轉自：國資小新

有沒有一種可能，

建筑物內的照明、空調和供暖

基本都不再用電，

讓我們的生活更加綠色低碳一些？

對于這個問題

科技創新國家隊的回答

當然不會讓人失望。

事實上，除了能把能耗做到“近零”、

把建筑變“綠”以外，

中國建研院還在進行一系列

更“未來”的探索。

想象一下，未來我們工作居住的房子

會變成什么樣？

這座辦公樓，能耗接近“零”

↑這棟樓，建筑面積4025平方米，

是中國建研院的一座辦公樓，

也是我國第一棟

近零能耗辦公示范建筑。

近期，正值其建成10周年。

近零能耗建筑，顧名思義，

就是能耗接近于零的建筑。

這里的能耗，

包含建筑照明、空調和供暖。?

現階段，北京市普通辦公建筑

供冷供暖和照明能耗

約為每平米每年80—90度電，

而這棟建筑為每平米每年25度電。

從80到25，

相比于平均水平，降低了70%左右。

如此顯著的節能效果，

離不開一系列低能耗“科技助手”：

這座神奇的建筑，

入口處就暗藏“玄機”。

這里的地面為“透水地面”，

即水流滲透性非常好的地面，

其滲透性遠高于一般排水系統，

能使雨水迅速滲入地表，

涵養地下水的同時

解決排水不暢帶來的雨水堆積等問題。

滲水磚

更大的“乾坤”還藏在底下——

透水地面下

埋設了50根深度50米左右的“地埋管”，

它可通過管內循環的流體

與不同深度的土壤交換熱量，

提供建筑供暖供冷所需能量。

地埋管

“地埋管”是怎么交換熱量的呢？

這就要請出這棟建筑的“一號助手”

——太陽能空調和地源熱泵

聯合協同運行系統。

太陽能空調系統

就是利用太陽的光熱來制冷，

其利用太陽能集熱系統產生的熱水

驅動吸收式制冷機，制備冷水，

給建筑供冷。

這棟建筑屋面布置了144 組?

“中溫真空玻璃管集熱器”，

結合配置了兩組可實現自動追日的

“高溫槽式集熱器”，

共同提供建筑所需要的熱源。

夏季，它是制冷的一部分，

而到了冬季，

它產生的熱水不做任何轉化，

直接給建筑內供暖。

集熱器

地源熱泵系統

就是運用“地埋管”與土壤換熱

為建筑供暖供冷的系統。

它充分利用淺層土壤

“冬暖夏涼”的特點進行換熱，

夏季，它和太陽能空調系統協同

一起為建筑供冷，

當雨天或者陰天，

太陽能集熱系統熱量

不足以驅動吸收式冷機制冷時，

太陽能空調系統承擔的供冷

則由地源熱泵系統承擔，

這使太陽能空調制冷制熱效率大幅提高。

地源熱泵系統還很智能地設計了

蓄冷和蓄熱部分，

蓄存太陽能充足時的能量，

供太陽能不足時使用。

地源熱泵機組

進入建筑內部，

太陽能空調和地源熱泵系統

連接了覆蓋建筑內墻且密度較大的管道，

夏季流動冷水，

冬季流動熱水，

就像不用吹風的“輻射空調”。

此刻正值夏季，

流動的冷水提供的涼感傳遞到室內空間，

毫無吹風感，舒適健康。

輻射空調

來到建筑屋面，

除了遍布的太陽能集熱系統外，

還有6個凸出屋面的透明拱形蓋子，

也稱為聚光罩。

這就是這棟建筑的“二號助手”

