作者 | 北京住宅院
近日，由雄安綠研智庫主編的《雄安新區(qū)綠色發(fā)展報告（2017-2019）——新生城市的綠色初心》一書正式發(fā)售。
該書分為綠色使命、頂層規(guī)劃、先行實(shí)踐、創(chuàng)新機(jī)制、綠色展望等五篇十七章，梳理總結(jié)綠色雄安的新思想、新理念、新技術(shù)和新實(shí)踐，旨在回顧雄安新區(qū)三年來綠色城市發(fā)展歷程，總結(jié)新時代高質(zhì)量發(fā)展的全國樣板經(jīng)驗(yàn)，形成雄安新區(qū)綠色發(fā)展的綠皮書和可供參考借鑒的工具書。
北京住宅院作為合作機(jī)構(gòu)之一，參與了該書的編制，并以北京住宅院承接的雄安首個被動式超低能耗示范項(xiàng)目——“雄安城鄉(xiāng)管理服務(wù)中心”為案例，發(fā)表了《雄安新區(qū)超低能耗綠色建筑示范項(xiàng)目實(shí)踐》論文，文中總結(jié)了我院全過程設(shè)計咨詢服務(wù)體系在新區(qū)建設(shè)過程中體現(xiàn)出的巨大優(yōu)勢，以及我院在超低能耗與裝配式兩大技術(shù)體系融合過程中的實(shí)踐與探索。
論文全文如下:
論文作者 | 超低能耗建筑研究中心主任 劉郁林
雄安新區(qū)城鄉(xiāng)管理中心綜合服務(wù)中心，是北京市支持雄安新區(qū)建設(shè)的超低能耗裝配式綠色示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目承擔(dān)著政務(wù)服務(wù)、展示交流、企業(yè)辦公、會議培訓(xùn)等多項(xiàng)功能。項(xiàng)目總用地面積13000平方米，總建筑面積5173 平方米。地上3層，局部 5 層，建筑高度為22.8 米。2018年5月開始進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)施工，當(dāng)年11月交付。
項(xiàng)目踐行“以人民為中心”的根本理念，突出開放式公共空間、互動式體驗(yàn)交流、園林式人居環(huán)境、未來式生活場景等鮮明特色，激發(fā)人民群眾對未來生活美好暢想，助力新區(qū)征遷安置工作的順利推進(jìn)。
雄安城鄉(xiāng)管理服務(wù)中心打造了四個方面的集成優(yōu)勢，即：裝配式鋼結(jié)構(gòu)與超低能耗建筑的集成；內(nèi)裝工業(yè)化與智能家居的集成；BIM智能制造與EPC全產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)施的集成；模擬城市與實(shí)體城市的集成。
項(xiàng)目集成了超低能耗、鋼結(jié)構(gòu)、裝配式、鋁板幕墻等多種技術(shù)體系，滿足“綠色建筑三星”、“住建部超低能耗被動式示范項(xiàng)目”要求，同時滿足“德國能源署示范項(xiàng)目”要求，踐行了雄安標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)的對接，為新區(qū)鋼結(jié)構(gòu)裝配式超低能耗項(xiàng)目提供了參考示范，將對新區(qū)建設(shè)起到積極的推進(jìn)作用。
一、建設(shè)目標(biāo)及規(guī)范要求
城鄉(xiāng)管理服務(wù)中心項(xiàng)目所屬的氣候區(qū)為寒冷（B）區(qū)，建筑目標(biāo)為被動式超低能耗綠色建筑，滿足住建部被動式超低能耗綠色建筑示范工程的性能指標(biāo)要求。同時，建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)要求在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 50189─2015基礎(chǔ)上節(jié)能60%以上，并且滿足北京地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)要求；室內(nèi)環(huán)境達(dá)到現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50736─2012中的Ⅰ級熱舒適度。
