近零能耗建筑在華東地區(qū)的實(shí)踐探索——臥牛山華東近零能耗參觀展示體驗(yàn)中心

孔德月 徐劉凈 王麗娜

（臥牛山建筑節(jié)能有限公司，江蘇 南京 211111）

1 項(xiàng)目概述

項(xiàng)目坐落于江蘇省南京市江寧區(qū)銀杏湖大道10 號(hào)，總占地面積405m2，共一層，層高3.7m，分為四個(gè)展示區(qū)：住宅體驗(yàn)區(qū)、醫(yī)院與學(xué)校體驗(yàn)區(qū)、酒店綜合體驗(yàn)區(qū)和公寓體驗(yàn)區(qū)，南向窗墻比0.21，北向窗墻比為0.22。項(xiàng)目采用EPC 全流程技術(shù)服務(wù)，方便對(duì)項(xiàng)目每個(gè)細(xì)部節(jié)點(diǎn)，從而更好的達(dá)到近零能耗建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量。

圖1 項(xiàng)目平面展示圖

2 項(xiàng)目的節(jié)能設(shè)計(jì)

采用SketchUp 對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行建模，并將相關(guān)的參數(shù)導(dǎo)入PHPP[1]軟件，再對(duì)不同組合下的圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行建筑能耗模擬。氣象數(shù)據(jù)采用南京市當(dāng)?shù)氐牡湫蜌夂騾?shù)，對(duì)該建筑進(jìn)行了9 版外圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整，其中包括對(duì)保溫厚度、窗戶的玻璃參數(shù)以及外遮陽(yáng)的差異化的模擬，以此得到適合本項(xiàng)目特征的外圍護(hù)參數(shù)（見(jiàn)表1），圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇過(guò)程參照下文每個(gè)部分的技術(shù)講解。

2.1 外墻外保溫技術(shù)

華東地區(qū)傳統(tǒng)建筑常見(jiàn)的外保溫材料厚度只有50mm左右（如表1 所計(jì)算V2 版本），制熱需求為59.5KWh/m2·a，與近零能耗建筑的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相比，計(jì)算的結(jié)果偏離太多。考慮到項(xiàng)目的實(shí)際情況，地面增加20mmXPS 保溫來(lái)隔絕來(lái)自地面冷熱量的散失，外墻保溫采用150mmEPS 保溫，但是仍不能滿足能耗計(jì)算要求。再通過(guò)調(diào)整玻璃和窗框傳熱系數(shù)，并將外墻保溫厚度調(diào)整到200mm（雙層100mm 保溫板錯(cuò)縫鋪貼），地面的保溫調(diào)整到40mm（考慮到精裝對(duì)室內(nèi)凈高的要求），才達(dá)到被動(dòng)房的相關(guān)要求，制熱負(fù)荷10W/m2。

表1 不同種圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)果

除外墻保溫采用200mmEPS 外，散水部位保溫采用200mm XPS 沿結(jié)構(gòu)墻體下反600mm，挑檐下方鋪貼100mm EPS，在悶頂上方鋪設(shè)200mm XPS，且悶頂隔墻鋪貼EPS 保溫向上延伸600mm(此部分的保溫處理參考熱橋節(jié)點(diǎn)計(jì)算)。

2.2 門(mén)、窗技術(shù)參數(shù)

項(xiàng)目所有的窗戶都采用了某廠家先進(jìn)的鋁包木內(nèi)開(kāi)系列外窗[2]。玻璃三玻兩腔，整窗K值1.0 W/m2.K，玻璃U=0.7 W/m2.K，太陽(yáng)得熱系數(shù)0.44。近零能耗建筑的外窗多數(shù)選擇外掛式安裝，外掛式窗戶對(duì)外墻的承重提出了很高的要求，由于該項(xiàng)目是改造項(xiàng)目，外墻均是多孔磚，如果要外掛安裝[3]則需要窗四周整體做抱框柱且要延伸到墻底，工期非常緊張，很難實(shí)現(xiàn)，所以在這個(gè)項(xiàng)目中嘗試了與結(jié)構(gòu)墻外平齊內(nèi)嵌安裝。如果后期窗戶有損壞，也方便對(duì)其進(jìn)行更換。

除酒店采用的是和外窗一樣參數(shù)的玻璃門(mén)，三居室住宅、醫(yī)院學(xué)校和公寓的門(mén)均采用的行業(yè)中先進(jìn)的被動(dòng)式門(mén)，整門(mén)K值為1.0 W/m2.K，丙級(jí)防盜，具有甲級(jí)防火能力。隔聲Rw≤35dB，氣密性達(dá)到8 級(jí)，水密性6 級(jí)，抗風(fēng)壓9 級(jí)。

