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(tái)，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(yáng)能利用、監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)等多相關(guān)技術(shù)，本文對(duì)示范樓的節(jié)能設(shè)計(jì)和方案作了簡(jiǎn)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(huì)辦公建筑的 “ 前期示范工程 ” ，旨在通過(guò)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(guó)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(tái)，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(kāi)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(yáng)、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(kāi)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(tái)，為技術(shù)交流、產(chǎn)研
掛鉤、知識(shí)普及搭建橋梁；成為清華大學(xué)與企業(yè)界合作開(kāi)發(fā)、展示新產(chǎn)品的平臺(tái)，以及向社會(huì)、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(tái)。
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(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室或?qū)嶒?yàn)臺(tái)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(duì)對(duì)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(yáng)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(guò)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(yáng)兩種方式，綜合得熱系數(shù) 1W/m2K ，太陽(yáng)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(kāi)合，夏季室外空氣經(jīng)過(guò)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(yáng)和垂直遮陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能、夏季遮擋
太陽(yáng)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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