2010年建筑師考試:生態(tài)節(jié)能技術和新能源在建筑設計上的實際應用

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生態(tài)節(jié)能技術和新能源在建筑設計上的實際應用:
    在設計中采用生態(tài)節(jié)能技術的實例很多,像張家港生態(tài)農宅設計、清華大學建筑設計中心大樓設計、濟南高等交通??茖W校圖書館等。在北京工業(yè)大學高技術能源實驗樓的設計中就采用了多項節(jié)能和新能源利用技術。根據校園總體規(guī)劃,高技術能源實驗樓擬建在北京工業(yè)大學校園北區(qū)的東南角,南面正對校園東西中軸路“北工大南路”,北面是北京工業(yè)大學科技實驗區(qū),西面是學校運動場,地理位置十分重要。建設場地呈長方形,東西長約85米,南北寬約35米,總用地面積約4000平方米,擬建建筑面積5000平方米。根據基地特點,整幢建筑采用“一”字型布局,主入口朝南面對中軸路,將內燃機實驗室的實驗車輛入口及次要入口布置在北面,這種形式既方便了對外聯(lián)系,又避免了互相的干擾。將建筑整體向北退后紅線10米,留出主入口前廣場和室外停車場,并布置綠化和地面鋪裝,從而形成良好的室外空間環(huán)境。另外建筑物耗熱量指標隨著體形系數(shù)的增長而增長。實驗樓簡單規(guī)整的建筑型體由于外表面積較少,體形系數(shù)較小,所以能夠有效地減少建筑能耗,對于實現(xiàn)建筑的節(jié)能要求非常有利。
    節(jié)約建筑能耗最重要的措施是合理改善外圍護結構的熱工性能,高效保溫的墻體節(jié)能效果顯著。實驗樓采用250mm厚的蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊作為外圍護墻,這種材料是利用火力發(fā)電廠排放的粉煤灰作為主要原料,采用先進的生產工藝及裝備生產的新型墻體材料,這種材料可以有效地減少建筑垃圾,利于環(huán)保和減少資源浪費,是一種真正的綠色建材產品。在已經滿足保溫節(jié)能要求的情況下,又增加了一層30mm厚的有機硅保溫砂漿,從而減少了外圍護結構的傳熱系數(shù)。太陽能是我們可利用的最清潔、最豐富的能源,在實驗樓屋頂安裝了太陽能電池發(fā)電系統(tǒng),可以將太陽輻射能直接轉換成電能,利用蓄電池組貯存太陽能電池受光照所發(fā)出的電能,并可以隨時向用電設備供電,從而滿足樓內的動力和照明系統(tǒng)的用電需求。太陽能電池發(fā)電技術具有許多優(yōu)點,如安全可靠,無污染,不消耗常規(guī)燃料,不受地域限制,維修簡便,適合在建筑物上安裝等特點,因此它是當今世界上有發(fā)展前途的新能源利用技術。實驗樓內的空調系統(tǒng)全面采用了地源熱泵技術,它利用地表淺層中蓄存的能量,室外空氣溫度波動很大,但地表面幾米以下的地溫全年相對恒定的特點(地球表面溫度通常保持在15℃左右),在夏季將室內多余的熱量不斷地排出而為大地所吸收,使建筑物室內保持適當?shù)臏貪穸?。這項技術具有低能耗、對環(huán)境影響小、維護費用較低以及設計靈活等突出特點,是一種高效、環(huán)保的能源利用系統(tǒng)。北京工業(yè)大學環(huán)境與能源工程學院在這項技術的研究上具有水平。通過此次設計,不僅使學院的科研成果在具體工程中得到了應用,而且還避免了懸掛空調室外機對建筑立面的破壞。將光導纖維技術用于室內照明,在屋頂架設了風力發(fā)電系統(tǒng)等多項節(jié)能環(huán)保措施的應用,使高技術能源實驗樓成為名副其實的綠色能源示范工程。