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寒冷地区被动式超低能耗绿色建筑改造项目实践

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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 BuildingRenovation 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)02-023-051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-'o3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—•.•»»*容題詁瞌需；护---------------<^****!*?*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225CMVtIt«i-弭湖屮外墙基础保温节点做法Il l i3'OOiWi^l4壮加杯-»*>M1C-4:ZTI-20c,[er肥蜒理出i坯图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。

'e-fb筑节能图5被动式外窗实景测试结果换气次数/V50为0.21h^1o(4)遮阳设计。

建筑东、西、南向的外窗均设置可调节的外置滑动遮阳百叶(手动)。

可调节外遮阳和外窗的间距＞100mm,以免外窗玻璃被加热，造成热传导，增加能耗。

外遮阳设计实景图如图6所示。

图6外遮阳设计图3.2.3关键热桥处理(1)外墙保温采用单层保温粘贴。

(2)墙角处采用成型保温构件。

(3)保温层应采用断热桥锚栓固定。

(4)外窗、室外出入口外门均采用悬挂式外挂安装方式，在外墙上预埋断热桥的锚固件，并尽量采用减少接触面积、增加隔热间层及使用非金属材料等措施降低传热损失。

(5)管道穿外墙部位预留套管并预留足够的保温间隙。

(6)户内开关、插座接线盒等不应置于外墙上。

(7)屋面保温层：女儿墙每隔2-2.5m设置钢筋混凝土构造柱，女儿墙顶与梁或楼板有拉结。

女儿墙构造柱之间填充300mm厚岩棉，伸入屋面长度m500mm,确保外墙与屋面的保温层连续。

屋面保温层靠近室外一侧设置防水层，防水层应延续到女儿墙顶部盖板内，使保温层得到可靠防护；屋面结构层上、保温层下设置隔汽层。

屋面隔汽层设计及排气构造设计符合现行国家标准GB50345—2012《屋面工程技术规范》。

3.2.4加强气密性措施本项目为框架结构，内部抹灰层可作为气密层，不同构件连接处采用特殊的密封胶带粘贴，如外窗与墙体连接部位、穿墙管道处等。

气密层节点设计如图7所示。

气密性(c)穿外墙电管(d)砌筑结构气密层图7气密层节点设计图与施工实景3.3自然通风节能技术本项目建筑设置新风系统，提供24h不间断新风。

建筑接近坐北朝南，使得夏季和过渡季能够有效利用自然通风。

房间开窗面积达到使用面积的5%以上。

3.4高效热回收新风系统本项目客房及公共部分的新风量均&30m3/(h■人)。

本项目设计共采用4台设备，1台主机设在二层两居室厨房，供给两居室的新风空调。

1台设置在二层一居室主卧浴室内，负责供给一居室需求。

另2台设于二层设备间内供首层展厅使用。

新风热回收系统拥有高效的全热回收装置，具有冬季加热、夏季除湿的功能。

热回收装置的显热回收效率为88%,平均耗电量为0.40kWh/m3o噪声等级为43 dB(A),放置于吊顶中。

送风过滤网等级为F7,回风过滤网等级为G4。

为保证冬季热回收芯的正常使用，在新风口处加装了预热器，只有当室外温度＜-5t时，新风预热器方才启动。

3.5厨房和卫生间通风措施从起居室和卧室送入新风，通过过道等过渡区，经由厨房、卫生间回风口回风，并与新风进行全热交换，换热效率达到85%o厨房设补风口与抽油烟机联动，补风量等于抽油烟机排风量。

当抽油烟机启动时，厨房平时的回风口关闭。

筑节能3.6照明及其他节能技术(1)灯具：光源均选高效节能光源和灯具。

(2)公共楼梯间等公共照明采用声光控灯，火灾时强制启用。

(3)办公室等采用直管荧光灯，走廊等采用节能灯。

荧光灯均采用T8细管径直管形三基色荧光灯，显色指数〉80。

采用电子镇流器，镇流器应符合该产品的国家能效标准，荧光灯功率因数m0.9o(4)照度标准按现行国家标准GB50034—2013《建筑照明设计标准》执行，主要工作场所照明参数如表1所示。

表1照明系统参数设置表房间名称照明功率密度/(W•讨2)设计建筑参照建筑展览区 5.28会议室、办公室 5.18卧室、起居室、厨房 3.15备餐、卫生间、走道 1.623.7监测与控制本项目设有能耗监测平台。

监测平台通过设置各分项计量装置，采集不同用能设备的能耗数据，并设置环境传感器监测室内的各项舒适性指标(温度、相对湿度、PM2.5质量浓度、CC>2浓度、甲醛浓度等)，设置东南西北墙窗及屋面内外表面温度测试传感器。

