超低能耗技術(shù)在某工程中的應(yīng)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(shè)低碳、環(huán)保的大環(huán)境下，如何處理好人類生存與自然生態(tài)的和諧共生是我們不得不面對(duì)的現(xiàn)實(shí)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(huì)發(fā)展的大方向。因此，研究超低能耗技術(shù)是一項(xiàng)主要課題。本文重點(diǎn)分析超低能耗主要技術(shù)特點(diǎn)和指標(biāo)，從氣候的差異性，對(duì)超低能耗建筑加以剖析，發(fā)現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱保溫、密封性、無熱橋設(shè)計(jì)、新風(fēng)系統(tǒng)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(nèi)特色的超低能耗建筑提供依據(jù)和參考，為后續(xù)相關(guān)研究提供理論與實(shí)踐依據(jù)。

2、超低能耗技術(shù)

2.1 基本定義

超低能耗建筑：利用自然氣候，經(jīng)過改善，提高建筑的保溫隔熱與氣密性，同時(shí)積極采用新風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)，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(shè)備，房間溫度一年四季維持在 23-24 度，提供一個(gè)舒適的居住環(huán)境[1]。

2.2 技術(shù)特點(diǎn)

（1）在透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位使用輻射低的三層的兩腔 Low-E玻璃。

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

（3）能夠使房間內(nèi)各表面溫度不低于室內(nèi)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(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，完好的密封性、無熱橋、被動(dòng)式門窗，新風(fēng)系統(tǒng)的熱回收技術(shù)。

2.3 超低能耗的技術(shù)指標(biāo)

1.整窗的傳熱系數(shù)要求小于0.8W/m2·k，以提高外窗的保溫隔熱效率。

2. 被動(dòng)式超低能耗建筑的氣密性標(biāo)準(zhǔn)高要求在室內(nèi)外壓力相差50Pa下，每小時(shí)的換氣次數(shù)不能大于0.6次。利用率達(dá) 75%。

3. 主要指標(biāo)：

（1）每年采暖能耗≤15kWh/（m2·a）；

（2）最大供熱負(fù)荷≤10W/m2；

（3）每個(gè)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(shí)間比例應(yīng)該≤10%

3、超低能耗技術(shù)在工程中的應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目概況

某服務(wù)型綜合樓地處嚴(yán)寒地區(qū)，北緯45.00°東經(jīng)：123.21°，兩層框架結(jié)構(gòu)，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(shè)，2017年11月末，建筑基本完工。節(jié)能技術(shù)措施完全按照超低能耗公共建筑的要求來實(shí)施，預(yù)期達(dá)到節(jié)能85%的目標(biāo)。

3.2 建筑功能優(yōu)化

本項(xiàng)目是獨(dú)立的單體建筑。一層主要功能有門廳、咨詢服務(wù)、旅客休息區(qū)；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(qū)明確、流線合理，符合消防疏散要求。

3.3 技術(shù)特點(diǎn)

本項(xiàng)目以節(jié)能 85%關(guān)鍵技術(shù)研究為主線，進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造優(yōu)化及 EPS模塊保溫材料應(yīng)用技術(shù)研究，構(gòu)建建筑外保溫體系。

3.4 技術(shù)原理

建筑室內(nèi)熱量在通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱和空氣滲透向外散失，當(dāng)建筑物總得熱和總失熱達(dá)到平衡時(shí)，室溫得以保證。降低采暖設(shè)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(xiàng)目的基本原理。EPS模塊內(nèi)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(guān)鍵技術(shù)

3.5.1 外墻保溫

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫措施研究，采用EPS保溫模塊保溫體系的優(yōu)化設(shè)計(jì)。EPS模塊內(nèi)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(shù)應(yīng)在限值0.8w/（m2·k）以下，需要窗框、玻璃相配合才能達(dá)到要求。新型節(jié)能窗采用六腔室結(jié)構(gòu)型材，內(nèi)部隔成多個(gè)氣體空間，空間內(nèi)填充聚氯乙烯保溫泡沫，增加窗框的熱阻值，具有優(yōu)良的隔音性、保溫性和超高的抗風(fēng)壓性能。窗臺(tái)設(shè)置鋁材窗臺(tái)板，設(shè)有滴水線構(gòu)造，窗臺(tái)板的作用是保護(hù)保溫層，避免老化，導(dǎo)流雨水，將窗安裝在墻外，周邊聚氨酯發(fā)泡，減少熱量的傳遞。

3.5.3 熱橋部位處理

無熱橋設(shè)計(jì)，主要解決外墻內(nèi)表面溫度與室內(nèi)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(tái)內(nèi)側(cè)鋪設(shè)防水隔氣膜，外側(cè)鋪設(shè)防水透氣膜。挑出的陽臺(tái)、雨棚處要與主體墻斷開處理，較少熱量損失。有管、釘?shù)冉饘俅┻^墻體時(shí)，兩側(cè)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(jìn)行供熱。太陽能采用全玻璃雙真空無水熱管式集熱器，規(guī)格Z-QB/20-58型，集熱器有￠58mm＊1800mm規(guī)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(huán)泵1臺(tái)。供回水主管規(guī)格20.0mm×2.0mm。當(dāng)房間低于采暖設(shè)計(jì)溫度（20℃）時(shí)，啟動(dòng)采暖循環(huán)泵（水箱和建筑物之間）工作，溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，循環(huán)泵低速運(yùn)轉(zhuǎn)或停止。

3.7 目標(biāo)效益

通過本項(xiàng)目的技術(shù)攻關(guān)，將科學(xué)地構(gòu)建獨(dú)立建筑節(jié)能 85%的標(biāo)準(zhǔn)體系。項(xiàng)目實(shí)施對(duì)促進(jìn)當(dāng)代條件下建筑的地域化和本土化，延續(xù)傳統(tǒng)文脈，必將帶來良好的社會(huì)效益。節(jié)能 85%新技術(shù)的應(yīng)用，為現(xiàn)階段推廣應(yīng)用建筑節(jié)能的新材料、新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝提供經(jīng)驗(yàn)。為如何提高建筑節(jié)能工程質(zhì)量，提高建筑節(jié)能工程的耐久性，推進(jìn)低碳綠色建筑的發(fā)展。

結(jié)論：

本文對(duì)超低能耗建筑進(jìn)行分析。在超低能耗建筑設(shè)計(jì)策略與案例的基礎(chǔ)上，在實(shí)際案例中作了超低能耗技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用的嘗試。重點(diǎn)集中在保溫隔熱性能、太陽能空氣源熱泵運(yùn)用等，尋找出符合我國的超低能建筑設(shè)計(jì)，為人們提供健康、衛(wèi)生、舒適、溫馨的宜居環(huán)境。由于超低能耗技術(shù)節(jié)能效率高，因此在以后城市建設(shè)規(guī)劃過程中，超低能耗建筑將會(huì)不斷的被推廣和應(yīng)用，向零能耗建筑邁進(jìn)。