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打造我国节能科技楼典范

时间:2023-12-12 00:59:11 来源: 资讯动态

  夏天不开空调也不会感觉很热、冬天没有暖气也不会感觉很冷,这是中国工程院“节能科技楼”给人最直观的感受。

  全年可最大节约用电34万度、水6900吨、热661.1千兆焦耳、标煤112.2吨以及二氧化碳排放量265.2吨,则是中国工程院“节能科技楼”交出的节能“答卷”。

  记者获悉,近年来,通过结构节能、技术节能、优化节能和行为节能的系统节能理念的贯穿,中国工程院通过开展节能科技楼的建设工作,降低了能源消耗,并逐渐建成了“全国节约型办公区”示范单位及建筑节能科普基地。

  在北京西城区德胜门城楼的西北角,一座灰色的建筑,端庄而严肃,与德胜门城楼两两相望。站在大楼内,德胜门的景观尽收眼底。

  这就是中国工程院的综合办公楼。1994年,中国工程院建立,随着中国工程院院士规模的扩大和工作任务的增加,中国工程院原有的办公设施已不适应中国工程院事业发展的需要。为切实改变办公条件,更好地为院士们开展咨询研究和学术活动提供服务,2002年初,中国工程院向国家相关部门提出建设工程院综合办公楼的立项申请,并最终被国家发展改革委批准立项。

  2005年中国工程院综合办公楼开工建设,由中国工程院院士关肇邺负责大楼总体设计、中国工程院院士孟兆祯负责园林绿化设计。2007年综合楼竣工并投入到正常的使用中。综合楼建筑总面积约22883平方米。

  关肇邺在谈及综合楼的设计理念时说:“很重要的一点,就是它和环境的关系,也就是需要力求建筑与周围的环境和谐。”

  中国工程院副院长干勇则向《中国科学报》记者介绍,工程院综合楼从立项之初,就设计了节能环保的楼宇结构,达到国家公共建筑50标准。

  “在综合楼立项设计之初,工程院就采取了先进的节能与环保措施,把降低建筑的本体能源消耗放在了首位,在结构节能方面采取了许多先进一流的技术,为节能工作打下了坚实的基础。”干勇说。

  中国工程院院士顾真安则向《中国科学报》记者介绍,为了贯彻国家关于建设资源节约型、环境友好型社会的要求,中国工程院综合楼建设从点滴做起,贯彻节能理念。如顾真安提出,节能环保要从领导做起、从吃饭开始,他提出在中国工程院内,用餐都采用自助餐的形式,解决吃饭浪费的问题。

  “当时的理念是,我国的资源、能源不够,人均资源拥有量、人均排放量等都排在世界落后位置,唯一的出路就是节约、少排放。”顾真安说,中国工程院应该在建设节约型社会方面起到引领作用。

  据悉,建成后的中国工程院综合楼不仅功能齐全、先进,而且不奢华,环境友好,建筑风格跟工程院性质相符合。综合楼建设坚持以环保、节水、节能、节电为宗旨,着眼技术创新,营造高效优化的环境。

  2011年,国家发展改革委、国管局等部门将中国工程院列为“中央国家机关节约型办公区”建设试点单位。中国工程院成立了以干勇副院长为组长的领导机构,组织落实该项工作。

  干勇表示,2011年以来,多位院士及专家结合实践、认真思考、不断总结,给“节能科技楼”建设确定了以下指导思想:以“示范性、科普性、前瞻性、开放性和安全性”为建设宗旨,以“科学节能、技术领先”为建设原则。

  今年2月9日,经中国工程院第四次机关办公会研究,并上报院领导批准,中国工程院“节能科技楼”建设工作规划得以通过。中国工程院真正开始启动节能科技楼的建设工作。

  在中国工程院综合楼的楼顶上,一排排太阳能光伏装置整齐而壮观,包括单晶、多晶、薄膜等电池组件组成的光电光热系统,成为中国工程院综合楼一道亮丽的风景线。据悉,其总装机容量达到了82.5千瓦,年发电量可达9万度;126平方米的太阳能热水系统,能日产8吨热水。

  一栋办公楼的光电光热系统能有如此好的节约能源的效果令许多人都瞠目结舌。但这只是中国工程院综合楼节能建设的一部分。

  记者在采访中还看到,在中国工程院综合楼的南面,有蓄水量达336立方米的雨水收集系统,能将楼顶和院内道路的雨水,直接引入地下集水池,每年可收集雨水约1500吨,用于绿化灌溉。其污水收集、处理、储存系统则采用以国家“863”计划最新产品复合膜材料为核心的组器件,将生物处理系统、设备、自动控制和操作空间进行集成,实现污水深度处理,出水指标稳定,达到国家景观水标准,经处理后的污水可直接浇灌苗木和草坪。采用这些措施后,工程院每年可节水50%。