监测数据上传至服务器存储，通过平台系统对各项指标进行综合判断，诊断能源状况。

3.8可再生能源利用技术在被动式建筑供冷供热能耗大幅下降的情况下，为降低热水能耗，本项目使用可再生能源太阳能热水系统和光伏发电系统。

(1)采用集中集热-分户储热-分户加热太阳能热水系统，供应二楼2户住宅体验间的室内热水。

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探究寒冷地区被动式超低能耗建筑设计方案

探究寒冷地区被动式超低能耗建筑设计方案

探究寒冷地区被动式超低能耗建筑设计方案摘要：近年来，经济快速发展，各行各业发展迅速，超低能耗建筑在我国得到了快速发展，尤其是寒冷地区，需要研究寒冷地区的超低能耗设计策略，使超低能耗建筑更好的实现节能效果。

通过分析我国寒冷地区温度、湿度、风环境、日照辐射环境等要素，结合超低能耗建筑的相关指标，从总体设计、围护结构设计、无热桥结构设计、遮阳设计等方面，提出了寒冷地区超低能耗建筑的设计策略。

关键词：寒冷地区；被动式；超低能耗；建筑设计引言现阶段，随着现代科学技术发展，被动式超低能建筑作为建筑行业的新兴产物，该能耗方式起源于德国，在制冷与供暖等方面的具体操作提出了更高的要求，同时也在环保理念、技术水平以及舒适性等方面展示出了显著优势，例如，建筑良好的保温性能可以满足人们对居住温度的需求。

综合我国建筑发展历程，传统建筑形式存在诸多制约因素，包括耗费大量的资金以及人力、物力资源，且需要面临资源浪费与环境污染两大难题，因此不利于建筑行业的稳定可持续发展。

而超低能耗建筑可以有效克服上述问题，在先进技术与节能方式的推动下，在节约生产成本的同时，促进了建筑建设整体水平的大幅度提升，以热回收家居通风技术为例，该技术为保障内部流通空气质量等方面提供了有效途径，再借助热回收装置技术实现废气与新鲜空气的持续交换.从而提高对热量的利用率。

综上不难看出，对于建筑行业现代化发展而言，被动超低能耗建筑具备充分的必要性与重要性。

1寒冷地区被动式超低能耗建筑概述被动式超低能耗建筑又被称为“被动式低能耗建筑”或者“被动房”，传入我国时也有译为“无源房屋”。

与传统建筑相比有以下明显优势:带热回收装置的新风系统既提供了足够的新鲜空气，又回收大量的热，降低供暖制冷的能耗需求，保证了室内适宜的温湿度，与现行国家节能设计标准相比，供暖能耗降低85%以上;良好的围护保温系统使建筑内墙表面温度稳定均匀，与室内温度接近，并且良好的气密性和隔声效果;采用无热桥、高气密性设计，高品质材料构件，精细化施工及建筑装修一体化，使建筑质量更高、寿命更长。

被动式超低能耗建筑在夏热冬冷地区的应用

被动式超低能耗建筑在夏热冬冷地区的应用

被动式超低能耗建筑在夏热冬冷地区的应用发布时间：2022-09-27T03:29:59.131Z 来源：《工程建设标准化》2022年第37卷第5月第10期作者：黄诗雯[导读] 近年来，我国经济水平不断提高黄诗雯苏州大学建筑学院江苏苏州 226100摘要：近年来，我国经济水平不断提高，建筑采暖和制冷等设备大规模使用，建筑能耗也在不断提高。

然而，夏热冬冷地区等极端气候，使得建筑在面对保温和采暖等问题时面临着诸多挑战。

本文从被动式建筑优越性与夏热冬冷地区气候特征出发，结合相关被动式节能设计思路，探讨夏热冬冷地区被动式节能建筑的应用。

关键词：被动式建筑应用夏热冬冷地区超低能耗一、被动式节能建筑的应用1.1被动式建筑的定义为了创造出具有舒适度的建筑物环境条件，当代建筑常常采用大量的暖通等设备来改善室内条件，机械设备的使用产生了大量能源损耗。

被动式超低能耗建筑的出发点则是因地制宜的结合当地自然环境，通过物理的手段对建筑室内环境进行调节以达到人居舒适性。

1.2被动式节能技术的必要性及应用价值被动式建筑节能理念的提出，为能够有效地改善夏热冬冷地区建筑在极端的环境下热环境舒适度差，且能耗严重的问题，并结合该地区的气候环境特征，从温度、日辐射、空气湿度等方面制定相应的项目施工方法，严格遵循建筑项目设计国家节能标准，结合建筑发展要求进行设计对坚持可持续发展有着重大意义。

