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河北博野超低能耗服務(wù)區(qū)2022-05-21 18:11來(lái)源:被動(dòng)式低能耗建筑技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟作者:河北工業(yè)大學(xué) 苑廣普 矯立超 戎賢 孔祥飛;河北曲港高速公路開(kāi)發(fā)有限公司 楊志強(qiáng)
圖1 博野區(qū)被動(dòng)房設(shè)計(jì)效果圖 1 項(xiàng)目概況 博野北區(qū)被動(dòng)房項(xiàng)目位于河北省保定市,屬于曲陽(yáng)至黃驊港高速公路曲陽(yáng)至肅寧段。項(xiàng)目定位為綜合性建筑,層數(shù)2層,高度14.8m,總建筑面積約2600m2,除公共廁所及連廊外,餐廳、超市、客房、會(huì)議室均屬于被動(dòng)房設(shè)計(jì)內(nèi)容,建筑面積約2100平米。 公廁的人員流動(dòng)過(guò)于頻繁,建筑氣密性無(wú)法保證,因此不宜設(shè)計(jì)成被動(dòng)房,按照普通服務(wù)區(qū)建筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。服務(wù)區(qū)整體設(shè)計(jì)效果如圖1所示。博野區(qū)被動(dòng)房在最大程度遵照德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,結(jié)合河北省規(guī)范和做法進(jìn)行設(shè)計(jì),首層和二層建筑平面圖如圖2所示。 圖2 建筑平面圖 2 評(píng)價(jià)指標(biāo) 根據(jù)德國(guó)被動(dòng)房研究所及河北省被動(dòng)房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),本被動(dòng)房的設(shè)計(jì)指標(biāo)如下: 3 關(guān)鍵技術(shù) 無(wú)熱橋的外保溫系統(tǒng) 外墻、屋面、地面、門窗處節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)如圖3所示。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上常用保溫材料的保溫性能和燃燒等級(jí)進(jìn)行篩選,以經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)選定兩種保溫材料———擠塑聚苯板(普通XPS,B2級(jí))和巖棉板(A級(jí))。由于高速公路服務(wù)區(qū)附屬建筑防火等級(jí)較高,外墻保溫材料采用巖棉板。 圖3 主要部位節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 外保溫施工時(shí),采取了嚴(yán)格控制基層偏差,上下層巖棉帶錯(cuò)縫粘貼,門窗洞口及陽(yáng)角處特殊處理,采用斷熱橋錨栓及雙層網(wǎng)格布;勒腳起步及層間采用托架,懸挑長(zhǎng)度為2/3保溫層厚度等技術(shù)措施,經(jīng)紅外線熱成像儀對(duì)建筑外立面檢測(cè)發(fā)現(xiàn),整個(gè)立面無(wú)明顯熱橋,保溫隔熱性能優(yōu)良。屋面保溫層與外墻的保溫層連續(xù),避免結(jié)構(gòu)性熱橋;保溫層靠近室外一側(cè)設(shè)置防水層并延續(xù)到女兒墻頂部蓋板內(nèi),使保溫層得到可靠防護(hù);對(duì)女兒墻等突出屋面的結(jié)構(gòu)體,其保溫層與屋面、墻面保溫層連續(xù),避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性熱橋。外墻外側(cè)保溫層與地上部分保溫層連續(xù),保溫層延伸到地下結(jié)構(gòu)部分,避免產(chǎn)生熱橋。 高效節(jié)能門窗系統(tǒng) 本項(xiàng)目被動(dòng)房外門窗采用外掛式,相比常規(guī)外門窗,預(yù)留洞口較小。外門窗采用斷橋鋁85型,采用三道耐久性良好的密封材料密封,每扇窗至少兩個(gè)鎖點(diǎn),盡可能減少器材對(duì)透明材料的分隔。外窗均采用5三銀Low-E+12(暖邊充氬氣)+5C+12(暖邊充氬氣)+5單銀Low-E全鋼化,遮陽(yáng)卷簾遮陽(yáng)系數(shù)0.4,可見(jiàn)光透射比0.62。2層采暖天窗滿足K不大于0.8W/(m2·K),承重構(gòu)件采用木質(zhì)結(jié)構(gòu),由專業(yè)廠家設(shè)計(jì)安裝,保障結(jié)構(gòu)和防火性能。 外遮陽(yáng)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)方案有兩種:在東、西向采用固定遮陽(yáng)或移動(dòng)遮陽(yáng)。采用固定遮陽(yáng)時(shí),用保溫材料將固定遮陽(yáng)設(shè)施完全覆蓋,并使其傳熱系數(shù)與外墻外保溫系統(tǒng)傳熱系數(shù)一致,或從固定遮陽(yáng)懸挑處將熱橋阻斷;采用移動(dòng)遮陽(yáng)時(shí),移動(dòng)遮陽(yáng)系統(tǒng)與外墻外保溫系統(tǒng)相連時(shí),采用構(gòu)造措施防止形成結(jié)構(gòu)性熱橋。 