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“改造”出來的低碳建筑

2022年10月13日() 來源:網(wǎng)易網(wǎng) 作者:新京報(bào) 閱讀:

節(jié)能減碳貫穿建筑的全生命周期,除了提倡新建綠色建筑之外,對(duì)既有建筑的節(jié)能改造也成為建筑減碳的必經(jīng)之路。今年3月,住建部發(fā)布的《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》提到,到2025年我國完成既有建筑節(jié)能改造面積3.5億平方米以上。

據(jù)北京建院低碳建筑聯(lián)合研究中心主任國萃介紹,對(duì)于低碳或者零碳建筑來講,與新建筑相比,既有建筑改造在減碳的落地實(shí)施過程中受到更多的束縛。

從目前來看,在既有建筑改造的實(shí)踐中,既有提質(zhì)增效的升級(jí),又有改變功能用途的重生。那么,改造后的低碳建筑長啥樣?如何實(shí)現(xiàn)近零碳?

北京未來設(shè)計(jì)園區(qū)在改造過程中,采用地源熱泵功能、智慧能源管理平臺(tái)等多種手段,成為老舊廠房利用碳中和技術(shù)的代表項(xiàng)目。企業(yè)供圖

案例 1

1982年裝配式建筑獲“新生” 綜合節(jié)能率達(dá)61%

在北京西城區(qū)南禮士路62號(hào)院內(nèi),有一個(gè)灰白色12層高的北京建院C座科研樓,“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”十個(gè)大字覆蓋了整個(gè)樓體。這座樓宇始建于1982年,從表面上看不出有什么特別之外,但在經(jīng)歷低能耗、環(huán)境優(yōu)化、可再生能源利用、室內(nèi)外舒適度等多方面性能提升后,成為國內(nèi)典型的超低能耗的既有建筑改造項(xiàng)目。

設(shè)置約300平方米光伏發(fā)電板

C座科研樓的結(jié)構(gòu)體系是上世紀(jì)80年代的裝配式建筑,梁、板、柱全部為裝配式,為裝配整體式預(yù)應(yīng)力板柱體系,也是我國現(xiàn)存的唯一一棟該體系的高層建筑。經(jīng)過近30年的使用,這座樓宇出現(xiàn)設(shè)施老化、結(jié)構(gòu)安全等諸多問題。在改造中,北京建院以低碳、綠色化改造為目標(biāo),減少大拆大建,保留原主體結(jié)構(gòu)和墻體,形成主動(dòng)式+被動(dòng)式的改造方案。

早在2016年,C座科研樓在結(jié)構(gòu)檢測中被判定為危樓,而預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)無法直接加固,北京建院通過其自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的小型屈曲約束支撐(BRB)結(jié)構(gòu),對(duì)主體建筑進(jìn)行抗震加固,延長建筑的使用壽命。

作為辦公建筑,C座科研樓人員較密集,新風(fēng)需求量較大,為此設(shè)置新風(fēng)熱回收,也就是在系統(tǒng)方案中利用熱回收技術(shù)對(duì)排風(fēng)的余冷余熱進(jìn)行利用,同時(shí)按照北京市被動(dòng)式超低能耗綠色建筑的相關(guān)指標(biāo)要求,全熱熱回收段焓效率(全熱效率)不低于75%,實(shí)現(xiàn)較高的節(jié)能減排效果。

同時(shí),在南禮士路62號(hào)院內(nèi)設(shè)置約300平方米的光伏發(fā)電板,所發(fā)的電用于大樓使用;屋面光伏系統(tǒng)全年發(fā)電量可滿足節(jié)能的需求。

實(shí)現(xiàn)綠色低碳建設(shè)目標(biāo)

C座科研樓改造完成投入使用后,通過智慧建筑管理平臺(tái),實(shí)時(shí)掌握大樓的運(yùn)行情況。

C座科研樓建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、分布式控制系統(tǒng),就地控制為主、集中控制為輔,對(duì)建筑物內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)行監(jiān)控,涵蓋對(duì)樓內(nèi)冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、空氣品質(zhì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。

值得一提的是,C座科研樓建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)是通過實(shí)時(shí)能耗監(jiān)測、分析、改進(jìn)實(shí)現(xiàn)能源的自動(dòng)管理,實(shí)現(xiàn)綠色低碳的建設(shè)目標(biāo)。

高效的圍護(hù)結(jié)構(gòu)給大廈運(yùn)維提供了較好的基礎(chǔ)條件,通過屋面氣象站實(shí)時(shí)獲得室外數(shù)據(jù),調(diào)整大樓的遮陽、空調(diào)、新風(fēng)、照明,以滿足人員活動(dòng)需求。

此外,C座科研樓內(nèi)所使用的材料以綠色材料為主,包括為員工配置的服務(wù)設(shè)置、建筑空間改造、家具配置,充分考慮建筑的使用者的感受。

通過智慧建筑管理系統(tǒng),這座樓宇的空調(diào)節(jié)能率達(dá)到57%,照明系統(tǒng)節(jié)能率達(dá)到75%,綜合節(jié)能率達(dá)到61%,滿足設(shè)計(jì)之初的節(jié)能目標(biāo),尤其是通過光伏發(fā)電、空氣源熱泵、熱回收系統(tǒng),最大限度地利用可再生能源。

