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雄安城乡管理服务中心

来源:51房产网作者:北京住宅院超低能耗建筑研究中心主任 刘郁林
文章附图



雄安城乡管理服务中心,是北京市支持雄安新区建设的超低能耗装配式绿色示范项目。该项目承担着政务服务、展示交流、企业办公、会议培训等多项功能。


项目总用地面积13000平方米,总建筑面积5173平方米。地上3层,局部 5 层,建筑高度为22.8 米。2018年5月开始进行主体结构施工,当年11月交付。


项目践行“以人民为中心”的根本理念,突出开放式公共空间、互动式体验交流、园林式人居环境、未来式生活场景等鲜明特色,激发人民群众对未来生活美好畅想,助力新区征迁安置工作的顺利推进。


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雄安城乡管理服务中心打造了四个方面的集成优势,即:装配式钢结构与超低能耗建筑的集成;内装工业化与智能家居的集成;BIM智能制造与EPC全产业链实施的集成;模拟城市与实体城市的集成。


项目集成了超低能耗、钢结构、装配式、铝板幕墙等多种技术体系,满足“绿色建筑三星”、“住建部超低能耗被动式示范项目”要求,同时满足“德国能源署示范项目”要求,践行了雄安标准与国际标准的对接,为新区钢结构装配式超低能耗项目提供了参考示范,将对新区建设起到积极的推进作用。


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建设目标及规范要求


城乡管理服务中心项目所属的气候区为寒冷(B)区,建筑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的性能指标要求。


同时,建筑能耗标准要求在现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189─2015基础上节能60%以上,并且满足北京地区标准要求;室内环境达到现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736─2012中的Ⅰ级热舒适度。


该项目在目标确定的基础上,实现建筑整体达到被动式超低能耗建筑的要求,同时对功能空间进行新的设计,赋予建筑既能充分展示被动式超低能耗建筑技术与相关产品部件,同时又能够体验被动式超低能耗建筑的舒适性与先进性。


项目以体验式、绿色化、智能化为主要特色,集中充分展示了钢结构与被动式超低能耗建筑体系的结合,以及光伏发电系统、净水系统、地源热泵系统、节能环保材料、智慧门禁以及智能安防等先进技术。


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项目建筑节能设计


1 建筑节能规划设计


该项目在被动式超低能耗基础上有创新加入了“钢结构+装配式”。


被动式超低能耗关键技术包括:高效保温隔热系统、无热桥构造系统、高性能保温门窗系统,以及良好气密性及高效热回收系统。


采用钢结构装配式超低能耗体系将钢结构、装配式体系与被动式超低能耗技术融为一体,推动未来节能技术与装配式绿建技术结合的发展。


2 维护结构节能技术


(1)非透明围护结构措施。外墙采用300毫米厚岩棉条;屋面采用400毫米厚挤塑聚苯板;地面采用200毫米厚挤塑聚苯板;与土壤接触的地下外墙基础、柱子基础外粘贴200毫米挤塑聚苯板保温。


(2)外窗及外门措施。外窗采用木索结构窗,三层玻璃加暖边充氩气双LOE;铝包木窗加暖边。使用木材作为窗户的框材,绿色环保,自然美观,且属于可再生材料;木材导热系数低,窗户的保温性能与隔声性能优异;木材表面采用水性环保涂料涂刷,没有甲醛、苯等有害物质。


依据国家标准《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》 GB/T 7106─2008,外门窗气密性等级不应低于8级、水密性等级不应低于6级、抗风压性能等级不应低于9级。


南立面遮阳采用带光感追踪、自动调节的机翼遮阳板,机翼遮阳板可以根据太阳高度角的变化自动调节进入室内的太阳能量,降低空调能耗。东、西外窗均设置可调节的电动活动铝合金百叶外遮阳。


可调节外遮阳和外窗间距大于100毫米,以免外窗玻璃被加热,导致热传导,增加能耗。屋顶采光窗部分采用遥控活动外遮阳系统。


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项目机翼遮阳板


(3)关键热桥处理措施。①外墙保温采用单层岩棉条保温粘贴加断桥锚栓固定施工体系;②屋顶采光棚采用的节点进行断桥处理;③外窗、外门均采用悬挂式外挂安装方式,在门窗洞口处采取方钢或槽钢与主体固定,门窗断热桥的锚固件与钢窗固定,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热损失;④管道穿外墙部位预留套管并预留足够的保温间隙;⑤开关、插座接线盒等不应置于外墙上。


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玻璃采光顶


(4)屋面保温层处理措施。女儿墙构造柱之间填充300毫米厚岩棉,伸入屋面长度不小于500毫米,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应符合现行国家标准《屋面工程技术规范》 GB 50345─2012,保证屋面与外、墙保温层的连续。


