2013年《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見(jiàn)》政策出臺(tái)后，全國(guó)各地的建筑節(jié)能政策紛紛出臺(tái)，鼓勵(lì)建筑節(jié)能發(fā)展，建筑節(jié)能技術(shù)與綠色建筑也如雨后春筍冒出，下面由OFweek節(jié)能網(wǎng)為讀者盤點(diǎn)2013年的十大建筑節(jié)能技術(shù)。 EHVACR在線
1、德國(guó)漢堡建全球首座藻類發(fā)電建筑
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，德國(guó)漢堡正在建造世界上第一座藻類發(fā)電建筑。這座建筑由西班牙工程公司Arup設(shè)計(jì)，正面的鑲嵌玻璃裝有生物反應(yīng)器，內(nèi)有微藻類。這些藻類能夠產(chǎn)生生物量和熱量，是一種可再生能源。此外，這一系統(tǒng)還能為整座建筑隔熱保溫，隔離噪音。
目前，這座建筑的西南面和東南面已安裝了129臺(tái)生物反應(yīng)器，尺寸為2.5米×0.7米。這些反應(yīng)器由一個(gè)能量管理中心控制。能量管理中心負(fù)責(zé)收集太陽(yáng)的熱量而后存儲(chǔ)起來(lái)，用于產(chǎn)生熱水。Arup公司歐洲研發(fā)部門負(fù)責(zé)人加恩-烏爾姆表示：“利用建筑正面內(nèi)的生物化學(xué)過(guò)程形成蔭蔽和能量是一個(gè)真正意義上富有革新性的想法。這是一種具有可持續(xù)性的解決方案，可用于城市的能量生產(chǎn)。能夠在現(xiàn)實(shí)生活中驗(yàn)證這種想法讓人感到欣慰。”
Arup報(bào)告中最令人難以置信的預(yù)測(cè)是：未來(lái)建筑將成為類似大腦的智能建造系統(tǒng)的受益者，這種系統(tǒng)能夠自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足居民的需要。利用有關(guān)能源消耗、天氣和居民需求的數(shù)據(jù)。它們能夠做出合理的決定，在利用資源方面實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。
Arup公司設(shè)計(jì)的這座建筑正面——可利用陽(yáng)光發(fā)電——可以施以納米粒子涂層，用于中和空氣中的污染物和捕獲二氧化碳。巨大的有機(jī)LED等元件允許建筑的所有表面在夜間提供照明，打造一種全新的街道照明方式。報(bào)告稱：“借助于強(qiáng)大的陽(yáng)光吸收能力，這項(xiàng)技術(shù)能夠讓凈能耗的人工照明成為一種可能�！�
2、新加坡的再生混凝土建筑材料
三和環(huán)保大樓位于新加坡北部一個(gè)工業(yè)區(qū)。這棟三層樓高的辦公室在工業(yè)區(qū)內(nèi)乍看并不起眼，但走進(jìn)樓里，給人不一樣的感覺(jué)：環(huán)保，卻也不失注重綠色的現(xiàn)代風(fēng)格。這棟大樓2010年竣工，同年即獲得新加坡建設(shè)局頒發(fā)的綠色建筑標(biāo)志白金獎(jiǎng)，迄今已接待數(shù)千慕名而來(lái)的參觀者。
三和環(huán)保大樓最大的特色是大量采用混凝土建筑廢料循環(huán)生成的混凝土骨料，也就是大小不一的回收石子和碎塊。
三和環(huán)保大樓的第一層在建設(shè)時(shí)也并非是用百分之百的再生混凝土碎塊，而是在建設(shè)完第一層經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)效果很好，于是提高比例，到第三層的時(shí)候最終決定嘗試采用100％的再生混凝土骨料。
為了監(jiān)測(cè)使用再生石子的混凝土能否保證建筑物的性能，研究團(tuán)隊(duì)在大樓的支柱等結(jié)構(gòu)性部位安裝了光導(dǎo)纖維感應(yīng)器，以監(jiān)測(cè)混凝土的各種性能，如耐壓性。何玉榮解釋，從建成以來(lái)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，使用再生石子的混凝土性能已趨于穩(wěn)定。
3、納米涂層“智能窗”問(wèn)世
美研究人員研發(fā)了一種嵌入了納米晶體薄涂層的更加智能的玻璃“智能窗”，能通過(guò)動(dòng)態(tài)控制照進(jìn)的光線，提升居住舒適度而且環(huán)保節(jié)能。該消息有望為國(guó)內(nèi)環(huán)保節(jié)能材料制造商帶來(lái)新的市場(chǎng)機(jī)遇。
