实现净零能耗建筑的十大步骤
日期:2022-03-03 14:28:41  作者:  浏览量:18

01 什么是净零能耗建筑? 

“净零能耗建筑”net zero energy building)一词源于美国。所谓净零能耗建筑,是指全年总能耗量近似等于在现场或在其他地方所生产的可再生能源量的建筑。

美国能源部建立“Net-Zero Energy Commercial Building Initiative”,提出到2030年,所有新建公共建筑将按照净零能耗标准进行建造;到2040年,50%的既有公共建筑达到净零能耗要求;到2050年,所有公共建筑达到净零能耗。

02 实现净零能耗的十大步骤

要打造净零能耗建筑,无论是全新建设还是旧楼改造,都需要全盘考虑能源系统和能源技术。以下10个步骤可以助力建筑转化为净零能耗。

1.了解建筑物的能耗情况。制定一份旨在打造全电力设施的计划,以确定能源需求,并对现场或电网的可再生能源进行规划来满足这些需求。

2.制定能源预算。制定空间能耗标准,然后计算该空间每周的发电量是多少。

3.让建筑能够适应当地气候。将建筑目标聚焦于尽可能降低热增益、减少能源需求并尽可能利用可再生能源。

4.根据建筑能源模型选择建筑表皮。与工程师和能源模型建模人员合作,优化能源方案,集成先进的机械系统,并在设计早期评估可再生能源发电机会。

5.采用外部遮阳设施。利用建筑形体、高层遮阳装置、散热翅片、百叶窗和其他遮挡物自行遮阳,以减少对制冷系统的依赖,并将光线反射到空间阴面。

6.注重采光设计。有策略的布置窗户、遮阳板和太阳能管,以增加采光。

7.规划室外空间。利用外部中庭、楼梯和其他室外空间减少整栋建筑因制冷所需的能量。

8.促进自然通风。在设计自然通风方案时,可以根据当地的气候,充分利用新鲜空气,一年可缩减4到6个月的供暖和制冷开销。

9.减少插头负载。智能传感器和数字控制功能使租户能够控制空调、插头负载、恒温器和照明设施,并有助于在空间闲置时降低能耗。

10.在本土化解决方案中优先整体考虑所有系统。闭环和回收系统可以从一个系统中收集废弃物,并将其用作另一个系统的能量来源。

03 净零能耗建筑项目

美国John J.Sbrega健康科学大楼 

地点位于美国马萨诸塞州福尔河地区,属于布里斯托尔社区学院,总建筑面积50,628平米。

能耗信息:

· 能源消耗强度(EUI):51 kbtu/sf-yr(所有电力来自太阳能光伏)

· 屋顶光伏发电:65,000 千瓦时

· 校园光伏发电:720,000 千瓦时

· 校园光伏使用百分比:20%+/-

· 来自太阳能热水系统的生活热水:265 千卡(占生活热水使用量的 100%)

· 可再生能源碳足迹抵消:745,000 磅二氧化碳/年

· 年度能源成本强度(ECI):1.6 美元/SF

· 基于90.1-2007基线节余:100%(可再生能源),70%(非可再生能源)

· 采暖日(65℉):5,884

· 冷却日(50℉):2,743

· 每周运营小时:72

新加坡SDE4大楼

这是由新加坡国立大学设计与环境学院设计的一座创新教育建筑,SDE4是一个占地8500平方米的6层多学科空间,也是新加坡第一个新建的净零能耗建筑,SDE4位于新加坡南部海岸克莱门蒂大道附近的一个小山丘上,建筑包括了超过1500平方米的设计工作室,一个500平方米的开放广场,各种各样公共和社交空间,工坊和研究中心,还包括一个新的咖啡馆和图书馆。

该设计秉承了东南亚本土热带建筑的原则:超过50%的面积是自然通风的,大部分房间都可以开敞,以享受微风的吹拂。空调只在需要的时候使用,得益于交叉通风从而凉爽的体量穿插在建筑空间中,这些空间模仿了热带阳台的特征,可以充当热缓冲或者社交空间。整个建筑被交替使用的露台、景观阳台以及各种灵活空间所点缀。

墨西哥瓜达拉哈拉新机场航站楼

这座建筑的屋顶是木制的多孔屋顶,形状呈波浪状,可以过滤阳光,并提供内部的气候控制空间。白色的柱子,类似于树枝,支撑着屋顶,有助于减少建筑占地面积。

为了达到净零能源目标,整个机场都制定了多种环境战略,以减少60%的能源消耗和90%的碳足迹。其中包括改进的采光、隔热、眩光控制、遮阳、自然通风与省煤器冷却相结合、高性能机械系统和建筑管理系统。

美国纽约州凯瑟琳·格林学校

这所建筑面积6,317.4平方米的两层学校的设计符合了SCA绿色学校指南的标准(代替了LEED作为项目的绿色认证)。其中一个可持续发展和低能耗的特点是整个建筑采用了一个超紧密、高性能的建筑围护结构,并采用预制墙板板作为雨幕系统。这些外墙板板将雨水导入收集雨水的地下水箱。

为了实现净零能耗的目标,项目还在部分墙板处安装了太阳能电池板来抵消建筑的用电。

美国奥兰多麦当劳旗舰店

在覆盖着太阳能电池板的天幕下,餐厅是对佛罗里达州气候的可持续和健康的回应。通过优化建筑和厨房系统,降低了能源消耗。现场发电策略:18,727平方英尺的光伏板,4,809平方英尺的玻璃集成光伏板,和25个离网停车场灯产生的能量比餐厅使用的还要多。

利用湿润的亚热带气候,建筑在65%的时间内都是自然通风的。由室外湿度和温度传感器控制的Jalousie窗户在需要空调时自动关闭。

其他可持续发展的策略包括:减少城市热岛效应的铺装材料,重新引导雨水的表面,增加生物多样性的1766平方英尺的绿色生活墙,新的LED照明和低流量管道装置。

江森自控亚太总部大楼

江森自控(Johnson Controls)是智慧建筑领域的领军企业,其亚太地区新总部大楼,这座3.5万平方米的建筑位于上海市长宁区虹桥临空经济园区,坐落在苏州河畔。

这是中国首座获得所有三项顶级可持续认证的建筑,包括美国绿色建筑协会LEED(能源与环境设计先锋奖)新建建筑铂金级认证、中国绿色建筑设计标识三星级认证和IFC-世界银行EDGE(卓越高能效设计)认证。与当地市场标准相比,这座建筑预计可节省44%的总能耗。

上海中心大厦

上海中心大厦设计团队从概念设计到施工都以绿色建筑为核心。大楼最重要的永续设计元素是独特的双层幕墙,包裹塔楼的玻璃幕墙充分利用自然采光,减少照明用电;透明的外墙为建筑减低热传导,减少空调供暖耗电。这些还有其他许多绿色措施大幅降低了项目的各项能源消耗,预计每年能减少34,000吨的碳足迹。

 

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