8月10日，青海省海東市樂都區(qū)麗水灣被動式超低能耗綠色建筑示范項目開工儀式在樂都區(qū)舉行，標志著我省首個被動式超低能耗示范項目進入實施階段。該項目住宅將節(jié)能90%以上，住宅的四季溫度將持續(xù)在20—26攝氏度。
被動式超低能耗房屋，是不用主動式的采暖和空調(diào)系統(tǒng)就可以保證室內(nèi)舒適環(huán)境的綠色建筑。通俗的說就是被動式房屋，冬季不用采暖、夏季不用空調(diào)，平時不用開窗，就可以使室內(nèi)年平均溫度達到20—26攝氏度，年平均濕度達到40%—60%，室內(nèi)的甲醛等有害氣體含量達到國際標準。
在降低能耗的同時極大地提高了人居質(zhì)量和健康指數(shù)，是今后建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢和方向。據(jù)了解，2013年10月開始，我省率先在西部省份開展了被動式超低能耗綠色建筑示范項目引進接洽事宜，2014年3月，樂都金鼎房地產(chǎn)開發(fā)有限公司與德國能源署簽訂了《中德建筑能效合作協(xié)議書》。
在經(jīng)過兩年多時間的技術(shù)準備、方案選擇，突出我省豐富的太陽能資源的優(yōu)勢，借鑒相關(guān)被動式低能耗建筑技術(shù)，確定了“被動式低能耗和太陽能采暖技術(shù)相結(jié)合技術(shù)”作為我省被動式超低能耗建筑核心技術(shù)，開拓了具有青海特色的被動式低能耗建筑新路子。
麗水灣項目作為我省首家被動式超低能耗建筑，建筑面積11500平方米，17層高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)。項目的建成，將引導全省建設(shè)領(lǐng)域樹立生態(tài)保護和節(jié)能低碳理念，實現(xiàn)建設(shè)領(lǐng)域的綠色低碳發(fā)展，促進形成全社會主動實施建筑節(jié)能的良好局面。
該項目被動房關(guān)鍵部位設(shè)計概述
1、項目概況
本工程位于青海省海東市樂都區(qū)濱河南路99號“麗水灣”小區(qū)G區(qū)（見圖1）。擬建被動式超低能耗住宅17層三個單元，采用筏板基礎(chǔ)，剪力墻結(jié)構(gòu)。地下1層、地上17層，每層層高均為3m，建筑高度為51.45m，總建筑面積為15592㎡。
建筑主朝向為南向，充分考慮了冬季利用陽光輻射。建筑設(shè)計緊湊，外立面簡潔，體形系數(shù)（A/V）＜0.4，符合被動房設(shè)計要求。
戶型為三室兩廳一廚兩衛(wèi)及兩室兩廳一廚兩衛(wèi)2種，一梯兩戶板式結(jié)構(gòu)設(shè)計，南北通透。大套戶型建筑面積為143.00㎡，小套戶型建筑面積為132.00㎡。
該項目截止目前已由德國能源署完成設(shè)計及施工培訓，初步設(shè)計也已完成，目前正處于施工圖設(shè)計階段。計劃于2015年3月開工建設(shè)，2016年底建成。該項目建成后可提供被動式超低能耗住宅102套。
2、被動房關(guān)鍵部位設(shè)計
2.1 非透明外圍護結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計
1）外墻保溫材料選用EPS石墨聚苯板 設(shè)計厚度為250mm，雙層錯縫粘貼，采用無熱橋錨栓固定；傳熱系數(shù)K≤0.032W/（㎡•K）；密度為18kg/m³，室外地面以下采用密度為30kg/m³；防火燃燒等級為B1級。
2）防火隔離帶材料選用巖棉板防火隔離帶厚度250mm，高度≥ 300mm，雙層錯縫黏貼，采用無熱橋錨栓固定；傳熱系數(shù)K≤0.038W/（㎡·k）；密度為100kg/m³；防火燃燒等級為A級。
3）屋面保溫材料選用耐壓性的EPS石墨聚苯板 設(shè)計厚度為 300mm，采用無熱橋錨栓；傳熱系數(shù)K≤0.032 W/（㎡•K）；密度為30kg/m³；防火燃燒等級為B1級；屋面女兒墻安裝鋁合金壓頂，防止雨水流掛現(xiàn)象發(fā)生，保護墻體。
4）首層地下室頂板及墻面保溫材料選用EPS石墨聚苯板 設(shè)計厚度250mm，采用無熱橋錨栓；傳熱系數(shù)K≤0.032W/（㎡•K）；密度為18kg/m³；防火燃燒等級為B1級。
2.2 透明外圍護結(jié)構(gòu)被動式外窗設(shè)計
2.2.1 被動窗玻璃設(shè)計方案
被動窗玻璃采用“真空+中空”復合玻璃，玻璃的關(guān)鍵指標傳熱系數(shù)U值、太陽輻射總透射比g值、玻璃選擇性系數(shù)S值均符合被動窗的要求。“真空+中空”復合玻璃參數(shù)如表1所示。
2.2.2 被動窗玻璃加工方案
1）Low-E 玻璃采用金晶公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，鍍膜技術(shù)為從美國PPG公司引進的成熟技術(shù)。
