清华大学建筑设计院绿色建筑节能楼详细介绍LOW-energy-building
清华大学超低能耗示范楼节能分析
清华大学超低能耗示范楼节能分析摘要：本文通过对清华大学超低能耗楼从外围护结构到内部结构的节能设计揭示了它们的节能原理并予以分析。
对可持续建筑的围护结构设计技术和方法进行分析与探讨,重点探讨相关的详细技术,包括双层呼吸式双通道幕墙(宽通道和窄通道呼吸幕墙)、高性能玻璃技术、屋顶种植技术、自然采光技术、相变蓄能楼面技术、太阳能利用等。
关键词：超低耗能楼；节能分析abstract: this article reveals the energy conservation principle and to analyze ultra-low power building in tsinghua university from the periphery structure to the internal structure of energy-saving design. sustainable building envelope design techniques and methods analysis and discussion focus on the related technology, including double-breathing dual channel wall (wide channels and narrow channels breathing walls), high-performance glass technology, roof planting techniques natural light technology, the phase change energy storage floor technology, solar energy utilization.keywords: ultra-low energy consumption building; energy analysis中图分类号：文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）1、项目概况介绍。
国内外优秀绿色建筑案例
绿色建筑实例
国内绿色建筑案例
• 上海市生态建筑示范楼
外观图
绿色建筑实例筑实例
2. 建筑节能 太阳能集热器
国内绿色建筑案例
外墙外保温
LOWLOW-E玻璃
外遮阳
绿色建筑实例
3. 自然采光
国内绿色建筑案例
中庭采光效果 夏季
冬季
绿色建筑实例
再生混凝土空心砌块 4. 绿色建材
常州北港生态小区规划
（2）构建植被网络末端，并与城市自然生态安全网络连通。通过植被 构建植被网络末端，并与城市自然生态安全网络连通。 布局和配置，提高该地块的绿量和植被的生态功能。 布局和配置，提高该地块的绿量和植被的生态功能。 （3）利用生物净化和人工湿地技术处理污水和雨水，用于 景观用水或 利用生物净化和人工湿地技术处理污水和雨水， 洗车冲厕。 洗车冲厕。 （4）通过建筑布局和场地的植物配置，优化风环境。 通过建筑布局和场地的植物配置，优化风环境。 （5）为利用浅层地热能创造场地条件。 为利用浅层地热能创造场地条件。
利用周围环境自然通风
自然通风设计
绿色建筑实例
5.空调方式 5.空调方式
国内绿色建筑案例
①冷却顶板 ②个性化送风 公共区域空调方式 ③ 置换通风
办公室空调方式
①冷却顶板 ②置换通风 ③动态送风装置
绿色建筑实例
国内绿色建筑案例
6.能源系统 6.能源系统
50kW燃料电池 50kW燃料电池 湿度独立控制空调系统 阳能新风除湿系统
绿色建筑实例
国内绿色建筑案例
7.太阳能利用 7.太阳能利用 太阳能热水器 太阳能光电系统
生态型高层商业建筑
考莫兹银行总部大厦， 考莫兹银行总部大厦， 德国法兰克福
绿色建筑案例---清华大学超低能耗示范楼
绿色建筑案例---清华大学超低能耗示范楼仿佛是清华建筑馆向东的延展体，超低能耗示范楼紧临建筑馆，地下１层，地上４层。
南面看去，透明的玻璃幕墙，感觉很像普通的现代式建筑。
但幕墙外“支棱”着巨大的可调节遮阳板，由此提醒参观者——它与众不同。
别看示范楼的体量不大，可它是北京市科委重点科研项目，作为２００８年奥运建筑的“前期示范工程”，这座总面积３０００平方米的示范楼集中体现了“科技奥运、绿色奥运”的理念。
同时，该楼还是国家“十五”科技攻关项目“绿色建筑关键技术研究”的技术集成平台，用于展示、实验和推广各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技术产品。
