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[摘要]本文从应用技术的角度,对北京市超低能耗建筑示范工程项目——B3办公楼所采用的节能降耗技术进行介绍。
[关键词]超低能耗建筑;热泵;热回收
1引言
随着全球气候变暖,世界各国对建筑可持续性发展越来越关注,对绿色建筑节能环保越来越重视,也先后涌现出多种建筑认证标准体系,如,美国LEED认证、英国BREEAM认证、中国的绿色建筑认证及被动式超低能耗建筑认证等等;人们在建筑节能环保方面不断努力和提升的同时,也越来越多地关注生活在建筑中的人的健康和感受,如美国的WEEL认证、中国的健康建筑认证等。
2概述
在此背景下,B3办公楼项目,创新性地将被动式超低能耗建筑技术与“五恒”科技系统相结合,实现室内的恒温、恒湿、恒氧、恒净和恒静的特点,达到室内一级舒适标准的同时,能耗水平比国家现行建筑节能标准再节能60%以上,实现了节能减排社会效益和投资回报经济效益双丰收。该项目还获得了中国被动式超低能耗绿色建筑标识、国家绿色建筑三星级最高荣誉,以及美国的绿色建筑LEED铂金级、WELL铂金级等多项国际顶级绿色建筑奖项。
3项目应用技术介绍
3.1工程简介
B3地块办公楼项目位于北京市朝阳区来广营乡,西至来广营村四号路,北至来广营中街,南临B3-3中小学合校用地,东临B3-1二类居住用地。规划用地面积2800平方米,总建筑面积13050平方米,其中地上建筑面积9800平方米,地下建筑面积3250平方米。地上7层,地下2层。其中地上建筑面积9800平方米的部分为被动式超低能耗建筑示范内容。该项目于2017年5月完成设计,计划2017年完成主体施工和被动式超低建筑施工工作。然而,在决策建设本项目为被动式超低能耗建筑时,项目已经开始主体结构施工,这给围护结构的设计和施工带来一定的难度。为进行被动式超低能耗建筑的设计论证与优化,该项目利用冬施间歇期,组织设计顾问、施工单位等各参与方通力合作,成功解决了大量技术难题,使整个建筑的性能指标满足被动式超低能耗示范建筑的标准要求。
3.2技术体系
B3办公楼项目采取了八大技术体系:超高效保温隔热围护系统、建筑整体无热桥系统、建筑整体高气密性系统、高效热回收及清洁新风系统、超低能耗科技空调系统、可再生能源利用系统、建筑净水系统和建筑智能化系统。
3.3创新性技术特点
项目具有创新性的技术特点:(1)在被动节能方面,外墙和屋面采用了创新的岩棉板和真空绝热板一体高效复合保温体系,可实现外围护结构保温性能较一般节能建筑提升2倍以上;外窗体系采用了高性能的被动式系统窗,K值降低至1.0W/㎡•K;外遮阳百叶系统实现了遮阳隔热的同时可将自然光有效导入室内,降低空调能耗,优化室内光环境;项目采用了整体无热桥的设计,系统窗采取外挂式的安装方式,最大限度地减少热桥的影响,同时在女儿墙、穿墙管线以及幕墙埋件等处均进行了隔热保温的断热桥设计;高气密性外窗、室内连续的抹灰层及局部节点的高气密性材料的应用,实现建筑整体气密性要求。(2)在主动节能方面,该办公楼由地源热泵与高效空气源热泵相结合作为空调冷热源,末端采用了具有良好节能效果的毛细辐射空调系统,搭配超静音辅助风盘,结合相应的运行策略,实现恒温无吹风感,在满足冷热舒适性的基础上,最大限度地提升系统能效、降低运营能耗。空调系统设计时,同时考虑了项目南北进深较大的现状,按照南北向进行分区,划分两个空调系统环路,实现南北分区运行模式,供回水温可根据各自负荷特性进行调整。因毛细管网辐射末端的温度变化调节较慢,外区独立办公室及会议室因使用特性,负荷变化较大,设置毛细管席+地板嵌入式风盘或吊顶隐藏式风盘等,以缩短室内温度变化的响应时间,提高热舒适度。实际使用证明,该方式达到了预期效果。新风机组采用高效全热转轮热回收装置进行能量回收,热回收效率>75%,同时采用初中效+静电过滤,保证PM2.5有效去除率达到90%以上,有效保证室内清澈、健康的空气环境的同时,达到节能减排的目的。(3)在可再生能源利用方面,项目采用了屋顶太阳能光伏发电技术、光纤导入自然光技术以及区域地源热泵技术。进一步降低化石能源消耗(见图7)。(4)为达到洁净用水、健康饮水的目标,项目采用了高标准的净水与直饮水系统,通过KDF过滤及活性炭超滤实现符合美国WELL认证标准的清洁用水。(5)有效节能离不开智能化的控制,项目通过智能化的能耗管理平台、智能照明以及智能遮阳等系统进一步优化了能源节约方案。
4结束语
B3办公楼作为具有引领作用的示范项目,建成后成为北京市单栋建筑规模体量最大、影响最大的被动式超低能耗建筑项目。目前被动式超低能耗绿色建筑是国际近零能耗建筑的发展方向,也是中国未来绿色建筑发展的风向标。
作者:王瑾 单位:北京金茂绿建科技有限公司