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智能建筑该如何发展

发布时间:2019-12-04 18:31:00

智能建筑该如何发展?

40%的商业和公共建筑在2018年前需要具备能参与需求侧响应的功能,这是德国联邦政府在智能建筑领域最殷切的希望。一个国家的整体能源消耗中,建筑领域几乎占到三分之一,因此无论是节能还是减排的要求,使得人们越来越关注建筑行业的技术进步。

在这样的契机下,绿色建筑和智能建筑,扮演起越来越重要的角色。但在绿色建筑近年来迅速发展的过程中,也出现了不少误区。国内许多公共建筑的节能措施近于简单粗暴,如用电高峰对某些偏远地区不重要建筑拉闸限电、夏季高温一律以风扇代替中央空调,试图通过降低人体的舒适性来达到节约能源的目的。这些举动完全违背了建筑以人为本的理念,是能源转型的一条歧途。

反观欧洲,先于国内几十年走上了建筑节能改造的道路,许多二战前乃至上百年的建筑至今都在使用,老建筑无一不通过节能改造获得了新生。以德国为例,德国政府对建筑单位面积能耗有明确的规定,建筑根据单位面积平均能耗分级,能耗高的建筑不仅要支付高昂的能源费用,还要对低能耗建筑进行补贴。正是在政府强制性政策和鼓励思维的双重引导之下,德国建筑节能改造以及智能建筑蓬勃发展,出现了诸如被动式房屋的低(零)能耗建筑,响应用电高低峰的需求侧响应等节能技术。

建筑节能并非遥不可及,简单的加装节能阀或门窗翻新就可以实现现有建筑的能耗大幅降低,德国通过法规强制及政府补贴双管齐下,实现了全领域建筑节能的基础民用建筑的改造。对于大型的公共建筑,则是通过模拟优化,寻找出最优方案,同时结合新能源,改造了许多老旧的市政厅、火车站等建筑。

比如德国国会大厦,位于德国首都柏林市中心,毗邻施普雷河

,是德意志帝国的帝国议会,二战之后遭到废弃,20世纪60年代该建筑受到局部翻修,但直到两德统一之后才完全恢复,并作为联邦议会会址。1993年开始,德国政府对国会大厦再一次进行翻新,并新增了一个重达1200吨的透明拱顶,同时降低建筑整体能耗,并采用多项能源技术。

国会大厦的改建中充分考虑到了生态学的重要性,这也是招标时的重要指标之一。德国政府想通过这类公共建筑来展示建筑的可持续性,要求把对环境的影响降到最低,同时鼓励加大可再生能源的使用比例。大厦的能源系统使用了包括太阳能技术、机械通风、使用地层作为冷和热储藏(地热能)、热电联产等多项技术。

独特的玻璃幕墙以及热保温材料大大地降低了建筑热损耗,位于屋顶的太阳能发电设备的面积达300多平方米,两座以植物油为燃料的热电厂能够提供国会大厦及其周围议会82%的电能。在夏季,吸收式制冷机使用电厂的部分余热来驱动,解决大厦的制冷问题。另一部分余热被用来将地下300米深处水库中的盐水加热到70摄氏度,然后泵回地下且储存起来,用于冬季供暖。另一个位于地下60米深处的水库用来将冬季室外的冷量存储起来,在夏季室外气温较高的时候用来给大厦制冷。同时,大厦的球形拱顶也被用来解决大厦主会场的照明和通风问题。在拱顶圆洞下方还有一个雨水回收装置,可将回收的雨水处理后供大厦使用。通过所有改建措施,国会大厦的年二氧化碳排放量由原来的约7000吨降低至现在的440吨左右,足足降低了94%。

以政府大型公共项目为推动,采取引导的方式逐渐推广新技术的创新,是德国政府在能源领域一贯的作风。为了更好地提高建筑能效、推广可再生能源在建筑领域的应用,德国联邦政府和各地方政府出台了许多激励补贴政策。其中既有可再生能源的市场激励计划,也有德国复兴信贷银行(KfW)专为建筑节能改造推出的多项资助计划(提供超低利率贷款年利率不会超过2%)。另外,各州、市、乡镇政府及能源供应企业提供各种地区性的资助计划,例如联邦政府光伏屋顶、高速公路两侧光伏工程补贴、巴伐利亚州学校建筑节能50/50计划等。以达到EnEV2009德国节能标准100(KfW100)为基本要求,达到KfW85标准的建筑,每套150m2的建筑改造完成后,联邦和地方政府各奖励5250欧元,共计10500欧元(奖励标准为70欧元/m2)。达到KfW55标准的建筑,每套130m2的建筑改造完成后,联邦和地方政府各奖励15700欧元,共31400欧元(奖励241.5欧元/m2)。另外,从1999年起,德国实施生态税改革,一方面提高能源价格,另一方面将征收税费的90%通过降低退休金交费重新返还给居民和企业,不增加民众负担,这种方式大大提高了社会节能意识,促进了节能技术研发,减少了能源消耗。

这种节能意识的观念输送来自于很多顺理成章的数据研究:一个人每天的时间当中,有多少是呆在建筑里的呢?家庭,办公室,健身房,餐厅,图书馆现代社会下,每个人一天能够暴露在室外的时间屈指可数,因此,一个社会性的整体能耗约束目标呼之欲出。

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