據(jù)美國(guó)媒體周四報(bào)道，能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（伯克利實(shí)驗(yàn)室）的科研人員研發(fā)了這項(xiàng)技術(shù)，該納米涂層可對(duì)可見(jiàn)光和產(chǎn)生熱量的近紅外光（near-infrared）進(jìn)行選擇性控制，以便在任何天氣情況下，都可最大程度地節(jié)約能源，而且能增加居住者的舒適度。
“在美國(guó)，我們要花總能源的四分之一來(lái)照明、加熱、以及冷卻我們的建筑物”實(shí)驗(yàn)室主要研究人員Delia Milliron表示，“而這種新材料，將會(huì)對(duì)建筑節(jié)能產(chǎn)生重大影響。”
Delia Milliron的研究小組此前曾因研發(fā)“智能窗“技術(shù)而廣為人知，該技術(shù)可在不阻擋可見(jiàn)光的情況下阻止近紅外光。
而團(tuán)隊(duì)的最新發(fā)現(xiàn)可對(duì)可見(jiàn)光和近紅外光同時(shí)提供獨(dú)立控制，這無(wú)疑使他們的研究更上層樓。這項(xiàng)發(fā)明令研究團(tuán)隊(duì)得到2013年R&D100的大獎(jiǎng)。目前研究人員正在對(duì)這項(xiàng)創(chuàng)新進(jìn)行早期的商業(yè)化操作。
對(duì)近紅外光的獨(dú)立控制，意味著居住者在室內(nèi)擁有自然光的同時(shí)，感受不到光照帶來(lái)的熱量，這將減少空調(diào)和人工照明的需要。
同時(shí)，“智能窗”同樣可切換至同時(shí)阻止光和熱的黑暗模式，或者切換到完全透明的模式。
4、瑞典公司設(shè)計(jì)“吸管摩天大樓” 可發(fā)電夜晚能變色
據(jù)英國(guó)媒體報(bào)道，這座摩天大樓設(shè)計(jì)與眾不同，從外觀上看非常像戴著巨大的假發(fā)。然而，專家指出，它將成為未來(lái)高層建筑設(shè)計(jì)新寵兒，不僅具有景觀性，還是一座環(huán)保建筑，可以產(chǎn)生電能，甚至夜晚整個(gè)大樓能夠發(fā)光。
事實(shí)上，這種建筑的“毛發(fā)”是纖細(xì)的纖維，在風(fēng)中吹動(dòng)時(shí)能夠?qū)?dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�，充分利用高層建筑的風(fēng)力資源。它是由瑞典設(shè)計(jì)公司Belatchew Arkitekter設(shè)計(jì)的，這個(gè)項(xiàng)目稱為“吸管摩天大樓”，將建造在城市中心地帶。
公司指出，吸管摩天大樓未來(lái)將成為城市風(fēng)力發(fā)電廠，通過(guò)使用壓電技術(shù)，大量纖細(xì)吸管通過(guò)風(fēng)流輕微飄動(dòng)產(chǎn)生電能。這將形成一種新型風(fēng)力發(fā)電站，開(kāi)啟建筑體產(chǎn)生能量的巨大潛力。
該公司指出，這種奇特的建筑覆蓋物甚至可作為一個(gè)旅游景點(diǎn)。持續(xù)飄動(dòng)的吸管從外觀上形成一種波浪狀景觀，被認(rèn)為處于靜態(tài)的摩天大樓突然間變得生動(dòng)起來(lái)，甚至整個(gè)建筑體能夠“呼吸”。
吸管結(jié)構(gòu)在風(fēng)中飄動(dòng)使摩天大樓的外觀處于變化之中，在夜晚這些吸管會(huì)發(fā)光，使整個(gè)建筑大樓不斷變換色彩。
5、零能耗建筑：利用電子技術(shù)及傳感器節(jié)能減排30%
“充分利用能量采集技術(shù)，應(yīng)用‘無(wú)電池’開(kāi)關(guān)”，這是戶田建設(shè)公司力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)“零能耗建筑”（ZEB）所采取的三大舉措之中的首項(xiàng)舉措，然而，在就此向建筑業(yè)界相關(guān)人士進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，對(duì)方必定會(huì)提出這個(gè)問(wèn)題。
