超低能耗技术在某工程中的应用

文/梁世平 湖南省第五工程有限公司 湖南株洲 412000

1、引言

在我国大力提倡建设低碳、环保的大环境下，如何处理好人类生存与自然生态的和谐共生是我们不得不面对的现实状况。减少建筑制冷、供暖能耗，减少一次性能源的使用，减少空气污染，这符合社会发展的大方向。因此，研究超低能耗技术是一项主要课题。本文重点分析超低能耗主要技术特点和指标，从气候的差异性，对超低能耗建筑加以剖析，发现围护结构隔热保温、密封性、无热桥设计、新风系统等方面的异同，使用功能、材料的异同，从而为建造符合具有国内特色的超低能耗建筑提供依据和参考，为后续相关研究提供理论与实践依据。

2、超低能耗技术

2.1 基本定义

超低能耗建筑：利用自然气候，经过改善，提高建筑的保温隔热与气密性，同时积极采用新风系统技术，并且用新能源，尽最大努力减少建筑供暖与制冷的能耗，几乎不依赖供暖、制冷设备，房间温度一年四季维持在 23-24 度，提供一个舒适的居住环境[1]。

2.2 技术特点

（1）在透明围护结构部位使用辐射低的三层的两腔 Low-E玻璃。

（2）使用新风系统，将废气中的热量进行回收利用，同时将新鲜空气引入室内，减少能耗损失。

（3）能够使房间内各表面温度不低于室内温度3.5度，使房间温度维持在23-24度，为人们提供了舒适温暖的空间。

（4）围护结构优化，完好的密封性、无热桥、被动式门窗，新风系统的热回收技术。

2.3 超低能耗的技术指标

1.整窗的传热系数要求小于0.8W/m2·k，以提高外窗的保温隔热效率。

2. 被动式超低能耗建筑的气密性标准高要求在室内外压力相差50Pa下，每小时的换气次数不能大于0.6次。利用率达 75%。

3. 主要指标：

（1）每年采暖能耗≤15kWh/（m2·a）；

（2）最大供热负荷≤10W/m2；

（3）每个家庭每年采暖、热水、电器所有一次能耗≤120kWh/（m2·a）；

（4）密封性要求 ACH50≤0.6 次/h；

（5）人体舒适的温度范围是不超过 26℃，超过时间比例应该≤10%

3、超低能耗技术在工程中的应用

3.1 项目概况

某服务型综合楼地处严寒地区，北纬45.00°东经：123.21°，两层框架结构，总高 11.6m，建筑面积 2755平方米。冬季寒冷，最冷月平均在-15℃以下，气候干燥，建筑主要考虑保温。2017年3月开工建设，2017年11月末，建筑基本完工。节能技术措施完全按照超低能耗公共建筑的要求来实施，预期达到节能85%的目标。

3.2 建筑功能优化

本项目是独立的单体建筑。一层主要功能有门厅、咨询服务、旅客休息区；大餐厅、包间、厨房、库房；超市、收银、库房、办公；厕所管理办公等空间组成。二层主要为职工、旅客提供休息的职工客房、两人客房、四人客房、洗衣晾衣房、男女更衣、住宿管理、厕所等。功能分区明确、流线合理，符合消防疏散要求。

3.3 技术特点

本项目以节能 85%关键技术研究为主线，进行围护结构的构造优化及 EPS模块保温材料应用技术研究，构建建筑外保温体系。

3.4 技术原理

建筑室内热量在通过围护结构的传热和空气滲透向外散失，当建筑物总得热和总失热达到平衡时，室温得以保证。降低采暖设备供热的比例，提高太阳能辐射热比例，减少热量损失，提高建筑的保温性能，这就是本项目的基本原理。EPS模块内外表面有均匀分布的燕尾槽，四周边有梯形插接企口，能够解决气密层和保温问题。

3.5 关键技术

3.5.1 外墙保温

围护结构的保温措施研究，采用EPS保温模块保温体系的优化设计。EPS模块内外表面有均匀分布的燕尾槽，四周边有梯形插接企口，能够解决气密层的问题。

3.5.2 窗户保温

整窗传热系数应在限值0.8w/（m2·k）以下，需要窗框、玻璃相配合才能达到要求。新型节能窗采用六腔室结构型材，内部隔成多个气体空间，空间内填充聚氯乙烯保温泡沫，增加窗框的热阻值，具有优良的隔音性、保温性和超高的抗风压性能。窗台设置铝材窗台板，设有滴水线构造，窗台板的作用是保护保温层，避免老化，导流雨水，将窗安装在墙外，周边聚氨酯发泡，减少热量的传递。

3.5.3 热桥部位处理

无热桥设计，主要解决外墙内表面温度与室内温度的温差不大于3度问题，窗框采用高性能门窗密封材料，K小于0.8Low-E玻璃，窗台内侧铺设防水隔气膜，外侧铺设防水透气膜。挑出的阳台、雨棚处要与主体墙断开处理，较少热量损失。有管、钉等金属穿过墙体时，两侧要用泡沫胶封住。

3.6 供热控制方案

供热采用清洁能源，即太阳能和超低温空气源热泵进行供热。太阳能采用全玻璃双真空无水热管式集热器，规格Z-QB/20-58型，集热器有¢58mm＊1800mm规格20支/组。超低温空气源热泵采用TRB10RD型（-35℃～50℃），输入功率为9KW，太阳能与水箱之间循环泵1台。供回水主管规格20.0mm×2.0mm。当房间低于采暖设计温度（20℃）时，启动采暖循环泵（水箱和建筑物之间）工作，温度达到设计值时，循环泵低速运转或停止。

3.7 目标效益

通过本项目的技术攻关，将科学地构建独立建筑节能 85%的标准体系。项目实施对促进当代条件下建筑的地域化和本土化，延续传统文脉，必将带来良好的社会效益。节能 85%新技术的应用，为现阶段推广应用建筑节能的新材料、新技术、新设备、新工艺提供经验。为如何提高建筑节能工程质量，提高建筑节能工程的耐久性，推进低碳绿色建筑的发展。

结论：

本文对超低能耗建筑进行分析。在超低能耗建筑设计策略与案例的基础上，在实际案例中作了超低能耗技术的设计应用的尝试。重点集中在保温隔热性能、太阳能空气源热泵运用等，寻找出符合我国的超低能建筑设计，为人们提供健康、卫生、舒适、温馨的宜居环境。由于超低能耗技术节能效率高，因此在以后城市建设规划过程中，超低能耗建筑将会不断的被推广和应用，向零能耗建筑迈进。