钢材是从35英里内的拆毁建筑场地回收的。其中部分来自一个废弃的火车站。许多木料和玻璃都是从附近的工地上“拣”的。建筑窗框选用木材而不是未增塑聚氯乙烯，仅这一项就相当于在制造过程中减少了10%以上(约800吨)的二氧化碳排放量。零能耗建筑设计、建造与评价第4页/共34页成本低廉的示范建筑建设零能耗的采暖系统零排放的能源供应系统循环利用的节水系统绿色出行模式各建筑物紧凑相邻，以减少建筑的总散热面积；建筑墙壁的厚度超过50厘米，中间还有一层隔热夹层防止热量流失：窗户选用内充氩气的三层玻璃窗；窗框采用木材以减少热传导等。以风为动力的自然通风管道——风帽。风帽的一个通道排出室内的污浊空气。而另一通道则将新鲜空气输送进来。在此过程中。废气中的热量同时对室外寒冷的新鲜空气进行预热，最多能挽回70%的热通风损失。此外，每户住宅都设计有朝阳的玻璃房。可以最大限度地吸收阳光带来的热量。而且房屋使用了可积蓄热能的材质建造，温度过高时，房屋即可自动储存热能，甚至可以保留每个家庭煮饭时所产生的热量，等到温度降低时在自动释放，以此减少暖气的使用。社区建筑的屋顶还种植了大量的景天植物。以达到自然调节室内温度的效果。冬日，景天类植物就是防止室内热量流失的绿色屏障；夏天，这些隔热降温的绿色屏障上还会开满鲜花，把整个贝丁顿装扮成美丽的大花园。零能耗建筑设计、建造与评价第5页/共34页成本低廉的示范建筑建设零能耗的采暖系统零排放的能源供应系统循环利用的节水系统绿色出行模式贝丁顿社区采用热电联产系统为社区居民提供生活用电和热水。热电联产发电站不使用天然气和电力。而是使用木材废弃物发电。首先。碎木材片从储藏区自动流入干燥机，然后再从干燥机进入气体发生器。在受限空气流里加热后。通过气化过程转化为含有氢、一氧化碳和甲烷的可燃气体。木材的预测需求量为1100吨/年。其来源包括周边地区的木材废料和邻近的速生林。小区有一片三年生的70公顷速生林，每年砍伐其中的三分之一，并补种上新的树苗，以此循环。树木成长过程中吸收了二氧化碳。在燃烧过程中等量释放出来。因此它是一种零温室气体。零能耗建筑设计、建造与评价第6页/共34页成本低廉的示范建筑建设零能耗的采暖系统零排放的能源供应系统循环利用的节水系统绿色出行模式为了实现对水资源的充分利用。社区建有独立完善的污水处理系统和雨水收集系统。生活废水被送到小区内的生物污水处理系统净化处理，部分处理过的中水和收集的雨水被储存后用于冲洗马桶。其后，这些水即可进行净化处理。并在芦苇湿地中进行生物回收。而多余的中水则通过铺有砂砾层的水坑渗入地下。重新被土壤吸收。此外，设计者采用多种节水装置降低水的消耗量。比如，所有马桶均采用控制冲水量的双冲按钮，一次冲水量比普通马桶节水5—7升；采用节水喷头，每分钟水流量比普通喷头少6升：节水龙头装有水流自动检测功能。每分钟水流量比普通水龙头少13升。零能耗建筑设计、建造与评价第7页/共34页成本低廉的示范建筑建设零能耗的采暖系统零排放的能源供应系统循环利用的节水系统绿色出行模式社区建有良好的公共交通网络。包括两个通往伦敦的火车站台和社区内部的两条公交线路。开发商还建造了宽敞的自行车库和自行车道。遵循“步行者优先”的政策。人行道上有良好的照明设备，四处都设有婴儿车、轮椅通行的特殊通道。还为电动车辆设置免费的充电站。其电力来源于所有家庭安装的太阳能光电板(将太阳能转换为电能)，总面积为777平方米的太阳能光电板。峰值电量高达109千瓦/时。可供40辆电动车使用。零能耗建筑设计、建造与评价第8页/共34页成本低廉的示范建筑建设零能耗的采暖系统零排放的能源供应系统循环利用的节水系统绿色出行模式贝丁顿社区在建造过程中因“就近取材”和大量使用回收建材而大大降低了成本。