PHI認(rèn)證 | 朗詩華北被動房體驗中心

本項目位于北京八達(dá)嶺經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)風(fēng)谷四路8號院22號樓，為被動式超低能耗改造項目，原有建筑的性質(zhì)不變，使用功能調(diào)整。改造后建筑功能為被動房體驗中心。首層為被動房展廳，含展覽、接待、會議、辦公等功能空間，建筑面積282.15m2；二層為被動房體驗間，含兩套住宅戶型，建筑面積286.31m2。建筑層數(shù)為地上2層，無地下室。建筑高度為9.75m。

圖1 項目改造前實景

平面設(shè)計首層為被動房展廳，含展覽、接待、會議、辦公等功能空間，二層為被動房體驗間，含兩套住宅戶型，首層層高4.2m，二層層高3.9m。南側(cè)、西側(cè)分別加設(shè)陽臺，既具有功能需求又起到水平遮陽作用。屋頂設(shè)有光伏發(fā)電系統(tǒng)(現(xiàn)狀)，即發(fā)即用。增加太陽能集熱系統(tǒng)。

建筑立面設(shè)計上南側(cè)、東側(cè)、西側(cè)外窗加設(shè)水平滑動外遮陽，起到降低夏季太陽熱輻射，冬季百葉推開增加太陽得熱，以降低室內(nèi)制冷、采暖能耗。外遮陽設(shè)計采用導(dǎo)軌滑動式可移動外遮陽，在降低建筑能耗的基礎(chǔ)上，豐富建筑立面，使建筑構(gòu)造與立面設(shè)計自然結(jié)合。

結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。工程總投資800萬元人民幣。建設(shè)周期9個月。

圖2 項目拆除中實景

圖3 首層平面

圖4 二層平面

2017.05～2017.06.30改造方案圖紙完成

2017.07.01～2017.08.30施工圖完成

2017.09.01～2018.01.30改造工程竣工完成。

圖5 南立面

圖6 北立面

圖7 西立面

圖8 東立面

圖9 建筑連續(xù)氣密層設(shè)計

2.1 住建部要求

（1）公共建筑供暖、空調(diào)和照明能耗（計入可再生能源貢獻(xiàn)）在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2015基礎(chǔ)上降低60%以上；

（2）氣密性指標(biāo)應(yīng)符合換氣次數(shù)N50≤0.6h-1；

（3）室內(nèi)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50736-2012中的Ⅰ級熱舒適度。

2.2 德國被動房研究所要求（北京地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)）

（1）年供暖需求≤15kWh/m2·a

（2）年供冷需求≤18kWh/m2·a

（3）一次能源年消耗量≤120kWh/ m2·a

（4）氣密性測試指標(biāo)應(yīng)符合N50≤0.6h-1

3.1 建筑節(jié)能規(guī)劃設(shè)計

本項目位于延慶區(qū)，氣候區(qū)為寒冷Ⅱ（B）區(qū)。建筑改造目標(biāo)為被動式超低能耗綠色建筑，滿足住建部被動式超低能耗綠色建筑示范工程與德國被動房研究所PHI認(rèn)證雙重目標(biāo)的性能指標(biāo)要求。原有建筑建筑朝向為北偏西26.59度，接近正南北向，改造后建筑體形系數(shù)0.36，窗墻面積比分別為：北向0.05（設(shè)計規(guī)范值≤0.30）；南向0.58（設(shè)計規(guī)范值≤0.50）；東向0.18（設(shè)計規(guī)范值≤0.35）；西向0.29（設(shè)計規(guī)范值≤0.35）。

原有建筑保溫為50mm擠塑聚苯板，節(jié)能率50%。改造方案在目標(biāo)確定的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)建筑整體達(dá)到被動式超低能耗建筑的要求，同時對功能空間進(jìn)行新的設(shè)計，賦予建筑改造后既能充分展示被動房技術(shù)與產(chǎn)品，同時能夠?qū)嵉厝胱　Ⅲw驗被動房的舒適性，以及后期獲得真實數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，完善既有建筑超低能耗設(shè)計。

3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)

3.2.1 非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)

（1）外墻、屋面及地面、架空或外挑樓板、特殊部位等傳熱系數(shù)與保溫做法

外墻：采用250mm厚石墨聚苯板，傳熱系數(shù)0.13W/m2·K，材料導(dǎo)熱系數(shù)≤0.033W/m·K；

屋面：傳熱系數(shù)0.10W/m2·K，結(jié)構(gòu)板上采用300mm厚擠塑聚苯板，材料導(dǎo)熱系數(shù)≤0.032W/m·K；結(jié)構(gòu)板下采用100厚巖棉，材料導(dǎo)熱系數(shù)≤0.048W/m·K。

