未来之家生态智慧之家

  “未来之家”是国家重大科技专项“建筑节能技术集成与示范工程”科研项目示范载体,该项目共集成筑巢轻钢机构、高效节能玻璃幕墙、智能天窗、光导管与墙体、屋面绿化,太阳能光热、光伏系统,LED照明,活动遮阳,低辐射采暖地板,地源热泵空调系统,智能控制系统等52类绿色建筑技术,100余项技术产品,实现了轻钢主体结构、围护结构、节能空调、可再生能源建筑应用、楼宇智能控制、绿色照明、自然通风、自然采光、绿色建材、水资源回收利用和舒适环境等十大技术体系的集中应用示范。“未来之家”涉及对建筑全生命周期的各个环节,是低碳、绿色、节能、智能建筑展示、交流、宣传、体验、研究的平台。


  “未来之家”以“绿色建筑、和谐人居”为理念,采用新型节能环保建材(结构材料、装饰材料)为基础,以“干作业”为主要手段,采用服务定制化、部品标准化、生产工厂化、施工装配化、产品系列化的现代建筑方式,打造绿色、环保、时尚、健康的体验园。
  “未来之家”立体绿化采用墙面绿化系统、屋面绿化系统,由特选植物和特制营养种植配方土、墙体种植毯、种植袋等组成,植物抗旱能力强,仅仅利用雨水灌溉就能保证夏季植物存活。立体绿化除具有常规绿化方式的作用外,还具有提升建筑围护结构的保温隔热性能,降低建筑采暖空调能耗,减少建筑二氧化碳排放的作用。屋面另一侧分别为太阳能光热板和太阳能光电板,采用光热、光伏建筑一体化设计,增强了建筑与设备的整体性,所产生热水、电能可用于满足建筑基本使用需求。在道路右侧采用了太阳能路灯,白天太阳光充足时,光能转化为电能储存于蓄电池,解决夜晚“未来之家”室外照明。
  根据不同的用地条件,立体绿化选择攀援及其它植物栽植并依附或者铺贴于各种构筑物及其它空间结构上的绿化方式。本项目立体绿化应用墙面绿化系统、屋面绿化系统,由特选植物和特制营养种植配方土、墙体种植毯、种植袋、保温板及附属配件组成。立体绿化除具有常规绿化方式的作用外,可对建筑围护结构的保温隔热性能有所提升,降低建筑采暖空调能耗,在减少建筑二氧化碳排放的同时,起到建筑最直接的二氧化碳吸收固化作用。
  太阳能光热
  太阳能光热利用是通过转换装置把太阳辐射能转换成热能的技术。项目使用平板蓝膜集热器为建筑提供生活热水及采暖用热水,集热器采用高透光率超白玻璃、磁控溅射蓝钛镀膜等关键技术,采光率达到100%,太阳能吸收率高,可代替电热水器、燃气热水器,为建筑提供持续稳定的热水供应,减少电能或煤气消耗量。
  太阳能光伏
  太阳能光伏利用是通过光伏电池将太阳辐射能直接转化为电能的新能源利用技术。太阳能作为可再生新能源,容量巨大,太阳能光电发、供电过程达到零碳排放。低碳之家采用光伏建筑一体化设计,增强了建筑与设备的整体性,所产生的电能可用于满足建筑基本的照明需求,弥补室内照明不足而产生的用能需求。
  太阳能路灯
  太阳能路灯太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电,免维护阀控式密封蓄电池(胶体电池)储存电能,超高亮LED灯具作为光源,并由智能化充放电控制器控制,用于代替传统公用电力照明的路灯。无需铺设线缆、无需交流供电、不产生电费;采用直流供电、光敏控制;具有稳定性好、寿命长、发光效率高,安装维护简便、安全性能高、节能环保、经济实用等优点。
  入户门技术要点:轻钢结构、玻璃幕墙、墙体保温、屋面保温
  “未来之家”主体为轻钢结构,钢结构材料可回收利用率高达100%,能够进行建筑产业化生产,构件及配件由工厂生产现场组装,并具备拆卸、移动、重新组装实现重复再利用功能;玻璃幕墙及外窗玻璃采用3银LOW-E玻璃,其中玻璃幕墙传热系数达到1W/m2·K,墙体外侧采用无机保温材料保温装饰一体化板,内侧采用喷涂聚氨酯,屋面及地面分别采用喷涂聚氨酯及挤塑聚苯板保温(部分墙体采用了建筑反射隔热涂料),经建筑节能设计分析软件计算,节能率为72.12%。
  轻型钢结构
  轻型钢结构采用冷弯薄壁型钢龙骨结构体系,冷弯薄壁型钢是一种可灵活加工的高效经济钢材,钢结构材料可回收利用率高达100%。轻型钢结构体系构造简单、轻质高强、安全性能高、抗震性能好。由于采用的构件截面小, 与混凝土相比可增加建筑有效面积达8%以上。构件及配件由工厂生产现场组装,有效减少建筑废弃物,提高建筑材料使用效率,减少对环境造成的污染,同时,现场组装的施工方式,有效减少建设周期,干作业率达到90%以上,有效减少建筑材料现场存放用地量,节省建筑用水、用电量。
  节能型玻璃幕墙
