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生态城零能耗绿色建筑建设与“智慧城市”建设并行 摘要：通过超低能耗绿色建筑的技术集成研究，探索出超低能耗绿色建筑设计体系、基准建筑能耗指标体系、绿色建筑节能技术体系、超低能耗建筑运行管理体系等，实施示范项目达到建筑现场年度能耗为零，从而为本地区绿色建筑开发建设提供技术参考，在“智慧城市”建设的同时利用信息技术来创造“智慧环境”，进而为“智慧城市”建设的可持续发展提供积极的探讨和典型示范。 关键词：能耗；绿色建筑；建筑节能；智慧城市 1 概述 随着全球经济的高速发展，面临的问题也层出不穷。能源与环境保护问题成为当今世界面临的巨大挑战，而传统的高耗能建筑模式显然使其异常放大。许多发达国家纷纷意识到事态的严重，近年在建筑模式的实施中融入了大量的绿色与超低能耗相结合的建筑理念，突出绿色建筑的环保意识、节约能源、减少污染，以实现社会发展的可持续性。 迄今为止，国内外业已建成和正在建设的超低能耗建筑抑或零能耗建筑不胜枚举。美国政府积极推广“零能耗建筑[1]”新技术应用，通过改进建筑设计和材料，使目前的建筑能耗比 1980 年减少了30%；英国“零能耗建筑”的设计理念是给居民提供环保生活的同时并不牺牲现代生活的舒适性，注重先进的可持续发展设计理念和环保技术的综合利用；俄罗斯在降低建筑能耗方面则积极推广一种高效而和谐的利用生态资源的建筑系统——“生态屋”；新加坡在零能耗建筑方面的探索与实践也为我们提供了良好的可借鉴的资料。目前中国的一些高校和研究机构已经开展了超低能耗建筑的科学研究，但“超低能耗建筑”[2]技术研发和工程实践与国外相比还有一定的差距，一些地区建成的零能耗建筑存在功能性不强、简单堆砌技术等情况，并且往往在追求建筑超低能耗的目标时不能同时兼顾绿色建筑其他指标体系的要求。 于此同时“智慧城市”[3]的建设将是未来城市的发展趋势，包括智慧交通、智慧商业、智慧公共安全、智慧居民健康和教育、智慧环境[4]。智慧城市不仅是改变个人信息生活的质量，可以让会各种资源的效用发挥到最大化，能够大大促进企业降本增效，使得政府提高公共服务能力和城市管理效率。 2 新生态城示范项目 2.1 目标设定 天津中新生态城是中国和新加坡两国政府战略性合作项目。作为世界上第一个国家间合作开发建设的生态城市，将为中国乃至世界其他城市的可持续发展提供样板，为生态理论创新、节能环保技术使用和展示先进的生态文明提供平台。天津中新生态城公屋展示中心建筑面积 3467㎡，其中地上两层 3 013 ㎡，地下一层 454 ㎡，建筑高度15 m。建筑功能为：公屋展示、销售和房管部门办公及有关档案储存等。由于生态城的建设将充分体现生态、环保主题,因此生态城内所有建筑均应符合绿色建筑标准。在此基础上，本建筑被确定须实现建筑年度运行现场零能耗的目标。 2.2 设计思路 生态城位于天津滨海新区，由于其特殊的土壤环境及气候条件，该地区一直被称为“绿色禁区”。如何在北方寒冷地区气候条件下打造具有实际使用功能的零能耗的绿色建筑是对设计工作的一大挑战，其设计思路应包括“零能耗”和“绿色”两条主线。 2.1零能耗 零能耗建筑是指在全年建筑运行能耗完全由场地内所产生的可再生能源提供，即场地净零能耗。实现这一目标有 3 个要素：首先应以被动优先、主动优化的原则降低建筑能耗需求，提高能源利用效率；然后通过现场产生的可再生能源替代传统能源，以降低化石能源消耗至零。由于在一年中建筑实时用能曲线与可再生能源实时供能曲线难以重合，尚应考虑能量储存、交换和平衡问题；最后，应在建筑施工及运营过程中注重建筑用能控制，并引导使用者的节能低碳行为。 2.2.2绿色 绿色建筑的要点在于节约资源、保护环境，实现建筑、人与自然的和谐共生。实现建筑的低能耗不应以降低舒适度和影响使用功能为代价。在此项目的目标中，绿色和零能耗处于同等重要的位置。应该意识到，按照绿色建筑评价标准的要求进行设计只是绿色建筑设计的一个方面。本项目的意义在于通过整合设计和精细化技术集成形成超低能耗绿色建筑设计体系，进而达到天津中新生态城设定的“可选择、可复制、可推广”的目标。 2.3基准建筑模型 建筑能耗是指维持建筑功能所消耗的能量，包括照明、采暖、空调、电梯、生活热水、电器及办公设备等的能耗。建筑能耗分析并非简单的数值叠加计算，而是需要综合考虑建筑物可能出现的各种复杂的用能情况，因此在方案之初即建立基准建筑模型是非常重要的。 建筑设计的基本特征决定了其方案设计不可能形成像数学公式一样可以套用的公式化思维模式，本工程制约条件的复杂性和不确定性导致了方案设计阶段构思的模糊性和试探性。建立基准建筑模型，初步进行日照、遮阳、天然采光、自然通风、地道蓄热等仿真模拟，为建筑方案提供了被动式节能设计的依据。建筑朝向、体形系数、围护结