地面：采用140mm厚擠塑聚苯板，傳熱系數(shù)0.10W/m2·K，材料導(dǎo)熱系數(shù)≤0.032W/m·K。

局部梁板、開敞陽臺的挑梁、陽臺板四周均粘貼50厚真空絕熱板，導(dǎo)熱系數(shù)為0.006 W/m·K。

圖10 外墻基礎(chǔ)保溫節(jié)點做法

與土壤接觸的地下外墻基礎(chǔ)、柱子基礎(chǔ)外粘貼250mm擠塑聚苯板保溫，傳熱系數(shù)

≤0.14W/(m2·K)。

圖11 層間外墻保溫節(jié)點做法

圖12 屋頂與女兒墻部位保溫節(jié)點做法

3.2.2 外窗及外門

（1）外窗類型、配置及外窗傳熱系數(shù)及其太陽得熱系數(shù)（SHGC）

①塑鋼窗：5FT+14TPS.Ar+5LOW-E+14TPS.Ar+5LO W-E 暖邊全鋼化玻璃塑鋼窗，傳熱系數(shù)K=0.8W/(m2·K)，SHGC≥0.45；②鋁包木窗5FT+16TPS.Ar+5LOW-E+16TPS.Ar+5LOW-E加暖邊，傳熱系數(shù)K=0.8W/(m2·K)，SHGC≥0.45。③木索結(jié)構(gòu)窗（內(nèi)套PHI130鋁包木內(nèi)開內(nèi)倒窗和PHI130內(nèi)開門），玻璃采用6FT+16TPS.Ar+6PLT UN II+16TPS.Ar+5PLUN II加暖邊，傳熱系數(shù)K=0.8W/(m2·K)，SHGC≥0.45。

（2）外門及戶門類型及傳熱系數(shù)

首層南側(cè)入口外門采用鋁包木外開門（低門坎），傳熱系數(shù)K=1.0W/(m2·K)；北側(cè)入口外門采用被動房入戶門，傳熱系數(shù)K=0.78W/(m2·K)；

圖13 外墻、屋面、地面、設(shè)備基礎(chǔ)等保溫做法實景，從左至右外墻保溫、設(shè)備基礎(chǔ)保溫、屋面保溫、地面保溫

圖14 配電箱處特殊保溫

圖15 被動式外窗、外門構(gòu)造設(shè)計，從左至右鋁包木窗、木索結(jié)構(gòu)窗、外門

圖16 被動式外窗實景

（3）外門窗氣密、水密及抗風(fēng)壓性能等級

依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能分級及檢測方法》GB/T7106，其氣密性等級不應(yīng)低于8級、水密性等級不應(yīng)低于6級、抗風(fēng)壓性能等級不應(yīng)低于9級。

（4）遮陽設(shè)計

建筑東、西、南向的外窗均設(shè)置可調(diào)節(jié)的外置滑動遮陽百葉（手動）。可調(diào)節(jié)外遮陽和外窗的間距大于100mm，以免外窗玻璃被加熱，導(dǎo)致熱傳導(dǎo)，增加能耗。

圖17 外遮陽設(shè)計與實景

3.2.3 關(guān)鍵熱橋處理

（1）外墻保溫采用單層保溫粘貼。

（2）墻角處采用成型保溫構(gòu)件；

（3）保溫層應(yīng)采用斷熱橋錨栓固定；

（4）外窗、室外出入口外門均采用懸掛式外掛安裝方式，在外墻上預(yù)埋斷熱橋的錨固件，并盡量采用減少接觸面積、增加隔熱間層及使用非金屬材料等措施降低傳熱損失；

（5）管道穿外墻部位預(yù)留套管并預(yù)留足夠的保溫間隙；

（6）戶內(nèi)開關(guān)、插座接線盒等不應(yīng)置于外墻上。

（7）屋面保溫層：女兒墻每隔2-2.5m左右設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱，女兒墻頂與梁或樓板有拉結(jié)。女兒墻構(gòu)造柱之間填充300mm厚巖棉，伸入屋面長度≥500mm,確保外墻與屋面的保溫層連續(xù)。屋面保溫層靠近室外一側(cè)設(shè)置防水層，防水層應(yīng)延續(xù)到女兒墻頂部蓋板內(nèi)，使保溫層得到可靠防護(hù)；屋面結(jié)構(gòu)層上、保溫層下設(shè)置隔汽層；屋面隔汽層設(shè)計及排氣構(gòu)造設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《屋面工程技術(shù)規(guī)范》GB 5034；女兒墻做法詳節(jié)點圖，保證屋面與外墻保溫層的連續(xù)。