作為無(wú)電池開(kāi)關(guān)，看中了德國(guó)易能森公司（EnOcean）開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。其工作原理是，借助人用手指按壓開(kāi)關(guān)按鈕產(chǎn)生的作用力，啟動(dòng)內(nèi)部磁鐵，利用電磁感應(yīng)發(fā)電。使用所發(fā)電力發(fā)送無(wú)線信號(hào)，打開(kāi)或者關(guān)閉開(kāi)關(guān)。而且，作為第2款無(wú)電池開(kāi)關(guān)，還開(kāi)發(fā)出利用村田制作所壓電元件的產(chǎn)品，擴(kuò)充了產(chǎn)品陣容。
無(wú)電池開(kāi)關(guān)采用了將人按壓無(wú)線開(kāi)關(guān)的壓力通過(guò)電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Φ募夹g(shù)。
通過(guò)利用易能森的技術(shù)，無(wú)需進(jìn)行布線。這對(duì)于本公司來(lái)說(shuō)也是一個(gè)非常大的好處。雖然無(wú)電池開(kāi)關(guān)的價(jià)格非常高，但卻具備可大幅縮短工期的特點(diǎn)。
三大舉措的第二項(xiàng)，是利用低功耗無(wú)線ZigBee的傳感技術(shù)及照明控制。在這方面，能量采集也掌握著關(guān)鍵。我們計(jì)劃使能量采集與零能耗建筑相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)“工作照明及周圍照明系統(tǒng)”
戶田建設(shè)公司在工作照明和周圍照明系統(tǒng)（Task&Ambient）中，采用了利用ZigBee網(wǎng)關(guān)的無(wú)線通信技術(shù)，以及基于能量采集技術(shù)的無(wú)電池開(kāi)關(guān)（無(wú)線通信采用EnOcean），目前正在驗(yàn)證這種系統(tǒng)在實(shí)際空間中是否耐用。
關(guān)于第三項(xiàng)舉措“利用二氧化碳傳感器等，使空調(diào)換氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能化”，戶田建設(shè)目前正與村田制作所合作，在戶田建設(shè)的技術(shù)研究所共同進(jìn)行著相關(guān)實(shí)證實(shí)驗(yàn)。一定面積以上的建筑必須對(duì)換氣量進(jìn)行控制，使房間中央的二氧化碳濃度低于1000ppm。通過(guò)利用二氧化碳傳感器進(jìn)行控制，可削減約30％的換氣量。如果是1萬(wàn)平方米左右的辦公樓，年用電量有望削減約1萬(wàn)千瓦時(shí)。
6、神奇的建筑“繃帶” 從“應(yīng)急措施”變?yōu)椤案局委煛?/DIV>
東日本大地震發(fā)生4天之后，在地震烈度達(dá)6弱的宮城縣仙臺(tái)車站前，當(dāng)?shù)氐臋岩鞍儇浬痰暌呀?jīng)迅速地在相鄰一棟建成40年的辦公樓一角設(shè)置臨時(shí)店鋪，開(kāi)始了營(yíng)業(yè)。實(shí)際上，其大廈是車站周邊地區(qū)最老的建筑之一，卻在猛烈的地震之后很快恢復(fù)了使用。
仙臺(tái)車站周邊的許多建筑在地震后都出現(xiàn)了裂縫等，有可能倒塌，因此不得不暫時(shí)停止使用，需進(jìn)行大規(guī)模維修，在這種情況下，櫻野百貨商店大廈和上文提到的辦公樓卻幾乎毫發(fā)無(wú)傷，其原因何在？其實(shí)，這主要得益于兩棟大廈都在2010年采用了五十嵐開(kāi)發(fā)的抗震加固技術(shù)。其名為“繃帶加固施工法”。
繃帶加固施工法是在鋼筋混凝土支柱表面涂覆粘合劑，然后像繃帶一樣在柱子上一圈圈纏繞聚酯纖維“加固帶”。其正式名稱是“SRF（＝Super Reinforcement with Flexibility）施工法”。
繃帶加固使用的材料僅有加固帶和粘合劑2種，非常簡(jiǎn)單。施工時(shí)僅需將加固帶螺旋狀地纏繞在柱子上即可，因此無(wú)需特殊的技術(shù)及施工器材。作為加固帶材料的聚酯纖維本身也一種常見(jiàn)材料，已經(jīng)被應(yīng)用于汽車安全帶、游艇帆及登山繩等。加固帶的強(qiáng)度是汽車安全帶的5倍，拉長(zhǎng)約10％也絕不會(huì)斷裂。
另一方面，粘合劑是使用聚氨酯制造的單組份無(wú)溶劑產(chǎn)品，由于沒(méi)有使用有毒的甲醛及溶劑，因此不會(huì)散發(fā)出粘合劑特有的刺鼻氣味，不會(huì)對(duì)身體健康及環(huán)境等產(chǎn)生不良影響。由于該粘合劑凝固速度較慢，因此施工人員可仔細(xì)進(jìn)行加固施工，凝固后的強(qiáng)度也比較高。
7、大和房建上市2代節(jié)能住宅，停電也能正常生活一天