帶熱回收的新風(fēng)系統(tǒng) 本項(xiàng)目采用全熱回收新風(fēng)系統(tǒng),空調(diào)末端采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管,通過(guò)新風(fēng)(進(jìn)風(fēng))口將經(jīng)過(guò)除塵、溫度及濕度等多級(jí)處理的室外新鮮空氣送入餐廳、超市、休息室等功能房間,供給人均新風(fēng)量30m3/(h·人),再將室內(nèi)污濁的空氣由回風(fēng)口排出回到全熱回收新風(fēng)機(jī)組,全熱回收效率達(dá)到75%。讓室內(nèi)全天候充滿新鮮空氣,并保持濕度在30%~60%之間,使室內(nèi)人員始終處于舒適的范圍內(nèi)。 地源熱泵系統(tǒng) 本項(xiàng)目采用先進(jìn)的地源熱泵技術(shù),通過(guò)獲取土壤淺層能量用以制冷(制熱),讓建筑擺脫傳統(tǒng)空調(diào)的束縛,更加節(jié)能、環(huán)保。本項(xiàng)目位于河北省保定境內(nèi),屬于寒冷地區(qū)。由于服務(wù)區(qū)遠(yuǎn)離城市,面積開(kāi)闊但供能系統(tǒng)缺失,而傳統(tǒng)的鍋爐供暖效率低下且污染嚴(yán)重,工程勘察結(jié)果評(píng)估顯示土壤熱交換器地源熱泵系統(tǒng)實(shí)施可行,而土壤熱物性參數(shù)測(cè)試及熱響應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步表明服務(wù)區(qū)采用地源熱泵系統(tǒng)極為適宜。 4 能耗模擬 能耗模擬采用清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的DeST軟件,以整個(gè)房間系統(tǒng)為基礎(chǔ),能夠很好地反應(yīng)建筑的熱過(guò)程。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)設(shè)計(jì)說(shuō)明進(jìn)行模型建立,包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建立,熱工參數(shù)的設(shè)置,冷熱負(fù)荷的計(jì)算、空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選擇,對(duì)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)一年的能耗進(jìn)行逐時(shí)的模擬計(jì)算。 能耗模擬結(jié)果如表1所示,從模擬結(jié)果可以看出,單位面積年采暖需求為14.63kW·h/(m2·a),滿足被動(dòng)房評(píng)價(jià)指標(biāo)限值15kW·h/(m2·a);單位面積年制冷需求為15.8kW·h/(m2·a),略高于評(píng)價(jià)指標(biāo)限值15kW·h/(m2·a),這是由于博野區(qū)被動(dòng)房作為高速公路附屬建筑,其人員流動(dòng)頻繁,使室內(nèi)照明及空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備使用率增加,造成夏季制冷能耗偏大。 表1 能耗模擬結(jié)果 與我國(guó)現(xiàn)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)不同,被動(dòng)式房屋以一次能源消耗量為限制,并非采用傳統(tǒng)的50%或65%相對(duì)指標(biāo),博北區(qū)被動(dòng)房總一次能源需108.43kW·h/(m2·a),小于被動(dòng)房120kW·h/(m2·a)的一次能源限值。通過(guò)模擬結(jié)果可以看出博野北區(qū)被動(dòng)房能夠滿足被動(dòng)房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 5 結(jié)論 博野北區(qū)被動(dòng)房采用的5項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)對(duì)建筑能耗具有直接的影響,模擬結(jié)果表明,服務(wù)區(qū)單位面積年采暖需求為14.63kW·h/(m2·a),單位面積年制冷需求為15.8kW·h/(m2·a),一次能源需求108.43kW·h/(m2·a),能夠滿足相關(guān)被動(dòng)房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),與常規(guī)節(jié)能型的公共建筑相比,博野北區(qū)被動(dòng)房空調(diào)系統(tǒng)年累計(jì)耗冷熱量能夠減少80.4%,節(jié)能效果明顯。 上一篇: 山西孝義超低能耗加氫站
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