2013十大建筑能前沿技術(shù)

1、2013年十大建筑節(jié)能前沿技術(shù)-建筑論文2013年十大建筑節(jié)能前沿技術(shù)文/夢(mèng)莎全球居住環(huán)境日新月異，建筑風(fēng)格百花齊放。建筑節(jié)能技術(shù)與綠色建筑 也如雨后春筍冒出，不斷顛覆著經(jīng)典。讓我們一起盤點(diǎn)一下2013年的十大建筑 節(jié)能技術(shù)，探秘這智慧之光。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X 0.7米。這

2、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，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?！备鶕?jù)他們的設(shè)想，未來的摩天樓將是“活建筑”，由藻類提供能量，能 夠?qū)μ鞖夂途用裥枨蟮淖兓詣?dòng)做出響應(yīng)。根據(jù)他們的預(yù)測(cè)，噴氣動(dòng)力機(jī)器人維 修工、摩天農(nóng)場(chǎng)和光電油漆都將用于未來的建筑。Arup公司報(bào)告指出：“在這個(gè)新興時(shí)代，建筑、預(yù)制和模塊系統(tǒng)的研究將取得大幅進(jìn)步，可以由機(jī)器人運(yùn)輸

3、和組裝。從組件的安裝、檢測(cè)、維護(hù)到升級(jí)，整個(gè)建筑系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)天衣無縫?！盇rup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。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：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

4、成的混凝 土骨料，也就是大小不一的回收石子和碎塊。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。據(jù)介紹，從建成以來的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來看，使用再生石子的混凝土性能已趨于 穩(wěn)定。據(jù)悉，新加坡的混凝土廢料再生利用在近幾年迅速取得進(jìn)展，這有許多 原因，其中也包括公眾的環(huán)保意識(shí)提高。新加坡也不再允許混凝土廢料全都拿去 填埋，而且2007年印度尼西

5、亞一度停止對(duì)外出口沙石， 一段時(shí)間之后迫使許多 建筑工地停工，這也迫使新加坡想辦法自給自足。 新加坡政府也有自己的綠色建 筑發(fā)展規(guī)劃，新加坡希望在2030年讓當(dāng)?shù)匕顺傻慕ㄖ蔀榫G色建筑 納米涂層“智能窗”問世可控制光和熱的通過率勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員們已經(jīng)開發(fā)出了一種新材料，竟能夠改變陽(yáng)光在玻璃上的通過率。與當(dāng)前技術(shù)不同的是，這個(gè)嵌在玻璃上、薄薄的 納米晶體涂層，能夠?qū)馔窟M(jìn)行有選擇的控制。而這種新型的智能窗戶，使得 用戶能夠控制并選擇多少的可見光、 以及產(chǎn)生熱量的近紅外光線通過，除了能增 加使用者的舒適感，還能最大限度地節(jié)約能源。智能窗戶可控制光通量和熱通率，因此有著很寬的氣候適

6、用范圍。使用者可以自行選擇、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)透過窗戶的光和熱。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。“在美國(guó)，我們要花總能源的四分之一來照明、加熱、以及冷卻我們的建筑物”實(shí)驗(yàn)室主要研究人員 Delia Milliro n表示，“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)，感受不到光照帶來的熱量，這將減少空 調(diào)和人工照明的需要。而這種新材料，將會(huì)對(duì)建筑節(jié)能產(chǎn)生重大影響?！比鸬涔驹O(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，它將成為未來高層建筑設(shè)計(jì)新寵兒，不僅具有景

7、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BelatchewArkitekter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，吸管摩天大樓未來將成為城市風(fēng)力發(fā)電廠，通過使用壓電技術(shù)，大量纖細(xì)吸管通過風(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，開啟建筑體產(chǎn)生能量的巨大潛力。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，甚至整個(gè)建筑體能夠“呼吸