該項(xiàng)目在目標(biāo)確定的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)建筑整體達(dá)到被動式超低能耗建筑的要求，同時對功能空間進(jìn)行新的設(shè)計，賦予建筑既能充分展示被動式超低能耗建筑技術(shù)與相關(guān)產(chǎn)品部件，同時又能夠體驗(yàn)被動式超低能耗建筑的舒適性與先進(jìn)性。項(xiàng)目以體驗(yàn)式、綠色化、智能化為主要特色，集中充分展示了鋼結(jié)構(gòu)與被動式超低能耗建筑體系的結(jié)合，以及光伏發(fā)電系統(tǒng)、凈水系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、節(jié)能環(huán)保材料、智慧門禁以及智能安防等先進(jìn)技術(shù)。
二、項(xiàng)目建筑節(jié)能設(shè)計
1、建筑節(jié)能規(guī)劃設(shè)計
該項(xiàng)目在被動式超低能耗基礎(chǔ)上有創(chuàng)新加入了“鋼結(jié)構(gòu)+裝配式”。被動式超低能耗關(guān)鍵技術(shù)包括：高效保溫隔熱系統(tǒng)、無熱橋構(gòu)造系統(tǒng)、高性能保溫門窗系統(tǒng)，以及良好氣密性及高效熱回收系統(tǒng)。采用鋼結(jié)構(gòu)裝配式超低能耗體系將鋼結(jié)構(gòu)、裝配式體系與被動式超低能耗技術(shù)融為一體，推動未來節(jié)能技術(shù)與裝配式綠建技術(shù)結(jié)合的發(fā)展。
2、維護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)
（1）非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)措施。外墻采用300毫米厚巖棉條；屋面采用400毫米厚擠塑聚苯板；地面采用200毫米厚擠塑聚苯板；與土壤接觸的地下外墻基礎(chǔ)、柱子基礎(chǔ)外粘貼200毫米擠塑聚苯板保溫。
（2）外窗及外門措施。外窗采用木索結(jié)構(gòu)窗，三層玻璃加暖邊充氬氣雙LOE；鋁包木窗加暖邊。使用木材作為窗戶的框材，綠色環(huán)保，自然美觀，且屬于可再生材料；木材導(dǎo)熱系數(shù)低，窗戶的保溫性能與隔聲性能優(yōu)異；木材表面采用水性環(huán)保涂料涂刷，沒有甲醛、苯等有害物質(zhì)。
依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能分級及檢測方法》 GB/T 7106─2008，外門窗氣密性等級不應(yīng)低于8級、水密性等級不應(yīng)低于6級、抗風(fēng)壓性能等級不應(yīng)低于9級。
南立面遮陽采用帶光感追蹤、自動調(diào)節(jié)的機(jī)翼遮陽板，機(jī)翼遮陽板可以根據(jù)太陽高度角的變化自動調(diào)節(jié)進(jìn)入室內(nèi)的太陽能量，降低空調(diào)能耗。東、西外窗均設(shè)置可調(diào)節(jié)的電動活動鋁合金百葉外遮陽?？烧{(diào)節(jié)外遮陽和外窗間距大于100毫米，以免外窗玻璃被加熱，導(dǎo)致熱傳導(dǎo)，增加能耗。屋頂采光窗部分采用遙控活動外遮陽系統(tǒng)。
項(xiàng)目機(jī)翼遮陽板▲
（3）關(guān)鍵熱橋處理措施。①外墻保溫采用單層巖棉條保溫粘貼加斷橋錨栓固定施工體系；②屋頂采光棚采用的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行斷橋處理；③外窗、外門均采用懸掛式外掛安裝方式，在門窗洞口處采取方鋼或槽鋼與主體固定，門窗斷熱橋的錨固件與鋼窗固定，并盡量采用減少接觸面積、增加隔熱間層及使用非金屬材料等措施降低熱損失；④管道穿外墻部位預(yù)留套管并預(yù)留足夠的保溫間隙；⑤開關(guān)、插座接線盒等不應(yīng)置于外墻上。
玻璃采光頂▲
（4）屋面保溫層處理措施。女兒墻構(gòu)造柱之間填充300毫米厚巖棉，伸入屋面長度不小于500毫米，確保外墻與屋面的保溫層連續(xù)；屋面保溫層靠近室外一側(cè)設(shè)置防水層，防水層應(yīng)延續(xù)到女兒墻頂部蓋板內(nèi)，使保溫層得到可靠防護(hù)；屋面結(jié)構(gòu)層上、保溫層下設(shè)置隔汽層；屋面隔汽層設(shè)計及排氣構(gòu)造設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《屋面工程技術(shù)規(guī)范》 GB 50345─2012，保證屋面與外、墻保溫層的連續(xù)。
（5）氣密性處理措施。該建筑為鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部抹灰層可作為氣密層，不同構(gòu)件連接處采用特殊的密封膠帶粘貼，如外窗與墻體連接部位、穿墻管道處等。
3、自然通風(fēng)節(jié)能技術(shù)
