“地源热泵空调”节能建筑亮相杭州

    目前，我国正处于城市化加速发展时期，兴建房屋需要消耗大量自然资源和能源，而与之相矛盾的是我国的资源总量和人均资源量严重不足。因此，在我国发展绿色建筑具有十分重要的意义。需要注意的是，绿色建筑是追求成熟的、可示范推广的、因地制宜的技术，而非一味推崇高科技技术的叠加；追求建筑本体、机电系统、运行管理、建筑使用的有机结合，而不是各项节能产品的简单堆砌。

    正因如此，在评价一座建筑是否是绿色建筑时，除了看它采用了那些先进的节能技术，项目的规划设计是否科学、合理等因素外，最终还要落实到看项目在保持平衡运行过程中的节能效果如何。在大力推广倡导节能环保的当今，杭州绿色建筑科技馆就是一个很成功的案例，现在我们看下他们的做法。

图为 杭州绿色科技馆采用的绿色技术示意图

一、工程简介：

　　项目名称：杭州绿色建筑科技馆
　　项目位置：位于杭州能源与环境产业园
　　投资总额：项目总投资额超过6000万元
　　建筑规模：项目占地1348平方米，总建筑面积4679平方米
　　建筑设计：英国德·蒙特福特大学、清华大学建筑节能研究中心、中国建研院上海院绿色建筑研究中心、杭州城建设计院等单位

    本工程是浙江省内第一个建筑节能展示馆，该工程冷热源采用地源热泵空调系统，室内使用毛细管末端。据悉该工程获浙江省建筑节能专项资金20万元，杭州市政府2007年度杭州市适度发展新型重化工业专项资金250万元。它采用了国内外最新建筑技术，被称作“绿色建筑科技馆”。

二、项目简要说明：

　　2009年11月1日，位于杭州能源与环境产业园的绿色建筑科技馆正式投入使用。该设计是不需空调的建筑典范，作为一个集成当今世界十大先进节能技术的建筑节能系统，全年能耗不到一般同类建筑的1/4。凭借其超常的节能效率，它再一次掀起了全社会建设节能建筑的热情，引领建筑节能新技术的创新与发展。据介绍，杭州绿色建筑科技馆建筑外形整体向南倾斜15度。这样可避免夏日阳光直射室内，采用地源热泵系统，在地下60米深处构筑水循环系统，用冷热交换的办法使室内降温，不需使用空调，整个建筑节能率达76.4%。

三、节能要点：

　　科技力促高效率节能

    杭州绿色建筑科技馆，位于杭州能源与环境产业园内，总投资6000万元，占地1348平方米，总建筑面积4679平方米的的绿色建筑科技馆可谓是一座典型的绿色建筑体。该项目的设计汇集了国内外优秀的设计研究单位，包括英国德·蒙特福特大学、清华大学建筑节能研究中心、中国建研院上海院绿色建筑研究中心、杭州城建设计院等在内的专家团队。

　　在节能技术运用上，项目设计团队坚持节能优先、可持续发展的策略，集成采用了当今国内外最先进、适用的建筑节能技术系统，其中包括：被动式通风系统，尽可能多地利用屋顶自然采光和不需要耗能的日光照明系统，设计中使建筑倾斜形成建筑自遮阳系统；使用智能化自动调节的外遮阳通风百叶系统；环保合理的外围护系统；温度、湿度独立控制的空调系统；雨水收集、中水回用系统；能源再生电梯系统等。这些都是可以大量普及推广的建筑节能技术。

    展馆在国内建筑领域首次应用了被动式通风系统。它在室外地面留有风道入口，利用风压和热压两种压力形成拔风作用，将室外冷空气经风道引入室内，将室内热空气通过屋顶的18座"烟囱"排出。与中央空调相比，这种系统静音效果更好，而空气流动更为柔和。 

    除了被动式通风系统之外，展馆也安装了中央空调。但它的热源来自地下60米深处，是一套能独立控制温湿度的地源热泵空调系统。为了减少空调负担，设计师还使用了新型隔热密封窗框和高透光双层镀银ＬＥ中空玻璃，使得夏季窗户的得热量大大减少，空调负荷比基准建筑下降近一半，由41．71瓦每平方米下降到了23.53瓦每平方米。 

    故意南倾15度

    当全球气候变暖逐渐威胁着人类生存的时候，世界各国纷纷采取各种措施大力发展低碳经济，促进节能减排。当风能、生物能、核能等产业被视为重要的新能源产业，并艰难推广时，中国的太阳能热利用产业已经默默地为中国乃至世界的节能减排事业贡献了二十年。通过二十多年的发展，中国的太阳能热水器产业成为民间普及率最高的新能源产业。

