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1、雄安新区超低能耗绿色建筑示范项目实践导读超低能耗建筑与装配式建筑技术结合存在风险和难点。河北省雄安新区某项目将超低能耗、 钢结构、装配式及幕墙等体系融为一体。阐述该项目建筑围护结构技术，通过性能化设计对 保温、断热桥、门窗、新风、气密性及可再生能源等技术进行优化，以建筑能耗值为导向， 运用建筑能耗模拟软件对该项目进行能耗计算，并对该项目进行技术经济分析。本文来源：绿色建筑杂志，如有侵权，请联系删除。作者：刘郁林超低能耗建筑与装配式建筑技术结合存在风险和难点。河北省雄安新区某项目将超低能 耗、钢结构、装配式及幕墙等体系融为一体。阐述该项目建筑围护结构技术，通过性能化设 计对保温、断热桥、门窗、新
2、风、气密性及可再生能源等技术进行优化，以建筑能耗值为导 向， 运用建筑能耗模拟软件对该项目进行能耗计算，并对该项目进行技术经济分析。该项目满足国内外绿色建筑和超低能耗被动式示范项目认证指标要求。这些成果对超低 能耗钢结构装配式建筑有一定参考价值。关键词超低能耗 ；被动式房屋 ；钢结构 ；装配式 ；建筑能耗模拟 ；技术经济分析 ；雄 安新区1 项目背景河北省雄安新区城乡管理中心综合服务中心，是北京市贯彻落实支持雄安新区建设的超 低能耗装配式绿色示范项目，也是贯彻落实河北雄安新区规划纲要实施的建设项目。该 项目承担着政务服务、展示交流、企业办公、会议培训等多项功能。该项目总用地面积 13000m2
3、,总建筑面积5173m2，地上3层，局部5层，建筑高度为22.8m，建筑结构形式为 钢框架结构，按被动式超低能耗建筑设计。该项目建设单位为北京住总集团。2018年5月开始进行主体结构施工，当年11月交 付。该项目实现了建筑设计与超低能耗、装配式钢结构技术的结合，同时也实现了立面造型与遮阳、光伏发电、被动式木锁门窗、铝板幕墙及屋顶被动式阳光房等多项技术的完美结2 项目建设目标及规范要求2.1 建设目标和主要内容项目所属的气候区为寒冷(B)区。建筑目标为被动式超低能耗绿色建筑，满足住建部被动式超低能耗绿色建筑示范工程的性能指标要求。建筑朝向为正南北向，建筑体形系数0.186，窗墙面积比分别为：北向
4、 0.28，南向0.45，东向 0.30，西向 0.35，单一朝向窗墙 比均0.70o该项目在目标确定的基础上，实现建筑整体达到被动式超低能耗建筑的要求，同时对功 能空间进行新的设计，赋予建筑既能充分展示被动式超低能耗建筑技术与相关产品部件，也 能够体验被动式超低能耗建筑的舒适性与先进性。以体验式、绿色化、智能化为主要特色， 集中展示了钢结构与被动式超低能耗建筑体系的结合，以及光伏发电系统、净水系统、地源 热泵系统、节能环保材料、智慧建筑和智能安防等先进技术。2.2 示范目标及要求(1) 住建部对超低能耗绿色建筑要求如下：公共建筑供暖、空调和照明能耗(计入可再生 能源贡献)在GB5018920
5、15公共建筑节能设计标准基础上降低60%以上，气密性指标应 符合换气次数N50W0.6h-l，室内环境标准达到GB507362012民用建筑供暖通风与空气 调节设计规范中的I级热舒适度。(2) 德国能源署要求(北京地区标准)如下：年供暖需求W15kWh/(m2a)，年供冷需求W18kWh/(m2a), 次能源年消耗量120kWh/(m2*a)，气密性测试指标应符合N50W0.6hl。3 建筑节能技术设计本项目建筑节能技术包括建筑节能规划设计、围护结构节能技术、自然通风及遮阳节能技术、暖通空调和冷热源系统技术、照明等技术、监测与控制技术以及可再生能源利用技术3.1 建筑节能设计本项目在被动式超低
