中意清华环境节能楼
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绿色建筑案例---清华大学超低能耗示范楼仿佛是清华建筑馆向东的延展体,超低能耗示范楼紧临建筑馆,地下1层,地上4层。
南面看去,透明的玻璃幕墙,感觉很像普通的现代式建筑。
但幕墙外“支棱”着巨大的可调节遮阳板,由此提醒参观者——它与众不同。
别看示范楼的体量不大,可它是北京市科委重点科研项目,作为2008年奥运建筑的“前期示范工程”,这座总面积3000平方米的示范楼集中体现了“科技奥运、绿色奥运”的理念。
同时,该楼还是国家“十五”科技攻关项目“绿色建筑关键技术研究”的技术集成平台,用于展示、实验和推广各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技术产品。
最值得称道的是,示范楼在建筑材料、能源供应和温湿调节设备系统中采用多项节能措施和可再生能源技术,冬季可基本实现零采暖能耗,把照明、办公设备、空调通风系统通通考虑上,示范楼单位面积全年总电耗约为每平方米40千瓦,而北京市高档办公建筑则为每平方米100千瓦至300千瓦。
平均起来,建筑物全年电耗仅是北京市同类建筑物的30%,真是一座名副其实的“超级节能楼”。
集中世界上80%节能技术超低能耗示范楼项目中,包括了对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、新的采暖通风和空调方式及设备开发等、建筑智能化系统研究等。
中国工程院院士、清华大学建筑学院教授江亿说起来很兴奋,“我们把世界上能找得着的、能放到楼里去的最新节能产品、设备以及相关技术都搁进去了。
示范楼囊括了世界上80%的节能技术、产品,其实就是一个以真实建筑物搭建的节能技术集成平台。
”示范楼集成了国内外科研单位和制造企业的近百项建筑节能和绿色建筑相关的最新技术,中国、美国、德国、日本、丹麦等国家的近50家企业捐赠了产品。
其中还有近十项产品和技术为国内首次采用。
走进示范楼,节能化、生态化、人性化的设计细节随处可见。
清华大学超低能耗示范楼节能技术(专业版)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。
浅谈日照分析在城市规划的应用引言目前,日照分析应用于城市规划和建筑设计,虽然仍存在着一些问题,但不可否认的是,日照分析已成为城市规划科学发展观的重要体现。
城市规划不仅是现代城市规划理论和建筑设计理论的进步,同时也是基于“以人为本”理念的城市规划和建筑设计实践,需要在不断的应用和实践中进一步完善和发展。
?一、日照分析测量?1、范围?日照分析测量主要包括主体建筑物和客体建筑物的平面位置、屋顶平面图,以及影响客体建筑物采光的立面图、各层平面图,确定这些内容,可以减少很多的不必要的劳动。
在日照分析测量过程中,为使获取的数据更有针对性,同时又能够保证作业效率,应掌握以下基本要求:对于客体建筑物,除住宅外,其余各独立单元只需测量窗户的宽度,便能够实现横向数据的校验;对于挑出墙体的屋檐和突出坡屋顶的山墙,测量应遵循甲方的要求;对于有电梯机房的建筑物以及主体屋顶附属,能够穿透阳光即可,无需测量。
总之,测量原则应保证人居环境的采光,其他内容可以省略不测。
?2、方法?日照分析分量包括平面位置测量和高度的测量两部分内容,通常使用全站仪,目前用于分析平面位置测量的技术已相对成熟,现主要对楼高的测量方法进行分析:?2.1三角高程法这是一种通过观测两点间的水平距离及天顶距(也可以是高度角)而求得两点间高差的方法,运用该方法进行观测并不受地形条件的制约,比较简单便利。
在测量时,将全站仪架设在楼下,将棱镜放置在楼顶女儿墙上,然后由操作者利用全站仪根据距离、垂直角测出该点的高程,其精准度受到测量误差和垂直角误差大小的影响。
?2.2悬高测量法悬高测量是全站仪内置的测量程序,测定的是空中某点到地面的高度,即将反射棱镜放置在欲测目标点的天底(指的是过目标点的铅垂线与地面的交点),然后输入反射棱镜高,再照准反射棱镜进行测量,利用全站仪自身内存计算程序计算高度;如果反射棱镜是放置在楼角处,楼角点高程测出后,只需将镜头抬至楼顶女儿墙处,该点高程便可由全站仪自动算出。
