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科普日专期 | 中建八局绿色低碳技术应用案例分享

发布时间:2024-09-17 15:09:00

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导读

导读

作为国家加快推进新质生产力发展战略布局的重要一环,建筑绿色化、低碳化已成为建筑行业发展的必然趋势,中建八局在建筑绿色低碳设计领域具体实践中,通过与建筑融合的被动式策略以及充分应用科技创新的主动式策略,进行多方面的探索。

其中位于中建绿色产业园中的——中建八局人才发展中心(山东)中建八局建筑绿色低碳技术实验室,分别是建筑融合被动式策略、应用科技创新的主动式策略为主的典型代表。

下面我们来扒一扒,这两栋建筑分别有什么绿色低碳黑科技吧!

                                      

中建八局人才发展中心(山东)

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中建八局人才发展中心(山东)是由中建八局全过程独立设计、施工、运营,集办公、培训、食宿、观展于一体的综合性建筑,我们意图通过设计手段,将低碳技术融入建筑本身,通过建筑设计自身的被动式措施,降低建筑建造和运行过程中的能耗水平及碳排放量。接下来便是应用在中建八局人才发展中心(山东)项目中的低碳黑科技:


01

体型系数控制

somatotype coefficien control

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通过对建筑的形体进行全方位的模拟推倒,以集约的设计策略将体型系数由0.4降低至0.23,将建筑体型系数控制到极致,最大程度减少建筑的热交换面。紧凑的形体容纳了多元的使用功能,节约了有限的土地资源,降低约15%的运行碳排放。


02

通风庭院

ventilated courtyard

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设计在传统建筑中汲取灵感,让建筑拥抱自然。建筑中植入了庭院空间,为内部空间提供自然采光,减少人工光源的使用;同时庭院空间通过侧向的开敞与周围的建筑空间形成空气对流,使室内空间获得自然通风,有效改善建筑环境的微气候,提升人们在建筑中的自然感受。


03

建筑自遮阳系统

building self shading system

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通过分析建筑不同季节的使用场景以及所在区域的太阳高度角,经过反复推敲决定在南向房间针对性采用水平遮阳,避免夏季阳光直射增加室内热辐射;而在冬季时,太阳高度角恰好能照进室内,为室内提供足够热量。在西向房间,设计采用挡板遮阳,减小夏季西晒影响,在降低空调运行能耗的同时,形成的视线遮挡保证了内部空间的私密性,达到低碳技术与建筑功能的和谐统一。


04

保温装饰一体化系统

integrated insulation and decoration system

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相比于传统外维护墙体现浇砌筑的建造方式,设计团队在公寓立面上创新采用装配式清水混凝土保温装饰一体化系统,相比于传统现浇的方式,使用装配式、模数化在全生命周期下能够实现节碳约40%,有效实现建筑的节能减排。


05

Low-e玻璃

Low-e glass

本项目在公寓以及教室等部位均采用了低辐射Low-e玻璃,在冬季能够保持室内的热量不外泄,在夏季Low-e玻璃可将远红外热辐射反射出去,从而阻止热量进入室内。比普通玻璃及传统建筑用镀膜玻璃相比,相对于普通中空玻璃节能约40%。 


06

太阳能耦合热水系统

Solar coupled hot water system

在公寓楼屋面设置“无动力承压式太阳能集热器”和“一次加热式空气源热泵机组”耦合系统制备生活热水,每年可平均降低碳排放量51.2吨。


07

智能建筑

Intelligent Building

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多维度的智能化系统让建筑变得更“聪明”。建筑内部采用的智能化照明,可以根据使用场景调整灯光亮度,降低照明能耗。智能化会议、智能客控、智能信息发布等系统让建筑的整体运维和各类会议。

中建八局人才发展中心(山东)在设计策划阶段便引入被动式设计理念,将低碳思维贯穿设计、施工、运维全过程,在建筑中自然和谐的融入绿色技术。自建成以来,已成为被动式建筑的典范,已获得山东省优秀方案奖、济南市勘察设计一等奖、上海市建筑学会建筑创作提名奖等多项荣誉。


中建八局建筑绿色低碳技术实验室

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在全面推进碳达峰、碳中和目标的背景下,近零能耗建筑、零碳建筑已成为未来建筑的发展趋势。中建八局建筑绿色低碳技术实验室以近零能耗作为设计标准,设计能耗水平比国家《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015降低65%以上;集合采用了主、被动太阳能的设计策略及装配式建造的方式,并通过模仿各类使用场景,为各类绿色技术的研究测试提供有效的使用载体。


01

保温隔热体系&多功能一体化超高性能混凝土轻钢龙骨复合外墙

Thermal insulation system &Multi functional integrated ultra-high performance concrete light steel keel composite exterior wall


