揭密超低能耗示范樓

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　清華大學東區(qū)，緊臨清華建筑館東側，有一座4層小樓。透明的玻璃幕墻很像普通的現代式建筑，但幕墻外探出的巨大可調節(jié)遮陽板，提醒參觀者——它與眾不同。

　　這座小樓就是我國首座超低能耗示范樓，2005年3月22日正式落成。它不僅是我國首個綜合示范、展示、試驗功能的綠色建筑，也是我國首個以真實建筑物搭建的建筑節(jié)能技術試驗平臺。

　　“示范樓囊括了世界上80%的節(jié)能技術、產品”，中國工程院院士、清華大學建筑學院教授江億說，“我們把世界上能找得著的、能放到樓里去的最新節(jié)能產品、設備以及相關技術都擱進去了。”江院士是超低能耗示范樓負責人。

　　作為2008年奧運建筑的“前期示范工程”，清華大學超低能耗示范樓集中體現了“科技奧運、綠色奧運”理念。示范樓建筑圍護結構導致負荷僅為常規(guī)建筑物的10%，冬季可基本實現零采暖能耗，考慮辦公設備、照明等系統在內，建筑物全年電耗僅是北京市同類建筑物的30%。

　　超低能耗示范樓，節(jié)能的秘密在哪里？

　　江億院士的學生、清華大學建筑學院碩士易曉勤向記者解開了謎底。

　　示范樓緊臨清華大學建筑館，地下1層，地上4層，總面積3000平方米。示范樓集成了國內外科研單位和制造企業(yè)的近百項建筑節(jié)能和綠色建筑相關的最新技術，中國、美國、德國、日本、丹麥等國家近50家企業(yè)向示范樓捐贈了各種節(jié)能產品，其中有近10項產品和技術為國內首次采用。

　　示范樓南側有2彩色立柱，立柱上有兩盞超級“白熾燈”，它叫透射式采光機。采光機能自動跟蹤太陽，進行陽光采集，再通過光纖傳導，將太陽光引進地下室照明，最遠陽光傳導距離可達200米。此外，示范樓屋頂還安裝了碟式太陽光收集器，收集器利用拋面反射鏡將平行的太陽光匯聚，通過傳輸，為樓下房間提供照明。

　　示范樓南側和東側全部是玻璃幕墻。這些玻璃不是普通玻璃。南外墻裝上30平方米單晶硅光電玻璃，這些玻璃能把太陽光轉化為電能，峰值發(fā)電能力5千瓦。

　　玻璃幕墻中還有一種叫Low-e玻璃，這種玻璃表面所鍍的膜層厚度還不到頭發(fā)絲1％，它的低輻射膜層能將80%以上的遠紅外熱輻射反射回去。它就像一面反射鏡，冬季它將室內熱量的絕大部分反射回室內，由此保暖；夏季它可以阻止室外的熱量進入室內，隔熱效果極強。

　　玻璃幕墻外面還有一些寬寬長長像飛機機翼一樣的超級“百葉”遮光板，遮光板可隨著陽光的變化自動調節(jié)角度，保證大樓從早6點到晚6點使用自然光。

　　樓內還有一些特殊的地板，是把特殊的相變材料作為蓄熱體填充到常規(guī)的地板內，制成相變地板。冬季，蓄熱體白天可以蓄存照進室內的太陽光熱量，晚上又向室內放出蓄存的熱量，這樣室內溫度波動將不超過6攝氏度。

　　易曉勤說，相變地板、Low-e鍍膜玻璃、真空玻璃、遮陽裝置等各種材料配合使用，可使我國各類建筑的冬季采暖能耗降低到每平方米10瓦，僅為目前采暖能耗的1/3.由于圍護結構導致的建筑耗冷耗熱電量僅為常規(guī)建筑的10%.在非潮濕地區(qū)，甚至可以建造出接近“零能耗”的建筑。

　　示范樓一層天花板上密布著藍色網柵。這是示范樓獨特的溫、濕度獨立控制空調系統，名叫“輻射吊頂”。它們是一根根直徑6毫米的塑料管，靠毛細作用使一定溫度的水充滿其中，通過水循環(huán)帶給房間增熱或者降溫。冬季取暖時，循環(huán)在系統中的熱水溫度為22攝氏度到24攝氏度，夏季為18攝氏度到20攝氏度。

　　傳統空調系統使用同一冷源對空氣進行降溫和除濕，不得不采用5攝氏度到7攝氏度的冷源（單純的降溫只需采用15攝氏度的高溫冷源），結果造成能量利用上的浪費。

　　溫、濕度獨立控制空調系統的難點是用新風除濕。而清華大學研制出的“溶液熱回收新風機組”可解決這個難題。它利用具有吸濕能力的濃鹽溶液吸收水分、把新風弄干，干燥的新風將室內濕負荷帶走。江億院士說：“這種技術領先美國起碼兩年。”

　　易曉勤說，溫、濕度獨立控制的研究主要針對降低大型公共建筑能耗，該技術的突破可使大型公共建筑采暖空調能耗再降低30%，這意味著大型公共建筑總能耗降低15%.

　　示范樓的大部分能源來自地下室的美國產燃氣內燃機，它是熱電冷三聯供系統。燃燒天然氣發(fā)電，再由發(fā)電后的煙氣余熱產生熱水供熱或作為空調吸收式制冷機的動力，燃料利用率非常高，就好像一個小型的熱電廠。

　　一般建筑內的排風立柱只有一個排風孔，但示范樓里的排風立柱有上下兩個排風孔。這是根據熱空氣在上、冷空氣在下的道理設計。冬天需要保暖，就打開下面的排風孔，上面的熱空氣就能有所保留。夏天，打開上面的風孔，下面的冷空氣就留下不少。

　　示范樓屋頂也別具一格，那是一個屋頂花園，樓頂分9塊區(qū)域，每塊區(qū)域種植著不同的耐寒抗旱植物。

　　不能小看這些植物的價值。冬天，屋頂的植物可以有效阻擋樓內熱量的散失，確保樓內溫度；夏天，樓頂有綠色植物的阻擋，可以吸收太陽熱量，使室內比較涼爽。此外，屋頂花園還能起到凈化雨水的作用。雨水降到屋頂花園的土壤中，花園中植物的根系在吸收一部分雨水的同時，也把雨水中的有害物質吸收掉了。經過植物根系過濾凈化的雨水會經過土壤下面的導管集中排泄到樓下的水池中用來養(yǎng)魚。