2006年大事记3月:陈吉宁教授被教育部任命为清华大学副校长学生绿色协会被共青团中央、教育部、全国学联授予第二届全国“优秀学生社团标兵”称号联合国环境署执行主任克劳斯·特普费尔受聘清华大学荣誉教授清华大学丰田研究中心成立,郝吉明院士任主任4月:学校任命余刚教授为系主任与美国Hach公司共建“水质监测联合研究中心”设立清华大学环境科学与工程系“陶葆楷励学金”第49届马约翰杯学生田径运动会上,荣获男子团体、女子团体和男女团体三项冠军,同时荣获体育道德风尚奖由我系发起的第一届环境友好科技竞赛启动环境科学与工程系荣获清华大学2005年度“先进集体”表彰5月:清华大学被国家环境保护总局授予全国建设项目环境影响评价优秀甲级单位主办“持久性有机污染物论坛2006暨第一届持久性有机污染物全国学术研讨会”美国地球政策研究所所长莱斯特•布朗先生访问清华,并作题为“拯救地球,延续文明-与世界共同思考全球经济的前途”的演讲主持设计的亚洲最大的膜生物反应器污水深度处理工程在密云建成(4.5万吨/天)荣获清华大学优秀研团总支荣誉称号(排名第一)6月:陈吉宁副校长、郝吉明院士当选中国环境科学学会第六届理事会副会长7月:中意清华环境节能楼剪彩仪式和庆祝大会举行,科技部部长徐冠华、副部长尚勇、教育部副部长章新胜、意大利环境与领土资源部部长佩克拉罗•斯卡尼奥、和清华大学顾秉林校长等领导出席第一届环境友好科技竞赛成果展在环境节能楼展厅举行,教育部副部长章新胜教授在陈吉宁副校长的陪同下参观展览环境系获建设部“十五全国建设科技进步先进集体”荣誉称号,张晓健教授获“十五全国建设科技进步先进个人”荣誉称号8月:钱易院士、郝吉明院士和陈吉宁副校长被聘为“国家环境咨询委员会”委员陈吉宁副校长被聘为“国家环保总局科学技术委员会”副主任,井文涌教授被聘为委员2006-2010年教育部高等学校环境科学与工程教学指导委员会第一次会议暨第一次全国环境学科院长/系主任联络会成功召开9月:学校任命钱易院士为清华大学学术委员会主任郝吉明院士获“第二届高等学校教学名师奖”刘文君副教授获“2006年北京市优秀教师”荣誉称号挪威环境部长Helen Bjørnøy女士访问清华大学,并做“我们当前面临的一些重大问题”演讲10月:研究所调整,在环境工程方向设立水环境保护研究所、饮用水安全研究所、地下水与土壤环境研究所、大气污染与控制研究所、固体废物控制研究所和环境工程设计研究所,在环境科学方向设立环境化学研究所和环境生物学研究所,在环境管理方向设立环境系统分析研究所和环境管理与政策研究所意大利环境与领土部国际合作司司长科拉多科利尼(Corrado Clini)博士受聘为我校客座教授与日本三洋电机公司共建“环境技术研发中心”由学生绿色协会参与发起并承办的“2006中华环保NGO可持续发展年会”在清华大学成功举行环32班获2005-2006学年度北京市先进集体称号11月:联合国教科文组织(UNESCO)、中国联合国教科文组织全国委员会、清华大学联合举办“面向可持续发展的工程教育国际研讨会”12月:环境系隆重举办“陶葆楷先生诞辰100周年纪念大会”,校长顾秉林院士出席并做重要讲话,同时举办“陶葆楷先生生平图片展”、“纪念陶葆楷先生诞辰100周年”学术论坛暨清华大学131期博士生论坛,编制制作纪念文集和纪念光盘钱易院士主讲的“环境保护与可持续发展”课程先后入选2006年度北京市精品课程和国家精品课程贺克斌教授、余刚教授获2006年度国家杰出青年科学基金举办陈志义教授八十寿辰祝贺会环境系新主页(/)正式开通。
节能建筑示范工程之一——清华节能楼使用近百项节能技术唐艳明
【期刊名称】《城市住宅》
【年(卷),期】2008(000)002
【摘要】众所周知,资源匮乏已成为阻碍我国发展的重大问题。
所以,节能也成为我国各大高校的一个研究方向。
2008年奥运建筑的“前期示范工程”——我国首座超低能耗示范搂已在清华大学校园东区落成。
这座“绿色”建筑集中使用了近百项国内外最先进的建筑节能技术。
该楼总建筑面积约5000平方米,地下一层,地上四层,由办公室、实验室和辅助用房组成,每平方米约8000元安装成本。
【总页数】1页(P39)
【作者】唐艳明
【作者单位】《城市住宅》记者
【正文语种】中文
【中图分类】TU201.5
【相关文献】
1.清华节能概念楼引领节能建筑新风潮 [J], 甘谷
2.集成百项节能产品示范绿色关键技术我国首座超低能耗楼在清华落成 [J], 孙海燕
3.清华大学超低能耗楼综合节能技术 [J], 杨秀;薛志峰;江亿
4.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 [J], 薛志峰;曾剑龙;
耿克成;姜子炎
5.中意合作“清华环境节能楼”打造节能建筑典范 [J], 佚名
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清华大学环境能源楼设计
金跃
【期刊名称】《暖通空调》
【年(卷),期】2007(037)006
【摘要】介绍了作为中、意两国环保及节能合作示范工程的清华大学环境能源楼的建筑围护结构、能源系统、空调系统设计理念友采取的措施.