最值得称道的是，示范楼在建筑材料、能源供应和温湿调节设备系统中采用多项节能措施和可再生能源技术，冬季可基本实现零采暖能耗，把照明、办公设备、空调通风系统通通考虑上，示范楼单位面积全年总电耗约为每平方米４０千瓦，而北京市高档办公建筑则为每平方米１００千瓦至３００千瓦。
平均起来，建筑物全年电耗仅是北京市同类建筑物的３０％，真是一座名副其实的“超级节能楼”。
集中世界上８０％节能技术超低能耗示范楼项目中，包括了对建筑物理环境控制与设施研究，声、光、热、空气质量等、建筑材料与构造，窗、遮阳、屋顶、建筑节点、钢结构等、建筑环境控制系统的研究，高效能源系统、新的采暖通风和空调方式及设备开发等、建筑智能化系统研究等。
中国工程院院士、清华大学建筑学院教授江亿说起来很兴奋，“我们把世界上能找得着的、能放到楼里去的最新节能产品、设备以及相关技术都搁进去了。
示范楼囊括了世界上８０％的节能技术、产品，其实就是一个以真实建筑物搭建的节能技术集成平台。
”示范楼集成了国内外科研单位和制造企业的近百项建筑节能和绿色建筑相关的最新技术，中国、美国、德国、日本、丹麦等国家的近５０家企业捐赠了产品。
其中还有近十项产品和技术为国内首次采用。
走进示范楼，节能化、生态化、人性化的设计细节随处可见。
建设低碳的城能源系统-清华大学建筑节能研究中心
低碳能源的供给结构要求的终端用能方式
• 大力增加电力在终端用能中的比例
• 大多数零碳能源的输出形式是电力：水电、风电、光电、核电 • 2016年我国终端用能中，电力已达40%（按照发电煤耗折算电力）
• 大力解决电网调峰问题
• 电源侧：风电、光电的不确定性和水电的丰水枯水期，需要由灵活电源 与风电、光电配合，变垃圾电为优质电 • 负荷侧：经济结构的调整导致电力负荷日波动增大，需要负荷侧调节， 减少峰谷变化
3
354亿m3
居民生活
18% 380亿m3
工业燃烧 30% 616亿m3
• 如果我国2025年天然气占总能源15%，则需要6000亿m3/a，每年至少进口 4000亿m3，占国际天然气贸易总量40%， 按照目前国际环境，可能吗？ • 我国年应用天然气量很难超过3000亿m3，不超过总能源7.5%，因此是宝贵资 源，珍惜宝贵的天然气，“好钢用在刀刃上” • 天然气的重要应用领域：化工、工业窑炉、居民炊事、为电力调峰的天然气 电厂，可以大幅度降低污染物排放的其它场合
• 大规模地源热泵的区域供冷供热 • 多能互补的能源站：
• 以上属于分布式能源，它们是未来实现低碳的发展方向吗？ • 我国宝贵的天然气是应该用于分布式能源，还是用于为电网调峰？
热电冷三联供与集中供冷
就近供应 供冷半径<500 米
常规系统
大规模供应 供冷半径>1公里
集中冷站
常规供电 电动压缩制冷 燃气发电 吸收式和电动结合
建设低碳的城市能源系统
江亿 清华大学建筑节能研究中心
应对气候变化，减排二氧化碳的形势
• 中国政府已经签署巴黎议定书，并积极应对气候变化 • 要实现地球温升不超过2K，2050年全球二氧化碳排放总量不得高于150亿吨 • 我国2015年起碳排放总量已超过100亿吨 • 按照减排要求，2050年我国碳排放总量 应在35亿吨以内 • 即使届时全部能源改为天然气，碳排放 总量仍为70亿吨 • 必须实现能源革命，彻底改变能源结构， 以可再生能源和核能为主 • 电力占终端一半以上，水电、风电、光 电、核电提供50%以上电力
好多绿建人士都在找的零碳建筑的设计策略今天奉上啦！
好多绿建人士都在找的零碳建筑的设计策略今天奉上啦！！原创零碳达人立青绿建节能方向标2022-01-19 07:20收录于话题#超低能耗49个#零碳建筑102个绿建节能方向标介绍零碳建筑的实施路径，钙钛矿光伏BIPV技术的设计、实施和落地经验，被动式超低能耗建筑与零碳建筑的案例分享665篇原创内容公众号开篇送大礼：《零碳建筑设计标准2.0版》，感兴趣的朋友请给上方的微信公众号回复关键词“我要获得书籍”。
下面是正文：随着全球气候变化影响的加剧，AEC 行业正在转向绿色建筑，以有效应对气候危机。
2020 年，美国建筑师协会 (AIA) 的成员以压倒性多数通过了一项决议，将环境管理作为该组织的首要任务。
从那时起，在制定气候行动计划、发展卓越设计框架和增加对2030 年承诺的参与方面取得了稳步进展。
建筑业占全球能源消耗的36%，能源相关碳排放的 38%，资源消耗的 50%。
到 2060 年，这些百分比预计将在总碳足迹中翻一番，从而加剧气候变化对环境的负面影响。
政府间气候变化专门委员会(IPCC) 2021 年报告警告说，极端热浪、干旱和洪水问题日益严重，一个关键的温度限制将在短短十年内被打破。
世界必须迅速采取行动以避免这些灾难性事件，建筑环境脱碳是朝着正确方向迈出的重要一步。