(5)气密性处理措施。该建筑为钢结构,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。


3 自然通风节能技术


本建筑设置新风系统,提供24小时不间断新风。建筑坐北朝南,使得过渡季能够有效利用自然通风。


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4 高效热回收新风系统


该项目暖通空调设计共采用2台立式新风机组、1台组合式空调机组设备,3台主机均安装在五层新风机房内。新风热回收系统拥有高效的全热回收装置。可以对新风起到冬季加热、夏季除湿的功能。热回收装置的显热回收效率为75.76%。


考虑到噪声及舒适性问题,设备均采用低噪声型,并设减震装置;风机等设备设在单独机房内,机房设吸声减噪隔震措施;机组与风管连接处采用柔性接管;土建风井由建筑专业做好消声处理;所有吊装风机均采用弹性吊杆,柔性连接。


5 暖通空调和冷热源及系统形式


(1)空调系统。该项目采用集中新风+风机盘管的空调系统,其中新风系统能够承担部分室内冷热负荷,风机盘管作为辅助供冷供暖方式,在夏季及冬季极端天气下开启


(2)冷、热源系统。新风和风机盘管的冷热源均由动力中心的地源热泵机房供应,具有高效节能的特点。


(3)自动控制系统。自动控制系统采用直接数字式监控(DDC)系统进行集中远距离控制和程序控制。水泵、风机等采用高效节能产品,并采用变频控制等节电措施。


6 照明及其他节能技术


光源均选高效LED节能光源和灯具,比普通节能灯节能50%以上;公共楼梯间等公共照明采用声光控灯,火灾时强启;展厅、电梯厅、走廊等采用LED节能灯;照度标准按现行《建筑照明设计标准》GB 50034─2013执行。


7 监测与控制


本监测平台利用BIM技术,把精细化设计、施工的理念运用到精细化运维管理中。本监测平台通过监测空调系统(冷热源系统、输配系统、末端系统)、照明系统以及电气设备用电情况,各项用水指标情况,同时监测室内外各项舒适性指标(温度、相对湿度、CO2浓度、PM2.5浓度等),综合判断各项用能指标,诊断能源状况,制定节能策略,最终保证被动式超低能耗建筑真正落地。


8 可再生能源利用技术


在被动式超低能耗建筑供冷供热能耗大幅下降的情况下,该项目使用可再生能源光伏发电系统(光伏年发电总量约为110376千瓦时)和地源热泵系统作为清洁能源抵消一部分能源消耗,清洁能源利用率占建筑总能耗的54%左右。


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顶层太阳光伏板





项目能耗指标计算


该项目根据住建部被动式超低能耗绿色建筑示范工程技术要求与德国被动房的性能指标要求进行设计,结合项目实际情况,综合考虑技术指标和经济指标,采用DeST建筑能耗模拟软件,根据河北省保定市典型气象年的气象数据,对项目能耗指标进行模拟计算,如下图所示。


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模拟建模示意图


根据测算,该项目年一次能耗指标为42.69千瓦时/(平方米·年)(包括供冷能耗+供暖能耗+照明能耗),与满足《公共建筑节能设计标准》GB50189—2015的参照建筑相比,年一次能耗节能率为63.10%。





项目技术创新点


该项目总投资9000万元,与我国公共建筑65%节能设计标准相比,按照被动式超低能耗建筑技术标准进行设计与建造。


项目增量成本约为1480.71元/平方米,总增量成本765.95万元。作为钢结构的装配式被动式超低能耗项目,为今后的钢结构装配式被动式超低能耗项目积累了经验,有助于推动未来节能技术与装配式绿建技术结合的发展,技术创新点如下:


(1)在被动式超低能耗的基础上加入“钢结构+装配式”,在独立基础上组装钢结构框架,用现浇混凝土将压型钢板和钢结构框架浇筑成装配式结构一体化;采用锚栓与辅助焊接方式加强预制构部件结构强度,由专业密封胶密封缝隙。采用钢结构装配式超低能耗建筑系统将钢结构与装配式体系与被动式超低能耗建筑的优良品质技术融为一体。


(2)按照保温技术、断桥处理技术、高效节能门窗技术、新风技术及建筑气密技术等技术要点进行设计和施工。


(3)采用被动式木索结构门窗,提高建筑南侧外窗采光的通透性。高效节能的外保温系统和外门窗,对所涉及到的热桥部位和气密性措施进行精细化设计,以保证节能效果性、安全性、耐久性及室内舒适性的实现。


(4)采用特殊的钢结构断热桥节点连接幕墙与主体,在保证结构稳定性的基础上减少热桥损失。