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建筑节能方法 高层建筑篇 制作者:周宇翔 指导老师:谭洪卫
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引入:《公共建筑节能设计标准》 (GB 50189-2005)
问题:建筑能耗迅速增长 解决方法(要求与政策):节能设计标准 未来展望:大力发展节能 省地型住宅与公共建筑
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指导思想: 技术先进、经济合理、切实可行 指标要达到平均先进水平,要适度超前,可操作性强 与现行设计标准相比,本标准强调节能目的
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编制原则: 全国按严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖及温和地区建筑气候区考虑围护结构节能设计限值 从办公建筑起步
“基准”建筑的围护结构热工性能参数,暖通空调设备及系统,以及照明功耗参数按八十年代情况确定
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应用实例 绿色建筑的环保漫漫路 国际标准:法国《全民环境共识与行动法》 第三代建筑每年的能耗总量 必须低于每年100千瓦/平方米
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什么是低碳或零碳建筑? 低碳建筑是指在建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用的整个生命周期内,减少能源的使用,提高能效,降低二氧化碳排放量。
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与绿色建筑、节能建筑相比,低碳建筑更偏重于强调能耗带来的温室气体——二氧化碳的排放量问题。
零碳建筑即二氧化碳排放量非常低,几乎为零。
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事实上,低碳建筑概念涵盖的范围应该包括建筑从早期的土地规划、建筑材料到建设施工、交付使用等全过程,社区的物业管理也应纳入此范畴,不仅新建建筑可以追求低碳目标,老建筑也可以通过改造,实现绿色节能,减少二氧 化碳的排放。
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高层建筑缺陷 高度 电梯 玻璃幕墙 垂直通风 空调 建筑骨架 风轮机 照明 办公自动化设备
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烟囱效应 空气流动 高度
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冷内壁效应 温室效应 玻璃幕墙
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电梯 电梯的耗电量占高层建筑总耗电量的15%。 然而,电梯又是高层建筑所不可获缺的, 而且目前也是无可替代的。
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空调 基于安全考虑,高层建筑的窗户很少开启,不能吸纳夜晚的清凉,白天必须使用空调
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建筑骨架 大多数的高层建筑都是围绕一个核心筒而建,而核心筒的造价十分昂贵 拓展:摇晃发电
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风轮机 在城市里,风力发动机不是很有效,因为城市里的风力资源有限。 当风轮机的叶轮上积了霜,霜块可能随着叶轮的转动而被喷溅出来,造成危险
拓展:发电输电(储能)技术 (高温超导、储氢、太阳能、风能)
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照明 高层建筑的照明使用量总是远远高于实际需求量 这导致耗电量过高,并增加了额外的热源 拓展:实话实说节能灯
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办公自动化设备 在写字楼里大量使用的台式电脑造成大量的能耗 (超过100瓦特 手提电脑的5倍)
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技术革命 不一定是创造者,但却是运用者
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新技术 大量运用速生可再生资源竹子作为建筑材料; 玻璃幕墙能凭借外在多孔百叶设计,以阻挡强光及风力
污水处理系统、太阳能热水、光伏电等技术的运用大大降低大楼能耗 太阳能发电
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使陈旧的摩天大楼变”绿” 美国纽约帝国大厦
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计划将大厦6500处玻璃窗更换成一种具有隔热功效的三层玻璃,夏季可减弱阳光照射,冬季可减少室内热量流失;
使通风控制系统升级,在使用空间采用必要的可控通风设备,以改善空气质量,降低调节室外空气所需的能量
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在每一个租户的办公桌上安装传感器。一旦员工离开座位,传安器会自动感应,并把原先处于工作状态的所有电源关闭——这项看似微小的细节改造,可将帝国大厦的整体能耗拉低3个百分点;
率先在散热器后面安装隔热装置,以便实现采热效率的提升
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三层玻璃
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赫斯特报业大楼 地点:纽约(美国) 建筑年代:2006年 金点子:优化建筑材料
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这栋高达182米的摩天大楼是在一栋1928年建造的大楼基础上翻新而成。
它究竟有何新奇之处? 它是世界上第一批用无污染、可回收的再生钢材建造的大楼之一,其再生钢材的使用量占总用钢量的80%以上。
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在结构选型上,赫斯特大楼采用了三角特征明显的斜肋架构,对比传统的钢材框架结构,这种高效的构筑方式可以节约约2000吨钢材。
整个结构的强度和横向刚性,为大厦在承载重力、大风和地震等负荷方面提供了良好的稳定性
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德国邮政大厦 地点:波恩(德国) 建筑年代:2002年 金点子: 在大厦幕墙空隙和楼内空间之隙 实现横向空气流动
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德国邮政大厦配备了一套新颖的通风系统。 常规的方式是由一个中央垂直管道来控制大楼里的空气流通。 这种方式的缺陷是会导致能量顺着建筑骨架流失。
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而德国邮政大厦并未使用中央机械系统,全年可以通过两个半壳之间的空隙实现通风。
办公楼层利用这个空隙作为进气口并以内部空中花园作为排气口,从而省去了送风井,提高了空间使用效率。 另外,通过把进气装置分散安装在各楼层地板下的标准对流器里,大厦无需设置专门的机械楼层。
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除此之外,该大楼采用智能双层玻璃幕墙,与传统玻璃幕墙相比,它的最大优点是由内外两层幕墙之间形成一个通风换气层,由于此换气层中空气的流通惑循环的作用,使内层幕墙的温度接近室内温度,减小温差。
而且,大楼的窗户可以微微开启,以保持空气流通
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环保节能未来大厦 地点:新加坡 建筑年代:未来 金点子:减少玻璃幕墙的面积
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Ecological Design in The Tropics
在这座高达112米的大楼对立面上,玻璃幕墙仅占40%,其余都是混凝土幕墙 此外,这栋摩天大楼的楼身长满了植物充当隔热墙,通过植物叶子的水的蒸发来降低大楼外壁的温度。 根据建筑设计师预测,该大楼的能耗大约为100千瓦时/平方米•年。 •
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迪拜国际财政中心灯塔大厦 地点:迪拜(阿拉伯联合酋长国) 建筑年代:正在建造中 金点子:外立面会发电
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共计4000块太阳能光电板被安装在迪拜国际财政中心灯塔大厦的南外立面。2011年,竣工后的大厦将高达400米。这些太阳能光电板能够收集太阳能,为住户提供可再生能源,实现能源自给的生态目标。
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讯号塔 地点:拉德芳斯区(法国) 建筑年代:未来 金点子:实现资源互助
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这座高达301米名为“讯号塔”的建筑将于2012年耸立在巴黎的拉德芳斯地区。这栋多功能混合式建筑物集合了5万平方米的写字楼,3
这座高达301米名为“讯号塔”的建筑将于2012年耸立在巴黎的拉德芳斯地区。这栋多功能混合式建筑物集合了5万平方米的写字楼,3.3万平方米的住宅区和1万平方米的商业区。 它的目标是:充分利用好各个功能区的占用时间差,把写字楼产生的热量向旅馆和公寓专用区转移
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唯 一 的 障 碍 成本
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结束语 高层建筑的节能环保方法有很多,而且可以说并不存在任何一项结构上或技术上的复杂性。 关键就是成本问题
但即使暂时无法达到“收支平衡”,也要去做,去开发更好的、更节能、更能被人们接受的技术。
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