被动式节能环保技术在绿色建筑科技馆中的应用
工程概况
绿色建筑科技馆位于中国节能投资公司在杭州地区打造的循环经济特色示范园区内,占地1348平方米,总建筑面积4679平方米,建筑高度18.5米,集研发、展示、技术交流于一体。该项目被列入国家建设部建筑节能和可再生能源利用示范试点项目,并通过国家绿色建筑三星级认证。
项目节能系统设计
智能化技术整合
绿色建筑科技馆采用多项领先的建筑节能技术,节能率达到了76.4% ,全年的能量消耗不到一般同类建筑的1/4。在被动式技术应用方面,通过结合建筑形态运用被动式自然通风、形体自遮阳、生态中庭与屋顶自然采光实现尽可能多利用自然通风和采光,同时避免过多日晒,大大降低空调和室内照明能耗;在主动式机电设备技术方面,该项目运用智能化技术整合集成了温湿独立空调系统(地埋管式地源热泵、辐射空调末端,溶液除湿全新风热回收空调系统),绿色智能照明系统,节能电梯技术,绿色环保的钛锌板陶土板、防水透气膜、岩棉保温非透明幕墙屋面、断桥隔热多腔铝合金型材、双银LOW-E玻璃幕墙与窗以及智能遮阳系统组成的高性能幕墙围护结构系统,太阳能光伏建筑一体化技术(BIPV),垂直风力发电,实现零排放的雨水中水处理利用系统,以及实现节能环保的绿色建筑、节水设备器具、透水地面等技术。
绿色建筑科技馆屋顶设置原理
绿色建筑科技馆的屋顶设置风光互补发电系统,多晶硅光伏板296m2,装机容量40kW,采光顶光电玻璃57m2,装机容量3kW;屋顶光伏发电系统产生的直流电,并入园区2MW太阳能发电网。二台风能发电机组装机容量为600W,系统产生的直流电接入(加拿大的)氢能燃料电池,作为备用电源。实现了光对电、风对电等多种形式的利用。氢能燃料电池工作原理是通过电解水的逆反应过程,即氢气和氧气结合生成水、产生电这一过程,将化学能直接转换成电能。
混合式通风系统设计原理
被动式通风系统
绿色建筑科技馆采用的混合式通风系统是由英国德.蒙特福特大学专家团队设计的,其原理是在凉爽的夏季夜晚和过渡季节,被动式通风系统开启,中庭总共设立了18处拔风井来组织自然通风,室外自然风进入地下室后,充分利用地下室这个天然的大冷库,对室外进入的空气进行一定的冷却,然后沿着布置在南北向的13处主风道以及东西向的4处主风道风口进入各个送风风道,在热压和风压驱动下,沿着各个风道经由布置在各个通风房间的送风口依次进入各个房间,带走室内热量的风进入中庭,通过屋顶烟囱的拔风作用排向室外,可以有效减少室内的空调负荷,减少空调机组运行时间,达到节约能源的目的。而在室外温度或湿度较高的时刻,被动式通风系统关闭,利用建筑物的隔热性能,保持室内较低的温度或湿度。妥思公司提供的SLC和VCD型电动密闭风阀应用在这套系统中,在通风系统运行的情况下,多叶风阀全部打开,双层机翼型的多叶阀片尽可能的降低阀体产生的阻力,保证被动通风系统中足够的气流流通量;而在通风系统关闭的情况下,多叶风阀全部关闭,阀体优秀的密闭措施,隔断阀体两侧空间,保证零漏风量,最大限度地减少室内负荷。
温湿独立控制的集中空调系统
绿色建筑科技馆采用目前最先进的温湿独立控制的集中空调系统,空调冷热源为土壤源热泵+热泵式溶液调湿机组,具体空调末端为辐射吊顶末端、主动式冷梁、干式风机盘管。该系统可满足房间热湿比不断变化的要求,避免了室内湿度过高过低的现象,以及常规系统中温湿度联合处理造成的能源浪费和空气品质的降低。
空调系统选用一台地源热泵机组,制冷量127KW,COP=6.15;地埋管DN25埋深60米,共64根单U管。四台热泵式溶液除湿新风机组和送风末端装置实现系统的湿度控制,通过盐溶液向空气吸收或释放水分,实现对空气湿度的调节,采用新风作为能量输送的媒介,同时满足室内空气品质的要求;每台热泵式溶液除湿新风机组的除湿量为:80㎏/h,加湿量为:25㎏/h,COP在5.5以上。妥思公司提供的辐射吊顶末端和主动式冷梁等末端设备实现系统的温度控制, WK-D-KV型辐射吊顶末端结合辐射换热和对流换热,最大可提供120W/m2的制冷量,17℃~20℃的供回水温度确保辐射吊顶末端在干工况下运行,避免产生凝结水。
结语
该项目重点突出对长三角地区适宜的被动式节能环保技术探索和示范,并通过智能化系统与高性能机电设备进行整合联动,以先进的空调技术打造超低能耗绿色科技馆,实现节能环保设计理念目标。