许多政府组织和具有气候意识的实体正在推动所有新建筑、开发和改造，以在2040 年前实现碳中和。
建筑师、工程师和参与建筑设计过程的所有各方必须开始在其工作流程中实施可持续战略，以实现这些目标并在应对气候变化方面产生重大影响。
在本文中，我们概述了净零能源和净零碳之间的区别，并提供了帮助建筑师和工程师实现性能目标的关键设计策略。
什么是净零能耗 (NZE)？净零能耗是指建筑物在其整个生命周期内抵消建造和运营所需能源的能力。
建筑物可以设计为净零，并通过三种方式抵消其能源使用：通过太阳能电池板或风力涡轮机等设备现场发电。
通过异地清洁能源生产对其能源使用进行核算。
清华大学环境能源楼_中意合作的生态示范性建筑
屋顶是架空板面层上人屋面，采用 ５０ｍｍ 厚挤塑型保温板作为保温层， 架空层 的间隙为５０ｍｍ；并且在保温层设置了上下 两道隔气层。 ２．１．３ 运用绿化系统， 创造舒适环境 ＳＩＥＥＢ 的西北侧种植常绿高大乔木， 阻挡冬季西北侧寒风对建筑的影响。建筑 物南侧设计为供师生交流的小广场。 ＳＩＥＥＢ 南侧层层退台的平台上设置了 绿化种植屋面，种植土的厚度约为 １ ８ ０ － ２５０ｍｍ 厚的绿色屋顶系统，提高屋顶夏季 隔热和冬季保温性能。平台种植的植物以 灌木和藤蔓类为主，对墙壁和屋顶平台绿 化隔热，利用藤蔓类植物的落叶性能调整 直射光照对室内的影响。 底层的花园是不规则的形状，模拟自 然界的碎裂形态， 灌木、 水、 草生长其中。 下沉花园布置成意大利园林特有台地形态， 自然环境的水面、涌泉、梯田等。 建筑物的北侧因朝向和自身阴影的影 响， 不再布置植被， 设计一系列的从室外广 场跌落至花园的叠水，水深为 ４００ｍｍ 深。 将一些自然形态的大石放置于池中，形成 自然景观中的元素。在南面相同的高差内 堆满土壤， 种植了树木、 灌木、 草皮等植被。
辐射吊顶空调方式，其新风末端由设在该 房间排风短管内的 ＣＯ ２ 传感器及该房间内 的红外线传感器控制。红外线传感器用于 探测室内有人或无人，当室内无人时变风 量末端的风量控制在最小值，以去除室内 散发的污染物，使室内空气品质保持在良 好的水平， 同时去除非人员造成的湿负荷。 最小风量不小于房间设计风量的 １５％；当 室内有人时，由 ＣＯ ２ 传感器控制变风量末 端的风量。房间内设置可开启窗的状态探 测器， 当探测到窗处于开启状态时， 关闭变 风量末端， 并关闭辐射板的冷水阀。 同时， 房间内设有红外线传感器，用于探测室内 有人或无人， 只有房间内有人时， 辐射板才 开始供冷供热。
清华大学建筑设计院绿色建筑节能楼详细介绍LOWenergybuilding
Outdoor air handling Unit (dehumidifier)
30.7 ºC 26.7 g/kg
28.3 ºC 21.5 g/kg
26.8 ºC 16.9 g/kg
26.0 ºC 11.5 g/kg
Exhaust air
35.0 ºC 20.0 g/kg Outdoor air
pivotal technologies of green building
Assessment system for Green Building of Beijing Olympic,
published in Aug. 2003
1
Low Energy Demo (LED) Building
Tsinghua Green Building research center
Office building
School of Architecture
2
facade
PCM heat storage floor
3
Energy performance of fabrics
DeST
Average Heating load in Jan. 2.3W/m2
Cooling load: Average 5.2W/m2, Max. 12.8W/m2
4
Adjustable External Shading
Winter status
View & shading
PV panel
Size of louvers : Length Width Distance between louvers
3.0 m 0.6 m 0.6 m
The horizontal louvers can be controlled independently to meet the different purposes, which including daylight, view and solar energy collection, along vertical direction.
