冬暖夏凉是我们判断房屋建筑舒适度的重要指标,为此先人在利用建筑朝向、窗户大小、墙体厚度等方面积累了丰富的经验。现代人,简化为用外来电力来实现室内温度调节,致使每栋建筑都成为污染物(二氧化碳)排放的推手。
而今,参加太阳能十项全能比赛的各代表队,充分利用古老的节能理念,现代的设计与温控技术,高效的保温材料,强大的云计算能力为我们打造出15栋通过建筑自身的空间形式、围护结构、建筑材料与构造的设计来实现建筑节能的被动建筑实例。包括利用遮阳、墙体隔热保温、自然通风等设计,降低南方炎热地区室内温度和提高北方冬季取暖温度。图四至图五展示的是清华团队的墙体材料和地面材料的剖面图。数据检测表明,无外来电力的情形下,12个小时室内温度没有明显变化,房屋保温优良。图二是天大团队的能源管理系统示意图,一是通过若干个感应器系统掌握数据,二是通过高速云计算自动管理相应的设备。比如,可以自动打开某一扇窗户,包括开合的角度,实现温度的调节。图八到图十,在建筑外安装了类似水立方的ETFC膜结构,与主题建筑形成一个夹层,最大限度把白天的太阳能储存下来。
光伏发电和热水再加上被动建筑,使我们的房屋不再消耗化石能源,而且还能做到冬暖夏凉。参加比赛的15个作品,在做到能源自己净零碳排放的同时,平均每日每栋可以向电网贡献50千瓦时零碳电力。若把这些样板推广开去,将会为减污降碳,早日实现双碳目标做出重大贡献
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