  项目玻璃幕墙由在线Low-E玻璃和离线Low-E玻璃组成,在线Low-E玻璃是在热玻璃表层喷涂以锡盐为主的化学试剂,形成有一定低辐射功能的氧化锡化合薄膜组成的玻璃;离线Low-E玻璃是用真空磁控溅射技术,将辐射率极低的金属银及其他金属和金属化合物均匀镀在玻璃表面,有四层薄膜构成的节能型玻璃。在线低辐射(Low-E)玻璃和离线低辐射(Low-E)玻璃在项目中以相互结合的形式,将传热系数可以控制在1W/m2K。
  保温装饰一体化
  本项目采用保温装饰复合板作为外墙保温层及饰面层。保温隔热层采用无机保温材料,具有良好的防火保温效果,材料较低的导热系数有效阻止室内外冷热传递,降低建筑采暖空调能耗。同时,通过一体化的施工方式,在保证防火保温的性能的同时,避免了重复装修带来的施工周期长、施工废料多、资源浪费大等问题。
  反射隔热涂料
  反射隔热涂料是以合成树脂为基料,与多功能颜填料(如空心微珠、高耐氧化、耐腐蚀金属微粒等)及助剂配制而成,施涂于建筑物表面,具有反射隔热功能的涂料。其主要作用是对太阳光中对建筑能耗影响较大的红外线和紫外线进行高反射,降低太阳辐射在物体表面的累积升温,同时,自动进行热量辐射散热降温,把建筑表面的热量辐射到大气中,降低建筑表面温度,在涂料中放入保温性能较好的空心微珠隔绝建筑表面热能向室内墙面的传递。通过在建筑外表面喷涂反射隔热涂料,有效减少建筑太阳辐射的热量,降低夏季空调能耗需求,减少一次能源的使用量。
  客厅技术要点:播放视频;楼宇智能控制系统(演示电动遮阳百叶、室内外视频对话、视频监视、照明控制、空调开关、新风机开关、开窗关闭空调),建筑的能耗监测与显示系统
  智能控制系统
  智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通讯技术、智能家居系统设计方案、自动控制技术、音视频技术等与家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。“未来之家”重点集成了环境控制系统和电器自动化系统,在满足建筑基本控制要求的基础上,协调控制各用能设备,达到系统的高效运行,同时通过设备自动化系统对建筑进行统一管理,实现项目建成后高效服务、低碳运行,让人们体验到一个集高新技术、低碳环保、安全舒适、方便快捷的智慧屋。可通过智能手机或平板电脑,实现对所有环境设备的一键场景模式联动控制与一对一单独控制,保证建筑室内有一个舒适低能耗的声、风、光、热环境。
  餐厅技术要点:中空百叶玻璃、自然通风器
  “未来之家”采用了中空百叶玻璃窗,百叶可根据采光需求灵活调整角度,同时百叶可通过磁控装置实现展开或收取状态。当百叶垂直状态时遮阳系数Sc=0.18;当百叶水平状态时遮阳系数Sc=0.83;当百叶收起状态Sc=0.90。在窗上装有自然通风器,可实现采暖空凋期间室内卫生通风换气,有效解决了开窗通风换气导致采暖空调能耗升高的问题,同时也保证了室内空气质量。
  中空百叶玻璃
  中空百叶玻璃是由优质双层钢化玻璃复合内置进口铝制百叶片及单手柄磁控机构制造而成。在夏季,将百叶片调整到关闭状态时可以阻挡阳光的直接照射,阻隔冷热空气的对流,大幅度降低室内空调的能源消耗。在冬季,可将百叶片提起,使阳光直接照射,充分吸收热能,加上中空层20mm 的阻隔,会使室内保暖温度大大的增加,从而达到节能、节省运行费用的目的。百叶窗帘是一种传统的隔热遮阳产品,把传统的百叶窗帘与中空玻璃结合为一体,通过磁力控制闭合装置和提升装置来实现对百叶的操作,这样即节省了使用空间与不便,同时也使玻璃门窗具有良好的遮阳性能,提高了中空玻璃保温性能,改善了室内光环境。
  通风器
  墙式、窗式自然通风器是利用温差、气压及外界风压差实现室外新风与室内空气对流的装置。动力通风器则是利用自身所带动力系统,用较低的能耗,主动对室内外的空气进行交换的通风设备,功能上可实现定时开启和关闭功能,配有红外遥控器控制,内置滤网和活性炭网,配置有负离子发生器,可以防水、防尘、吸潮、净化空气等,提高了居住的舒适性,有效的减少了碳排放。
  卫生间技术要点:堆肥马桶
  “未来之家”采用了堆肥马桶,既是节水设备又是环保设备,它采取固液分离原理,排泄的液体每次冲水仅0.2升,排泄的固体直接在马桶内部进行堆肥,臭味通过风泵排除,并利用安全、无异味的自动流程转化为清洁肥料,定期进行清理。
  健身房-楼梯间技术要点:地源热泵,低辐射采暖地板,LED,红外感应灯具控制,电动自行车
  “未来之家”空调系统采用地源热泵作为冷热源,室内地面敷设有低辐射采暖地板(楼梯间未敷设),大家可以明显感觉到,室内热舒适度非常明显,与楼梯间存在显著差别。室内照明均采用LED,除能够采用手机、平板电脑实现灯具开关外,每个房间均可采用智能控制面板实现灯具开关及场景控制,其中楼梯间照明灯具实现了红外感应控制,实现“人来灯亮,人走灯灭”。
  地源热泵