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利用“棉被效应”,将外墙整体传热系数降低至0.19W/(㎡·K)、屋面传热系数降低至0.12W/(㎡·K)。通过外墙和屋面的高性能保温措施,让房子形成类似保温盒的“锁温”空间,大幅度降低室外气温变化对室内热环境的扰动,保持室内温度稳定,实现冬暖夏凉。建筑外立面采用多功能一体化超高性能混凝土轻钢龙骨复合外墙,该墙板是一种集结构、保温、装饰、防水、防火、耐久多功能一体化的水泥基围护墙板,通过研发断热桥构造及连接件,大幅减少传统墙板冷热桥问题,改善节能薄弱区,实现高效节能,能够实现外墙多功能协同,满足多目标需求,是“十四五”国家重点研发计划项目“多功能一体化水泥基围护结构体系”重点研发的外墙部品之一,适用于严寒、寒冷、夏热冬冷和夏热冬暖地区的超低能耗、(近)零能耗建筑。此外,采用A级石墨烯高效节能保温材料,材料导热系数低至0.025W/(m·K),保温层厚度可降低约40%,可大幅降低墙体厚度。



02

立体太阳能

Stereoscopic solar energy

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设计团队创新性地采用了复合化的立体太阳能,以测试不同类型太阳能的发电效率。其中南立面外墙采用BIPV光伏幕墙,将光伏组件与建筑围护结构有机结合,‌让光伏板成为建筑的外立面,‌形成独特的“建筑表情”。女儿墙南侧采用PVT光热一体化技术,将来用于验证太阳能光热两方面的综合利用效率。屋面设置BAPV分布式单面及双面单晶硅光伏板,以对比分析双面及单面光伏的发电效率。整个立体太阳能系统装机容量可达24.3KW,年发电量约22200KW·h,能够覆盖建筑的全年能耗,达成建筑的零碳运行。


03

光储直柔

Light storage straight and softSolar photovoltaic, Energy storage, Direct current and Flexibility

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在设计中引入光储直柔技术,通过设置储能装置、柔性用电调节装置、直流灯具及充电桩等使用终端,与太阳能光伏共同构成从能源产生到使用的闭环。通过此技术的应用,太阳能的发电利用率得到大幅提升,光伏发电可直接用在直流照明、充电桩等末端设备中,避免了传统交流配电系统在转换过程中造成的能量损失,‌同时通过储能和柔性交互技术的结合,降低了电力系统的波动性,保证电力供应的稳定可靠。


04

地源热泵

Ground Source Heat Pump

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建筑采用地埋管地源热泵复合系统实现供冷供热。地埋管换热器分区域布置在本工程建筑物周边室外绿化处,每4井一联,U型管支管直接与联箱连接,它们以水为媒,从稳定的大地热源中取热,带来优异的节能效果,比传统水系统节能20%以上。


05

组合式空调

Modular Air Conditioning Unit

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空调末端采用热回收组合式空调机组+VAV变风量模块、被动式冷梁、冷辐射顶面及风机盘管,形成多种空调末端的形式,在节能降耗的基础上,实现多种系统形式运行效果和能耗的对比,真正实现零能耗和实验性复合场景建筑的结合。


06

氢燃料电池

fuel cell

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除了传统的储能设备,建筑还增设了氢燃料电池,用于测试化学能的供能效率及供能稳定性。氢燃料电池通过氢燃料的氧化产生能量和水,全过程没有污染物的产生,是目前最环保的绿色能源之一。


07

智慧管理平台

Smart Management Platform

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实验室搭建了一套定制化智慧管理平台,将整个建筑内的设备运行状态进行三维可视化展现,同时对建筑内各设备运行数据进行处理分析,能够针对建筑能耗状态开展对应控制策略研究,实现全天候监控,有效提高能源效率。


相比于中建八局人才发展中心(山东)的被动式设计策略,中建八局建筑绿色低碳技术实验室在设计中让建筑主动地披上“科技外衣”,在增强建筑自身保温隔热性能的同时,充分开发利用太阳能、地热能、风能等能源形式,创新机电设备、使用终端的能源传输方式,提升能源利用效率,并作为示范工程为未来全面实现零碳建筑提供实践经验。


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---看完以上我们八局脑洞大开的黑科技系统,你是不是会想什么时候能够普及?放心,通过我们研发实验,这些黑科技大部分已经能够稳定应用了,相信在不远的未来,它们就可以融入到我们生活的每个场景,让绿色低碳改变我们的生活方式、改善我们的生活空间,让未来的天更蓝、山更绿、水更清。---


-END


素材来源:中建八局设计管理总院、一公司



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