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綠色建筑研習社策劃編著的《超低能耗建筑產業實踐》一書已由四川科技出版社出版發行,其中《項目篇》收錄了11個超低能耗建筑項目,介紹了其規劃設計、節能策略、技術應用、運維管理、能耗數據等內容。本文介紹的項目為:中電第三十六研究所新能源、電子項目二期12#樓,作者為宏正工程設計集團股份有限公司沈陸巍、沈潔、繆衛平、陳永興。
摘要
中國電子科技集團公司第三十六研究所新能源、電子項目二期12#樓近零能耗建筑工程是按照中國《近零能耗建筑技術標準》GB/T51350-2019,德國被動房(PHI)認證標準,歐盟主動房(AH)認證標準以及綠色建筑評價標準進行設計與建設的綠色低碳節能建筑。作為中國和奧地利合作的項目,主要展示中國近零能耗建筑、歐盟主動房、德國被動房前沿觀念,高新技術的研發、應用、監測和運維。本項目是國內第一棟主動房和被動房雙認證建筑。
關鍵詞
近零能耗建筑;被動房;主動房;辦公建筑;精確計算;自主研發
中國電子科技集團公司第三十六研究所新能源、電子項目二期12#樓項目位于浙江省嘉興市秀洲工業園區,嘉銅公路東側、桃園路北側、楊家港西側中國電子科技集團公司第三十六研究所新能源、電子項目園區內。園區占地5995.5m2,東西長約100m,南北長約62m。12號樓位于場地中心廣場西側,項目建筑面積3723m2;建筑基底面積978m2。地上3層,地下1層。
項目效果圖
技術方案包括高性能保溫體系、高性能門窗、優良氣密性、無熱橋設計、地源熱泵系統、高效雙轉輪熱回收新風機組、吊頂輻射條系統、電動智能遮陽系統、設備環境智能化控制與監測管理系統、導光管系統、太陽能光伏技術等。
1 建筑方案設計
(1)體形系數
該項目按照被動房及近零能耗建筑技術理念,體形系數僅為0.21。
(2)窗墻比
項目各立面窗墻比實際值南偏東(22°)為0.24,西偏南(22°)為0.12,東偏北(22°)為0.22,北偏西(22°)為0.19,均低于標準限值。
2 高性能圍護結構
(1)外墻保溫做法
外墻外保溫材料采用200mm厚、導熱系數為0.033W/(m·K)的石墨聚苯板和240mm厚、導熱系數為0.033W/(m·K)加氣混凝土砌塊(B06級),層間采用導熱系數為0.040W/(m·K)巖棉板作為層間防火隔離帶。外表面采用硅樹脂涂料,具備自清潔特性。
(2)屋面保溫做法
外保溫材料采用180mm厚、導熱系數為0.032W/(m·K)的EPS保溫板,保溫層下鋪設1.2mm厚的隔氣卷材,保溫層上鋪設4mm+3mm厚、兩層SBS防水卷材。隔氣層下鋪設最薄100mm厚輕集料混凝土碎塊。
(3)外門窗系統
鋁包木多腔密封窗框,玻璃為4mm鋼化玻璃+9mm暖邊氬氣+5mm鋼化玻璃+0.3真空+5mm鋼化玻璃LOW-E;傳熱系數<1.0W/(m2·K),遮陽系數0.55,氣密性為8級,可見光透射比0.68。
(4)天窗系統
80%玻璃纖維+20%聚氨酯窗框,傳熱系數<1.0W/(m2·K),遮陽系數0.44,氣密性為8級。
(5)氣密性設計
采用簡潔的建筑造型和節點設計,減少或避免出現氣密性難以處理的節點。選擇適用的氣密性材料做節點氣密性處理。對門洞、窗洞、電氣接線盒、管線貫穿處等易發生氣密性問題的部位,進行專項節點設計。
(6)無熱橋設計
外墻及屋面采用雙層保溫錯縫粘接法。
3 暖通空調系統
(1)冷熱源設計
