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中国建筑科学研究院近零能耗示范楼 – 丹麦格澜管道案例
发布时间:2015/10/15

 中国建筑节能开展近三十年,已成为节能减排的重要方向。绿色建筑产业方兴未艾,国家级《绿色建筑行动方案》已经由国务院发布,未来的十年乃至更久,建筑节能和绿色建筑产业将蓬勃发展。

 

目前,世界各国已在近零能耗建筑的实践上迈出了第一步,中国也在积极探索适合我国国情的近零能耗建筑发展路线。近零能耗建筑与传统意义的绿色建筑相比,在注重节地、节能、节水、节材、室内环境与健康的基础上,更加关注能源在建筑中的利用效率,通过高性能建筑围护结构、建筑用能设备以及可再生能源的综合利用,达到建筑用能的超低限值,实现“近零能耗建筑”。

 

中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院近零能耗示范楼,位于北京市北三环东路30号中国建筑科技研究院院内,示范面积4025平方米。主楼地上4层,附楼地上2层。主要用途为办公及会议。它成为开展中美清洁能源合作项目二期合作的重要研究载体,项目的认证目标为绿色建筑评价标识3星级及LEED-NC铂金级。  

 

 


  示范亮点

>> 近零能耗 先进主、被动节能技术,寒冷地区的目标建筑能耗低于25kWh/ 年。

>> 被动建筑 被动式建筑设计,近零能耗建筑施工工法:墙、窗、遮阳、屋面,热阻、气密性。

>> 寒冷地区 针对寒冷地区城市典型问题因地制宜进行示范,解决由于夏季炎热多雨、冬季寒冷干燥、空气品质差、交通拥堵等引起的诸多问题。

>> 健康建筑 强调室内空气品质管理:PM2.5, VOCCO2,温度,湿度。

>> 智能建筑 重视ICT 技术与用户体验, 智能系统终端, WEB 技术,增强用户体验,展示节能技术

 


围护结构

>> 采用超薄真空绝热(VIP)板,将无机保温芯材与高温VIP板薄膜通过抽真空封装技术复合而成,属于无机类保温材料,防火等级达到A级。真空层使得材料导热系数仅为常规保温材料的十分之一,质量轻,厚度薄,在同等节能效果时,墙体厚度明显减薄,增加室内使用面积。外墙综合传热系数不高于0.20W/m2k

 

>> 采用三玻真空low-e铝包木外窗,内设中置电动百叶遮阳系统,传热系数不高于1.0W/m2k,遮阳系数小于0.2。外窗“内木”结构典雅、温馨,充溢着大自然的韵味,与室内环境和谐统一;外铝结构坚固耐久,加强门窗的抗日晒、风吹、雨淋等性能,映衬着科技以人为本的特性。外窗的四密封结构,在空气阻隔胶带和涂层的综合作用下,大幅提高门窗气密、水密及保温性能。内置遮阳系统能够根据室外和室内环境变化,自动升降百叶及调节遮阳角度,在降低空调负荷与利用自然采光之间寻求最佳平衡。

 


可再生能源

>> 示范楼夏季制冷采用太阳能吸收式制冷与地源热泵结合的形式,太阳能槽式集热器可实现全天自动追日,太阳能转化效率可达65%以上。

 

>> 亚洲规模最大的屋顶真空玻璃管中温集热太阳能空调系统,与地源热泵系统、水蓄热系统共同提供示范楼冬季采暖所需的热量,通过对可再生能源的合理利用,可实现冬季不依靠传统化石能源保证采暖需求,夏季降低一半空调运行能耗的节能目标。

 

>> 与南立面结合的光伏建筑一体化薄膜电池板,为室内公共区域提供照明用电。薄膜电池不仅弱光性好,可自然光发电,工作时间长。而且稳定性好,受温度影响小,高温下仍可发电。

 

能源系统

>> 冷热源采用太阳能空调与地源热泵联合运行的模式。太阳能集热器制备的热水,夏季用于驱动吸收式机组,冬季通过转换提供室内空调采暖所需的能量。

 

>> 太阳能空调采用一台热水驱动的单效吸收式机组,可有效利用太阳能热量进行直接供冷和蓄冷。高性能的热交换技术使得机组可在更宽的介质温度范围内运行,实现低温到高温的热源利用。新型流下液膜式发生器实现迅速的启动运行,机组能效应答性和能效更高。

 

>> 另设一台磁悬浮离心式冷水机组,配以变频控制技术、无油润滑等先进技术,与常规机组相比,机组综合能效比和部分负荷能效系数大幅提高。磁悬浮冷机与高效地源热泵冷机一起,作为太阳能空调机组的有效补充,也为不同系统设备组合下的实验对比提供了可能。

 

>> 完美的立式管道泵、电机和智能变频控制器组合,为供暖和制冷系统提供了高附加值的泵送解决方案。支持前馈控制方式高效智能循环泵,以更高程度的智能化,实现与传统UPS泵相比75%的节能效果。

 


末端系统

>> 项目秉承科研工作的需要,在水冷多联机、直流无刷风机盘管等高性能空调末端的基础上,采用温湿度独立控制系统结合新型辐射空调末端进行示范和研究。新风系统采用溶液除湿热回收机组,负责处理室内潜热负荷,房间内分别采用地板辐射和天棚辐射的无风空调系统,负责处理室内显热负荷。