二、夏热冬冷地区气候状况及热环境分析2.1夏热冬冷地区气候特征夏热冬冷地区处于春秋两季时，建筑室内的环境温度和舒适度都较为良好。

然而夏季时，住区的建筑室内温度高于室内宜居的舒适温度5至10摄氏度。

冬季时条件更为恶劣，住宅内温度往往低于宜居的舒适温度10至15摄氏度。

夏热冬冷地区的夏季气温高，气压低风速低，不利于室内热量和空气中的废弃排出。

夏热冬冷地区在冬季时受到来自亚欧大陆高压的影响，气温低于世界大多数同纬度地区，且该地区多位于沿海，空气中湿度较高高、气候舒适性差。

严寒地区被动式节能建筑工程设计

严寒地区被动式节能建筑工程设计

严寒地区被动式节能建筑工程设计随着科技的发展和环保意识的不断加强，被动式节能建筑成为了未来发展的趋势。

特别是在严寒地区，传统的建筑设计已经无法满足人们对于舒适度和环保性能的要求，被动式节能建筑工程设计成为了解决方案之一。

被动式节能建筑是指通过物理、化学、材料等方面的优化设计，使用传统建筑设计和新颖节能技术，来节省能源消耗和降低对环境的影响。

严寒地区的被动式节能建筑一般要考虑以下几个方面：首先是墙体和屋顶的隔热保温。

在极寒天气下，能源消耗主要集中在保温上。

要想保证室内温度舒适，就必须确保冬季室内热量不会流失到外面、夏季外部空气也不会加剧房屋内能量负担。

因此，采用保温材料进行密封的墙体和屋顶设计是必不可少的。

其次，室内采光和空气质量也是需要考虑的因素。

在严寒地区，室内采光和光照充足度也影响人们的室内生活和工作效率。

因此，室内空气流通和质量自然也被要求更高。

更新型太阳能光管和反射器等先进技术充分利用，不仅可大幅度提高光线效率，而且在光线分散、照射均匀等方面，也具有明显的优势。

最后，在节约能源方面，被动式节能建筑工程设计可以通过太阳能、地热能源、冷热储存技术等实现。

这些新兴技术的使用可以大大减少对环境的影响，不仅可切实保证人民正常生产生活，更是提倡绿色低碳，积极发展可再生能源。

总体来看，严寒地区的被动式节能建筑工程设计应该是一个多方面考虑，综合运用新型材料和技术的过程。

这样既可以切实保证人们生活的舒适度和环保性能，同时还可以大大减少能源浪费、降低能价居高不下的风险。

未来，更多的节能技术和新兴材料的应用，也必将极大地推动被动式节能建筑的发展，为绿色低碳的未来生活打下坚实的基础。

被动式节能建筑是目前建筑领域内一个新兴的发展方向，很多国家都在积极推进相关政策和实践。

通过分析相关数据，我们可以更加深入的了解被动式节能建筑的优势和潜力。

据统计，全球建筑物占据总能源消耗的近40%。

大量能源的消耗不仅会导致环境污染，还会让人们面临越来越高的能源成本。

超低能耗技术在寒冷地区高层住宅中的应用实践

超低能耗技术在寒冷地区高层住宅中的应用实践

012023.06 / Urban Concept and Practice of Carbon Peaking and Carbon Neutrality“双碳”城市理念与实践国人口普查年鉴-2020》，详细披露了第七次人口普查的分项数据。

数据显示，我国家庭户人均居住面积达到41.76 m 2，比2010年（31.06 m 2）增加10.7 m 2，增幅高达34.45%。

但是，在居住条件日益改善的同时，建筑能耗也日益增加。

中国建筑节能协会能耗专委会发布的报告显示，按发电煤耗量（测算边界以当年建筑业消耗的建材生产能耗与碳排放）来计算，2019年全国建筑全过程碳排放总量为49.97亿吨二氧化碳，占全国碳排放的比重为49.97%。

 随着国家“双碳”目标的提出，建筑节能和能源高效利用成为建筑领域不可缺少的环节。

但是节能不是削减自身需求，追求更舒适的人居环境始终是人类进行建造的初衷。

因此，这需要我们在保障高品质生活质量的前提下，通过绿色的设计理念、环保的建筑材料、高效的机电设备，多维度全周期地打造健康、低碳的超低能耗建筑，从而降低单位建筑面积的碳排放强度，减小建筑能耗总量。

本文所依托项目位于北京市海淀区，地上建筑面积71 300 m 2，超低能耗建筑占比55%，包含8栋15~19层的高层住宅和1栋幼儿园。

按照《超低能耗居住建筑设计标准》（DB11/T 1665-2019），供暖供冷及照明能耗综合值指标需满足≤40 kW·h/（m 2·a）的要求。

2超低能耗相关技术分析2.1自然通风虽然空调系统可以创造宜人的室内环境，但是优良的摘要 近年来随着房地产的迅猛发展，高层住宅的数量随之不断增多。

随着国家“双碳”目标的提出，住宅建筑的节能受到广泛关注。

文章从超低能耗的视角出发，以寒冷地区某高层住宅项目为例，从室外环境、规划设计、建筑设计、机电选型等方面深入分析各专业相关技术，以期为超低能耗技术的应用实践提供技术参考。