【案例分享】2020年首批近零能耗建筑测评项目技术路线全解析
时间：2020-08-14 11:48:05 分类：认证项目
我国近零能耗建筑经过10年的发展，《近零能耗建筑技术标准》GB/T51350-2019、《近零能耗建筑测评标准》T/CABEE 003-2019的已经实施，以国家标准形式建立适合我国国情的近零能耗建筑技术指标、检测、评价体系，试点示范案例节能减排效果显著。2020年8月13日，中国建筑科学研究院作为中国建筑节能协会第三方评价机构采用网络视频的方式组织召开了“2020年第一批近零能耗建筑项目评审”，现对参与测评并通过7位专家评审的11个项目技术特点进行分享。
项目技术创新点
项目秉承“被动优先，主动优化”的设计理念，集成了“遮阳、通风技术”、“计算机云技术”、“太阳能建筑一体化”、“智能建筑微能网”四大技术，涵盖38个子技术和4个科研课题。同时，综合运用建筑与设备节能技术、非传统水源利用技术、建筑调适与运维技术等多项先进综合性技术，根据研发楼本身特点以及珠海市的气候特征与自然环境，打造出环境宜居、可在夏热冬暖地区实际运行的零能耗建筑。
项目技术创新点
2#层数为5层，建筑高度为20.10m，总建筑面积为4350.921m2；3#层数为7层，建筑高度为23.75m，总建筑面积为4637.097m2，绿地率达到31.6%。本次超低能耗建筑申报范围为1#楼、2#楼。
项目根据珠海气候特点以及自身条件，综合利用建筑遮阳、种植屋面、风扇及底层架空等技术，结合高效空调设备，节能灯具和太阳能发电等，打造具有地域特色的超低能耗建筑形式。
本项目填补了吉林省超低能耗和绿色建筑领域的多项技术空白，共申报发明专利11项，依托该平台建立了吉林省建筑清洁能源应用工程研究中心和吉林省绿色建造与发展管理研究中心，在产学研用联合创新方面发挥了示范引领作用，先后被评为吉林省超低能耗建筑示范工程，全国首批超低能耗建筑标志性项目，2018年被纳入国家科技部“十三五”两个重点研发专项的全国跟踪项目，2019年被中国建筑节能协会评为“中国好建筑”。
北楼原为深圳市建设工程质量检测中心，分为主楼和附楼，建筑面积4354㎡，主体5层，附楼2层，砖混结构，于1984年竣工。南楼原为建设工程质量监督总站办公楼，建筑面积3114 ㎡，是7层的框架结构建筑，于1991年竣工投入使用。改造后，项目总建设面积4478.66㎡ 总建筑面积为8696.44 ㎡。
经过二十多年的使用，原建筑年久失修，损坏严重，难以满足现代办公的要求，故对其进行绿色改造，改造后将作为政府机关办公楼使用，达到被动式近零能耗的智能舒适办公建筑的水平。主要改造内容包括：节能改造、主体结构加固、智能化提升等工程。
项目技术创新点
基于气候生物学的分析策略，确定本项目可采用的改造技术。形成以被动式设计为主，主动式绿色技术为辅的设计策略。最终贯彻绿色，健康，节能，智能，以及以人为本，用户友好的项目改造理念。具体体现在高性能围护结构，包括双层外遮阳表皮，热反射涂料，高性能外窗以及立体绿化等设计；高性能空调系统，包括全热回收新风系统，高能效多联机制冷系统以及室外机喷淋降温设备等；采用高能效的LED照明系统结合采光筒并进行分区控制；可再生能源的综合利用，包括高性能屋顶光伏系统以及空气源热泵。在改造的全过程基于建筑信息模型（BIM）技术，编写了一套楼宇自控运行平台系统及其对应的传感器网络应用方法，实现对建筑的智能监控，优化建筑用能。
同时，在建筑结构主体加固及改造的过程中，研发了基于光纤光栅结构健康监测系统，提高结构加固过程中施工的安全性。为了满足室内健康舒适要求，采用室内空气质量全过程管控技术，对建筑的材料/家具进行管控，确保改造完成后室内空气质量符合健康要求。创新回用工程渣土，实现材料和资源的循环利用，减少了环境污染。
各项技术研究成果成功运用于深圳市建筑工程质量监督和检测实验业务楼，打造华南地区既有建筑绿色改造标杆性工程，既有建筑绿色改造的国际级示范项目，对夏热冬暖地区的既有公共建筑改造具有指导作用和借鉴意义。
项目技术创新点
开展海绵城市、BIM智慧管理系统、群智能控制系统的探索与实践，创建文明工地、观摩工程和自治区科技推广示范工程。项目总建设面积7025㎡，总建筑面积2939.5㎡。
项目针对近零能耗目标，采取被动式技术手段、主动式技术手段以及充分利用当地可再生能源。三种技术手段相互补充和完善。