冷負荷共120kW,2臺地源熱泵,1臺60kW用于輻射制冷,供回水溫度18~21℃ ,1臺60kW用于新風除濕,供回水溫度7~21℃,管材:地源側采用PE管,熱熔連接。用戶側采用鍍鋅鋼管,螺紋連接。地埋管井數量36口,De32管單U,井深100m。單位延米熱量50W/m(夏季)、40W/m(冬季),除濕后新風再熱利用顯熱轉輪熱回收。
(2)末瑞及新風系統
新風系統選用雙轉輪式熱回收新風機組,分設全熱回收轉輪、顯熱回收轉輪,綜合回收效率77%,承擔顯熱負荷、新風濕負荷和室內濕負荷,滿足室內新風量及房間濕度的要求,新風量6500m3/h,轉輪全熱回收(效率77%),轉輪顯熱回收(效率24%~75%)機外余壓450pa,除濕最大負荷64kW,末端輻射條采暖制冷。制冷(熱)量472W。
4 電動智能遮陽系統
智慧遮陽節能設計,外窗及天窗設置活動式織物電動遮陽窗簾,能夠做到遮擋太陽直射和眩光的同時將陽光導入室內。具有高遮陽率、高透光率、跨度大及強抗風壓性能。
5 設備環境智能化控制與監測管理系統
監測內容包含:全樓的總耗電量、光伏板的總產電量、空氣質量監測、CO2濃度監測、PM2.5監測、溫濕度監測。
6 導光管系統
(1)日光集濾器
高弧形的SunCurve專利設計,捕捉更多光線,高效遮陽減少紫外線入射。
(2)導光系統
高性能Mro Silver鏡面反射系統,反射率高達99%。
(3)漫射器
優秀的漫射效果使照明覆蓋區域最大化。
導光管系統
7 太陽能光伏可再生能源應用
屋面共安裝太陽能光伏標準組件455塊,每塊組件最大功率均為300Wp,總占地面積為745m2。光伏發電系統年均發電量為158.6MW/h,運營模式為自發自用,余量上網。
屋頂太陽能光伏組件
1 輻射條吊頂
這是溫度、濕度獨立控制空調系統,即將室內熱、濕負荷分開處理,新風系統控制濕度,室內末端控制溫度的空調形式。
輻射條吊頂
2 夏季模式
制冷時,冷水流經輻射吊頂板,輻射板的表面溫度降低,板表面溫度低于室溫,達到制冷效果。熱量通過輻射從高能級的物體直接傳給低能級的物體。輻射效果使得體感溫度比實際溫度低約2℃。
3 冬季模式
在供熱模式中,熱水在輻射吊頂板內循環流動,吊頂板將熱量輻射到室內。輻射的熱量不僅加熱了室內物體,也將建筑結構加熱。
4 輻射條吊頂優點
夏季, 輻射吊頂板的供/ 回水溫度為16~19℃,冬季為32~35℃。以輻射為主,更貼近人體喜歡的傳熱方式(輻射方式占人體換熱的40%~50%),室內水平方向的溫度分布較為均勻,基本沒有吹風感,基本不會有冷熱不均的現象,噪聲很小,可忽略能耗,運行成本很低,輻射系統相較于散熱器和風機盤管理論可以節能20%~40%,可實現對室內溫濕度的獨立控制。
1 近零能耗建筑技術標準
浙江省嘉興市地處夏熱冬冷地區,近零能耗建筑技術指標按照國家《近零能耗建筑技術標準》GB/T51350-2019、《近零能耗建筑測評標準》計算,建筑本體節能率39.10%,建筑綜合節能率79.01%,可再生能源利用率74.11%。
2 德國被動房研究所PHI
項目按照PHPP模擬計算,全年供熱需求=8.36kW·h/(m2·a),熱負荷=8.83W/m2;全年供冷需求=18.35kW·h/(m2·a),冷負荷=7.35W/m2;全年一次能耗消耗量為95.25kW·h/(m2·a);氣密性設計值為在室內外±50Pa壓差下換氣次數≤0.6h。實際檢測數據為0.16h,以上指標內容均滿足被動房PHI標準的設計要求。
3 歐盟主動房AH
根據項目AH評估雷達圖,評估得分在建筑節能、產能、主動感知和節約用水方面表現優異。
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