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A Low Energy Demo Building
Yingxin ZHU Department of Building Science School of Architecture Tsinghua University Beijing, China
Pressure distribution around the building
9
Shape stabilized phase change material used in rising floor
floor
PCM
Tfloor
Tin without PCM
Tin with PCM Temp Tout Qsolar
1
BACKGROUND: Green Olympic Building Assessment System (GOBAS)
Sponsored by Ministry of Science & Technology (MST) for Olympic 2008
Tsinghua Univ. and other 8 institutes were involved Collaborated with CASBEE (Japan) and LEED(USA) A prototype of Chinese Green Building assessment system Followed-up by another project sponsored by MST Research on the pivotal technologies of green building Assessment system for Green
14
Outdoor air handling Unit (dehumidifier)
30.7 º C 26.7 g/kg 28.3 º C 21.5 g/kg 26.8 º C 16.9 g/kg 26.0 º C 11.5 g/kg Exhaust air
Plate HX
35.0 º C 20.0 g/kg Outdoor air
7
Daylight utilization system
Basement
8
Natural ventilation
▼ Utilize natural ventilation based the around situation
Stack ventilation
▲ Zonal ventilation design
10
HVAC System: Office
1 Cool ceiling: no dehumidification, 18C water 2 Task air-condition: natural wind emulator 3 Floor displacement ventilation: dried fresh air
17
Thank you for your attention!
18
facade
PCM heat storage floor
4
Energy performance of fabrics
DeST
Average Heating load in Jan. 2.3W/m2
Cooling load: Average 5.2W/m2, Max. 12.8W/m2
5
Adjustable External Shading
33.3 º C 14.7 g/kg
30.9 º C 10.7 g/kg
28.6 º C 7.9 g/kg Heat EX
22.2 º C 7.9 g/kg Supplied air
Diluted solution, 46.6% Concentrated solution, 51.4%
Chilled water 18.0 º C
PV panel
Summer status
Size of louvers : Length Width Distance between louvers
Winter status
6
East DSF
U=1.0 SHGC<0.1
W/m2K
South DSF
U=1.28 W/m2K SHGC<0.1
PV panel
16
Energy System
BCHP
50 kW fuel cell Gas Engine Micro gas turbine
15C underground water
utilization
WS HP
Used through heat EX
Solar heat collector (Water and air heater)
View & shading
PV panel
PV panel
3.0 m 0.6 m 0.6 m
The horizontal louvers can be controlled independently to meet the different purposes, which including daylight, view and solar energy collection, along vertical direction.
Building of Beijing Olympic, published in Aug. 2003
2
Tsinghua Green Building research center A workbench for
Low Energy Demo (LED) Building
School of Architecture
15
Brine regenerator
Hot water 80.0 º C Warm water 55.7 º C
Waste heat from BCHP
Plate HX
Outdoor air Heat Recovery Exhaust air Heat EX
Diluted Solution
Concentrated solution
11
Chaos & Fractal Phenomenon Analysis ——Phase space reconstruction
y
=B/L
L
re a rra g e m e nt 2 -D 1 .4
1 .2
B
1
Buoyancy air flow
x
0 .8
0 .6
a (i+ r)
0 .4
Mechanical wind
GOBAS Research on the pivotal technologies of green building
Location: Tsinghua Campus Floor area: 2920 m2 4-story overground, 1-story basement Office building 3
1
0 .2
0
-0 .2
0.5
-0 .4 -0 .4
-0 .2
0
0 .2
0 .4 a (i)
0 .6
0 .8
1
1 .2
1 .4
0
Natural wind
-0.5 -1
-1.5 -1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
12
Subject experiment
Satisfaction Vote
Vote to different air flows
Steady
Sinusoid
Simulated Stochastic natural wind
13
New Air handling method
Independent humidity control
New brine system with high efficiency Solar heat will be the driving power