2.3 遮陽(yáng)技術(shù)

由于外遮陽(yáng)的節(jié)能效果比較顯著[4]，南向的窗戶都采用了某廠家的外遮陽(yáng)，由于遮陽(yáng)盒是外掛在墻體上，連接件都增加了隔熱墊塊，遮陽(yáng)盒和墻體之間鋪設(shè)了真空絕熱板。

最左邊的三扇窗戶對(duì)應(yīng)的房間由于是臥室和衛(wèi)生間，有一定的私密性，所以選擇了鋁制硬卷簾遮陽(yáng)。在關(guān)閉卷簾時(shí)，其擁有100%的遮光率。在餐廳部位的窗戶就不需要那么高的私密性，就選擇了外掛織物遮陽(yáng)?？椢镎陉?yáng)能有效地遮擋直射陽(yáng)光，減少熱輻射透過(guò)玻璃進(jìn)入室內(nèi)。會(huì)議室的窗戶則采用了百葉外遮陽(yáng)，鋁制百葉遮陽(yáng)在滿足剛性遮陽(yáng)需求的同時(shí)，也滿足了理想遮陽(yáng)系統(tǒng)的更多需求。電視及電腦防止炫光，不影響生活工作仍有充足陽(yáng)光進(jìn)入室內(nèi)，導(dǎo)光功能對(duì)自然光利用的同時(shí)，也減少了人工照明的能耗。不同的遮陽(yáng)形式的，同時(shí)也提供多樣化的展示效果。

2.4 熱橋處理

本項(xiàng)目是屬于改造項(xiàng)目，原先的建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)存在較多的熱橋。通過(guò)對(duì)多個(gè)部位的熱橋優(yōu)化，以達(dá)到減少冷熱量損失的目的。同時(shí)，無(wú)熱橋設(shè)計(jì)理念在提升室內(nèi)舒適度的影響還要更甚于其對(duì)建筑能效的影響[5]。

2.4.1 遮陽(yáng)節(jié)點(diǎn)處理

外遮陽(yáng)連接件均采用隔熱墊塊用于減小熱橋。由于遮陽(yáng)盒是外掛在墻體上，卷簾、百葉與織物三種外遮陽(yáng)盒與承重墻間的保溫厚度分別只剩余20mm、50mm 和80mm，為了保證和外墻完成面齊平，卷簾和百葉遮陽(yáng)盒部分僅采用石墨聚苯板保溫材料時(shí)熱橋較大，需結(jié)合真空絕熱板進(jìn)行降低熱橋處理。

遮陽(yáng)盒后為石墨聚苯板時(shí)的線傳熱系數(shù)：（見(jiàn)圖2）

圖2 初始卷簾構(gòu)造——石墨聚苯板

遮陽(yáng)盒后為真空絕熱板時(shí)的線傳熱系數(shù)：（見(jiàn)圖3）

圖3 改造卷簾構(gòu)造——真空絕熱板

卷簾遮陽(yáng)盒，調(diào)整后線性熱橋0.112W/m·K，比調(diào)整之前線性熱橋0.336 W/m·K，下降了67%。

2.4.2 建筑結(jié)構(gòu)熱橋處理

對(duì)于原有建筑結(jié)構(gòu)存在的線性熱橋，主要是三部分：樓板- 外墻連接處、散水位置和悶頂?shù)母魤?。例如外? 樓板處降低熱橋處理：由于木結(jié)構(gòu)屋面鋪設(shè)保溫的施工難度大，因此本項(xiàng)目選擇將屋面保溫鋪設(shè)于樓板上，因此外墻與樓板的連接處存在熱橋，需要在外墻內(nèi)側(cè)及樓板下側(cè)增加40mm 厚，400mm 長(zhǎng)的內(nèi)保溫以減小墻角處的熱量流失與結(jié)露發(fā)霉風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)模擬可得該處熱橋降低62%。

以上的節(jié)點(diǎn)在達(dá)到最終的結(jié)果之前都經(jīng)過(guò)多版本的優(yōu)化（見(jiàn)表2），且都充分考慮到經(jīng)濟(jì)性和實(shí)施的可行性。很大程度上避免了不必要的冷熱量損失，且在實(shí)際使用中改善了原有建筑該熱橋部位返潮發(fā)霉的現(xiàn)象。

表2 熱橋節(jié)點(diǎn)處理結(jié)果

2.5 氣密性處理

2.5.1 處理措施

本項(xiàng)目采用的被動(dòng)式門(mén)窗部分都具有很高的氣密性要求。被動(dòng)窗都進(jìn)行了氣密性處理，外墻內(nèi)側(cè)設(shè)置防水隔汽膜[6]，外墻外側(cè)設(shè)置防水透汽膜。整窗氣密性能達(dá)到8 級(jí)，水密性能6 級(jí)。