本建筑設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng)，提供24小時不間斷新風(fēng)。建筑坐北朝南，使得過渡季能夠有效利用自然通風(fēng)。
4、高效熱回收新風(fēng)系統(tǒng)
該項(xiàng)目暖通空調(diào)設(shè)計共采用2臺立式新風(fēng)機(jī)組、1臺組合式空調(diào)機(jī)組設(shè)備，3臺主機(jī)均安裝在五層新風(fēng)機(jī)房內(nèi)。新風(fēng)熱回收系統(tǒng)擁有高效的全熱回收裝置?？梢詫π嘛L(fēng)起到冬季加熱、夏季除濕的功能。熱回收裝置的顯熱回收效率為75.76%。
考慮到噪聲及舒適性問題，設(shè)備均采用低噪聲型，并設(shè)減震裝置；風(fēng)機(jī)等設(shè)備設(shè)在單獨(dú)機(jī)房內(nèi)，機(jī)房設(shè)吸聲減噪隔震措施；機(jī)組與風(fēng)管連接處采用柔性接管；土建風(fēng)井由建筑專業(yè)做好消聲處理；所有吊裝風(fēng)機(jī)均采用彈性吊桿，柔性連接。
5、暖通空調(diào)和冷熱源及系統(tǒng)形式
（1）空調(diào)系統(tǒng)。該項(xiàng)目采用集中新風(fēng)+風(fēng)機(jī)盤管的空調(diào)系統(tǒng)，其中新風(fēng)系統(tǒng)能夠承擔(dān)部分室內(nèi)冷熱負(fù)荷，風(fēng)機(jī)盤管作為輔助供冷供暖方式，在夏季及冬季極端天氣下開啟
。
（2）冷、熱源系統(tǒng)。新風(fēng)和風(fēng)機(jī)盤管的冷熱源均由動力中心的地源熱泵機(jī)房供應(yīng)，具有高效節(jié)能的特點(diǎn)。
（3）自動控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)采用直接數(shù)字式監(jiān)控（DDC）系統(tǒng)進(jìn)行集中遠(yuǎn)距離控制和程序控制。水泵、風(fēng)機(jī)等采用高效節(jié)能產(chǎn)品，并采用變頻控制等節(jié)電措施。
6、照明及其他節(jié)能技術(shù)
光源均選高效LED節(jié)能光源和燈具，比普通節(jié)能燈節(jié)能50%以上；公共樓梯間等公共照明采用聲光控?zé)?，火?zāi)時強(qiáng)啟；展廳、電梯廳、走廊等采用LED節(jié)能燈；照度標(biāo)準(zhǔn)按現(xiàn)行《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 50034─2013執(zhí)行。
7、監(jiān)測與控制
本監(jiān)測平臺利用BIM技術(shù)，把精細(xì)化設(shè)計、施工的理念運(yùn)用到精細(xì)化運(yùn)維管理中。本監(jiān)測平臺通過監(jiān)測空調(diào)系統(tǒng)（冷熱源系統(tǒng)、輸配系統(tǒng)、末端系統(tǒng)）、照明系統(tǒng)以及電氣設(shè)備用電情況，各項(xiàng)用水指標(biāo)情況，同時監(jiān)測室內(nèi)外各項(xiàng)舒適性指標(biāo)（溫度、相對濕度、CO2濃度、PM2.5濃度等），綜合判斷各項(xiàng)用能指標(biāo)，診斷能源狀況，制定節(jié)能策略，最終保證被動式超低能耗建筑真正落地。
8、可再生能源利用技術(shù)
在被動式超低能耗建筑供冷供熱能耗大幅下降的情況下，該項(xiàng)目使用可再生能源光伏發(fā)電系統(tǒng)（光伏年發(fā)電總量約為110376千瓦時）和地源熱泵系統(tǒng)作為清潔能源抵消一部分能源消耗，清潔能源利用率占建筑總能耗的54%左右。
頂層太陽光伏板▲
三、項(xiàng)目能耗指標(biāo)計算
該項(xiàng)目根據(jù)住建部被動式超低能耗綠色建筑示范工程技術(shù)要求與德國被動房的性能指標(biāo)要求進(jìn)行設(shè)計，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，綜合考慮技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，采用DeST建筑能耗模擬軟件，根據(jù)河北省保定市典型氣象年的氣象數(shù)據(jù)，對項(xiàng)目能耗指標(biāo)進(jìn)行模擬計算，如下圖所示。
模擬建模示意圖
根據(jù)測算，該項(xiàng)目年一次能耗指標(biāo)為42.69千瓦時/（平方米·年）（包括供冷能耗+供暖能耗+照明能耗），與滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189—2015的參照建筑相比，年一次能耗節(jié)能率為63.10%。
