超低能耗建筑案例

超低能耗建筑案例

一、什么是超低能耗建筑

超低能耗建筑（Ultra-Low Energy Building，ULEB）是指通过科学设计、先进技术和高效系统，实现建筑物在使用过程中能耗极低的建筑类型。这种建筑不仅能减少对能源的依赖，也能降低对环境的影响。

二、超低能耗建筑的特点和目标

2.1 特点

• 高效隔热：采用高性能的隔热材料，减少能量传递损失。

• 智能控制：利用智能系统对建筑的能耗进行监测和控制，实现优化管理。

• 综合利用：设计合理的建筑布局，充分利用可再生能源和光热资源。

• 环保材料：选用环保、可再生的材料，减少资源消耗和环境污染。

2.2 目标

• 实现建筑物的自给自足：通过可再生能源的利用和能量回收，使建筑产生所需的能量。

• 极低的能耗水平：通过优化设计和高效系统，将建筑的能耗降到极低水平，甚至接近零能耗。

三、超低能耗建筑案例介绍

3.1 XX办公大楼

3.1.1 设计理念

XX办公大楼的设计理念是结合景观和建筑，最大程度地利用太阳能和自然通风，实现能耗的最小化。

3.1.2 技术应用

• 高效隔热材料：使用高性能的保温材料，减少热能传输损失。 • 光热利用系统：利用太阳能光热板进行热水供应和建筑供暖。

• 监测与控制系统：安装智能化控制系统，对能耗进行实时监测和调整。

3.1.3 成果展示

• 年度能耗下降40%以上，大幅降低运营成本。

• 获得建筑节能认证和环保奖项。

3.2 XX住宅小区

3.2.1 设计理念

XX住宅小区的设计理念是实现能源自给自足，充分利用太阳能和雨水资源。

3.2.2 技术应用

• 太阳能光伏系统：使用光伏发电系统，为小区内的家庭提供电力需求。

• 雨水收集系统：收集雨水用于灌溉和生活用水。

• 高效隔热材料：选用高性能隔热材料，降低能量传递损失。

3.2.3 成果展示

• 小区居民电费减少50%以上。

• 小区环境改善，获得居民好评。

3.3 XX学校

零能耗建筑的“秘密”

零能耗建筑【zero energy building】一词源于美国。

美国能源部在《建筑技术项目2008-2012规划》中提出，建筑节能发展的战略目标是使“零能耗住宅”（zero energy home）在2020年达到市场可行，使“零能耗建筑”（zero energy building）在2025年可商业化。

美国定义

零能耗住宅：指通过利用可再生能源发电，建筑物每年产生的能量与消耗的能量达到平衡的3层及以下的低层居住建筑。

零能耗建筑：包括4层及以上的中高层居住建筑和公共建筑，其技术路线为使用更加高效的建筑围护结构、建筑能源系统和家用电器，使建筑物的全年能耗降低为目前的25%-30%，由可再生能源对其供电，达到全年用能平衡。

最终定义：以一次能源为基础，实际每年输入的能源小于或等于现场输出的可再生能源的节能建筑。

韩国定义

零能耗建筑：将建筑围护结构保温性能最大化从而将能量需求降到最低，然后使用可再生能源供能，从而实现能源自给自足的建筑。

低层零能耗建筑：层数小于8层，全年供冷、供暖、照明和通风能耗能实现自给自足的建筑。

高层零能耗建筑：层数大于等于8层，建筑物需要通过最大化的使用自身可提供的可再生能源系统以满足所需的供冷供暖需求，不足的部分可以由附近学校、公园内的可再生能源装置补充。

日本定义

零能耗建筑：通过先进建筑设计降低能耗，通过被动房技术有效利用自然能源，通过采用高效设备系统保持室内环境质量的同时实现高效节能，在此基础上利用可再生能源提高建筑能源自给，年一次能源消耗量收支为零的建筑。

从以上定义来看，虽然内涵不同，但都涵盖以下基本要素：能源核算边界；能耗计算范围；能源衡量指标；能源平衡周期。

能源核算边界主要影响可再生能源利用大小，根据可再生能源来源不同，分四类：

▪ 建筑本体：包括建筑屋顶或立面的可再生能源系统产能；

▪ 场地边界：以建筑用地红线为边界，包括场地内和建筑和建筑本体的可再生能源系统产能。（美国采用）

超低能耗建筑设计方法与典型案例研究 周梓深

摘要：近几年，许多发达国家积极开展关于超低能耗、近零能耗、零能耗建筑的相关研究并建设典型示范工程，国内也逐步研究开展相关工作。超低能耗建筑大范围推广的关键之一是从传统建筑设计方法到基于能耗指标控制的性能化设计方法的转变。本文围绕超低能耗建筑的通用设计方法、超低能耗建筑的典型案例研究两个方面展开讨论，对超低能耗建筑设计方法与典型案例进行了研究$并提出了一些笔者自己的见解，希望能够对及今后超低能耗建筑的设计工作提供一些理论建议。