6、能耗基础上又创新加入了“钢结构装配式”。其原因如下：一方 面，钢结构具有自重轻、强度高、施工快捷、管线布置方便、施工环境污染少等优点；另一 方面，装配式施工能够保证构件质量，缩短施工工期，并有效减少周转料具、人工和材料成 本支出。被动式超低能耗关键技术包括高效保温隔热系统、无热桥构造系统、高性能保温门 窗系统、良好气密性及高效热回收系统。采用钢结构装配式超低能耗体系将钢结构、装配式 体系与被动式超低能耗技术融为一体，推动节能技术与装配式绿色建筑技术的结合发展。3.2 围护结构节能技术非透明围护结构措施。外墙采用300mm厚岩棉条，传热系数K=0.130W/(m2，K)，材 料导热系数入W0.0
7、48W/(m2K)；屋面传热系数K=0.080W/(m2，K)，采用400mm厚挤塑聚 苯板，材料导热系数入0.032W/(m2*K)；地面采用200mm厚挤塑聚苯板，传热系数 K=0.150W/(m2K),材料导热系数入0.032W/(m2*K)o与土壤接触的地下外墙基础、柱 子基础外粘贴200mm挤塑聚苯板保温。(2) 外窗及外门措施。外窗采用木索结构窗，3层玻璃+暖边充氩气双Low-E玻璃，传热系数K=0.8W/(m2*K)，太阳得热系数(SHGC)=0.45；铝包木窗加暖边，传热系数K=0.8W/(m2*K)，SHGC=0.45。铝包木门窗及木索结构优势如下：使用木材作为窗户的框材，绿
8、色环保，木质纹理自然 美观，木材属于可再生地上资源；木材导热系数低，窗户的保温性能与隔声性能优异；木材 表面采用水性环保涂料涂刷，没有甲醛、苯等有害物质。首层南侧入口外门采用铝包木外开 门(低门槛)，外门传热系数KW1.0W/(m2K)；东、西侧入口外门采用被动房门，传热系数 K1.2W/(m2*K)o依据GB/T71062008建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法相关规定，外门窗气密性等级不应低于8级、水密性等级不应低于6级、抗风压性能等级不应低于9 级。南立面遮阳采用带光感追踪、自动调节的机翼遮阳板，在炎热夏季，机翼遮阳板可以根 据太阳高度角的变化自动调节百叶角度阻挡太阳辐射进入
9、室内，确保夏季室内凉爽舒适，降 低空调能耗。东、西外窗均设置可调节的电动活动铝合金百叶外遮阳。可调节外遮阳和外窗 间距100mm，以免外窗玻璃被加热，导致热传导，增加能耗。屋顶采光窗部分采用遥控活 动外遮阳系统。关键热桥处理措施如下：外墙保温采用单层岩棉条保温粘贴加断热桥锚栓固定施工体 系；屋顶采光棚采用节点进行断热桥处理；外窗、外门均采用外挂式安装方式，在门窗 洞口处采取方钢或槽钢与主体固定，门窗断热桥的锚固件与钢框固定，并尽量采用减少接触 面积、增加隔热间层及使用非金属材料等措施减少热损失；管道穿外墙部位预留套管并预 留足够的保温间隙；开关、插座接线盒等不应置于外墙上。屋面保温层处理措施如
10、下：女儿墙构造柱之间填充300mm厚岩棉，伸入屋面长度 500mm，确保外墙与屋面的保温层连续；屋面保温层靠近室外一侧设置防水层，防水层应 延续到女儿墙顶部盖板内，使保温层得到可靠防护；屋面结构层上、保温层下设置隔汽层； 屋面隔汽层设计及排气构造设计应符合现行GB503452012屋面工程技术规范，保证屋 面与外墙保温层的连续。(3) 气密性处理措施。该建筑为钢结构，内部抹灰层可作为气密层，不同构件连接处采 用特殊密封胶带粘贴，如外窗与墙体连接部位、穿墙管道处等部位均需做气密性处理，确保 建筑整体满足气密性。气密性测试换气次数N50W0.6h1，最终气密性检测结果为0.54h 1，满足项目要求
