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生态城零能耗建筑实现"试点"到"应用"跨越

发布时间:2021-09-10 14:27:14
 五月津城,绿色盎然,中新天津生态城不动产登记服务中心,一排排干净整齐的太阳能光伏板正沐浴着阳光。这里将作为首个实用化零能耗智慧能源建筑亮相即将召开的第五届世界智能大会。

 

  记者获悉,中新天津生态城充分发挥智慧城市建设优势,通过智慧手段推进生态城市建设,在去年建成零能耗“小屋”的基础上,今年将建筑面积3467平方米的不动产登记中心打造成零能耗“大屋”,为零能耗建筑建设经验的复制推广探索有效路径。

 

  所谓“零能耗”指的是建筑本身的可再生能源年产能大于或等于建筑全年的全部用能,总体不依赖于外部能源输入。2012年投入使用的生态城不动产登记中心主要为居民和企业提供不动产登记服务,年均办理业务2万余件、服务5万人次。生态城与天津电力公司密切协作,使用多项核心技术,通过 “绿色产能、灵活储能、按需用能、智慧控能、高效节能”五个方面的创新,让这座3467平方米的建筑实现了近零能耗。

 

  绿色产能

 

  “绿色产能”就是利用太阳能、地热能、风能等可再生能源满足建筑用能需求。一方面,最大限度利用太阳能发电。在建筑屋顶、车棚铺设光伏板,并配备自动清洗机器人,就像家里的扫地机器人一样,定时对光伏板进行清理,提高设备使用效率。与此同时,在建筑周边布设光伏座椅、光伏垃圾桶、光伏路面、光伏玻璃等,年发电量达23.4万度。另一方面,在建筑周边建设了44口120米深地热井,将浅层地热能和屋顶太阳能热水系统相结合,为冬季供暖和夏季制冷提供相对稳定的能源。

 

  灵活储能

 

  “灵活储能”就是在地下机房安装了150千瓦时的锂电池用于储电,实现“光伏储能”和“电网储能”两种储能方式的灵活切换。一方面,通过光伏发电储能,实现白天储能,夜间放能,余电上网。另一方面,通过电网购电储能,夜间低价购电储能,做到削峰填谷,节约了用电成本,紧急断电时,还能保证建筑正常供电3小时以上。经过测算,生态城不动产登记中心一年可以累计储存5.5万度电,在保障建筑正常使用之余,还给电网输入12.8万度电,相当于近50户家庭一年的用电需求。

 

  按需用能

 

  “按需用能”就是在满足舒适度的前提下,根据天气情况选择自然通风或启动空调,有效调节室内温湿度和空气质量,节约能源,减少碳排放。在春秋季节,根据屋顶气象站数据,自动开启地道风和高侧窗,形成 “烟囱效应”实现自然通风。在冬夏季节,根据室内外温差,自动开启地源热泵、空调和新风机组,实现冬暖夏凉。

 

  智慧控能

 

  “智慧控能”就是利用智慧能源管理系统,协调优化建筑能源供给侧和需求侧,实现建筑零能耗运行。主要从两个方面进行控制:一是精准控制楼宇设备,根据实际需求调节用电负荷,有效降低用能成本,让内部能源控制更聪明;二是综合控制楼宇设备,及时响应电网负荷调节指令,让内外能源互动更友好。

 

  高效节能

 

  “高效节能”就是做好“加减法”,一方面,通过节能材料的使用和房屋设计,给建筑的能源需求做“减法”。通过高侧窗和导光筒增强建筑物的自然采光,减少人工照明;选用优质保温材料和节能外窗,降低采暖能耗;将建筑外窗做倾斜处理,利用自身结构遮阳,降低空调能耗。另一方面,广泛使用节能技术在提高能源效率上做“加法”。通过选配高效节能的热泵机组、变频水泵和灯具,有效提升能源利用效率;选用高等级节水器具和雨水收集系统,提高水资源利用率。

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  零能耗建筑是未来建筑发展的趋势。生态城通过打造不动产登记服务中心这一项目,在经济效益、环境效益和社会效益方面提供了借鉴、形成了示范。据测算,不动产登记中心每年可以节约17.2万度电,能源自给率可以达到112%,与普通节能建筑相比,再节能45%以上,不仅实现了零能耗的目标,甚至还达到了负能耗运行的状态,且室内温湿度舒适,空气质量良好。

 

  据悉,该项目在经济效益方面,虽然与常规节能建筑相比,零能耗建筑每平方米建设成本所有增加,但通过采用零能耗技术,在设备使用年限内可节约的能源费可以完全覆盖这部分增加的成本,具有经济可行性。环境效益方面,零能耗建筑通过有效降低能源消耗,每年可减少二氧化碳排放329吨,相当于种树3000棵,环境效益显著。在社会效益方面,可以通过零能耗建筑引导市民养成绿色低碳的生活方式,宣传生态环保的发展理念,同时,通过规模化推广复制,还能够带动相关产业发展,具有良好的社会效益。

 

 

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