关键词：超低能耗建筑；设计方法；经典案例

在2000年之后，全球建筑领域开始掀起一波超低能耗潮，在前不久所召开的巴黎气候大会上全球各国也一一针对节能减排提出了自己的观点，同时制定了适合于自己国家的目标。然而纵观现阶段全球各国在超低能耗建筑的研究内容，基本都停留在某一具体的设计方案上，很少针对超低能耗建筑进行全面、系统地研究。在本文中，笔者试图对超低能耗建筑的设计方法以及典型案例进行了简要地分析。

一、超低能耗建筑设计与传统设计

（一）传统建筑

目前，我国绝大多数设计沿用传统设计方法，即依照现行建筑设计规范和建筑设计方法进行设计，以我国现行的JB50189-2015《公共建筑节能设计标准》和各气候区《居住建筑节能设计标准》为例，规范详细规定了建筑、暖通及电气专业的节能性能指标，包括热工参数限值，空调系统形式及设备能效限值等。传统设计方法以相关设计标准为原则，满足业主对建筑各项功能需求为核心，各专业分别实现自身职责，此种设计方法特点是分工明确，设计人员只需根据相关规范标准，“照方抓药”，做出合规的设计，保证满足建筑功能。然而，应用传统设计方法来达到超低能耗建筑目标存在一些局限性，主要表现为:

满足功能和安全性要求的同时传统设计经常出现设计偏大，造成设备闲置、系统庞大、能源浪费、成本过高等问题；现有设计标准大多分散在各专业标准体系中，多数节能条款嵌入分专业的技术标准，导致众多孤立节能技术的堆砌，并不能实现预期节能效果；对建筑围护结构传热系数限值的要求不能最小化建筑能量需求和促进高标准建筑材料的研发使用；不利于设计人员发挥主观能动性灵活设计、最大化提高能效。

第 1 页 共 13 页 生态校园：英国诺丁汉大学朱比丽分校

项目概况：朱比丽新校园项目设计的确定是通过1996年的一次竞标，诺丁汉大学的意图是将这一新校园塑造成为英国中部的一个可持续发展范例。最终，迈克.霍普金斯建筑师事务（Michael Hopkins&Partners）的设计以突出的生态设计特征胜出，其最后的实施是与结构工程公司阿热普（Ove Arup & Partners）, 景观建筑师麦卡锡（Battle McCarthy）

共同合作完成的。项目于1997年底动工，1999年12月由女王正式为其揭幕开放使用，其总造价约五千万英镑。经过两年九个月的时间，霍普金斯的设计将一废旧的工业用地最终转变成了一个充满自然生机的公园式校园。

2001年，这一项目成为了英国皇家建筑师协会杂志的年度可持续性奖得主（RIBA

Journal Sustainability Award）。

项目设计

项目的基地距主校园约有一英里，通过自行车和公交可以很方便的进入到诺丁汉城市中心。约12公顷的月牙形基地是在原有的自行车工厂用地的基础上更新再利用的。

这是对英国总的可持续发展策略在实践中的体现，即鼓励对位于城市中的工业等废地的充分再利用。基地的环境条件很具有挑战性：东北面是巨大的工业仓储设施，而在西南面则是典型的英国郊区住宅；如何有机的衔接这两个完全不一致的城市肌理，是面临的首要问题。霍普金斯的设计是建造一沿基地自然弯曲的水体，从而起到软化边界和缓冲的作用。校园的主要建筑体块也因此沿一线展开，并由一架空廊道贯穿；建筑群体的背面则由一林荫道连接，并与基地的两个出入口连 第 2 页 共 13 页 通。

整个新校园约41，000平方米的建筑面积，可供2，500个学生使用。位于基地中央，“漂浮” 在水面上的螺旋倒锥形建筑物是校园的信息中心，包括图书馆和计算机设施，是整个校园的视觉焦点；考虑到无障碍设计，建筑内部不设楼梯，完全由一螺旋上升的坡道和位于中央的电梯贯通。与信息中心相对的建筑体块是中心教学与服务设施，包括银行，学生会，和倒插在中庭中的一300座的会议演示厅等。