  在中国工程院院内,还能看见一个独特的小房子,里面设有专门的餐厨垃圾处理系统。该系统将餐厨垃圾经过生物发酵、生物除臭、油水分离后,变成有机肥料,用于园林绿化施肥,可日处理餐厨垃圾约100公斤,在源头实现餐厨垃圾“减量化、资源化、无害化”的处理目标。

  工作人员还和记者说,综合楼内装有热回收效率更大的空调机组和新风换热器,能大幅度的降低能耗。所有的照明均采用LED照明、智能照明控制管理系统等,会议室还采用了照明分组控制管理系统,能根据会议室需求灵活选择照明模式。

  中国工程院采用的节能技术几乎都是当前国内最具创新性的节能技术。记者感受到,中国工程院犹如一个节能创新技术的展示基地。

  不仅如此,干勇还向记者介绍,经过几年节能工作的不断摸索和验证,中国工程院还逐渐形成了以结构节能、技术节能、优化节能和行为节能为手段的系统节能理念,使其节能技术和工作更加系统化、深入化。

  其中,结构节能主要是结合现代隔热性能更高的材料,在其墙体窗体屋面采用了立体式的先进隔热技术,大幅度的降低了建筑本体能耗。如填充墙采用了陶粒混凝土空心砌砖,外墙为300毫米厚,用80米毫米厚挤塑聚苯板做了内保温,能达到很好的保温效果等等。

  技术节能,主要是在结构节能的基础上,联合多家企业做了一系列的关于创新技术方面的节能工作,综合采用以水、电、气和清洁能源等科学利用为手段的20多项节能创新技术,提高了节约能源的效果。技术节能最重要的包含中水处理系统、餐厨垃圾处理系统、雨水收集系统、太阳能利用、信息机房热管换热技术、水泵变频、梯级加热系统、热力站余热回收系统、综合节电、综合节水以及节气及环保材料应用等。

  优化节能,主要是通过“系统能效管理平台”实现,该平台从系统能效理论和四环节优化技术为基础,将先进的传感技术、信息技术、控制技术融为一体,全面采集设备的工况信息、环境信息和个性化需求信息,集成楼内所有的用能、产能和储能等设备,从系统的角度实现设备、行为和管理优化,实现能源和资源利用效率的最大化。

  行为节能,主要是通过节能宣传,建设节能科普展示平台,引导共同行为节能,达到节约能源的效果。最重要的包含,思想方面,加强组织宣传,建设节能科普展示平台,营造机关节能新文化;意识方面,根据能效平台的行为优化建议,倡导少开空调,充分的利用自然风等,并将节能行为强化并扩大化;行动上,主要是张贴节能宣传标语,时时提醒,同时也加强节能配套设施的建设等。

  中国工程院节能科技楼的建设不仅是节能技术的系统集成,也是多学科院士们集体智慧的结晶。中国工程院院士孟兆祯在谈及中国工程院节能科技楼的建设情况时,以雨水收集系统为例介绍:“水有自然循环,我们遵循这种自然循环,把所有的自然降水集中在工程院最低的地方。我们挖了一个地下装雨水的池子,给它取了个名字叫甘霖复始。除了生态效应、社会效应以外,我们还需要把它作为一个艺术美来创造,把自然美融于社会美变成艺术美。”

  顾真安在评价中国工程院的节能科技楼时说,节能涉及到建筑、建材、资源、能源、环保、电子信息等所有的领域,中国工程院结合所有的领域的院士资源,多学科交叉支撑,在建筑节能方面为全社会建设了“样板”。

  目前,建筑能耗已占到我国全社会总能耗的27.5%,成为中国的能耗大户,建筑节约能源改造成为全社会共同关注的话题。在谈及建筑节约能源改造现状时,顾线%的建筑实现了节约能源改造,德国这一数值是96%,在中国,大城市只有44%的建筑完成了节能改造,全国仅有6%的建筑实现了节能改造。

  而与此形成鲜明对比的是,中国工程院通过实施各项节能技术,取得了明显的节约能源的效果。据中国工程院的有关报告数据显示,中国工程院全年最大可节约电量34万度,节约水6900吨,节约热661.1千兆焦耳、标煤112.2吨以及二氧化碳排放量265.2吨。中国工程院综合楼的总体节能率能达到77.3%。