由于這是改造項(xiàng)目，對(duì)于項(xiàng)目原有的一些無(wú)用的穿墻孔洞、線盒也都全部密封做了氣密性處理，基層墻體上所有燈具、雨棚、連接件等都全部去除，并對(duì)破壞面進(jìn)行修復(fù)。砌筑墻體用抹灰來(lái)完成氣密性的處理，而砌筑墻體與現(xiàn)澆立柱交界處薄弱點(diǎn)則使用氣密性膜進(jìn)行完善。原有現(xiàn)澆樓板設(shè)置的悶頂檢口，為達(dá)到整體氣密性要求及保溫連續(xù)性，對(duì)檢修口用保溫進(jìn)行封堵，四周打發(fā)泡膠，在悶頂上方粘貼防水隔汽膜進(jìn)行氣密性處理。

2.5.2 氣密性測(cè)試驗(yàn)證

被動(dòng)式低能耗建筑氣密性測(cè)試[7]通常為兩次，第一次是竣工后，進(jìn)行初次測(cè)試，排查漏點(diǎn)；第二次是在精裝修以后，進(jìn)一步查勘裝修對(duì)氣密層造成的破壞，并及時(shí)補(bǔ)救。

采用鼓風(fēng)門(mén)氣密性測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，在測(cè)試過(guò)程中對(duì)內(nèi)部存在的薄弱點(diǎn)進(jìn)行加強(qiáng)，最終四個(gè)房間均通過(guò)了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果：住宅體驗(yàn)區(qū)換氣次0.56、醫(yī)院與學(xué)校體驗(yàn)區(qū)0.38、酒店綜合體驗(yàn)區(qū)0.52 和公寓體驗(yàn)區(qū)0.58。

2.6 新風(fēng)系統(tǒng)

根據(jù)每個(gè)戶型不同的需求，匹配了四臺(tái)相適應(yīng)的新風(fēng)空調(diào)一體機(jī)來(lái)滿足室內(nèi)的新風(fēng)置換、冷熱和過(guò)渡季節(jié)除濕需求[8]。本應(yīng)根據(jù)室內(nèi)人員的估算和換氣次數(shù)0.7 來(lái)確定相應(yīng)的新風(fēng)量，但是由于室內(nèi)沒(méi)有其他的輔助冷源作為補(bǔ)充，現(xiàn)有的機(jī)器，很難滿足夏熱冬冷地區(qū)對(duì)夏季制冷和除濕的需求。所以相應(yīng)的機(jī)器根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果都進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯?。三居室住宅、醫(yī)院學(xué)校和酒店均采用300m3/h 新風(fēng)量機(jī)器，公寓采用200m3/h 新風(fēng)量機(jī)器。

3 結(jié)論

臥牛山近零能耗參觀展示體驗(yàn)中心是我國(guó)華東地區(qū)近零能耗建筑示范工程的重要探索經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也是既改項(xiàng)目很好地范本。嚴(yán)格按照近零能耗建筑的要求執(zhí)行建設(shè)，采用EPC 總承包模式確保項(xiàng)目成果的落地。

本文詳述了項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中外墻外保溫、門(mén)、窗、遮陽(yáng)、熱橋處理和新風(fēng)系統(tǒng)的特色設(shè)計(jì)和施工方案，在滿足近零能耗的建筑標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，在局部也充分的應(yīng)用相應(yīng)行業(yè)的新材料和新的施工方法，達(dá)到創(chuàng)新的目的，推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。在實(shí)際的使用過(guò)程當(dāng)中也取得了良好的技術(shù)效果。

由于是舊改的項(xiàng)目，在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中也遇到不少的問(wèn)題，雖然通過(guò)德國(guó)的被動(dòng)房技術(shù)體系能很大程度上能改善房屋的節(jié)能屬性，但是在華東地區(qū)適應(yīng)性的配置調(diào)整上仍需大量的項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)證其經(jīng)濟(jì)性和可操作性。項(xiàng)目的實(shí)操過(guò)程中我們也發(fā)現(xiàn)，近零能耗項(xiàng)目技術(shù)要求中解決措施所需要的主材輔材很大程度上依賴進(jìn)口產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)自研的產(chǎn)品品類較少。在近零能耗建筑推廣的過(guò)程中，促進(jìn)建材行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)與發(fā)展，也有望看到更多的國(guó)產(chǎn)品牌加入其中，給我們提供更多更好的選擇。