零能耗建筑藏着哪些奥秘？

本文转自：乌鲁木齐晚报

此建筑运行系统管理平台上，显示着光伏发电量、耗电量、建筑碳排放等信息。（本报全媒体记者王媛媛摄）

□本报全媒体记者王媛媛

进入新疆首个零能耗建筑内，温度适宜、体感舒适是记者最直观的感受。

没有传统的空调和供暖设备，却冬暖夏凉；房屋不仅节能降耗，还能发电；实时监测建筑能耗，还可远程调节温度、湿度……在外人看不见的地方，这栋零能耗建筑还藏着哪些奥秘呢？4月18日，本报全媒体记者实地探访。

被动节能：房子“披棉袄”保温更高效

传统建筑的门窗接缝处易漏风，且传统的保温材料保温隔热效果不佳，冬天制热和夏天制冷都需要保持房屋的舒适性，往往要耗费大量热量。

新疆建筑科学研究院设计事业部总建筑师谷成说：“针对这种情况，我们在墙体、门、窗、屋面、地面内都设置了新型保温材料，就像是给房子披上了‘棉袄’，大大提高了围护结构的保温隔热性能，同时在细部节点上进行了断热桥技术处理，给房屋戴上了‘手套’，对看不见的细部设置了气密层技术，达到被动节能的良好效果。”

这栋零能耗建筑，无论春夏秋冬，始终能保持在20℃左右。

铝合金颜色的窗户，看上去平平无奇，实则大有学问，打开一扇就会发现，窗户很重，玻璃有3层。

记者了解到，窗框本身就是由保温的聚氨酯材料制作而成，再加上3层低辐射玻璃，一扇窗户的隔热能力，堪比一堵实心砖墙，能够最大限度避免外界的冷热空气与室内交换造成能量流失，比常规的铝合金门窗节能40%。

谷成说：“这样的设计能在引入光线的同时把热量挡在室外。整个窗户气密性达8级。”

另外，普通办公楼保温层厚度约15厘米，该栋建筑外墙采用保温隔热、节能效果更好的保温层，厚度虽同为15厘米，但传热系数仅为传统建筑的三分之一。

自然节能：向大地、空气要热能

零能耗建筑冬天如何供暖，夏天如何制冷呢？我们在设备间找到了答案——地源热泵、空气源热泵及新风热交换系统。

据悉，新疆首个零能耗建筑采用地源热泵+空气源热泵双能源系统，为建筑提供冷、热能源，通过余热回收系统对新风进行预冷预热，提升空气品质。

地源热泵技术利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力，冬天用地源热泵把热量从地下土壤转移到建筑内，夏天再把地下的冷量转移到建筑内，一个年度形成一个冷热循环。

谷成说，相比地上四季交替、气温变化明显，地下常温层温度基本比较稳定，地源热泵正是利用了大自然的这个特性，冬天为屋内补充一部分热量，夏天则替代空调降温，整体降低建筑能耗。而空气源热泵技术则是以少量的电能，吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能。

由于建筑物的密封性好，为了防止室内空气污染，保证有新鲜空气的不断流入，新风热交换系统可以把室内的空气抽出去、把室外的空气抽进来。为防止热空气或冷空气的流入，交流器自动设置加热和加冷功能，冬天交换进来的新鲜空气也是暖风。

主动节能：自发自用、余电存储

驱动零能耗建筑地源热泵和空气源热泵的电力也来自大自然，秘密就分布在屋顶、幕墙等处装机容量61.12千瓦的太阳能光伏系统。

零能耗建筑屋顶安装了96块单晶硅发电玻璃，南立面安装的是碲化镉薄膜微光发电玻璃，从外观来看像是幕墙材料。同时该建筑配置了储能系统，可实现光伏发电余电储能。另外，建筑物内设置有直流电视、冰箱，可将光伏产生的直流电直接使用，无需二次转化为交流电。

“为什么要安装两种发电玻璃？”谷成解释：“单晶硅发电玻璃对光照条件要求较高，置于屋顶效果最好，薄膜发电玻璃在弱光条件下也能发挥作用，二者互为补充。”

按计划，新疆首个零能耗建筑每年能生产6.8万千瓦时电量，除去自身用电量，每年还剩余1121千瓦时电量，可为周边建筑和电动汽车灵活供电。

监测平台：智慧“大脑”自动调节

目前，新疆建筑科学研究院通过运用物联网、大数据、云计算等先进技术，可对零能耗建筑运行情况进行全方位监测。

记者看到，在新疆首个零能耗建筑运行系统管理平台上，显示着光伏发电量、耗电量、建筑碳排放等信息。

“很多指令，不需人来操心，靠建筑聪明的‘大脑’就能实时自动调节，出现什么问题，系统会提前发出预警，用电量、室内温度，我们也可在手机上远程调节。”谷成说，同时结合计算机信息化分析以及管理，实现能源使用结构的优化和消耗过程的“信息化”“可视化”管控，做到整体运行节能高效。