——導光管系統。

導光管常見于地下車庫，

建筑上的導光管又有什么“神奇”之處？

一是“收集光”，

導光管最上方的透明聚光罩

就像放大鏡一樣，

可以將太陽光收集起來，

并通過導管裝置內表面

引入室內太陽光無法到達的地方。

二是“應用光”，

其靈感來源于鏡子的反射原理，

導光裝置內表面材質為光滑不銹鋼，

上面還鋪設了一層膜材料，

光線到達內部后，

將通過折射均勻無任何削減地引入室內。

這樣，當白天太陽光充足的時候，

建筑室內不用開燈就能夠實現正常照明，

自然光線柔和，

既能夠保護眼睛、又能節能減排，

舒適又健康。

除了在建筑中，

導光管在高鐵站、地下車庫、

隧道、場館等公共設施中

也得到了廣泛應用。

光導管

當然，除了導光管系統，

建筑室內還安裝了

智能照明系統作為燈光補充，

僅需網線就能供電，

可用于無線通信，

且每個燈具都有獨立IP地址，

能結合照度傳感器和人體存在傳感器，

自動調節燈光效果

和關閉照明電源、燈光、遮陽聯動等。

住上“綠”建筑，引領新未來

應用在近零能耗示范建筑中的這些

“科技助手”，

也在我們日常居住的民用建筑中

得到了充分普及和推廣。

作為向世界展示中國綠色低碳發展

理念、技術和實踐的窗口，

博鰲近零碳示范區創建工作

就充分運用了這些新科技。

中國建研院所屬建科環能科技有限公司

為示范區建筑低碳改造提供技術咨詢服務，

明確了島內建筑

“被動優先、主動優化、能源轉型”的

綠色化改造技術路徑，

采用空氣源熱泵、蒸汽發生器、電炊事設備

代替原有燃氣設備等技術方案，

實現了島內建筑碳排放

較2019年下降50%、

建筑電氣化率100%的創建目標、

并使生活熱水用能成本下降60%、

炊事用能成本下降30%。

博鰲近零碳示范區

截至2024年3月，

博鰲近零碳示范區已經開始正式運行，

實現節能減碳比例（含光伏）達到50%以上，

年節能量相當于3000個家庭

一年的用電量。

在呼和浩特市的中海河山大觀，

建科環能科技有限公司也提供了

系統近零能耗技術支持，

包括應用保溫隔熱性能、

氣密性能更高的外墻保溫系統

和外門窗系統，

采用高效節能的新風熱泵一體機

以極少的能源消耗

為室內供暖、供冷和提供新風，

利用屋面太陽能光伏產生清潔電能。

這些措施，

相當于為建筑穿上了一層

保溫隔熱的羽絨衣，

充分降低建筑冬季供暖、

夏季供冷的需求，

不再需要市政供暖。

中海河山大觀

智能能源管理系統監測結果顯示，

該項目供暖季室內溫度不低于20℃，

PM2.5濃度平均值為7.9μｇ/m3，

顯著低于室外水平；

實現供暖節能率92%目標，

碳排放強度降低30%。

投入使用1年來，

依據樣板間實測的運行數據，

項目單位面積供暖費節約47%，

相當于100平方米的房間，

每年節約供暖費用達1000元以上。

與傳統的建筑項目相比，

近零能耗建筑室內環境更舒適，

空氣品質更健康，

建筑性能更耐久、運行更低碳。

隨著近零能耗建筑科技成果惠及更多民生，

未來，我們的居住建筑

會朝著什么方向發展呢？

在中國建研院科研人員的帶領下，

小新走進了開展近零能耗技術深度研究的

“未來建筑實驗室”。

未來建筑實驗室

它是近零能耗示范建筑的“升級版”，

為聚焦我國居住建筑能源和環境的

綜合大型實驗室。

該實驗室兼具科學實驗、科研成果展示、

入戶體驗等多種功能于一體。

實驗室有3套“實驗戶型”，

分別為按照2020年節能設計標準建造的

“先導”建筑，

按照從現在到2035年可能出現的

不同建筑節能水平、

采用的不同建筑材料和工法建設的

“先鋒”建筑，

以及用2050年的未來視角和發展理念

進行建筑設計和建造的

“未來”建筑。

在這套“未來”建筑里，

充分展示了建筑自身產能

大于建筑用能的技術路徑。

值得一提的是，

這些“實驗戶型”

已經有了3套“體驗戶型”，

可直接拎包入住，

體驗感拉滿！

未來建筑實驗室室內圖

數字新沃土，“建”出參天樹

從近零能耗建筑的“神奇”

到未來建筑的“暢想”，

新科技給建筑帶來的改變無疑是巨大的。

而在推動建筑從近零能耗

邁向零能耗、自產能的技術研究中，

離不開一項

實現建筑綠色低碳的“數字化助手”

——建筑信息模型（BIM）。

BIM是建筑業重要的數字化基礎設施，

承載建筑全生命周期數據，

可以支撐建筑業數字化中

綠色低碳等應用場景，

實現行業數字化、智能化、綠色化發展。

近年來，中國建研院

積極推進實現國家

“碳達峰、碳中和”目標，

抓住數字中國建設重大機遇，

圍繞BIM“卡脖子”技術難題，

開展BIMBase關鍵核心技術攻關。

BIMBase系統是國內首款

具有完全自主知識產權的BIM基礎平臺。

簡單來說，

它是創造數字建筑世界的必備“土壤”，

也就是建設領域數字化基礎平臺。

在這片沃土上生長出

建筑、電力、交通、石化、

市政等行業的數字化“大樹”，

助力建設數字中國取得累累“碩果”。

BIMBase 創造數字世界的必備“土壤”

除了豐富的綠色低碳節能系列軟件成果

推動建筑綠色發展，

去年中國建研院還發布了

首個為全行業提供碳排放專業服務的共創共享平臺

——PKPM-CC雙碳云服務平臺，

為建筑、市政、交通、電力等

碳排放“大戶”行業

提供碳減排數據測算工具，

為構建美麗中國的數字化治理體系

提供精準基礎數據。

此外，在“兩山”理念的誕生地安吉余村，

中國建研院搭建了

零碳余村綜合運營管理平臺，

面向政府、村民、游客提供不同的碳服務，

助力余村零碳鄉村的建設目標。

PKPM-CC雙碳云服務平臺

隨著新技術的進步，

建筑行業正朝著

更加綠色化、智能化、數字化

和可持續化的方向發展，

相信不久的將來，

建筑將成為生態的、和諧的、人性化的，

既能適應環境自然規律、

又能適合人類不斷發展需要的重要載體。

未來的房子會“綠”成什么樣？

你們盡管想象

國家隊負責實現！

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