    为了最大可能收集太阳能，杭州绿色建筑科技馆的设计人员在进行项目设计时故意将整个建筑体向南倾斜了15度。据工作人员介绍，将绿色建筑科技馆整体向南倾斜15度，具有很好的自遮阳效果。夏季太阳高度角较高，向南围护结构可阻挡过多太阳辐射；冬季太阳高度角较低，热量则可以进入室内，北向可引入更多的自然光线。它能降低太阳辐射的不利影响，改善室内的舒适环境。

    这个倾斜的屋顶，还是浙江省乃至全国第一个兆瓦级屋顶光伏并网发电项目。此外，科技馆还采用了风能、氢能发电系统。先进的楼宇自控系统，可达到智能控制，根据室内的温度和环境质量，自动调节各种设备运行，分项计量各种设备能耗。

    在杭州绿色建筑科技馆内，房子冬暖夏凉，空调不用电就能达到25℃，比一般写字楼里感觉空气更清新透气。空调不用电，用什么？原来，在一楼会议厅顶上布满弯曲的水管。据工作人员介绍，这叫地源热泵系统，就是在建筑的外围往地下60米深打孔，取地下18℃左右的水，使之形成一个水循环系统，用热交换的办法，让室内降温，这就不用电了。不用开窗室内的空气清新依然清晰，这是因为科技馆内有个新风系统，同时每个窗边有传感系统，自动感知屋内的二氧化碳浓度，自己决定开合，从而确保了室内空气始终保持清晰。

    集成环保节能材料
 

　　除了使用先进的节能技术和清洁能源外，杭州绿色建筑科技馆还采用大量的节能环保材料，如建筑物南北立面采用的钛锌板，东西立面采用的陶土板，均属于可回收循环使用、自洁功能的绿色环保型建材。

　　钛锌板使用寿命长，具80—100年的生命期，同时依靠本身形成的碳酸锌保护层保护。此外，钛锌板通过一种专利的特殊浸渍过程，将锌进行预钝化处理，风蚀过程也对其无影响。双层陶土板具有空腔的结构，安装时陶土板背部有一定的空间，可有效降低传热系数。整个体系可以起到保温和隔音功效，并能降低建筑能耗，节约能源。

　　杭州绿色建筑科技馆的门窗采用断桥隔热金属型材多腔密封窗框和高透光双银LE中空玻璃，使夏季窗户的得热量大大减少，空调负荷从基准建筑的41.71w/㎡下降到了23.53w/㎡。

     白天，在杭州绿色建筑科技馆工作几乎不用开灯，因为这里有好多“天眼”（索乐图日光照明系统），就是室外草坪或建筑顶层有很多半圆形透明罩，把光线透过导光管引入室内，照明基本就够了。杭州绿色建筑科技馆还有很多节能的亮点，如电梯在一上一下的时候，就能把势能转换成电能，屋顶还有太阳能光伏发电和光电玻璃。光照充足时，这幢楼的太阳能发电一天就可能达100度。

    凭借采用集成的低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的节能环保建筑技术产品，杭州绿色建筑科技馆还被被住房与城乡建设部列入建筑节能和可再生能源利用示范项目。


项目亮点：

■ 建筑整体节能率70%

通过被动式通风、采光设计、高性能围护结构、绿色照明以及新型舒适空调系统的运用，实现综合节能率70%。

■ 被动式节能整合建筑形体设计

本项目被动式设计包括自然通风、采光、建筑综合遮阳。气流经地下室预冷进入室内，经中庭屋顶烟囱拔出，实现自然通风；综合考虑立面开窗、幕墙材料，，加上索乐图采光筒与屋顶中庭实现有效采光；建筑形体向南倾斜15度，形成自遮阳，分朝向考虑不同遮阳性能玻璃以及机翼型电动智控外遮阳系统，实现有效节能。

■ 舒适节能的温湿度独立控制空调系统

冷热源采用地源热泵空调系统，温度舒适末端采用辐射毛细管、冷吊顶单元、吊顶式诱导器和干式风机盘管，实现高舒适性，湿度控制采用热泵式全热回收溶液除湿空调系统。

■ 可在生能源利用占总发电量14%

针对不同建筑部位采用多晶硅、非晶硅等光伏组件形式，进行太阳能光伏发电建筑一体化BIPV设计，加上屋顶拔风井上设置的整体实现可再生能源发电量超过总用电量14%，实现风光互补发电。

■ 雨水回收利用，实现零排放

收集雨水、处理污水，雨量不足时河道水补充，通过人工湿地以及膜处理技术，实现污水零排放，非传统水源利用90%以上。

■ 智能控制与展示系统

通过对空调、照明、自然通风等系统进行智能控制，实现对室内环境，室外气象参数，建筑能耗状况，以及系统的运行特性等进行逐时的测量，外建筑节能研究提供数据。

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