凉爽与降耗两个都要!上海城市建筑“度夏”如何“斤斤计较”→

发布时间:2024-02-16 21:16:39  发布作者:安博电竞网站


  在“蒸煮模式”和“烧烤模式”中不断切换,除了高温预警,还随机发放暴雨、大风、雷电预警……这个夏天,“天气君”有点任性。对城市里的人们来说,办公室可能才是最好的“避暑胜地”。然而,

  在我们每天工作与生活的建筑里,从设计、修建再到日常使用的所有的环节,怎么样才可以做到节约能源?连日来,记者探访多个节能、低碳建筑,看这些建筑如何在一砖一瓦一草一木间挖掘绿意、如何从设计到运营对能耗“斤斤计较”,在高温热浪中为城市里的人营造更舒适的生活空间。

  “12700”,这是上周二自然博物馆的参观人数,也是这个暑期的常态数字。正值盛夏,骄阳似火,很多人都愿意走进博物馆,增长知识同时还能纳凉。面对高温与超高人流量,博物馆怎么样才可以在确保观众舒适的同时,尽可能节约能源?

  螺旋上升的绿色屋面、巧妙围合的椭圆水池、形似地质构造层的立面、造型奇特的“细胞”曲面……山、水、陆地、岩石、细胞这些自然元素的营造,让人认为这个建筑仿佛是从公园里自然生长起来的。殊不知,这些极其“自然”的表面下也暗藏着“节能低碳”的玄机。

  “在节能设计上,自然博物馆的细胞墙、生态绿化屋顶、雨水回收和地源热泵系统都非常有亮点。”原上海自然博物馆美国绿色建筑LEED认证顾问负责人李书谊介绍说,博物馆的下沉庭院,将自然光引入地下,环绕下沉庭院的玻璃幕墙“细胞墙”既透光又能隔热保温,自然光成为展厅的重要光源之一。庭院水池发挥着蒸发制冷作用,还能利用地热系统对建筑温度调节冷热;采用绿化屋顶收集雨水,利用水池蓄积雨水和经回收处理的废水。

  “你们进来了那么久,场馆内的游客也很多,有没有感到空气不流通的情况?”上海自然博物馆维保科科长吴为昊介绍说,在人流量很大的情况下,依然能有空气流通感,是因为馆内不止空调变频送冷,还联动使用了新风系统,能监测二氧化碳浓度。

  细节着手,在点滴之中厉行节约。自然博物馆曾获得中国绿色建筑三星级设计评价标识和绿色建筑三星级运行评价标识。但绿色建筑要常绿,后期运营上的维护至关重要。“进入暑假后,人流量破万是常态。我们要在保障观众观展舒适度的前提下尽可能降低能耗,很多工作都应该要依据真实的情况动态调整。”吴为昊介绍,由于场馆内不一样的区域的实测温度有时会与传感器显示的温度有所偏差,所以每天有专人负责动态监测所有展览区的温度。“从场馆最上面一层检查到最底下一层,每天上午十点到十点半监测一次,下午两点到三点之间再监测一次,大的展区监测三四个点,小的展区至少监测一个点。然后把监测数据与设计时的温度区间对比,如果超过合理区间就会报警,让我们在管理时一直在优化和改进。”

  在上海济光职业技术学院,有一个“绿色小屋”,它是一个教室、活动中心,教学、研究、生产、实践、培训、科普等多元活动都能在这里开展,它还是绿色建筑的典范,曾获得美国绿色建筑(LEED CI)铂金级认证(最高级别)。它以“绿色”为主旋律,打造出一个节能减排的创新中心。

  走进“小屋”,凉意扑面而来,室内空气清新宜人,仿佛置身于大自然的怀抱中,而映入眼帘的便是一整面“生态绿墙”。这座“绿色小屋”如何平衡节能减排与舒适的教学环境两者之间的关系呢?

  李书谊也是上海济光职业技术学院的绿色建筑学科带头人。她告诉海岸君,将节能减排理念融入建筑规划设计中,最核心的策略便是“开源”和“节流”。

  “绿色小屋”南向坡屋顶上放置了42块单晶硅太阳能光伏板,光伏发电量达到总用电量的20%。通过光伏利用,“小屋”化身光能资源生产者,有实际效果的减少了对传统能源的依赖。在水资源的“开源”方面,因地制宜地利用建筑外庭院的蓄水池,在收集雨水并通过生态过滤和处理后,可以供“小屋”的绿化浇灌和道路浇洒。