为了节约能源。建筑的95%结构用钢材是从35英里内的拆毁建筑场地回收的。其中部分来自一个废弃的火车站。许多木料和玻璃都是从附近的工地上“拣”的。建筑窗框选用木材而不是未增塑聚氯乙烯，仅这一项就相当于在制造过程中减少了10%以上(约800吨)的二氧化碳排放量。零能耗建筑设计、建造与评价第9页/共34页欧洲未来住宅Atika借鉴传统手法平面布局屋顶南北坡向通风系统自动控制系统零能耗建筑设计、建造与评价第10页/共34页借鉴传统手法平面布局屋顶南北坡向通风系统自动控制系统通过外墙的厚度与密度来形成保温与隔热；白色的石灰板作为对日照最好的反射材料；利用上部的悬挑的建筑构建或者窗上的百叶来形成阴影；狭窄的街道和阳台来确保阴影面和空气的流通；以及利用流动的水来达到降温的效果零能耗建筑设计、建造与评价第11页/共34页借鉴传统手法平面布局屋顶南北坡向通风系统自动控制系统住宅平面是将一个10米乘10米的空间，划分为三部分：两条东西向的矩形空间，宽3.5米、长10米，分布两边，为居住空间，中间为中庭以及入口空间。西边的矩形空间相邻中庭一侧开窗，引入清晨的阳光。房间从南到北依次为：卧室、衣帽间、工作间和盥洗间。卧室上空，坡度最大的北边屋顶开有大窗，在夜晚有美妙的夜空景色伴人入眠。在工作区可以看到建筑全局。虽然盥洗室在最北面，但其上空南向的坡屋顶使其依旧得到重组的日照和热量。东边的矩形空间同样在中庭侧开窗，引入傍晚的光照，为集合起居、餐厅和厨房功能一体的开敞空间。起居室在冬天有充足的南向阳光。零能耗建筑设计、建造与评价第12页/共34页借鉴传统手法平面布局屋顶南北坡向通风系统自动控制系统在南欧，冬季的太阳高度角为30度，春秋季为45度，夏季为74度。在冬季要尽量利用日照带来的热量，而取代仅仅依靠电暖炉取暖。所以在不同的位置设置窗户，以最大限度地收集阳光。而在夏季，则通过设计不同的屋顶坡度，避免强烈的直接日照，在得到舒适而充足的光线的前提下，尽量减少日照热量。春秋季则根据是否需要采集能源还是遮挡而设置开窗或太阳板，并调整恰当的屋顶角度。依照这种原则，建筑屋顶复杂的形态也最终确定下来。零能耗建筑设计、建造与评价第13页/共34页借鉴传统手法平面布局屋顶南北坡向通风系统自动控制系统Atika住宅的通风系统充分考虑了四季气候的不同。依据空气流动的原理，上部的坡屋顶上开南北向的窗作为出气口，下部房间的四面墙都开有窗，选择性地作为入气口。例如在夏季，打开北边的窗，使相对凉爽的风从室内流过。如此通过不同的方位来调节通风的温度与湿度。零能耗建筑设计、建造与评价第14页/共34页借鉴传统手法平面布局屋顶南北坡向通风系统自动控制系统Atika住宅还采用了自动化电子遥控装置来辅助能源的控制。卧室北面的顶窗则装有双层窗户，其他的窗则都配有滚动百叶。这些设备全部由人工或预设的自动设备控制。通过对温度、时间、季节的提前设定，来遥控窗、门、遮阳板等设备的开启与关闭，从而调节室内环境。并且这一系统正日益与其他正在发展的智能家居控制设备结合起来，一起工作。零能耗建筑设计、建造与评价第15页/共34页清华大学

