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碳路先锋②|这个“零”碳建筑有点牛!
建筑业作为国民经济重要支柱产业之一,是实现碳达峰、碳中和目标的重要一环。超低能耗建筑能为人们提供舒适的生活居住环境,是建筑业实现碳中和的必由路径。位于郑州市二七区五方科技馆内的零碳楼,是我省第一个投入运行的零碳建筑示范项目。盛夏时节,我们一起走进健康舒适的零碳楼,体验绿色、节能、低碳建筑的魅力。
尽管室外最高气温达到了37℃,走进五方科技馆内的零碳楼,是另一番凉爽舒适的天地。这里全年温度维持在20℃—26℃之间,且用电量还不到普通房子的一半。更难得的是,这栋房子用的电来源于自身,用电完全实现了“自给自足”,不禁让人啧啧称奇。
五方建筑科技集团研发总监郑慧研告诉记者,这座400平方米的两层小楼自己能“发电”的秘密,全藏在建筑表面及周边构筑物安装的光伏发电系统里。“这看似普通的玻璃板,实际是太阳能发电板,加上楼上护栏、屋顶以及其他的光伏发电设施,装机容量达到了27千瓦,每年可以发电两万多度。”他说。
据统计,城镇居民家庭一年使用的电量约为3000度,五方零碳楼全年发的电至少能够满足5个家庭的全年用电量。
“虽然电量够用,但我们还需要解决发电和用电不同步、不匹配的问题。这时候光储直柔技术就发挥了很大的作用。”郑慧研介绍,光储直柔技术其实就是“光伏、储能、直流电、柔性控制”的简称,为了充分利用光伏发电,零碳楼旁边设置了光储直流智能电站,配备了储存容量为60度的储能电池,相当于一辆电动小汽车的电池容量,能够在光伏发电不足时为建筑持续供电。另一方面,室内的空调、热水器、新风机、灯具等主要家用电器都是直流直驱的,光伏产生的直流电可以直接驱动这些电器运行,不必再转换为交流电,既减少了能量转换损失,又提高了配电系统调节的灵活性。
除了光储直柔技术,超低能耗也是零碳楼的核心技术。为了实现建筑的超低能耗运行,示范建筑采用了高效外保温、高性能门窗、外遮阳、无热桥设计、良好气密性、高效热回收新风系统等技术,还有辅助供冷供热、智能化运行维护、再生能源利用等措施。
在技术展示区,记者把手放置在各种不同的玻璃上,感受玻璃的隔热效果。超低能耗建筑一般采用三玻两腔玻璃,就是三层玻璃中间两个空腔,空腔中再充入惰性气体,玻璃表面还镀有多层反射膜,再加上高性能的隔热型材,门窗整体的隔热保温性能大幅度提升,从而有效降低建筑能耗。“超低能耗建筑可以达到节能率80%以上,这对于推动建筑节能减排意义重大。”郑慧研介绍。
这类低碳环保的建筑也叫被动式建筑,这一概念源于德国,主要通过发挥建筑本体的节能特性,充分利用自然中的风、光、热等达到降低建筑用能需求的效果,与使用空调、集中供暖等主动行为调节居住环境相成鲜明对比。这一理念受到了中国土楼、窑洞、地坑院等传统建筑的影响和启发。
“被动式超低能耗建筑通过重点关注建筑的高效外保温、高性能门窗、近无热桥设计以及优异的整体气密性等技术,可以达到大幅度降低建筑本体用能需求的目的,它的能耗水平能够比普通建筑减少一半以上。”郑慧研介绍。
目前,我省明确提出“鼓励建设超低能耗建筑和近零能耗建筑”。中原超低能耗建筑联盟理事长、五方建筑科技集团董事长崔国游表示,规模化推广超低能耗建筑是建筑领域实现碳达峰的必由路径。当前,超低能耗建筑的发展已经从示范过渡到了规模化推广阶段,在学校、办公楼、住宅小区、医院、图书馆、博物馆等多场景落地开花。“超低能耗建筑要通过产业化发展,解决社会面临的碳排放问题,带动上下游60多个产业的发展,从而推动地方经济发展。”他说。
回归自然、健康舒适、四季恒温、节能低碳,在科技的助力下,这样的零碳住宅,会越来越多的“飞入寻常百姓家”。