  除了“开源”方面的设计,“节流”也是绿色建筑的核心策略。“小屋”最大限度地考虑了自然采光,建筑墙体上开有很多的玻璃窗户,置身室内仍可以感觉到太阳光,这可以最大限度地利用自然光源,减少对人工照明的需求,并通过日光感应系统,智能化调节室内人工照明。此外,过渡季节的自然通风系统也被应用于建筑中,建筑南北两侧的窗户高度不一,南侧窗户低于北侧窗户,这个巧思通过热压通风技术,有效提升了室内外空气的流动与交换。自然通风的设计不仅为师生提供了舒适的室内环境,还节约了大量电力消耗。

  “绿色小屋”的空调、插座、照明等用电系统的各个数据都展现在一个名为“能耗监测平台”的系统上。“通过跟踪能耗数据,我们也可以更加直观地了解各个用电环节的能源消耗情况,同时也能依据数据调整资源配置,以更好地达到节约能源的效果。”李书谊介绍说,这样的平台还可以自动生成能耗日报表、月报表和年报表,能源使用情况一目了然。

  位于许昌路1212号的江浦路街道办公大楼,已有20多年历史。从去年开始,这栋楼经过一系列改造,成为节能新秀,已获得国家近零能耗建筑(设计阶段)评价标识,成为上海市首个获评该荣誉的既有公共机构建筑节约能源改造项目。

  从去年开始,借助办公楼修缮契机,江浦路街道对整栋办公楼的围护结构实施改造:给屋顶加设保温并翻新防水,外墙采用石墨聚苯保温装饰一体板,并在楼层间设岩棉防火隔离带,窗户也全部翻新成了双层中空断桥铝合金窗,保温隔热效果大幅提升。

  “对老楼做改造难度比较大,既要对标最新的节能标准,又要迁就现有的房屋建筑结构,还要平衡好投入和效果之间的关系。我们在设计和施工阶段都作了好几轮调整。投入到正常的使用中后效果很明显,大家感受较深的是,未装空调的一楼大厅,夏天走进来明显感觉温度有下降,挺凉快的。”江浦路街道党政办王晓琴介绍说,位于3楼的平台被改造成了“屋顶花园”,成了员工休憩散步、感受自然的好去处。“大楼投入到正常的使用中后,我们还在这里举行过一次绿植交流活动,反响热烈。”

  这次改造最特别的地方在于实现了“隔墙送电”。江浦路街道创新性地利用两处空闲屋顶空间,增设分布式光伏发电系统,共铺设单晶硅光伏组件157块,总装机容量达到了82.6千瓦,每天光伏发电系统产生的电能,经汇流后全部供办公楼使用。改造后,光伏系统的日均发电量达到240度,工作日期间这个发电量已经占到大楼供电量的三分之一;如果办公楼用不完,剩余电量还会上传至国家电网。

  改造前,2021年3月到5月办公楼的总用电量为4.83万度电;经改造之后,2023年3月到5月整栋楼的总用电量为3.48万度电,节约能源的效果明显。“我们搭建了办公楼智慧零碳监管平台,实现办公楼碳排放的可监测、可感知;参照国家先进的技术标准,申请近零能耗建筑标识,后续将通过采购国家绿色电力证书,打造广义上的‘零碳’建筑。”

  上海市节能中心有关专业的人介绍,夏季用电负荷增加,跟空调的使用紧密相关。当室外气温高于35℃时,室内环境和温度一般应控制在26℃以上。据测算,室内环境和温度每升高1℃,冷负荷可下降10%左右,运行的成本可降低约8%。但空调温度控制涉及较复杂的技术问题,夏季温度高于26℃未必节能,比如可能是空调温度分布不均匀、机组效率不高导致制冷效果不佳。这种情况,既不节能,又影响了楼内人群的舒适度。

  在夜间温度较低时预先通风换气,利用建筑物自身的结构蓄冷,也可通过凌晨“谷电”预冷空调,在用电高峰时关闭部分机组,起到削峰填谷作用。

  中央空调冷冻水出水温度一般是7℃,但楼宇制冷负荷在一直在变化,在负荷较小的情况下,可适当提高空调出水温度降冷设备的能耗。

  通过调节风道阀门、风机入口导叶片或者风机转速等,使楼内气压保持微正压状态,可避免空气涌入、减少冷量散失。

  适当均匀各机组负荷,防止低效区运作情况,也可在过渡季节采用新风制冷。

  照明方面,建议依照国家照明标准,对高照度区域采用拆除部分灯具、更换低功率灯具或设置照明分路控制开关等办法,适当降低照度;下班后降低公共区域的照明亮度;公共道路照明及时作出调整开关时间,可考虑采用光控和时控结合,随季节不同天色明暗变化,及时作出调整开关时间。