據(jù)悉,C座科研樓取得了國家綠色建筑三星級(jí)、美國綠色建筑LEED鉑金級(jí)、美國健康建筑WELL鉑金級(jí)證書等榮譽(yù),為既有公共建筑、低效樓宇的高性能化節(jié)能性改造工作提供了新的思路和技術(shù)路線方法。

案例 2

加持碳中和技術(shù) 老銅牛廠蝶變未來設(shè)計(jì)園區(qū)

在北京城市副中心的張家灣設(shè)計(jì)小鎮(zhèn),昔日的北京銅牛廠經(jīng)過騰籠換鳥,由老廠房蝶變成為工業(yè)風(fēng)兼具現(xiàn)代藝術(shù)感的北京未來設(shè)計(jì)園區(qū)。

北京未來設(shè)計(jì)園區(qū)在改造過程中探索綠色可持續(xù)發(fā)展,采用地源熱泵功能、智慧能源管理平臺(tái)等多種手段,成為老舊廠房利用碳中和技術(shù)的代表項(xiàng)目。

從舊廠房到綠色、智慧場景

北京未來設(shè)計(jì)園區(qū)一期在2020年12月亮相,是存量建筑更新的標(biāo)桿之作。

而早在2002年,北京銅牛廠入駐張家灣工業(yè)開發(fā)區(qū)。2013年,伴隨非首都功能疏解和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,其生產(chǎn)線外遷。2019年12月,北京建院作為首批企業(yè)簽約入駐張家灣設(shè)計(jì)小鎮(zhèn),與北京通州投資發(fā)展有限公司、北京銅牛股份有限公司三方合作,在銅牛地塊先行啟動(dòng)北京未來設(shè)計(jì)園區(qū)項(xiàng)目。

北京未來設(shè)計(jì)園區(qū)是張家灣設(shè)計(jì)小鎮(zhèn)的示范樣板工程,構(gòu)建綠色、智慧、共享的多元活力場景。北京未來設(shè)計(jì)園區(qū)一期共1.3萬平方米,在改造中,沒有大拆大建,而是尊重園區(qū)現(xiàn)有規(guī)劃格局、建筑空間和工業(yè)建筑特征,對(duì)老廠房進(jìn)行保護(hù)性利用,成為工業(yè)風(fēng)十足的現(xiàn)代化辦公空間。

北京未來設(shè)計(jì)園區(qū)一期利用多種碳中和技術(shù)。比如,采用LED光源,提高照明效率,降低電能消耗;采用光感照明調(diào)節(jié)技術(shù),室內(nèi)照明隨室外自然光調(diào)節(jié),降低電能消耗。

在智慧管理平臺(tái)方面,采用智能化設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng),有效提高設(shè)備運(yùn)行效率;采用智能化能源管理系統(tǒng),對(duì)冷熱電等不同能源進(jìn)行分類計(jì)量,對(duì)照明、電梯、風(fēng)機(jī)、水泵等進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量,實(shí)現(xiàn)對(duì)能源消耗進(jìn)行有效監(jiān)測。

分層空調(diào)、空氣源熱泵供熱供冷

由于老舊廠房具有空間高大的特性,北京未來設(shè)計(jì)園區(qū)在改造中采用分層空調(diào)氣流組織形式,以提高通風(fēng)效率,減少供冷量和送風(fēng)量。

園區(qū)新風(fēng)控制則是通過二氧化碳濃度監(jiān)測進(jìn)行調(diào)節(jié)。其中,根據(jù)室內(nèi)二氧化碳濃度監(jiān)測值,實(shí)現(xiàn)中央街可變新風(fēng)量的控制模式,以及開場辦公區(qū)新風(fēng)換氣機(jī)啟停的控制。新風(fēng)系統(tǒng)還設(shè)有排風(fēng)熱回收裝置,在制熱工況下,焓效率(全熱效率)>55%,溫度效率>65%。

在可再生能源應(yīng)用上,園區(qū)采用空氣源熱泵供熱供冷。未來,園區(qū)擬采用分布式光伏發(fā)電技術(shù),實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用余電上網(wǎng),提高可再生能源占比;擬采用直流微電網(wǎng)技術(shù),降低能源轉(zhuǎn)換損耗,提高能源利用率。此外,園區(qū)擬設(shè)置可視化碳足跡展示平臺(tái),實(shí)時(shí)顯示碳排放及碳中和數(shù)據(jù)等。

“十四五”時(shí)期,北京城市副中心將繼續(xù)大力推行綠色建筑,力爭再新增100萬平方米近零能耗建筑。其中,張家灣特色小鎮(zhèn)率先打造北京市綠色低碳發(fā)展示范區(qū)——零碳建筑的試點(diǎn)。

北京建院與英國零碳工場聯(lián)合建立“零碳工場中國研究院”。零碳工場自主研發(fā)的低碳科技產(chǎn)品,包括建筑光伏一體化入戶儲(chǔ)能、空氣調(diào)節(jié)、光伏設(shè)施、可移動(dòng)建筑、拼裝建筑等,助力張家灣設(shè)計(jì)小鎮(zhèn)成為北京城市副中心低碳生態(tài)城市建設(shè)的樣板。

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