寒冷地区被动式超低能耗绿色建筑改造项目实践

Energy Saving in Buildim題筑节能

寒冷地区被动式超低能耗绿色建筑改造项目实践Passive and Super Energy Efficiency Green Building

Renovation Project in Cold Climate Zone

白习习(北京市住宅建筑设计研究院有限公司，北京100005)

摘要：被动式超低能耗绿色建筑是以最大限度地降低建筑能耗为目标的。作为寒冷地区的被动式超低能耗绿色建筑改造项目，其在实施过程 中会遇到很多特殊部位的保温、无热桥、气密性等节点设计，且设计难度有所提升。通过该类被动式超低能耗绿色建筑项目的改造实践，希冀为寒冷地区的新建或改造从设计思路、技术应用、建造成本、区域气候特点、节点设计等方面提供良好的示范效应。

关键词：超低能耗;改造节能;无热桥；气密性；热回收新风系统

中图分类号：TU201.5文献标识码：A文章编号：1674-814X(2019)02-023-05

1工程概况

本项目为国内第一个获得德国PHI Plus级别的认证项目，也是国内首个获此殊荣的既有建筑被动房改造项目。项目位于北京市八达岭经济开发区风谷四路8号院22号楼，为被动式超低能耗改造项目。项目改造前实景图如图1所示。原有建筑的性质不变，调整使用功能，除主体结构外全部拆除。改造后建筑功能为被动房体验中心。首层为被动房展厅，含展览、接待、会议、办公等功能空间，建筑面积282.15m2;二层为被动房体验间，含两套住宅户型，建筑面积286.31m2o建筑层数为地上2层，无地下室。建筑高度为9.75m。

图1项目改造前实景

平面设计中，首层为被动房展厅，含展览、接待、会议、办公等功能空间，二层为被动房体验间，含两套住宅户型。首层层高4.2m,二层层高3.9m。南侧、西侧分别加设阳台，既具有功能需求又起到水平遮阳作用。屋顶设有光伏发电系统，即发即用。增加太阳能集热系统。

建筑立面设计中，南侧、东侧、西侧外窗加设水平滑动外遮阳，起到降低夏季太阳热辐射，冬季百叶推开增加太阳得热，以降低室内制冷、采暖能耗。外遮阳设计采用导轨滑动式可移动外遮阳，在降低建筑能耗的基础上，丰富建筑立面，使建筑构造与立面设计自然结合。

本项目结构形式为钢筋混凝土框架结构。工程总投资800万元人民币，开发与建设周期9个月。

2示范目标及主要内容

2.1国内住建部要求

(1)公共建筑供暖、空调和照明能耗(计入可再生能源贡献)在现行国家标准GB50189-2015《公共建筑节能设计标准》基础上降低60%以上。

(2)气密性指标应符合换气次数A/50w0.6"。

(3)室内环境标准达到现行国家标准GB50736—2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》中的I 级热舒适度。

2.2德国被动房研究所要求(北京地区标准)

(1)年供暖需求w15kWh/(m2-a)。

(2)年供冷需求w18kWh/(m2•a)。

(3)一次能源年消耗量w120kWh/(m2-a)。

(4)气密性测试指标应符合A/go w0.6h-'o

3项目技术要点与实践

3.1建筑节能规划设计

本项目位于北京市延庆区，气候区为寒冷II(B)区。建筑改造目标为被动式超低能耗绿色建筑，满足住建部被动式超低能耗绿色建筑示范工程与德国被动房研究所PHI认

筑节能

证双重目标的性能指标要求。原有建筑建筑朝向为北偏西

26.59°,接近正南北向，改造后建筑体形系数0.36,窗

墙面积比分别为：北向0.05(设计规范值w0.30)；南向0.58(设计规范值w0.50);东向0.18(设计规范值w 0.35);西向0.29(设计规范值w0.35)。

原有建筑保温为50mm挤塑聚苯板，节能率50%。

改造方案在目标确定的基础上，在实现建筑整体达到被动式超低能耗建筑要求的同时对功能空间进行新的设计，赋予建筑改造后既能充分展示被动房技术与产品，又能够实现实地入住、提升体验被动房舒适性的目的，对后期获得的真实数据进行分析硏究，完善既有建筑超低能耗设计要求。wmnir—

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图4屋顶与女儿墙部位保温节点做法

3.2围护结构节能技术

3.2.1非透明围护结构

外墙、屋面及地面、架空或外挑楼板、特殊部位等传热系数与保温做法如图2~图4所示。

图2

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-弭湖屮外墙基础保温节点做法

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图3层间外墙保温节点做法

(1)外墙：采用250mm厚石墨聚苯板，传热系数0.13W/(m2•K),材料导热系数w0.033W/(m-K)。

(2)屋面：传热系数0.10W/(m2•K),结构板上采用300mm厚挤塑聚苯板，材料导热系数w0.032W/ (m-K);结构板下采用100厚岩棉，材料导热系数w 0.048W/(m-K)。

(3)地面：采用140mm厚挤塑聚苯板，传热系数0.10W/(m2-K),材料导热系数w0.032W/(m-K)。

(4)局部梁板、开敞阳台的挑梁、阳台板四周均粘贴50mm厚真空绝热板，导热系数为0.006W/(m•K)。与

土壤接触的地下外墙基础、柱子基础外粘贴250mm挤塑聚苯板保温，传热系数«0.14W/(m2-K)。

3.2.2外窗及外门

(1)外窗类型、配置及外窗传热系数及其太阳得

热系数(SHGC):①塑钢窗：5FT+14TPS.Ar+5 Low-E+14TPS.Ar+5Low-E暖边全钢化玻璃塑钢窗，

传热系数K=0.8W/(m z-K),SHGC m0.45;②铝包木窗5FT+16TPS.Ar+5Low-E+16TPS.Ar+5Low-EiJU 暖边，传热系数K=0.8W/(m2-K),SHGC三0.45。③木索结构窗(内套PHI130铝包木内开内倒窗和PHI130内开门),玻璃采用6FT+16TPS.Ar+6PLT UN11+16 TPS.Ar+5PLT UN II加暖边，传热系数K=0.8W/ (m?■K),SHGC m0.45,被动式外窗实景如图5所示。

(2)外门和户门类型及传热系数：首层南侧入口外门采用铝包木外开门(低门槛)，传热系数K= 1.0W/ (m2-K);北侧入口外门采用被动房入户门，传热系数K= 0.78W/(m2-K)。

(3)外门窗气密、水密及抗风压性能等级。依据国家标准GB/T7106—2008《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》，其气密性等级应m8级、水密性等级应M6级、抗风压性能等级应M9级。