在中建八局二公司承建的山东城市建设职业学院低能耗实验实训中心项目工地,400多名来自全国各地的建筑专家正在参观全国最大的被动式低能耗绿色建筑。这种新型的建筑源于德国,是目前国际最先进的节能绿色建筑。这里建成之后,夏天不用开空调,冬天不供暖,室内可保持20℃-26℃。不借助外力,冬不畏严寒夏不惧酷暑,到底是如何做到的?
“德国高精尖”节能率90%,供暖能耗降低85%
被动式超低能耗绿色建筑是指适应气候特征和自然条件,通过保温隔热性能和气密性更高的围护结构,采用高效新风回收技术,最大程度地降低建筑供暖供冷需求,并充分利用可再生能源,以更少的能源消耗提供舒适的室内环境并能满足绿色建筑基本要求的建筑。被动式超低能耗建筑源于德国,被认为是目前世界上最先进的节能建筑。
山东城市建设职业学院低能耗实验实训中心项目,总建筑面积31600平方米,是我省11个中德合作被动式超低能耗绿色建筑示范工程中规模最大的单体公共建筑,也是目前全国在建的规模最大的单体公共建筑,由中建八局二公司承建。
中建八局二公司项目总工程师李景轩介绍,被动式低能耗建筑有几大特点:
第一是节能。建筑物全年供暖供冷需求显著降低,寒冷地区建筑节能率90%以上。与现行国家节能设计标准相比,供暖能耗降低85%以上。
第二是住起来舒适。被动式建筑室内温湿度适宜,建筑内墙表面温度稳定均匀,与室内温差小,体感更舒适。具有良好的气密性和隔音效果,室内环境更安静,第三是空气更好。建筑内有新风系统,提供足够的新鲜空气。同时可以通过空气净化技术提升室内空气品质。
第四是建筑质量更高。无热桥、高气密性设计,采用高品质材料,精细化施工及建筑装修一体化,使建筑质量更高、寿命更长。2 外墙“穿上宇航服”特殊材料做,保温层是普通建筑3倍厚
该项目经理王冰介绍,要达到不借助外力常年恒温,首先要给建筑“穿好衣服”。“简单来说就是做好外墙保温。普通建筑的外墙保温材料一般5至10厘米厚,该建筑保温材料厚度在30厘米左右。”
“如果说普通建筑外墙保温穿的是普通衣服,那么被动式超低能耗建筑穿的就是‘宇航服’”王冰说,这种保温材料还具备较低的吸水率和较好的抗压性。
王冰介绍,被动式超低能耗绿色建筑外墙施工有极其严苛的要求。基层墙面表面平整度和垂直度比一般的建筑要高许多,且应清洁、无油污、无附着物等;外墙上的预埋固定件、穿墙套管等必须要预先施工完毕,外窗框也要安装好;外墙粘贴保温材料时采用点框粘贴,安装锚固件时要先向预打孔洞中注入聚氨酯发泡剂,再立即安装锚固件;防火隔离带与其他保温材料要搭接严密,采用错缝粘贴,如出现较大缝隙,要采用发泡材料严密封堵……
“屋面保温层的施工要求更为苛刻。”王冰说,必须选在晴朗干燥的天气下进行,施工前要对基层彻底清理,确保平整干净。同时,要对保温材料进行保护,防止水汽渗入。隔气层施工时要注意保护防止出现破损,对管道穿墙部位要严密封堵。3 墙体“切断传导桥梁”3层加厚玻璃门窗多重工艺密封
“这里要再贴层密封条,注意缝隙里要做好密闭。”16日上午10点,在项目工地样板房前项目安装经理李正说。就是这简单的一扇窗户,4名技术精湛的工人干了整整一天。
“这个窗户可不是咱们平时见到的窗户,是做了多方面密闭措施的。”李正介绍,首先,窗户设计上是3层加厚玻璃,中间两个腔体全部做成真空。所有窗口缝隙全部用密封条贴好,有些地方要贴三四层。窗子上还要专门加一个遮阳层,避免阳光直射。
与一般镶嵌在墙里的不同,这里的窗户都是凸出在墙外的。“这就是被动式建筑典型的无热桥设计。”李正说,建筑围护结构中热流密度显著增大的部位成为传热较多的桥梁,称为热桥。
“避免热桥,对施工的要求非常高。”李正说,施工中要尽可能不破坏或穿透外围结构。当管线必须穿透外围结构时,要在穿透处增大孔洞,保证足够的间隙进行密实无空洞的保温。保温层在建筑部件连接处要连续无间隙。“这样不管夏天外面多热冬天多冷,都没有与室内传导的桥梁了。”他说。4 室内“密闭像气球”内循环独立运行新鲜空气正常进
建筑气密性能对于实现超低能耗目标非常重要。“整个建筑完工后还要充气,要像气球一样不漏气才可以。”李景轩介绍,要建造专门的气密层,包围整个外围护结构。在设计上造型和节点都要简洁,在节点上还要用气密性薄膜、专用膨胀封条、专用气密性涂料等做特殊处理。
“气密性保障要贯穿整个施工过程,在施工工法、施工程序、材料选择等各环节都要有所考虑。”李景轩说,尤其要注意外门窗安装、围护结构洞口部位、砌体与结构间隙、屋面檐角等部位的气密性处理。施工完成后要进行气密性测试,及时发现薄弱环节,改善补救。“还要尽量避免在外墙和屋面上开口,如必须开口,要减小开口面积,同时制定气密性保障方案”。
室内“密闭像气球”空气怎么进来?不要担心,被动式超低能耗建筑通过独特的高效新风热回收系统,在室内可营造出独立的空气循环系统。“简单来说就是通过新风回收装置,让新鲜空气自由进出。冬天,室内空气留住热量后再排出去,室外空气加热净化后再流进来;夏天,室外的空气脱热后再进来。”王冰介绍,高效新风热回收系统通过热回收装置使新风和排风进行热交换,回收排风中的能量。
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