川观新闻记者 张明海

“双碳”背景下,一系列与其相关的热词也随之出现——“近零碳建筑”,就是其中的一个。

“近零碳建筑”,指建筑物通过适应气候特征和场地条件,通过被动式建筑设计最大幅度降低建筑对能源的需求,运行过程中全电化,不使用燃气,建筑排放的碳量处于较低水平。

近日,四川天府新区首个“近零碳建筑”——中建低碳智慧示范办公大楼正式启用。中建西南院双碳工程技术研究中心主任袁渊介绍,该大楼采用了30多项低碳建筑技术,是国家重点研发计划“绿色建筑及建筑工业化”重点专项科技示范工程。

“近零碳建筑”究竟长什么样?它如何实现将碳排放量保持在“近零”的较低水平?“绿建筑”背后有哪些“黑科技”?4月20日上午,川观新闻记者来到成都市兴隆湖畔,走进中建低碳智慧示范办公大楼,进行实地探访。

天府新区首个“近零碳建筑”全景 中建西南院供图

“节能外衣”

8000多平米屋顶花园,与光伏一起综合年固碳量超过1000吨

走入中建低碳智慧示范办公大楼,需拾阶而上——袁渊介绍,采用层层退台的设计,一方面是为了利用场地高差减少开挖土石方,更主要是为实现空气更顺畅的流通。

伴随层层退台的,还有层层叠翠,整个办公区的建筑都穿上了一层“节能外衣”:屋顶是总共8000多平方米的屋顶花园,大楼四周也满布着绿色的藤蔓。

大楼采用屋顶花园的同时,墙面也进行了垂直绿化 中建西南院供图

“这些都是本地的植物,成本低、易于维护,比如房屋四周的藤蔓,就是成都常见的油麻藤。”袁渊介绍,这些屋顶花园和垂直绿化实现大楼屋顶和四周墙面全覆盖,像是为建筑戴上了“防晒帽”和“防护外套”,能实现为大楼降温,消减大楼的城市热岛效应。

这些“节能外衣”,能减掉多少碳排放?

“实际上,植被是最好的固碳方式。”袁渊介绍,8000平方米的屋顶花园,除了吸收热量外,与屋顶的光伏发电一起实现年固碳量1000吨。同时,在大楼的地下室内还设置了雨水收集池,用于植物灌溉和场地冲洗,在灌溉上,则通过智慧灌溉系统来节约水资源,“根据测算,每年可减少用水约1700吨”。

“建筑的碳排放,90%以上在建筑物的运行过程中,这样通过建筑自身节能和屋顶绿化等设计,就可以从源头上来进行优化。”袁渊表示。

自然采光

玻璃幕墙、采光天井,87%的功能房间实现自然采光

一眼看去,大楼最吸引人的地方,除了满眼绿色之外,还有四面全是玻璃的大楼外墙。

这些玻璃外墙的作用在哪里?走进大楼,川观新闻记者发现,无论是在大厅、走廊,还是在办公室,在室内照明灯没有打开的情况下,不仅室内通透,而且光线效果也非常好。

“对自然光的引入,只是玻璃幕墙效用的一方面,另外,它还能充分实现节能的效果。”袁渊介绍,玻璃幕墙采用的三银双中空LOW-E玻璃,较普通中空玻璃来讲,得热系数优化至0.19,可以节省35%的空调能耗,“简单来说,在夏天,室内玻璃的一侧,可比室外一侧低9°C”。

大楼四周墙面采用玻璃幕墙 中建西南院供图

这一玻璃幕墙的成本如何,能否推广?袁渊表示,这一幕墙体系已用于成都天府国际机场等航站楼外墙,虽然成本上较普通玻璃贵一些,但从建筑物全生命周期的角度长远来看,在建筑物长期运行中,可降低不少的能量消耗和成本支出。

最大程度采用自然光——按照这样的理念,在玻璃幕墙之外,在大楼内还专门设置了采光天井。

大楼内的采光天井 中建西南院供图

“我们在设计时对大空间采光问题进行了模拟分析,在最有利区域设置采光天井。同时,还在屋顶花园设置光导管,将自然光导入室内。综合下来,使得大楼内87%的功能房间可达到自然采光标准,这样就可以减少白天开灯。”袁渊告诉川观新闻记者。

在自然采光之外,仍然避免不了使用照明用电,比如说阴天或晚上。在这样的情况下,如何来最大程度节能?为此,大楼内设置了“工位照明DALI控制系统”的感应模块,“可以感应区域人员活动情况,配合照度感应,进行灯具的开关和亮度调节,避免了办公区空无一人却灯火通明的情况出现”。

光储直柔

地下室装上“充电宝”,楼顶光伏年发电量约12.9万千瓦时

与其他办公大楼明显不同的,在中建低碳智慧示范办公大楼顶部设置有光伏板,一期540平方米,二期在建的也超过300平方米——同时,在地下,还专门建有储存光伏发电的“充电宝”。

“这一技术叫做‘光储直柔’(是在建筑领域应用太阳能光伏[Photovoltaic]、储能[Energy storage]、直流配电[Direct current]和柔性交互[Flexibility]四项技术的简称),是西部地区在建筑上的首次采用。”袁渊介绍,整个大楼一二层的示范区域照明、电脑用电以及地下室照明和充电,都来自于大楼六层及七层的分布式光伏发电。

“大楼分布式光伏板面积总共865平米,装机容量163千瓦,年发电量约12.9万千瓦时。同时,对于地下室的大型储能机房,运维系统也可实时监控发电量及用电量。”袁渊说。

多余的电,还可以储存起来,用于员工进行电动车充电。而在发电量不足的时候,还可以利用市电谷价来充满电动车,然后向“充电宝”进行反向充电,赚取差价。“这是最直观和简单的碳交易。”袁渊表示,据测算,光是建筑光伏发电一项,每年可产生10万元收益。

袁渊告诉川观新闻记者,通过“节能外衣”、自然采光以及“光储直柔”等一系列技术,较成都市一般办公楼相比,该大楼年均能耗从120千瓦时/平方米降低至40-80千瓦时/平方米,每年可以节省用电186万千瓦时、约150万元,年减少碳排放约1027吨。