雄安新区超低能耗绿色建筑示范项目实践.docx

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雄安新区超低能耗绿色建筑示范项目实践

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，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合。

　　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0.28，南向0.45，东向0.30，西向0.35，单一朝向窗墙比均≤0.70。

　　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GB50189─2015《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N50≤0.6h-1，室内环境标准达到GB50736─2012《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≤15kWh/（m2˙a），年供冷需求≤18kWh/（m2˙a），一次能源年消耗量≤120kWh/（m2˙a），气密性测试指标应符合N50≤0.6h－1。

　　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等。

　　3.1建筑节能设计

　　本项目在被动式超低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

（1）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λ≤0.048W/（m2˙K）；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λ≤0.032W/（m2˙K）；地面采用200mm厚挤塑聚苯板，传热系数K=0.150W/（m2˙K），材料导热系数λ≤0.032W/（m2˙K）。

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K≤1.0W/（m2˙K）；东、西侧入口外门采用被动房门，传热系数K≤1.2W/（m2˙K）。

　　依据GB/T7106─2008《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：

①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；②屋顶采光棚采用节点进行断热桥处理；③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；④管道穿外墙部位预留套管并预留足够的保温间隙；⑤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GB50345─2012《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N50≤0.6h－1，最终气密性检测结果为0.54h－1，满足项目要求。

　　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，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≤3m/s，风口处风速≤1m/s。

高效热回收新风系统图见图1。