11、。3.3 自然通风节能技术本项目建筑设置新风系统，提供24h不间断新风。建筑坐北朝南，使过渡季能够有效利 用自然通风。3.4 高效热回收新风系统技术本项目暖通空调设计共采用2台立式新风机组、1台组合式空调机组设备，3台主机均 安装在5层新风机房内。组合式空调机组服务对象为首层大空间展厅，两台新风机组，其中 1台服务于1层、2层（除大空间展厅部分）展厅部分，另1台服务于3层办公区及4层健身 房。新风热回收系统拥有高效的全热回收装置，可以对新风起到冬季加热、夏季除湿的功 能，热回收装置的显热回收效率为75.76%。考虑到噪声及舒适性问题，设备均采用低噪声型，并设减震装置；风机等设备设在单独 机房内
12、，机房设吸声减噪隔震措施；机组与风管连接处采用柔性接管；土建风井由建筑专业 做好消声处理；所有吊装风机均采用弹性吊杆，柔性连接；风管内风速W3m/s，风口处风速 Wlm/s。高效热回收新风系统图见图1。系带标貼L半透變腹根图 1 高效热回收新风系统图3.5暖通空调和冷热源系统技术（1）空调系统。该项目采用集中新风+风机盘管的空调系统，其中新风系统能够承担部分室内冷热负荷，风机盘管作为辅助供冷供暖方式，在夏季及冬季极端天气下开启。该项目采用的新风机组集新风、净化、制冷、除湿、制热功能于一体的多功能用途机 组，该机组与室内风管和出风口连接后成为一个室内空气处理系统，能根据客户需求，为用 户提供洁净
13、、舒适的室内居住环境。其工作原理如下：空气循环系统由两股空气流组成，即 室外新鲜气流、室内污浊气流。室外新鲜气流：室外新鲜空气（新风）从室外依次经过新风风 阀、新风过滤器、全热能量交换器、然后由循环送风机正压经过PM2.5过滤器后送入室内。室内污浊气流：室内污浊空气（来自卫生间）依次经过污浊空气过滤器、全热能量交换器，然 后由排风机送至室外。（2）冷、热源系统。新风和风机盘管的冷热源均由动力中心的地源热泵机房供应，具有高效节能的特点。夏季冷冻水供回水温度分别为7C、12C ；冬季空调热水供回水温度分别 为45C、40C，供空调新风机组、组合式空调机组和风机盘管。（3）自动控制系统。自动控制系统
14、采用直接数字式监控系统，在空调控制中心能显示打 印出空调、通风、制冷等各系统设备的运行状态及主要运行参数，并进行集中远距离控制和 程序控制。水泵、风机等采用高效节能产品，并采用变频控制等节电措施。3.6照明等节能技术光源均选高效LED节能光源和灯具，比普通节能灯节能50%以上；公共楼梯间等公共照 明采用声光控灯，火灾时强启；展厅、电梯厅、走廊等采用LED节能灯；照度标准按现行 GB50034-2013建筑照明设计标准执行。主要工作场所照明系统参数设置见表1。表 1 照明系统参数设置表 1照明系统養数设齿表W/m2区域：照明功率密度设计建域参照建筑展览区5,28.0办公室5.18.0健身雳3.1
15、5.0卫生i孔走道1.62.03.7监测与控制技术本监测平台利用建筑信息模型技术，将精细化设计、施工的理念运用到精细化运维管理 中。本监测平台通过监测空调系统（冷热源系统、输配系统、末端系统）、照明系统以及电气 设备用电情况、各项用水指标情况，同时监测室内外各项舒适性指标（温度、相对湿度、CO2 浓度、PM2.5浓度等），综合判断各项用能指标，诊断能源状况，制定节能策略，最终保证 被动式超低能耗建筑真正落地。监控平台主要包括能耗分析系统（能耗分析和上位机）、舒适 性检测系统（环境探测器）、能耗检测系统（限电器、智能电表）和智能能照明系统（智能照明） 等，通过集中器将各系统连接起来。3.8 可再生能源利用技术 在被动式超低能耗建筑供冷供热能耗大幅下降的情况下，该项目使用可再生能源光伏发 电系统可抵消一部分能源消耗。光伏发电系统：设置300片光伏板，光伏组件尺寸为1680mmX992mm，即发即用；年单 位面积平均发电量为21.34kWh/m2,年光伏发电总量约为110376.00kWh。地源热泵技术属可 再生能源利用技术：地源热泵是利用地球表面浅层地热资源作为冷热源，进行能