8、”。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。零能耗建筑：利用電子技術(shù)及傳感器節(jié)能減排 30%在日本，建筑業(yè)界正 在致力于實(shí)現(xiàn)“零能耗建筑”（ZEB）。零能耗建筑是指全年能源使用量為零的 建筑。其中存在大量電子企業(yè)可作出貢獻(xiàn)的領(lǐng)域。戶田建設(shè)公司力爭(zhēng)在2020年之前實(shí)現(xiàn)建筑零能耗化?！俺浞掷媚芰坎杉夹g(shù)，應(yīng)用無電池開關(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。作為無電池開關(guān)， 戶田建設(shè)公司則看中了德國(guó)易能森公司 （EnOcean） 開發(fā)的產(chǎn)品。其工作原理是，借助人用手指按壓開關(guān)按鈕產(chǎn)生的作用

9、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)送無線信號(hào)，打開或者關(guān)閉開關(guān)。 而且，作為第2款無電池開關(guān)，還開發(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。無電池開關(guān)采用了將人按壓無線開關(guān)的壓力通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Φ募夹g(shù)。通過利用易能森的技術(shù)，無需進(jìn)行布線。雖然無電池開關(guān)的價(jià)格非常高， 但卻具備可大幅縮短工期的特點(diǎn)。第二項(xiàng)舉措，是利用低功耗無線 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。公司計(jì)劃使能量采集與零能耗建筑相結(jié)合， 實(shí)現(xiàn)在工作照明和周圍照明系統(tǒng)(Task-Ambient )中，公司采用了利用ZigBee網(wǎng)關(guān)的無線通信技術(shù)，以及基于能量采集技術(shù)

10、的無電池開關(guān)(無線通信 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，使房間中央的一二氧化碳濃度低于1000ppm。通過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1萬平方米左右的辦公樓，年用電量有望削減約1萬千瓦時(shí)。神奇的建筑“繃帶”從“應(yīng)急措施”變?yōu)椤案局委煛睎|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

11、的辦公樓一角設(shè)置臨時(shí)店鋪，開始了營(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”。名稱是“ SRF( Super Rei nforceme ntwithFlexibility)施工法”

12、。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溶劑產(chǎn)品，由于沒有使 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。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2013年

13、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“ SMA EcoOriginalll這是該公司繼2011年10月上市的“SMA Eco Original ”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 ELIIY Power公司制造的、使用鋰離子充電電池單元的“POWERiE6 ”。容量62千瓦時(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)

14、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。自動(dòng)控溫節(jié)能又低碳的未來房子從前，我們?cè)?jīng)希望生活在這樣一套智能住宅當(dāng)中：當(dāng)你出門上班時(shí)， 不用像以往那樣檢查電器是否關(guān)閉、 門窗是否鎖好，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)切斷電源，將 門窗自動(dòng)鎖死；而在下班前，你也可以通過遠(yuǎn)程控制，讓空調(diào)提前啟動(dòng)，調(diào)節(jié)家 中的室內(nèi)溫度；熱水器啟動(dòng)，準(zhǔn)備好溫度適宜的洗澡水?，F(xiàn)在，日本一家公司已 經(jīng)推

15、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。一般來說，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，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，并通過網(wǎng)

16、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。華工學(xué)生造出負(fù)能耗手智能化控制小屋綠色凹宅(E-CONCAVE )，種適宜中國(guó)發(fā)展的太陽(yáng)能住宅原型，2013中國(guó)國(guó)際太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽亞軍。面對(duì)中國(guó)飛速發(fā)展帶來的城市環(huán)境惡化和巨 大的能源消耗問題，華南理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)在中國(guó)國(guó)際太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽上，向社會(huì)提出了一個(gè)太陽(yáng)能住宅原型：“綠色凹宅”一個(gè)生態(tài)的、可持續(xù)的居住空間，旨在向個(gè)人和社區(qū)提倡一種極大地減少房屋對(duì)能源的消耗，并且一種更加 健康，更加自然的生活方式。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

17、特點(diǎn)。它通過 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。 此外綠色凹宅的室內(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。通過竹木材料的運(yùn)用，創(chuàng)造出自然舒適的居住空間。綠色凹宅雖小，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60度。據(jù)測(cè)算，一年下來可產(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

18、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。綠色凹宅大部分家用電器及設(shè) 備能實(shí)現(xiàn)智能控制。通過手機(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、天窗開啟。結(jié)合 kinect系統(tǒng)，房屋能通過識(shí)別人體的手勢(shì)實(shí)現(xiàn)房屋燈光不同模式的控制。竹中工務(wù)店開創(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)、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)無需進(jìn)行布線施工，