日本大和房建工業(yè)公司于4月1日上市配套使用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、蓄電池及家庭能源管理系統(tǒng)（HEMS）的獨(dú)戶住宅“SMAEcoOriginalII”。這是該公司繼2011年10月上市的“SMAEcoOriginal”之后，推出的第2代節(jié)能住宅商品。比較第1代產(chǎn)品，新產(chǎn)品增加了蓄電池容量，并對(duì)家庭能源管理系統(tǒng)的功能進(jìn)行了擴(kuò)充。
新產(chǎn)品采用的蓄電池是日本ELIIYPower公司制造的、使用鋰離子充電電池單元的“POWERiE6”。容量為6.2千瓦時(shí)（kWh），輸出功率為3.0千瓦（kW）。其容量很大，為第1代產(chǎn)品采用的蓄電池（容量為2.5千瓦時(shí)）的2倍以上。關(guān)于太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，推薦使用夏普產(chǎn)品。平時(shí)，將單價(jià)較低的深夜系統(tǒng)電力以及太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)的電力儲(chǔ)存在蓄電池中，在向家庭供給電力的同時(shí)，將剩余電力出售給電力公司。
大和房建工業(yè)估算，停電時(shí)將蓄電池作為緊急電源，可滿足最長(zhǎng)24小時(shí)左右的做菜及看電視之類日常生活需要。該公司還表示，在可以利用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電的情況下，甚至可以滿足停電數(shù)日時(shí)的用電需求。
8、自動(dòng)控溫節(jié)能又低碳的未來(lái)房子
在許多廠家看來(lái)，未來(lái)的智能化家居將會(huì)給人們帶來(lái)更加方便、更加舒適的生活體驗(yàn)。谷歌公司在2011年就提出了智能家居計(jì)劃，這一計(jì)劃的本質(zhì)是能夠讓用戶通過(guò)手中的手機(jī)或平板電腦對(duì)家用電器進(jìn)行控制。當(dāng)然，不管是微軟還是谷歌，他們的智能家居都還只是雛形，實(shí)際應(yīng)用還需假以時(shí)日。但是現(xiàn)在，日本一家公司已經(jīng)推出了智能房子。
從事電氣工程教學(xué)研究的天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院王繼東副教授表示：“智能家居是一種利用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信和自動(dòng)控制技術(shù)而形成的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，它將各類家用電器、傳感器以及相關(guān)控制設(shè)備有機(jī)地結(jié)合到一起，為用戶提供各種智能化的服務(wù)，營(yíng)造一個(gè)經(jīng)濟(jì)、舒適、安全、可靠、便利、互動(dòng)、環(huán)保、節(jié)能的居住環(huán)境。一般來(lái)說(shuō)，智能家居的主要功能包括家電控制、環(huán)境監(jiān)控、安全防范、影音控制、家庭網(wǎng)絡(luò)和能量管理�！边@樣看來(lái)，智能家居同傳統(tǒng)家居相比，主要的特點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了家庭主要電器設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接與監(jiān)控，也就是家庭范圍內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)。用戶可以通過(guò)終端設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)或者遠(yuǎn)程控制各類家用電器，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)連接的各類傳感器，監(jiān)測(cè)家庭的溫濕度、照明亮度等環(huán)境參數(shù)，進(jìn)而智能地控制相應(yīng)的空調(diào)、燈光、門禁等設(shè)備，保證室內(nèi)環(huán)境的舒適和安全。
9、華工學(xué)生造出負(fù)能耗手智能化控制小屋