 

>> 由于采用辐射供冷和供暖的热交换形式,不仅空调与采暖用水温度相较传统空调冷冻水温度和热水温度均有一定程度的提高和降低,提高系统能效,而且可有效避免常规末端由于冷却和采暖不均带来的温度差异问题,同时降低室内空气流动,限制室内灰尘循环,在保证良好空气品质的同时,实现了建筑室内环境的高舒适度和节能性。


 

 

照明系统及智能控制

>> 室内照明采用的Powerbalance灯具,是第一款系统效率高达115lm/W且满足办公室照明要求的LED灯具,专业的金字塔状反射器确保舒适无负担的LED照明体验。与能效极高的格栅灯具一起营造舒适节能的室内光环境。

 

>> 建筑屋顶设有光导管,通过采光罩高效采集室外自然光线,反射率高达99.7%,光学透镜输出视觉最优最舒适的漫射效果,漫射器减少炫光和透入热量,并过滤掉紫外线,提供持续均匀的日光照明。从黎明到黄昏,甚至阴天,室内的光线均可保持明亮,基本可实现不依靠人工照明。

 

>> 照明控制采用先进的DaliEco控制系统,与占空传感器、照度传感器和电动遮阳百叶联动,可根据室外日照和室内照度的变化,调整室内光源,在降低室内负荷与利用自然采光之间寻求最大的节能空间。

 


室内空气品质

>> 项目集中设置多种新风处理装置,不仅为室内提供新鲜生态空气,还可以有效防治病态建筑综合症,清除室内缓释的有害气体,并排出室内各种病菌,提高室内环境健康品质。

 

>> 项目专门设立治理PM2.5的除尘系统,辅助以机组自身的过滤装置,即使在室外空气质量恶劣的环境下,仍可有效控制室内PM2.5浓度,保证室内人员健康。

 

>> 各类机组均具有热回收能力,进风和排风之间进行热交换,回收排风中的余热,有效降低现有空调采暖能耗。

 

>> 所采用的新风设备包括:热泵式溶液除湿新风机组,蒸发冷却(干空气能)新风机组,圆形空气处理机组,微瓦级热回收新风换气机,组合式热回收新风机组等。


 

 

能源管理与楼宇控制

>> 全集成的楼宇自控系统提供开发平台,实现分散控制和集中管理,协调各个子系统高效运行。无模型自适应专利的工业级控制器快速稳定调节,可实现高效能算法和关键数据存储,助力暖通空调系统的高效运行。

 

>> 完善的能源管理系统和高效的楼宇控制方式,保证建筑能源系统的高效运行,为真正实现建筑节能保驾护航。

 

>> 分布在建筑各处的近千个传感器和分项计量装置,可以实时将运行状态和能耗数据传输至中央控制器,最终汇集到建筑能源管理平台。通过对建筑的各种用能情况、室内参数等大量数据进行统计和分析,可以实现对能源系统故障的迅速反应和准确定位。通过实施发布能耗数据,发挥政府、行业和公众的技术交流及展示平台的作用。

 

 

机电系统调试

>> 采用中美清洁能源联合研究中心一期合作成果 适合中国国情的机电系统联合运行调试技术,运用全新调试理念和工作方法,通过完善的过程文件和质量控制体系,保障建筑机电系统的高效运行。

 

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本项目中的辐射供热制冷系统采用了丹麦格澜**PE-RT II型耐热增强型聚乙烯管道。

 

 

丹麦格澜PE-RT II型管道特点

>> 使用陶氏DOWLEX2388材料

丹麦格澜和美国陶氏化学合作,一直采用陶氏DOWLEX2388材料,此材料是PE-RT II中应用时间最长,用于最成熟的材料。陶氏材料已经在欧洲使用近20年,应用的管路超过1,000,000公里。

 

>> 耐高温,最高95°C,长期工作温度70°C,能耗低。

根据国家新PE-RT标准,PE-RT管道分为I型和II型。PE-RT II型管道具有更好的耐压耐温性能,防突然衰变,更节约空间,降低能耗。

 

>> 柔韧性更好

PE-RT II型材料中,陶氏DOWLEX2388是中密度聚乙烯,其柔韧性能更好,加上丹麦格澜领先的制管工艺,最小弯曲 半径能达到5,有效避免劣质地暖管韧性差形成的“死折”“半折”,导致水路不畅,房间不热的隐患,更加适合于地暖盘管的施工。

 

>> 优异的防渗氧性能

管道在加热后,氧分子更容易透过塑料层,从而使供暖系统金属部件快速腐蚀,缩短使用寿命。德国工业标准DIN4726明确要求:管道氧渗透率应小于0.1毫克/*天。格澜管道氧渗透率小于0.02毫克/*天,优于国际标准80%

 

格澜全球案例

丹麦皇宫供暖                           中国建科院零能耗示范楼

丹麦西央斯学院                         中国石化地热系统

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备注:

*本文中近能耗示范楼的介绍内容摘自中科院近能耗示范楼宣传册。

** 丹麦格澜是北欧管道第一品牌,是全球三大恩格交联技术公司之一,目前全球唯一能够生产大口径PEX管道的公司。