四、項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
該項(xiàng)目總投資9000萬元，與我國公共建筑65%節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相比，按照被動式超低能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計與建造。項(xiàng)目增量成本約為1480.71元/平方米，總增量成本765.95萬元。作為鋼結(jié)構(gòu)的裝配式被動式超低能耗項(xiàng)目，為今后的鋼結(jié)構(gòu)裝配式被動式超低能耗項(xiàng)目積累了經(jīng)驗(yàn)，有助于推動未來節(jié)能技術(shù)與裝配式綠建技術(shù)結(jié)合的發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)如下：
（1）在被動式超低能耗的基礎(chǔ)上加入“鋼結(jié)構(gòu)+裝配式”，在獨(dú)立基礎(chǔ)上組裝鋼結(jié)構(gòu)框架，用現(xiàn)澆混凝土將壓型鋼板和鋼結(jié)構(gòu)框架澆筑成裝配式結(jié)構(gòu)一體化；采用錨栓與輔助焊接方式加強(qiáng)預(yù)制構(gòu)部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，由專業(yè)密封膠密封縫隙。采用鋼結(jié)構(gòu)裝配式超低能耗建筑系統(tǒng)將鋼結(jié)構(gòu)與裝配式體系與被動式超低能耗建筑的優(yōu)良品質(zhì)技術(shù)融為一體。
（2）按照保溫技術(shù)、斷橋處理技術(shù)、高效節(jié)能門窗技術(shù)、新風(fēng)技術(shù)及建筑氣密技術(shù)等技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計和施工。
（3）采用被動式木索結(jié)構(gòu)門窗，提高建筑南側(cè)外窗采光的通透性。高效節(jié)能的外保溫系統(tǒng)和外門窗，對所涉及到的熱橋部位和氣密性措施進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計，以保證節(jié)能效果性、安全性、耐久性及室內(nèi)舒適性的實(shí)現(xiàn)。
（4）采用特殊的鋼結(jié)構(gòu)斷熱橋節(jié)點(diǎn)連接幕墻與主體，在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上減少熱橋損失。
北京住宅院超低能耗建筑研究中心
致力于提供超低能耗相關(guān)的性能化設(shè)計咨詢及研發(fā)，國內(nèi)外的項(xiàng)目認(rèn)證，施工管控，后期運(yùn)維能耗監(jiān)測系統(tǒng)等全方位的服務(wù)內(nèi)容。中心包括多名北京市超低能耗示范項(xiàng)目評審專家和十多名德國被動房設(shè)計咨詢認(rèn)證師。
截止目前，我們共完成咨詢項(xiàng)目近20個，總規(guī)模近20多萬平方米，其中包括北京市首例落地項(xiàng)目翠成D-23、全國首例德國被動房PLUS級別朗詩延慶示范項(xiàng)目、雄安綜合服務(wù)管理中心（超低能耗示范項(xiàng)目）及天津大自然2#酒店（德國被動房研究所最高等級）等。獲得6項(xiàng)德國被動房研究所被動房認(rèn)證、2項(xiàng)德國能源署能效認(rèn)證、8項(xiàng)住建部超低能耗示范項(xiàng)目、9項(xiàng)北京市超低能耗示范項(xiàng)目、10余項(xiàng)中建聯(lián)被動式超低能耗聯(lián)盟評價標(biāo)識，有豐富的項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和雄厚的技術(shù)儲備。
我們始終秉承“營造低碳環(huán)境 引領(lǐng)品質(zhì)生活”理念，以提高建筑節(jié)能、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展、追求美好生活為己任，為甲方提供優(yōu)質(zhì)的超低能耗性能化設(shè)計咨詢服務(wù)。
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