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超低能耗绿色建筑在严寒地区的实践

[发布日期:2014-10-24 11:35:48]

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  黑龙江哈尔滨市“辰能·溪树庭院”是中德合作建设的我国两个被动式低能耗建筑示范项目之一,也是严寒地区的唯一一个示范项目。经过多年的建设和实验,该项目已经成功探索出一套在极端气候下超低能耗建筑的建造技术和标准。

  一个严寒中的选择

  超低能耗建筑是国际上公认的最节能的建筑,是建筑今后发展的方向。我国自2010年开始发展这一新型节能建筑。2011年4月,辰能·溪树庭院项目被住房和城乡建设部确定为中德合作“中国被动式——低能耗建筑示范项目”。

  “中国被动式——低能耗建筑示范项目”是由住房和城乡建设部与德国能源署合作开展的国家级国际科技合作项目,宗旨是在中国推广目前国际建筑节能环保领域最先进的被动式——低能耗建筑技术,德方在中国经过广泛的考察筛选后,确定辰能·溪树庭院作为国内两个合作项目之一。“辰能·溪树庭院”能够入选,原因是多方面的,其中一就点是出于气候条件的考虑。

  哈尔滨地处中国东北北部,全年最高气温36.4℃,最低气温 38.1℃。全年平均降水量569.1毫米,降水主要集中在6~9月,夏季占全年降水量的60%。气候具有明显的季节性变化,春季回暖快而多大风,容易出现春旱;夏季短促而炎热,降水集中;秋季降温急剧,容易出现早霜;冬季漫长而寒冷干燥,每年采暖期为176天,年平均气温3.6℃,冻深2.05米。

  这样的气候条件,向超低能耗建筑的建造提出挑战,而其一旦成功,其示范意义将十分巨大。

  被列入2011年国际科技合作项目计划的该项目,为黑龙江辰能盛源房地产开发有限公司开发的辰能·溪树庭院二期,是一栋11层小高层,总建筑面积近万平方米。项目引进德国先进被动式低能耗建筑技术,结合哈尔滨气候特点,经过多次试验,将一套完整的舒适节能体系应用在住宅项目中。

  五大技术成就了温暖

  辰能·溪树庭院项目,作为超低能耗绿色建筑的代表,采用了土壤源热泵、天棚柔和式微辐射、保温材料、节能窗、全置换式新风系统、同层排水系统等新技术与新材料,以“低碳、环保、舒适、健康”可持续发展理念贯穿规划开发全过程,打造高舒适度低碳住宅。

  技术之一:建筑外墙外围护结构优化系统。建筑外墙外围护结构优化系统是通过外墙外保温、中空Low-e玻璃外窗保温和外遮阳等设施,降低自然气象对建筑室内舒适度的不利影响,使建筑在没有采暖和制冷设备使用的条件下,将室内温度保持在使人体感觉舒适温度范围,不但降低了采暖和制冷负荷,还缩短采暖和制冷时间,更多地有效节省能源消耗。

  该项目保温材料全部采用整浇ESP模块,保温效果和功能都远高于普通苯板;外窗采用铝包木实木窗,低辐射Low e玻璃,内充氩气,有效降低热能的消耗。窗外侧设置金属外遮阳卷帘,内部填充聚氨酯阻热材料,有效阻挡太阳直辐射和漫辐射。

  技术之二:天棚低温辐射采暖制冷系统。天棚低温辐射系统是在混凝土顶棚中敷设与建筑同寿命的“灰色黄金”PB管,根据人体冬、夏对温度的需求,通过盘管中的供回水温差,进行智能化调控,使室内温度常年保持人体最佳舒适度范围内。

  该项目通过埋设在楼板中的PB管,利用冷热水为介质调节室内温度,常年保持在20℃ 26℃之间。夏季送20℃左右冷水制冷,冬季送30℃左右的热水进行采暖。

  技术之三:地源热泵系统。土壤源是最清洁、最生态的能源之一,该项目利用地球表面浅层地热能资源进行供热、制冷的高效、节能、环保系统。冬季把地热能中热量“取”出来,提高温度后,供地下车库内采暖;夏季,通过地源的双U管土壤换热器,换取地下低温冷源,利用天棚低温辐射进行室内制冷。

  技术之四:全置换式新风系统。被动房对能耗要求较高,围护结构密闭性较好,为满足室内人员新风要求,该项目采用全置换式新风系统,即将室外空气经过滤、除尘、温湿度等进行多级处理后,经由设置在卧室、客厅地面上的新风口,将新鲜、清洁的空气送入室内,由于其温度略低于室温,在地面形成“新风潮”溢满房间的每个角落,使人新鲜呼吸始终如一,室内污浊再由卫生间排风口排出。

  技术之五:同层排水。同层排水系统是目前欧洲采用的一种排水方式,它从根本上解决了传统卫生间侵占空间、噪音干扰及漏水等问题。同楼层的排水支管与主排水支管均不穿越楼板,在同楼层内连接到主排水立管上。此技术实现了家庭卫生间的完全独立化,上下层不会因漏水、噪音等互相干扰;卫生间的布局不受坑距的限制,方便主人进行个性化的装修;同时采用挂壁式洁具,没有卫生死角,卫浴清理更加方便。

  经过五大技术的系统整合,该项目完成了“高舒适度低碳节能”住宅系统。让室内充满清新空气,室温常年保持在20℃~26℃,湿度在30%~60%之间,符合人体健康、舒适的标准范围。

  三星标识代表的意义

  “辰能·溪树庭院”项目在2013年获三星级绿色建筑设计标识。获得这一标识,意味着该项目在建筑节能等诸多方面达到了很高水平。

  在资源方面实现了节地节水:该项目人均居住用地22.57平方米。居住区内绿地率达44.19%,人均公共绿地面积约1.9平方米。绿化采用移动式微喷灌的节水灌溉方式。该项目采用透水地面、下凹绿地等措施,增加雨水渗透。该项目自建中水处理系统,中水用于绿化灌溉、道路浇洒等,非传统水源利用达13.3%;中水管道采取防止误接、误用、误饮措施。

  在建筑方面实现了节能节材:住宅建筑围护结构节能率达72%。利用新风系统、热回收效率为77.5%。该项目优化围护结构热工性能,使得建筑能耗不高于节能标准规定的80%,降低了建筑能耗。在可再生能源利用方面,该项目采用地源热泵系统作为集中空调系统冷源和采暖系统部分热源。在材料上,工程结构体系为钢筋混凝土剪力墙结构体系,大量采用HRB400钢筋,占整个钢筋用量的78.86%。项目造型要素简约,装饰性构件占总造价的0.988%。

  此外,室内环境质量好,隔声减噪。住宅水、电、气、冷、热分户、分类计量与收费,计量仪表设置齐全;采用先进可靠的智能化系统;对施工过程中产生的废弃物分类处理,并进行回收和再利用。

  以上技术的应用,使辰能·溪树庭院项目获得“三星级绿色建筑设计标识”。

  示范工程的作用,在于示范。黑龙江省和哈尔滨市有关部门对“辰能·溪树庭院”项目总结设计要点、施工经验,并在此基础上今年又开工建设一栋办公楼、一座低能耗小学。未来两年内,将有住宅、办公楼、学校共5万平方米被动式——低能耗建筑在哈尔滨投入使用。“辰能·溪树庭院”所属的严寒地区,冬季寒冷漫长,供暖期长达半年,推广被动式低能耗建筑,在采暖期可节约上万吨标准煤,因此,无论在社会效益还是经济效益方面,都具有重要意义。
 

来源:中国建设报