【总页数】3页(P73-75)
【作者】金跃
【作者单位】中国建筑设计研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TU8
【相关文献】
1.清华大学环境能源楼--中意合作的生态示范性建筑 [J], 张通
2.清华大学环境能源楼——中意合作的生态示范性建筑 [J], 张通
3.生态观在建筑设计中的应用--山西大学环境科教楼方案设计有感 [J], 何庆
4.南昌大学环境学院与材料学院教学楼设计 [J], 肖骁;李大勇;钱锋
5.清华大学超低能耗示范楼的能源系统及智能化系统 [J], 武毅;孙熙琳
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- 太阳能光伏板 - 电热冷联产系统 - 高效冷凝锅炉 - 大楼智能控制• • • •Energy Efficient Building Tsinghua University1上- 意中政府合作示范项目Innovative application- 低能耗围护 - 辐射顶板 - 自然采光 - 自然通风 - 太阳能光伏板 - 电热冷联产系统 - 高效冷凝锅炉 - 大楼智能控制T h e p r o j e c t a i m s a t p r o m o t i n g a n d w i d e s p r e a d d i s s e m i n a t i n g E U i n n o v a t i v e R e s e a r c h a n d T e c h n o l o g y D e v e l o p m e n t a n d D e m o n s t r a t i o n r e s u l t s , a s w e l l a s e c o -s u s t a i n a b i l i t y c r i t e r i a i n b u i l d i n g s e c t o r , w h i c h i n c l u d e :e n e r g y ef f i c i e n t b u i l d i ng m a t e r i a l s , c o m p o n e n t s a n d s y s t e m s n o t y e t i n t r o d u c e d i n t o th e b ui l d i n g m a r k e t o r i n t h e i r f i r s t m a r k e t p h a s e ; i n n o v a t i v e a p p l i c a t i o n s o f h e a t i n g /c o o l i n g a n d p o w e r s u p p l y t e c h n o l o g i e s , c o m b i n e d w i t h t h e u s e o f r e n e w a b l e e n e r g y s o u r c e s , i n b u i l d i n g s e c t o r ; b e s t E U d e m o n s t r a t i o n e c o -b u i l d i n g p r oj e c t s .2、建筑和景观设计SIEEB 的造型方案是在经过充分分析大楼周围的地形条件和北京的气候特点后制定的。
大楼呈东西对称的双翼C 形结构,北面的暴露面积小而南面层层跌落的结构和建筑物的对称性是项目设计组的主要创意。
大楼坐落在长宽各60 米的广场内,楼板层层向后升高,以确保室内光照能最大限度的利用,并增加了内庭花园的光照和空气对流。
东西 均匀分布的楼梯间和电梯间,增强了整个建筑的结构刚度,南侧的露台和悬臂式结构既是下层露台遮阳,也是太阳能光伏发电系统的支架。
就景观而言,BIEEB 设有内庭花园。
花园布置得错落有致,配以树木、流水和花草。
庭内的浅水池(300cm 深)和植被区共同构成,具有意大利花园的典型风格。
花园内还种植了很多树木, 西北面的树林可阻止冬季的寒风,而南边的树木则可为夏季遮荫。
3、立面幕墙设计SIEEB 通过造型和4种外立面的设计,控制外部环境,从而获得最佳的内部环境。
为了尽可能地减少冬季寒风对大楼的侵袭,大楼北立面(类型1)采用了完全不透明且保温性良好的材料,蓝色的立面令大厦雄伟壮观, 高光部分的U 值为1.4 W/m 2·k, 日光系数为43%;东立面和西立面(类型2)采用了双层幕墙以控制光线和日光的直射,使整个办公空间可以控制进光亮并实现最佳的采光效果,内玻璃立面的U 值为 1.4 W/m 2·k, 日光系数为43%;而外部玻璃立面的U 值为5.4 W/m 2·k, 日光系数为76% 。
另外,因东西两侧的幕墙由透明/不透明的模块组成,外部呈丝网状。
密度不一的水平丝网线条使建筑看起来更为雅致。
南立面(类型3)同样也是双层玻璃幕墙,内玻璃立面的U 值为1.4 W/m 2·k, 日光系数为43%。
加之南立面上装有光伏电池,呈梯形悬垂分布在南立面表面上,同时起到了遮挡太阳对玻璃幕墙照射的作用。
类型4立面(东、西两翼的南墙)的U 值为1.3 W/m 2·k, 日光系数为42%。
大楼面向天井的双翼内侧采用了双层单幕墙系统,在外层安装了由倾斜角度各不相同的反射玻璃构成的玻璃百叶,避免室内被强光直射,同时改善自然光照明效果(室内光线分配均匀)。
