19项零碳建筑设计方案

　　中国幅员辽阔，建筑师在零碳发展实践中遇到的问题和挑战会随着环境、气候、地区等不一而同，因地制宜的零碳建筑设计遍地开花。

　　对于北半球的建筑主要窗口南向、北向窗户较小的联排建筑是最理想的被动太阳能设计。可以通过南向高处窗户在冬季利用入射角度较低的太阳光进行被动式采暖。

　　南向遮阳板对于夏热冬暖地区而言是一种调节太阳辐射的工具。夏季太阳高度角较高光照将落在遮阳板上方，化为电能和热能；冬季太阳角度较低太阳辐射将射入低度角的阳光房。遮阳板外挑深度3.6m，反射系数0.74。

　　当房间温度升高时，墙面和地面自动吸热，而当温度降低时放热实现热量平衡。夜间通过窗户的启闭来补充冷量。

　　保温墙体。没有室内供暖装置，却能在大多数温带气候地区的冬季保持舒适的室内温度。

　　窗框利用热断桥进行设计。外部和内部框架是被隔开的，紧固件不连通断热桥，使框架热性能降低到接近玻璃中心性能值水平，U值为 1.6W/m2K。

　　混凝土砌块可就地取材，将高炉矿渣混凝土和可再生骨料相结合。零碳项目墙体材料以火电厂煤燃烧产生的粉煤灰作为原材料，以粉煤灰的比例为55%配比而成。

　　当室外热量和能量辐射进入到纳米热反射涂层时，92%的非可见光会被反射，而不会进入室内。通过这样的涂料，实现室内外环境温差，达到冬暖夏凉的效果。

　　零碳馆内所有木质地板选用符合FSC标准（加拿大森林管理委员会所制定的标准)的木材，通过碳中和实现零碳，每平方厘米释7个负氧离子。

　　零碳馆北侧屋面种植蔬菜香料等作物。在烈日下具有遮热、断热与冷却的作用。由于植物蒸腾作用带走室内热量实现降温作用。滴灌系统设计流量0.5L/d·m2，每天使用2小时。

　　零碳馆太阳能电池板将太阳的辐射能力转换为电能，利用光电效应将太阳辐射能直接转换成电能。装机容量64KW。建筑电力能源无法输入国家电网。

　　因此新产生的能源输入电池组和逆变器组的局域微电网。除了供应本身建筑的能源外能够储存供3天持续使用的电力确保用电安全，其余部分输送入微电网给周边建筑供应电力。

　　零碳馆南侧屋顶高处放置29m2太阳能热水器。太阳热水器依靠玻璃真空集热管，把太阳能转换成热能。热能提供给馆内生活热水和溶液除湿需要的热量。

　　集热管受阳光照射面温度高，背阳面温度低，管内水便产生温差，利用热水上浮、冷水下沉的原理使水产生微循环而达到所需热水。热水能力达到6t/d（天）并提供新风溶液除湿系统的再生溶液。

　　零碳馆需要的冷水和热源由黄浦江的江水源热泵提供。通过输入少量高品位能源，实现低温位热能向高温位转移。在夏季将建筑物中的热量释放到水体中去。以达到给建筑物室内制冷的目的；冬季通过热泵机组从水源中提取热能，实现采暖。能效比COP为4~6。

　　零碳馆屋顶北侧上部安装了22个无动力风帽。风帽是一种安装在屋顶的风驱动热回收装置，通过自主风力寻向装置确定建筑周边风力的主要方向，并且将室外风动力转化为室内建筑通风的动力，从而免去了传统空调通风系统的能耗同时回收70%的显热和潜热。风帽旋转体通过风动力自主寻找风向双向通风，室外风速2.5m/s时，新排风量450m3/h，全热效率大于50%。

　　零碳馆溶液除湿将空气和易吸湿的盐溶液接触，使空气中的水蒸气吸附于盐溶液中而实现的空气除湿过程。除湿后溶液自身会变稀，需要再生。零碳馆利用太阳能热能驱动溶液再生，溶液除湿再生量为10kg/h。

　　屋面及阳台雨水经专用管道收集后排入设置于南楼北边的地下雨水贮水池，经过集成式雨水处理设备处理后，贮存于雨水清水池，处理后的雨水加压采用变频系统，提供建筑用水量。零碳馆雨水回收系统每年可收集到雨水大约1880m3，可以满足建筑用水60%的需求。

　　零碳馆生活用水通过加压供水，采用变频给水方式提供三、四层住宅及一、二层展馆生活用水。通过全变频调整，满足水量及压力变化要求。生活水池有效总容积按最高日用水量的25%选取，为2.6m3。供水点压力为0.10~0.35MPa。

　　零碳馆采用冷辐射毛细管末端将江水源热泵制取的中温冷水或低温热水经传输系统转化为冷辐射。通过辐射的方式直接与室内环境和用户进行冷热交换。这种以辐射方式为主的冷热交换极大简化了能量从冷热泵到终端用户（室内环境）之间的传递过程，大大减少了不可逆损失，提高了低品质自然冷热源的效率。冷辐射量为70W/m2。

　　能耗监控系统能够监视能耗和建筑使用情况并且协助建筑智能做出决策。系统可直接连接电表、水表、燃气表、流量计算仪，实现高效的能量计量现场采集，同时支持以有线和无线以太网方式实时传输，并且耗能设备远程集中控制和管理。

　　零碳馆生物能锅炉将来自餐厅的剩饭剩菜和废弃物进行控制性厌氧发酵，产生出的生物气体进行发电和发热。生物气体是各种有机物在隔绝空气时经过厌氧微生物的分解代谢而产生的一种可燃性气体。实现剩余能源需求的自给自足。

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