2）真空玻璃 由北京新立基真空玻璃技術(shù)有限公司加工，使用壽命50年以上。
3）中空玻璃 由于北京與青海地區(qū)的空氣大氣壓不同，真空復合中空玻璃只有在青海加工，中空玻璃間隔條采用暖邊條。中空玻璃無需充氬氣，主要用來調(diào)整玻璃厚度，滿足型材安裝尺寸要求。中空可提高隔聲等性能，對玻璃整體的U值影響不大。
2.3 被動窗設(shè)計及安裝
2.3.1 被動窗型材設(shè)計方案
1）被動窗采用82mm系列的塑料型材，為斷面不少于7個節(jié)能腔室的多腔結(jié)構(gòu)塑料型材。該型材可裝配厚24～52mm的玻璃，且具有深25mm的高嵌入度。
2）窗框型材傳熱系數(shù)Uf≤1.0W/（㎡•K）。
2.3.2 被動窗整窗設(shè)計方案
82mm系列塑料型材“真空+中空”復合玻璃整窗U值計算如表2所示。由表2可見，整窗U值最高0.91W/(㎡•K)，最低0.78W/(㎡•K)，均符合被動房設(shè)計標準要求。
1）被動窗必須采用洞口外墻掛式安裝方法，窗內(nèi)側(cè)粘貼完整連續(xù)不間斷的氣密層，也為防水隔氣膜，外側(cè)也要粘貼完整連續(xù)不間斷的防水透氣膜。
2）被動窗應(yīng)安裝在保溫層內(nèi)，嵌在保溫層的1/3處，保證外側(cè)保溫層厚度。保溫層應(yīng)蓋住窗框，最多留10～15mm在外。
3）被動窗室外窗臺必須安裝金屬窗臺板，在窗框下部再安裝窗臺延伸型材（見圖2），
其作用如下:
①室內(nèi)連接木制或大理石窗臺板;
②室外連接鋁合金窗臺板;
③可以將排水腔體直接打穿到底部，實現(xiàn)垂直排水，將雨水完全排到室外鋁合金窗臺板上，保護保溫墻體，防止流掛現(xiàn)象發(fā)生。
2.4 太陽能新風+熱水+采暖復合系統(tǒng)設(shè)計方案
因該項目處于太陽能資源較豐富的青海地區(qū)，為了充分利用太陽能可再生資源，有效降低被動房能耗，經(jīng)過多方努力，確如下空氣式集中預熱分戶新風加熱設(shè)計方案。
1）選用空氣式PCM太陽能集熱器，通過建筑一體化設(shè)計將集熱器安裝在屋面上，并與安裝在屋面上的氣/水熱交換囊式水箱連接，形成集中式的太陽能熱空氣循環(huán)系統(tǒng)（該系統(tǒng)集太陽能集熱、蓄熱為一體），將氣/水熱交換囊式水箱中的水加熱用于新風預熱。當新風進入安裝在屋面上的氣/水熱交換盤管后，將新風第一次預熱至0℃以上，通過集中新風風道，送至分戶安裝的氣/水熱交換與新風加熱一體機，形成集中式新風預熱系統(tǒng)。
2）在每戶朝南外立面上通過建筑一體化設(shè)計，安裝空氣式PCM太陽能集熱器，并與安裝在室內(nèi)的氣/水熱交換與新風加熱一體機連接，也形成集中式的太陽能熱空氣循環(huán)系統(tǒng)（該系統(tǒng)集太陽能集熱、蓄熱為一體），該一體機利用白天進入室內(nèi)的太陽能熱空氣，將太陽能轉(zhuǎn)換成熱水儲存在一體機內(nèi)的氣/水熱交換囊式水箱中（一部分解決生活熱水，另一部分用于新風加熱），形成分戶新風進入系統(tǒng)。
當屋面第一次預熱至0℃以上的新風進入分戶安裝的氣/水熱交換與新風加熱一體機后，通過一體機內(nèi)的全熱交換器換氣回收室內(nèi)空氣熱量（熱回收率可達75%），進行第二次新風預熱；當進入一體機內(nèi)的新風經(jīng)過第二次預熱后，再進入一體機內(nèi)的氣/水熱交換盤管，將新風第三次加熱至20℃以上送入室內(nèi)，實現(xiàn)通風換氣與室內(nèi)熱量補充。
3）在出現(xiàn)極端天氣或進入室內(nèi)的空氣溫度低于20℃或太陽能集熱水箱熱水溫度低于 55℃的情況下，采用氣/水熱交換與新風加熱一體機內(nèi)的電輔助加熱系統(tǒng)將熱水加熱至60℃，確保進入室內(nèi)的空氣溫度不低于20℃。
4）室內(nèi)空氣質(zhì)量也完全實現(xiàn)自動化控制。當室內(nèi)空氣中二氧化碳含量通過探測器自動感應(yīng)超過1000ppm時，新風系統(tǒng)自動啟動開始換氣；室內(nèi)空氣中的二氧化碳含量低于600ppm時，新風系統(tǒng)就自動停止換氣。
該系統(tǒng)采用空氣式太陽能集熱器，集熱器傳熱介質(zhì)采用循環(huán)空氣，從根本上解決了太陽能供熱系統(tǒng)在寒冷地區(qū)可能出現(xiàn)的凍裂、滲漏、腐蝕、過熱等安全隱患問題同時集熱/蓄熱一體化，大大簡化了太陽能供熱系統(tǒng)，降低了太陽能供熱系統(tǒng)成本，確保了太陽能供熱系統(tǒng)的使用壽命。其原理如圖3所示。
作者：段廣鵬
以上內(nèi)容節(jié)選自《城市住宅》2014年第11期
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