外墻與地面交接處保溫節(jié)點   女兒墻保溫節(jié)點

陽臺挑梁處保溫節(jié)點   陽臺樓板保溫節(jié)點

陽臺 門窗 遮陽

圖18 熱橋節(jié)點設(shè)計

3.2.4 加強(qiáng)氣密性措施

本項目為框架結(jié)構(gòu)，內(nèi)部抹灰層可作為氣密層，不同構(gòu)件連接處采用特殊的密封膠帶粘貼，如外窗與墻體連接部位、穿墻管道處等等。氣密性測試結(jié)果換氣次數(shù)n50為0.21h-1。

外墻與地面交接處氣密性節(jié)點   外窗與墻體連接部位氣密性節(jié)點 建筑連續(xù)氣密層設(shè)計

穿外墻電管   砌筑結(jié)構(gòu)氣密層   氣密膠帶

圖19 氣密層節(jié)點設(shè)計與施工實景

3.3　自然通風(fēng)節(jié)能技術(shù)

本建筑設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng)，提供24小時不間斷新風(fēng)。建筑接近坐北朝南，使得夏季和過渡季能夠有效利用自然通風(fēng)。房間開窗面積達(dá)到使用面積的5%以上。

3.4　高效熱回收新風(fēng)系統(tǒng)

本項目客房及公共部分的新風(fēng)量均不小于30m3/（h·人）。本項目設(shè)計共采用四臺設(shè)備，一臺主機(jī)設(shè)在二層兩居室廚房，供給兩居室的新風(fēng)空調(diào)。一臺設(shè)置在二層一居室主臥浴室內(nèi)，負(fù)責(zé)供給一居室需求。還有兩臺設(shè)于二層設(shè)備間內(nèi)供首層展廳使用。新風(fēng)熱回收系統(tǒng)擁有高效的全熱回收裝置?？梢詫π嘛L(fēng)起到冬季加熱、夏季除濕的功能。熱回收裝置的顯熱回收效率為88%。平均耗電量為0.40Wh/m3。噪聲等級為43dB（A），放置于吊頂中。送風(fēng)過濾網(wǎng)等級為F7，回風(fēng)過濾網(wǎng)等級為G4。為保證冬季熱回收芯的正常使用，我們還在新風(fēng)口處加裝了預(yù)熱器，當(dāng)室外溫度低于-5℃時，新風(fēng)預(yù)熱器方才啟動。

半透膜式全熱交換器

新風(fēng)空調(diào)一體機(jī)組

圖20 康舒家新風(fēng)空調(diào)一體機(jī)組

圖21 首層展廳新風(fēng)系統(tǒng)圖

圖22 一居室新風(fēng)系統(tǒng)圖

圖23 二居室新風(fēng)系統(tǒng)圖

3.5 廚房和衛(wèi)生間通風(fēng)措施

從起居室和臥室送入新風(fēng)，通過過道等過渡區(qū)，通過廚房、衛(wèi)生間回風(fēng)口回風(fēng)，并與新風(fēng)進(jìn)行全熱交換，換熱效率達(dá)到85%。廚房設(shè)補(bǔ)風(fēng)口與抽油煙機(jī)聯(lián)動，補(bǔ)風(fēng)量等于抽油煙機(jī)排風(fēng)量。當(dāng)抽油煙機(jī)啟動時，廚房平時的回風(fēng)口關(guān)閉。

3.6 照明及其他節(jié)能技術(shù)

（1）燈具：光源均選高效節(jié)能光源和燈具。

（2）公共樓梯間等公共照明采用聲光控?zé)?，火?zāi)時強(qiáng)啟。

（3）辦公室等采用直管熒光燈,電梯廳,走廊等采用節(jié)能燈。熒光燈均采用T8細(xì)管徑直管形三基色熒光燈，顯色指數(shù)大于80；采用電子鎮(zhèn)流器，鎮(zhèn)流器應(yīng)符合該產(chǎn)品的國家能效標(biāo)準(zhǔn)，熒光燈功率因數(shù)不小于0.9。

（4）照度標(biāo)準(zhǔn)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2013執(zhí)行，主要工作場所：

表1 照明系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置表

3.7 監(jiān)測與控制

本項目設(shè)有能耗監(jiān)測平臺，監(jiān)測平臺通過設(shè)置各分項計量裝置，采集不同用能設(shè)備

的能耗數(shù)據(jù)，并設(shè)置環(huán)境傳感器監(jiān)測室內(nèi)的各項舒適性指標(biāo)（溫度、相對濕度、PM2.5濃度、CO2濃度、甲醛濃度等），設(shè)置東南西北墻窗及屋面內(nèi)外表面溫度測試傳感器，監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器存儲，通過平臺系統(tǒng)對各項指標(biāo)進(jìn)行綜合判斷，診斷能源狀況。

