奥地利农业银行总部大厦 | 全球唯一PHI认证的摩天大楼

2018年3月，绿色建筑研习社首期德奥考察团走进了这座摩天大楼，在项目建筑师、节能咨询师、暖通工程的师的陪同下，近距离参观了这栋建筑，了解了项目的详细设计及运行。

2019年4月，绿色建筑研习社德奥被动房考察之旅将再次走进这栋PHI认证的被动式摩天大楼，点击下图，了解详情，欢迎咨询参加！

下面，我们先一起了解下这栋全球唯一PHI认证的摩天大楼：

项目是一幢薄片状摩天大楼，位于维也纳这座历史名城的边缘，俯瞰着旧城所有建筑的屋顶。这幢摩天大楼高77.2 米，整个项目的设计以最高能效可行性为定位，包括：

• 建筑形状和朝向的优化

• 对抑制热量散失的研究

• 整合建筑物使用时当地可提供的能源，包括可再生能源和免费能源

• 仔细选择计划安装的各种装置、各种技术服务设备

• 采用耗能水平低的空调设备

• 采用先进的电子监控系统

• 让用户参与其中

该大楼是全球第一幢被动式摩天大楼：利用当地能源设计能源生产系统，其中包括就在几米之外流着的多瑙河河水

钢筋混凝土筏板基础是一个巨型白色沉箱式的密封容器，作用是防止杂砾岩水形成的地下水渗透。筏基深入地下六层（约19米），其构件厚度各不相同，厚度为120～210cm；内部敷设了超过40 km的管道，并与地热泵相连接。

为了在四周建筑的附近建成筏基，在现场设置了两百多个传感器，用于测量道路标高、对地层的作用力和相邻结构的移动，包括运河河岸和一直通到河岸的街道。利用专门钻成的四口井，在筏基逐渐稳定的过程中,总共抽出了10，000m3的地下水。另外，温泉中心管道和大楼夏季供冷管道还穿过筏基，与引自多瑙河的河水换热。

大厅主要入口前的区域：上部可以看到双层幕墙的联接构成，由通风隔栅和交替排列的透明幕墙带

而且，这些高层结构在楼内空间的空气调节方面起着极其重要的作用。圆柱（典型柱距7.8米）与中央支撑核心构件组成的网格支撑着连续浇筑的钢筋混凝土楼板，楼板内部环绕嵌入了预定激活建筑楼体供暖的水暖管道。这是在中欧和北欧气候条件下（气温较低，平均光照时间短，故温差有限）用得特别广泛的一种辐射供暖系统，能够方便地将结构楼体缓慢地带到要求的运行温度。

楼体激活供暖系统用于工作环境的冬季供暖和夏季供冷。在这种场合，管子集中在水平结构的下部区域。因此，辐射面为天花板，而技术管网的分布孔洞大部分隐蔽在地板之下。

这种激活系统对环境气温波动响应小，并由配高压蒸汽绝热装置的除湿机械通风设备支持。通过风室和安装在地板上的圆形风口分配风量，而沿楼体外周一共配置了大约1，250台高效换热风机，按此情况，或用于管道送风，或用于输送外界新风。仅在必要时，才启动机械通风设备：实际上，每一间办公室都认作相对于其它办公室而独立的单元，能够通过双层幕墙获得自然通风。

大堂的特点是利用玻璃天窗采光，是一个真正的带屋顶广场，内部人流由此可到达街区；有三层用于举办会议

构建建筑物外壳所研究的方案作为该项目设计深化的主要课题之一，其本身具有双重目的。一是显著减少建筑物的热负荷；二是获得一种能够积极支持设备系统的外壳。

大楼正面朝西。对整个楼体的形状作了模拟，以求减少夏季下午时分立面的受晒面积。同时，依据维也纳气候特点对设计图纸作了优化，以求按照当地建筑规定，减少阴影对周围建筑视野的遮蔽效应。

大楼外壳大部分是透明的，但是，尽管形象是统一的，其正面（11,000 平米）却远不止只显示一种景观。大部分垂直立面为铰接式双层幕墙，从而在大楼的内部和外部之间形成扩大的通风调节系统。

一层内层幕墙之间为一根根表面涂刷了绝热材料的钢筋混凝土围栏，其上安装了断桥隔热铝合金双层玻璃窗，由固定反光玻璃和可开启的反光玻璃交替构成，分别按垂直方向排列。于是，从保温隔热功能来讲，整个内层幕墙成为了一层性能极好的保温隔热薄膜。

在热学上与人居空间隔离的外层幕墙沿水平方向伸展而形成腰带状。与围栏相对应的，夹层空隙（深约50 cm）整个嵌入金属窗匣（可安装双层反光玻璃的箱子），以金属隔栅或片条交替封闭匣底和/或匣顶。

匣子正面是敞开的，安装倾斜的玻璃板，使幕墙夹层内的空气流入流出。这些窗匣就构成了真正的太阳能空气集热器。当金属墙壁被太阳光线加热时，使匣内空气做上升运动，随之又抽引室外空气流入，并在窗户半掩的条件下，冷却夹层或内部环境，于是，交叉形成了自然通风。