示范性超低能耗建筑围护结构方案室内环境控制系统方案能源系统方案测量和控制系统方案零能耗建筑设计、建造与评价第16页/共34页围护结构方案室内环境控制系统方案能源系统方案测量和控制系统方案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，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。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。采用种植屋面技术零能耗建筑设计、建造与评价第17页/共34页围护结构方案室内环境控制系统方案能源系统方案测量和控制系统方案自然通风利用：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。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。零能耗建筑设计、建造与评价第18页/共34页围护结构方案室内环境控制系统方案能源系统方案测量和控制系统方案BCHP系统；超低能耗楼采用固体燃料电池及内燃机热电联供系统，清洁燃料天然气作为能源供应，BCHP系统总的热能利用效率可达到85％，其中发电效率43％。基本供电由内燃机或者氢燃料电池供应，尖峰电负荷由电网补充。发电后的余热冬季用于供热，夏季则当作低温热源驱动液体除湿新风机组，用于溶液的再生。太阳能利用；超低能耗楼南侧立面装有30平米的光伏玻璃，发电用于驱动玻璃幕墙开启扇和遮阳百叶。屋顶设有太阳能集热器，所获得的热量用于除湿系统的溶液再生。此外屋面还装有太阳能高温热发电装置，该系统为抛物面碟式双轴跟踪聚焦，峰值发电功率3KW。零能耗建筑设计、建造与评价第19页/共34页零能耗建筑设计、建造与评价第20页/共34页围护结构方案室内环境控制系统方案能源系统方案测量和控制系统方案智能化的控制系统；控制系统自动采集室外的日照情况，根据不同的朝向方位，调节遮阳百叶的状态，同时根据室外气象参数，决定外窗、热压通风风道、双层皮幕墙进出风口的开闭。控制系统采集工作区各点的照度数据，调节百叶的角度和人工照明的灯具。室内的新风量根据房间内的CO2浓度和湿度来调节。其余能源设备、水泵、太阳能装置等均根据负荷情况自动调节。实时测量系统：示范楼屋顶布置气象参数测点，测量数据包括室外温度、湿度、风速、太阳辐射强度。围护结构的测试包括各玻璃、窗框、遮阳百叶、保温墙体的表面温度、热流。环境控制系统和能源系统的测试包括各设备的运行参数，如冷辐射吊顶表面温度、送回风温度湿度、盘管出水温度、溶液除湿系统的溶液浓度等。零能耗建筑设计、建造与评价第21页/共34页法国圣旺零能耗学校体量生成被动式太阳能应用零能耗建筑设计、建造与评价第22页/共34页体量生成被动式太阳能应用零能耗建筑设计、建造与评价第23页/共34页体量生成被动式太阳能应用建筑的选址有助于使所有的教室和操场都朝南，尽最大可能利用被动式太阳能。这样进行空间配置也可以增加南向表面的面积，这是结合在有顶操场建筑上的光伏板所必需的。零能耗建筑设计、建造与评价第24页/共34页体量生成被动式太阳能应用临主街的东面建成阶梯状，上面覆盖大型遮阳篷零能耗建筑设计、建造与评价第25页/共34页体量生成被动式太阳能应用这所学校面南而设，由一系列庭院和建筑体量呈阶梯状组合而成，光线充足，这样的设计能使视线更加自由通透，同时还能使更多的阳光照射进建筑内部。零能耗建筑设计、建造与评价第26页/共34页北京动物园水禽馆体量生成被动式太阳能应用零能耗建筑设计、建造与评价第27页/共34页体量生成被动式设计风塔：建筑的外墙根据周边环境形成高低变化的折板形式，配合鸟舍区为促进热压通风而设计的两组覆斗状的拔高风塔，形成高低错落的形式，契合水禽岛上乔灌相间的景观特征。零能耗建筑设计、建造与评价第28页/共34页体量生成被动式太阳能应用零能耗建筑设计、建造与评价第29页/共34页体量生成被动式太阳能应用零能耗建筑设计、建造与评价第30页/