6月24日，經(jīng)過(guò)歷時(shí)一年多的設(shè)計(jì)、施工，華南理工大學(xué)在中建四局、中國(guó)興業(yè)太陽(yáng)能技術(shù)控股有限公司、中建鋼構(gòu)有限公司等13家單位的幫助下，其設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能房屋E-concave在廣州赤沙工地舉行竣工儀式。
節(jié)能、環(huán)保，是這座占地僅88平方米的太陽(yáng)能小屋最大特點(diǎn)。它通過(guò)利用被動(dòng)式的節(jié)能技術(shù)，強(qiáng)調(diào)了建筑的能源和資源節(jié)約。如墻體使用了甘蔗渣回收制成的聚氨酯保溫材料，同時(shí)結(jié)合性能極高的真空絕熱板，達(dá)到了很高的保溫系數(shù)，如同一件厚厚的外衣，抵御寒冬的北風(fēng)和低溫，保證了房屋的保溫性能。此外E-concave的室內(nèi)外都采用環(huán)�？苫厥绽玫牟牧�，包括竹木材料、木材、鋼材等等。通過(guò)竹木材料的運(yùn)用，創(chuàng)造出自然舒適的居住空間。
E-concave雖小，但科技含量卻很高。屋頂鋪設(shè)了光伏板，每天能發(fā)電超過(guò)60度。據(jù)測(cè)算，一年下來(lái)可產(chǎn)生自身消耗兩倍多的電量，即使是在陰雨和大雪天氣，也能保證房屋用電的正常運(yùn)行，真正實(shí)現(xiàn)房屋的“負(fù)能耗”。此外，房屋采用光伏光熱一體化的光熱板，產(chǎn)生電量的同時(shí)能加熱熱水，滿足房屋正常的熱水所需，達(dá)到了太陽(yáng)能電能300%的利用率。E-concave大部分家用電器及設(shè)備能實(shí)現(xiàn)智能控制。通過(guò)手機(jī)、平板電腦，就能看到房屋的能耗使用情況、室內(nèi)的溫濕度情況，同時(shí)控制房屋的燈光、電視、投影儀、窗簾、天窗開(kāi)啟。結(jié)合kinect系統(tǒng)，房屋能通過(guò)識(shí)別人體的手勢(shì)實(shí)現(xiàn)房屋燈光不同模式的控制。
10、竹中工務(wù)店開(kāi)創(chuàng)利用室內(nèi)環(huán)境振動(dòng)發(fā)電節(jié)能新技術(shù)
日本竹中工務(wù)店公司日前開(kāi)發(fā)出了一種新技術(shù)，可將人的步行及設(shè)備機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)等，建筑物內(nèi)日常產(chǎn)生的環(huán)境振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換成電力，用作傳感器電源。現(xiàn)已將該技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)控建筑物內(nèi)環(huán)境的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。竹中工務(wù)店力爭(zhēng)使這種監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，從而在翻修時(shí)無(wú)需進(jìn)行布線施工，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，提高環(huán)境舒適性和用戶滿意度。
竹中務(wù)工店在其技術(shù)研究所內(nèi)，實(shí)施了利用空調(diào)管道微振動(dòng)的辦公空間溫濕度監(jiān)控實(shí)證實(shí)驗(yàn)，通過(guò)半年時(shí)間，確認(rèn)了電源自立型系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。今后，將根據(jù)應(yīng)用對(duì)象及用途，討論與各領(lǐng)域元件廠商開(kāi)展業(yè)務(wù)合作，推廣利用振動(dòng)發(fā)電的技術(shù)及系統(tǒng)。
利用振動(dòng)發(fā)電的能量采集元件和無(wú)線傳感器元件是在三美電機(jī)公司的協(xié)助下開(kāi)發(fā)的，二者現(xiàn)已集成為一體。發(fā)電時(shí)使用“調(diào)諧質(zhì)量阻尼器”（Tuned Mass Damper，TMD）元件，該元件可將環(huán)境振動(dòng)中較多的12～41赫茲振動(dòng)高效轉(zhuǎn)換成電力。如果設(shè)備機(jī)器和管道產(chǎn)生振動(dòng)，無(wú)需使用電池即可連續(xù)供電。 |