  地源热泵是一种利用浅层地热能源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等的能量)的既可供热又可制冷的高效节能系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现由低品位热能向高品位热能转移。一般在空调系统中,地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源,即在冬季,把地能中的热量取出来,提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量取出来,释放到地能中去。通常地源热泵消耗1kWh的能量,用户可以得到4kWh以上的热量或冷量。
  低辐射采暖地板
  低辐射采暖地板通过埋设于地板下的加热管——地暖专用管把地板表面温度加热到18℃至32℃,以远红外波传热方式向室内辐射热量。低辐射采暖地板与建筑楼地面尺寸一致,加热管内热媒为低温低速流体,其换热效率明显高于普通的风机盘管、铸铁散热器、钢制散热器等常规采暖末端,可有效减少采暖系统热源、输配、末端系统的用能,减少电能、燃气消耗。
  书房技术要点:智能天窗
  智能天窗是利用高频无线电控技术,通过遥控或雨感、光感、温度感应等电控系统代替手动的方式控制天窗开启关闭的天窗。在室外光照较强时,智能天窗通过光感原件控制天窗的开启,降低室内光照所需能耗,当室外温度上升或降低时,通过温度感应装置调节天窗的开闭程度,有效降低空调能耗;同时智能天窗可根据季节气候、阳光热量、室外噪声、居室功能、个人时间表等条件,设定多种程序化通风采光模式系统,同时可外接各种传感器及BMS(楼宇自动管理)进行控制,真正做到化繁为简,在最大程度上做到零碳、节能。
  卧室
  光导管:光导管是一种用光导设施将室外自然光引进到室内的装置。项目在坡屋顶设置光导管,将自然光导入建筑内部,经过光普照明系统强化并高效传输后,由漫射器将自然光均匀导入室内任何需要光线的地方。光导管内壁材料全反射率高达98%,其光能利用率在97%以上;室内为漫射自然光,无频闪,不会对人眼造成伤害,经光导管导入后的光线柔和,照度分布均匀。
  潜流湿地
  技术要点:透水混凝土、中水处理、雨水利用、潜流湿地
  “未来之家”室外部分地面采用了彩色透水混凝土,该材料具有透水性能好、承载力高,易维护,耐用耐磨等优点,是保护地下水、维护生态平衡、缓解城市热岛效应的优良的铺装材料。同时,“未来之家”采用了室内中水及室外雨水回用技术,中水主要收集生活洗漱用水、厕所污水,采用中水处理设备及潜流湿地进行处理,雨水主要收集屋面、场地雨水,通过潜流湿地处理,再生后的水存储在生态池中,可用于植物浇灌、冲洗路面等。
  彩色透水混凝土
  彩色透水混凝土是由硅酸盐水泥、彩色专用胶结料、骨料、增强剂等搅拌而成的一种多孔、蜂窝状结构的新型大孔混凝土。具有透气、透水和重量轻的特点,能让雨水流入地下,是保护地下水、维护生态平衡、能缓解城市热岛效应的优良的铺装材料。透水混凝土地坪具有高透水性、高承载力、装饰效果好、易维护、抗冻融性好,耐用性、散热性好的优点。
  潜流湿地
  潜流人工湿地水处理技术是模拟自然条件人为创建湿地,通过优选土壤、陶粒、砾石、富根亲水植物等对雨水、再生水进行循环过滤、生物吸附,生态净化,利用自然界微生物学、生物学、物理和化学过程来处理污水,处理过程无能源消耗,不产生恶臭及滋生蚊蝇,具有处理效果受气候影响小、卫生条件较好的特点。
  雨水收集与利用
  雨水收集与利用系统是指收集、利用建筑物屋顶及道路、广场等硬化地表汇集的降雨径流,经收集、输水、净水、储存等渠道积蓄、利用雨水,为绿化、景观水体、洗涤及地下水源提供雨水补给,以达到综合利用雨水资源和节约用水的目的。重庆属于年降雨量在1000mm以上的中度缺水地区,雨水收集并予以利用后,在减少市政雨水管网压力的同时,具有较高的经济价值与实用意义。
  中水回用
  中水回用是指将小区居民生活废水(如:沐浴、盥洗、洗衣、厨房等)集中起来,经过适当处理达到一定的标准后,再回用于小区的绿化浇灌、车辆冲洗、道路冲洗以及家庭坐便器冲洗等方面,从而达到节约用水的目的。中水处理设备采用膜生物反应器技术,是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新工艺,取代了传统工艺中的二沉池,可以高效地进行固液分离,得到直接使用的稳定中水,在降低日常维护成本的同时,进一步减少建筑用水需求,达到降低水资源消耗。

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