SIEEB 示意模型3类 double skin surface 双层幕墙Internal surface 内层: D.G.U. 8+16+6 mm, U value 1.4W/m 2K External surface 外层: glass louvres + 8 mmouter pane + 1.52 PVB + 6mm innerpane2类 double skin surface 双层幕墙 External glazing surface l 外层玻璃墙:clear float panes with horizontal silkscreens Internal surface 外层: D.G.U. 8+16+6 mm,U value 1.4W/m 2K1类 curtain-wall (opaque insulated glass panels) 不透明幕墙D.G.U. 8+16+6 mm, U value 1.4W/m 2K-Innovative application- 低能耗围护 - 辐射顶板 - 自然采光 - 自然通风 - 太阳能光伏板 - 电热冷联产系统 - 高效冷凝锅炉- 大楼智能控制E c o -B u i l d i n g C l u b : a n i n n o v a t i v e R T D &D r e s u l t s ’ p r o m o t i o n a p p r o a c hD i f f e r e n t f r o m c o m m o n m a r k e t p r o m o t i o n a p p r o a c h e s , w h e r e m a r k e t o p e r a t o r s a r e o n l y s i m p l e m e s s a g e r e c e i v e r s , t h e p r o j e c t p r o p o s e s a n i n n o v a t i v e a p p r o a c h :E c o -B u i l d i n g C l u b i s a v i r t u a l r o u n d t a b l e , a r o u n d w h i c h b u i l d i n g m a r k e t o p e r a t o r s w i l l b e m a i n a c t o r s f o r m a r k e t p e n e t r a t i o n o f r e s e a r c h a n d d e m o n s t r a t i o n r e s u l t s , t h r o u g h t h e f o l l o w i n g a c t i o n s : d e t e r m i n i n g w h a t a r e m o r e a p p r o p r i a t e d i n n o v a t i v e R T D &D r e s u l t s f o r l o c a l m a r k e t t r a n s f e r r i n g ; d e m o n s t r a t i n g t h e f e a s i b i l i t i e s o f t h e r e s e a r c h a n d d e m o n s t r a t i o n r e s u l t s o n r e a l c a s e s .4、能源和节能设计先行和全过程的模拟日照分析、模拟遮阳分析、能源和节能设计对策研究,成为SIEEB 设计的核心和关键。
建筑造型设计、能源和节能分析,最大化自然光源利用减少对人工光源依赖,降低暖通空调系统的电力需求,以清洁的热电冷联产系统满足供电需求是SIEEB 能源和节能设计的五个解决之道。
除了前面描述的低能耗围护外,工程具体所采用的其他主要节能技术包括: 电热冷联产系统,太阳能光伏板,高效冷凝锅炉,辐射顶板。
- 热电冷联产SIEEB 项目配备的热电冷联产系统是能源系统的核心。
热电冷联产系统设置以两台天然气发电机组为主,外加数台吸收式冷却器。
设计策略为以电定热,发电机组并网不上网。
发电的同时,对燃气轮机的排气和冷却水套/润滑油废热进行回收利用,用于冬季供暖、夏季制冷和生活热水制备,多级梯次的能源利用,可保证SIEEB 能源综合利用率达到83%左右的水平。
热电冷联产系统的最大装机容量为250kVA , 在连续运行阶段功率降为200-210 kW, 每台机组的热回收功率在高温(120-110°C )条件下可达130kW, 在低温情况下(70-80°C )则可达255 kW.通过发电机组排烟装置及冷却系统回收的热量可常年用于HVAC H 和水暖系统: 寒冬季节,回收的热量将供给顶板辐射采暖系统、空气处理装置以及卫生热水锅炉; 在温暖季节回收的热量则可供给吸收式冷却器进行冷气转换,以满足大楼夏季对冷气的需求。
鉴于北京的冬冷夏酷的气候状况,BIEES 除了电热冷联产系统外还配置有两台高效冷凝锅炉和三部压缩冷却器,对电热冷联产系统进行互补,以充分保证大楼在冬季或夏季对采暖和制冷的需求。
- 光伏发电系统SIEEB 南侧的悬臂式结构安装了太阳能光伏发电系统,包括190个模块,每个模块额定功率为105Wp, 共计20kWp 。
模块安装在两个不同的区域,每个区域95块,分别分布在大楼的东、西两翼呈梯形布置的露台上。
光伏发电系统与六台变流器配置,将光电池产生的直流电转化为大楼设施所需的交流电。