超低能耗技術在某工程中的應用

文/梁世平 湖南省第五工程有限公司 湖南株洲 412000

1、引言

在我國大力提倡建設低碳、環保的大環境下，如何處理好人類生存與自然生態的和諧共生是我們不得不面對的現實狀況。減少建筑制冷、供暖能耗，減少一次性能源的使用，減少空氣污染，這符合社會發展的大方向。因此，研究超低能耗技術是一項主要課題。本文重點分析超低能耗主要技術特點和指標，從氣候的差異性，對超低能耗建筑加以剖析，發現圍護結構隔熱保溫、密封性、無熱橋設計、新風系統等方面的異同，使用功能、材料的異同，從而為建造符合具有國內特色的超低能耗建筑提供依據和參考，為后續相關研究提供理論與實踐依據。

2、超低能耗技術

2.1 基本定義

超低能耗建筑：利用自然氣候，經過改善，提高建筑的保溫隔熱與氣密性，同時積極采用新風系統技術，并且用新能源，盡最大努力減少建筑供暖與制冷的能耗，幾乎不依賴供暖、制冷設備，房間溫度一年四季維持在 23-24 度，提供一個舒適的居住環境[1]。

2.2 技術特點

（1）在透明圍護結構部位使用輻射低的三層的兩腔 Low-E玻璃。

（2）使用新風系統，將廢氣中的熱量進行回收利用，同時將新鮮空氣引入室內，減少能耗損失。

（3）能夠使房間內各表面溫度不低于室內溫度3.5度，使房間溫度維持在23-24度，為人們提供了舒適溫暖的空間。

（4）圍護結構優化，完好的密封性、無熱橋、被動式門窗，新風系統的熱回收技術。

2.3 超低能耗的技術指標

1.整窗的傳熱系數要求小于0.8W/m2·k，以提高外窗的保溫隔熱效率。

2. 被動式超低能耗建筑的氣密性標準高要求在室內外壓力相差50Pa下，每小時的換氣次數不能大于0.6次。利用率達 75%。

3. 主要指標：

（1）每年采暖能耗≤15kWh/（m2·a）；

（2）最大供熱負荷≤10W/m2；

（3）每個家庭每年采暖、熱水、電器所有一次能耗≤120kWh/（m2·a）；

（4）密封性要求 ACH50≤0.6 次/h；

（5）人體舒適的溫度范圍是不超過 26℃，超過時間比例應該≤10%

3、超低能耗技術在工程中的應用

3.1 項目概況

某服務型綜合樓地處嚴寒地區，北緯45.00°東經：123.21°，兩層框架結構，總高 11.6m，建筑面積 2755平方米。冬季寒冷，最冷月平均在-15℃以下，氣候干燥，建筑主要考慮保溫。2017年3月開工建設，2017年11月末，建筑基本完工。節能技術措施完全按照超低能耗公共建筑的要求來實施，預期達到節能85%的目標。

3.2 建筑功能優化

本項目是獨立的單體建筑。一層主要功能有門廳、咨詢服務、旅客休息區；大餐廳、包間、廚房、庫房；超市、收銀、庫房、辦公；廁所管理辦公等空間組成。二層主要為職工、旅客提供休息的職工客房、兩人客房、四人客房、洗衣晾衣房、男女更衣、住宿管理、廁所等。功能分區明確、流線合理，符合消防疏散要求。

3.3 技術特點

本項目以節能 85%關鍵技術研究為主線，進行圍護結構的構造優化及 EPS模塊保溫材料應用技術研究，構建建筑外保溫體系。

3.4 技術原理

建筑室內熱量在通過圍護結構的傳熱和空氣滲透向外散失，當建筑物總得熱和總失熱達到平衡時，室溫得以保證。降低采暖設備供熱的比例，提高太陽能輻射熱比例，減少熱量損失，提高建筑的保溫性能，這就是本項目的基本原理。EPS模塊內外表面有均勻分布的燕尾槽，四周邊有梯形插接企口，能夠解決氣密層和保溫問題。

3.5 關鍵技術

3.5.1 外墻保溫

圍護結構的保溫措施研究，采用EPS保溫模塊保溫體系的優化設計。EPS模塊內外表面有均勻分布的燕尾槽，四周邊有梯形插接企口，能夠解決氣密層的問題。

3.5.2 窗戶保溫

整窗傳熱系數應在限值0.8w/（m2·k）以下，需要窗框、玻璃相配合才能達到要求。新型節能窗采用六腔室結構型材，內部隔成多個氣體空間，空間內填充聚氯乙烯保溫泡沫，增加窗框的熱阻值，具有優良的隔音性、保溫性和超高的抗風壓性能。窗臺設置鋁材窗臺板，設有滴水線構造，窗臺板的作用是保護保溫層，避免老化，導流雨水，將窗安裝在墻外，周邊聚氨酯發泡，減少熱量的傳遞。

3.5.3 熱橋部位處理

無熱橋設計，主要解決外墻內表面溫度與室內溫度的溫差不大于3度問題，窗框采用高性能門窗密封材料，K小于0.8Low-E玻璃，窗臺內側鋪設防水隔氣膜，外側鋪設防水透氣膜。挑出的陽臺、雨棚處要與主體墻斷開處理，較少熱量損失。有管、釘等金屬穿過墻體時，兩側要用泡沫膠封住。

3.6 供熱控制方案

供熱采用清潔能源，即太陽能和超低溫空氣源熱泵進行供熱。太陽能采用全玻璃雙真空無水熱管式集熱器，規格Z-QB/20-58型，集熱器有￠58mm＊1800mm規格20支/組。超低溫空氣源熱泵采用TRB10RD型（-35℃～50℃），輸入功率為9KW，太陽能與水箱之間循環泵1臺。供回水主管規格20.0mm×2.0mm。當房間低于采暖設計溫度（20℃）時，啟動采暖循環泵（水箱和建筑物之間）工作，溫度達到設計值時，循環泵低速運轉或停止。

3.7 目標效益

通過本項目的技術攻關，將科學地構建獨立建筑節能 85%的標準體系。項目實施對促進當代條件下建筑的地域化和本土化，延續傳統文脈，必將帶來良好的社會效益。節能 85%新技術的應用，為現階段推廣應用建筑節能的新材料、新技術、新設備、新工藝提供經驗。為如何提高建筑節能工程質量，提高建筑節能工程的耐久性，推進低碳綠色建筑的發展。

結論：

本文對超低能耗建筑進行分析。在超低能耗建筑設計策略與案例的基礎上，在實際案例中作了超低能耗技術的設計應用的嘗試。重點集中在保溫隔熱性能、太陽能空氣源熱泵運用等，尋找出符合我國的超低能建筑設計，為人們提供健康、衛生、舒適、溫馨的宜居環境。由于超低能耗技術節能效率高，因此在以后城市建設規劃過程中，超低能耗建筑將會不斷的被推廣和應用，向零能耗建筑邁進。