  而且,节能科技楼所利用的每一部分节能技术都达到明显的节约能源的效果。例如,按照原建设部2005年颁布的《公共建筑节能设计标准》,该楼加大墙体内保温材料的厚度,使墙体的传热系数小于0.52;外窗玻璃采用在线低辐射双层中空自洁净玻璃,窗框使用先进的铝包木材料,使整窗的综合传热系数小于1.3;中国工程院综合楼的学术报告厅空调机组增加热回收装置,热回收率达到80%以上;大厅采用了地面下地热供暖,大大节约了供暖用的能源;综合楼内几乎所有的灯具都采用了LED灯具,并安装了智能照明控制管理系统,可根据工作需要自动调节灯具的开关数量和亮度,与传统灯具相比,可节约电能40%以上;光电光热一体化系统采用循环水通过电池板背面降低其温度,这样既提高了发电效率又产生了热水,系统总转换效率可达到40%,其中光电转换效率约9.3%;梯级加热系统是将生活热水通过冷却塔余热回收系统、光电光热一体化系统、光热系统和市政热交换系统四步梯级加热,既实现了余热回收,又节约了能源;热力站余热回收系统采用全热回收新风换气机组,供暖季节将地下一层换热站热空气和一层贵宾室的冷空气进行热交换,使热量转移给贵宾厅,减少了贵宾厅供暖季节市政用热需求;楼外两岗亭屋顶安装储能式太阳能薄膜电池,白天发电储存,夜间投入岗亭照明,照明时间可持续7小时等。

  干勇还介绍,中国工程院联合高校及相关企业组织建筑节能创新技术的示范工作,如与同济大学开展城市污水处理及回用集装式膜生物反应器的研究,与新奥集团、中国通用技术集团中轻太阳能电池公司、大唐电信集团、英利能源(北京)有限公司、北京四季沐歌太阳能集团、中能桑普科技股份有限公司、北京飞捷利达科技有限公司、北京中源创能工程技术有限公司、北京纳源丰科技发展有限公司、格兰富水泵(上海)公司北京分公司、大连路明集团等多家企业,探讨建筑物系统节能建设方案,创新建筑节能新理念,分布在楼顶、楼内、楼外、地下的多种先进节能技术,还成为学、产、研结合的典范。

  “我们的示范应用对企业的技术创新是极大的鼓励,同时也是对他们创新技术的无形宣传。”干勇介绍,许多优秀的企业也乐意利用中国工程院节能科技楼这样的平台积极展示他们最新、最先进的节能创新技术。

  国家发展改革委副主任10月17日在参观该楼后表示,我国既有建筑约400亿平方米,且近年来以每年20亿平方米的速度增加,建筑能耗已占我们国家社会总能耗的20%以上。我国建筑亟须进行节能改造,而中国工程院提供了很好的建筑节能样板。

  “节能科技原来这么有学问,我们回去要多了解一下这方面的知识。”一名参观完中国工程院节能科技楼的中学生对中国工程院主席团名誉主席徐匡迪和中国工程院院长周济说。

  2012年7月,上海久隆中学学生来到中国工程院节能科技楼参观,徐匡迪和周济亲自给他们当向导,介绍其节能科技方面的情况。许多学生参观后,立即对节能科技知识产生了极大的兴趣和好奇,激发了他们对工程科技知识了解的渴望。

  今年9月中旬,国管局公共机构节能司、国家发展改革委环资司的有关领导也前来参观中国工程院节能科技楼,他们都表示:该楼具备示范条件。

  据悉,近年来,中国工程院节能科技楼建设取得明显成效,引起了社会各方关注,许多人慕名前来参观。对于中国工程院来说,建设节能技术展示平台及科普宣传教育基地成为其节能科技楼建设的下一个重要目标。

  干勇则介绍,从今年10月开始,中国资源综合利用协会协调相关院士和专家,从结构节能、技术节能、行为节能和优化节能四个方面对中国工程院的“节能科技楼”开展了系统节约能源的效果评估,并完成了评估报告。

  此外,中国资源综合利用协会联合中国标准化研究院,以中国工程院节能科技楼为研究对象,编制了《公共办公楼宇节能技术指导性建议》,为院士们的相关咨询研究提供基础性素材。大唐电信集团开发了中国工程院一层节能科普大屏的软件,该软件具备公告公布、能效展示、节能宣传和智能互动等四个方面的功能。

  干勇指出,中国工程院还将逐渐完备现有的节能技术并来测试和展示,如增加太阳能储能系统等。同时,还将加强完善节能科普展示平台,加强行为节能,营造机关节能文化新氛围,建设青少年节能科普教育基地。

  中国工程院院长周济则表示,中国工程院节能科技楼建设的下一步重点是,要通过结构节能、技术节能、优化节能和行为节能等系统节能理念,逐步将其建设成为全国节能性办公区的示范单位,并尽早建成中国工程院节能科技楼节能技术展示平台科普宣传教育基地。

  顾真安认为,作为中国工程科技界的最高名誉性学术性机构,中国工程院应该在建筑节能及节能环保方面起到引领和示范效应。

  “关键要抓两头,要针对中小学生和省部长进行科学发展的示范教育,给他们开设建筑节能科普课程,并积极邀请中小学生和省部长们前来中国工程院节能科技楼参观学习,也欢迎他们提出宝贵意见。”顾真安说。