展厅设在21层：建筑本体有源驱动的热能激活表面由天花板构成，而架空地板内嵌入了换热风机

相反，窗前的空闲区装备了自动窗户遮阳装置，而关窗机构是结构简单的控制太阳光线的保险板。固定遮阳装置为垂直布置的尺寸相当于反光玻璃间距的薄板；在夜间，一系列装在遮阳板上的LED 带照亮着摩天大楼的立面。

至于不透明的立面部分，与采用铝合金型材的传统下层结构不同，包覆板由夹头支承而直接挂在墙体上。夹头是钢制的，由一根玻璃纤维棒串连起来，固定在墙体上钩挂外板。

后者实现了外层幕墙与建筑外壳内墙的分隔，允许按需要插入所需厚度的绝热层，并有可能修改有效的绝热长度。这样就有可能形成完全不存在热桥的通风幕墙，同时可以显著地减小绝热层的厚度。

人工通风设备配备了绝热型高压蒸汽除湿：通过气室和设在地板上的循环风口分配空气

空调所需的制冷制热能源是由环境影响小的能源、可再生能源和/或高效能源混合供给。冬季，以沼气为燃料的热电联产发电机（300kWe；440kWt）覆盖了40％的能源需求，而38％来自邻近的数据中心废热回收，7％左右来自热泵的地热换热。在用能高峰时，余下的15％由当地的远程供热管网提供。

夏季，一个吸收式制冷机组由热电联产发电机供给能源，供给空调需要的33％供冷需求，并由压缩式冷冻机提供29％的支持以及换热器提供28％以上的支持；其余的8％需求由连接筏基上的地热泵（COP>5）提供。

300～400kW热泵配备磁垫式压缩机。换热器用于冷却制冷机组，并在条件允许时，用于直接冷却通风回路中的空气。换热器置于一个特定的地下槽罐，通过地下管道（直径约一米）既与同一街区中的温泉相连，又通向多瑙河。

多台空气处理机组是按照间歇运行支持不同使用情况设计的，并且都配备了废热回收装置，负责为大楼内八个区域实施人工通风。卫浴热水生产通过按照使用需求安装的电热水器解决。

在冬季，依靠当地的远程供热管网及压缩式冷冻机组（有几个设在屋顶上），解决万一可能出现的能源需求高峰

供热能耗比为14 kwh/m²a，而供冷能耗比不超过9kwh/m²a，相比于一次能源需求不到117kwh/m²a，部分由热电联产（60％）和设在屋顶的太阳能电场（1％，功率26kwp，光照面积420m²）解决。此外，大楼还配备了与电梯连接的减速制动能量回收装置。

设在门厅内的多媒体系统实时记录能量流动，并起到了指导工作人员抑制能耗的作用。在大楼运行的初期，工作人员接收了有关整个系统特点及其运行方式的详细说明书，目的是使他们的工作行为符合企业的节能目标。

大楼于2012年12月开始启用，然后由设计师依照优化综合性能的目标，按该建筑不同的使用条件进行运行管理。综合监控系统按照气候条件和大楼的运行条件，实现了各种能源贡献的平衡，与一幢装备了传统技术装备的等效建筑相比，实际回归到了能耗减半的水平。

2013年夏季，大楼获得了德国被动房研究所的“非住宅用途的被动式建筑”认证。此外，该项目还获得了奥地利可持续建筑协会（ÖGNB）和奥地利健康与生态学会（IBO）的“气候：活性金”级的TQB认证。

整幢摩天大楼的建设成本大约8,400万欧元。建造建筑 /外壳系统的成本可以分段估算，与可对照建筑相比，收回成本估计大约需要十四年。

双层幕墙的细部结构：外部窗匣底部的透光片可让空气进入匣内，依靠隔栅形成空气对流

在中欧国家里，建筑本体的热能驱动空调系统（TABS：热能有源建筑系统）成为市场标准已有十年之久。简言之，这是一个激活建筑本体供暖的水暖管网系统，其中楼板通常为钢筋混凝土浇筑而变成了真正的供暖供冷终端，其特点是容量大、能力强，因此，能够蓄积热能和 / 或冷能，然后逐渐释放给室内环境。

与传统的辐射式地板、墙壁和天花板相比，TABS中的水暖回路与结构本体是联成一体的。与一些常见的系统区别在于管道位置，其管道可能处于：

因热惯性大，故衰减和/或滞后负荷尖峰为 TABS 系统的主要优势之一。与其它种类的设备系统相比，这种现象一般会导致所装机器的尺寸缩小。

这类系统可以采用较低的接近舒适感的供热温度（冬季25～27℃；夏季18～22 ℃）。因此，TABS特别适合采用可再生能源。

在冬季运行期间，需要考虑热应力与其有效分散之间存在着滞后，关键是要考虑采用某种手段在设备系统与环境之间进行干预，以及所激活的结构本体温度与环境温度之间存在温度差。

即使在用于夏季供冷的场合，除去在结构本体内集聚的热量也有一定的滞后，而且通常发生在环境负荷减小时。这样，就可以按大楼不占用的时间表，推迟一点临界供冷阶段，甚至在夜间并用通风系统。

一般说来，TABS的功能不是瞬间的，在白昼有可能减轻室内外热应力变动效应的影响，使空气温度只有轻微的波动，甚至不超出可接受的热舒适度范围。