采用被动式技术手段，最大幅度降低建筑供暖供冷需求：采用高性能围护结构，遮阳系统的设计包括：预制构件遮阳、西向固定垂直遮阳百叶、活动外遮阳光伏太阳追踪系统，兼具外遮阳和光伏发电、屋顶光伏板兼具屋面遮阳的效果，减少屋面热吸收；建筑西向外墙立体绿化，有效降低外墙表面温度以减少对室内传热；室内局部采光筒，提高室内的自然采光率；门厅挑空顶层布置补风器，兼具采光功能，无需采用电力驱动，实现室内外空气的对流，有效的促进室内自然通风。
主动式技术手段：高能效多联机空调系统；采用节能风扇辅助空调，增强室内气流的均匀度，同时可以提高空调的送风温度，达到节能的效果；
充分利用可再生能源：项目将太阳能光伏组件建材化，充分结合光伏组件的清洁发电、遮阳、美观等功能，打造建筑屋顶光伏一体化（BIPV）、立面旋转遮阳百叶光伏一体化，光伏停车棚；光伏总装机容量205.46kw。
项目技术创新点
通过细致分析，采用若干被动式主动式技术，充分挖掘建筑节能潜力达到了近零能耗建筑标准。本项目作为夏热冬暖典型气候区的工程实践，其规划设计技术体系，直至后续正常运行数据都可为南方地区近零能耗项目提供参考。
遵循被动优先，主动优化的原则，应用了自然通风、采光，固定外遮阳及乔灌木遮阳，合适的保温层布置及冷热桥处理措施，超白三银高性能外窗等被动式技术。以及高性能变频多联机空调系统，高效新风热回收系统，高效照明系统，公交雨棚设置471平米光伏发电系统，完备的能耗监测控制，智能照明控制系统等主动式技术。
最终建筑本体节能率达到31.96%，建筑综合节能率86.29%，可再生能源利用率77%，单位建筑面积等效耗电量仅24.1kwh/㎡.a。达到了近零能耗建筑的要求。
主动式能源系统采用户式冷热源新风一体机（搭载超低温空气源热泵），新风全热回收效率不低于70%。屋顶采用太阳能光伏系统，发电用于公区照明，地下车库采用导光管引入天然光，节约照明耗电。项目同时采用了住宅产业化技术、铝模板全现浇外墙、全装修设计与施工、智慧社区系统、直饮水系统等技术，在满足超低能耗建筑指标的同时实现健康绿色的全方位高品质建造目标。
该项目所采用的创新型外窗安装形式为严寒气候区首次大规模采用，兼顾了降低安装热桥与严寒气候区高层建筑高性能外窗安装的可靠性与耐久性需求。
该项目大规模采用搭载超低温空气源热泵的一体机作为项目的主要冷热源，兼顾了超低能耗建筑大幅降低的供暖需求可感知性，以及高端用户的个性化供暖需求的可实现性。
作为超低能耗建筑技术在严寒气候区大规模应用的示范项目，本项目落成后将成为引领严寒气候区高端化住宅发展方向的风向标。
结合当地气候特征，充分利用被动式设计手段，提高主动式能源系统的可靠性和经济性，采用可再生能源技术措施，同时应用海绵城市、真空垃圾收集、智慧社区、直饮水、住宅产业化、铝模施工等先进技术，实现超低能耗绿色健康的高品质建设目标。
项目首次采用创新型外窗安装方式及冷热源系统形式，为同类型项目树立了标杆作用，实现超低能耗建筑技术的应用创新。
本项目作为内蒙自治区首批大规模实践的超低能耗建筑示范项目，引领超低能耗健康绿色高端住宅在严寒气候区的推广及发展。
建筑南北朝向，外立面风格简洁流畅，浅灰色高反射隔热质感涂料，并搭配北宋风格挑檐设计，丰富了立面效果，既兼顾固定遮阳又提供了光伏安装空间，实现了建筑光伏一体化。
同时项目通过高效外保温系统、高性能门窗、无热桥设计、良好的气密性、高效新风热回收、可再生能源的运用、智能化监测与运维等手段在实现室内健康、舒适的室内环境的同时大幅度降低了建筑能耗。
项目技术创新点
非透明部分采用甲方自产的导热系数0.006W/(m.K)的真空保温装饰一体板与岩棉条组合的外保温体系；外窗为新型硬质聚氨酯保温芯材的断桥铝合金中空玻璃窗，西南向外窗安装电动遮阳可调节百叶，屋顶天窗配置卷帘遮阳，可自动开启，实现最大程度自然采光、通风及遮阳需求。
屋面和建筑基础均实施双层防水防潮设计，应对该地区多雨气候。
采用集中式和分散式的能源系统满足不同楼层使用需求，每层设置全热交换效率＞70%的新风设备。
建立完善的能耗计量和室内环境监测系统。
采用高效空气源热泵提供生活热水。
我国近零能耗建筑技术评价工作已顺利开展，并逐步从摸索尝试阶段逐渐向实际应用转变：居住建筑实现连片建设，从单体迈向区域;示范项目覆盖区域逐渐扩大，南方示范项目陆续涌现；技术体系应用成熟，首次颁发运行标识。希望符合申报条件的项目积极申报近零能耗建筑测评标识，为我国提供更多的行业典型，发挥标识的市场引领作用，切实提升我国建筑能效水平，推进建筑节能和绿色建筑向更高的水平发展。
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