3.8 可再生能源利用技術(shù)

在被動式建筑供冷供熱能耗大幅下降的情況下，為降低熱水能耗，本項目使用可再生能源太陽能熱水系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)。采用集中集熱-分戶儲熱-分戶加熱太陽能熱水系統(tǒng)，供應(yīng)二樓2戶住宅體驗間的室內(nèi)熱水。貯熱水箱及循環(huán)泵等設(shè)備設(shè)于二層設(shè)備間內(nèi)，住宅電熱水器放在各戶衛(wèi)生間，每戶配置80L儲熱水箱。

光伏發(fā)電系統(tǒng)：本項目設(shè)置120片光伏板，光伏組件規(guī)格:1690*992 (mm)，即發(fā)即用。每年光伏發(fā)電量3.6萬kWh，該項目平均每年每平米可節(jié)約62度電。

圖24 可再生能源利用技術(shù)改造完實景

在建筑能耗方面，采用德國被動房研究所PHPP軟件驗算項目能耗為：供暖需求為5kWh/m2·a，供暖負(fù)荷為6W/m2；供冷需求為13kWh/m2·a，供冷負(fù)荷為6W/m2；總一次能耗為110kWh/m2·a，年可再生一次能耗49kWh/m2，滿足德國PHI Plus級別的認(rèn)證要求。根據(jù)DeST軟件的計算結(jié)果，該項目供暖、制冷和照明的總能耗在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2015）的65%節(jié)能的基礎(chǔ)上，一次能耗又降低了65.57%，滿足住建部對《被動式超低能耗綠色建筑示范項目》的要求。

本項目為打造朗詩綠色地產(chǎn)在寒冷地區(qū)首例被動式超低能耗綠色建筑，采用國內(nèi)外綠色材料、成熟技術(shù)， 建成成本經(jīng)濟(jì)、符合區(qū)域特點、易于建設(shè)推廣、適用于新建建筑及既有建筑改造的工程，為今后公建、住宅項目提供良好的被動式超低能耗建筑示范效應(yīng)。

南側(cè)主立面

西側(cè)立面

東立面

北立面

圖25 項目改造后實景

室內(nèi)首層實景

室內(nèi)二層實景

圖26 改造后室內(nèi)實景

6.1 項目創(chuàng)新點

（1）本項目根據(jù)住建部被動式超低能耗綠色建筑示范工程技術(shù)要求、北京市超低

能耗建筑示范項目技術(shù)要點以及德國被動房的性能指標(biāo)要求進(jìn)行設(shè)計，結(jié)合項目的實際情況，綜合考慮技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，采用DEST能耗模擬軟件和德國PHPP計算軟件，進(jìn)行節(jié)能設(shè)計。

（2）本項目按照保溫技術(shù)、斷橋處理技術(shù)、高效節(jié)能門窗技術(shù)、新風(fēng)技術(shù)及建筑氣密技術(shù)等方面的技術(shù)要點進(jìn)行設(shè)計和施工。

（3）采用被動式用窗木索結(jié)構(gòu)，提高建筑南側(cè)外窗采光的通透性；北側(cè)采用被動房用門。高效節(jié)能的外保溫系統(tǒng)和外門窗，對所涉及到的熱橋部位和氣密性措施進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計，以保證節(jié)能效果、安全性、耐久性及室內(nèi)舒適性的實現(xiàn)；

（4）本項目作為被動式超低能耗改造項目，改造過程中在結(jié)構(gòu)主體保溫、無法拆

除部位保溫設(shè)計、陽臺無熱橋設(shè)計、特殊部位無熱橋設(shè)計等方面可以為今后的被動式超低能耗改造項目積累經(jīng)驗。

6.2 綜合效益分析

本項目的設(shè)計均滿足住建部被動式超低能耗綠色建筑示范工程技術(shù)要求與德國被動

房的不同能耗指標(biāo)要求，供暖、空調(diào)和照明能耗（計入可再生能源貢獻(xiàn)）在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2015基礎(chǔ)上降低60%以上。北京市辦公類公共建筑的平均采暖及制冷的能耗據(jù)保守估計約為80kWh/m2﹒a，即本項目建成后，每年每平米至少可節(jié)約65kWh的能耗，節(jié)約費用約為65元/m2﹒a。

本項目為被動式超低能耗建筑，在降低能耗的基礎(chǔ)上，提高了資源利用率，有利于

保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)，積極應(yīng)對氣候變化；提高建筑質(zhì)量，延長建筑物使用壽命，從根本上減少資源和能源的浪費。

目前隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平的提高，建筑能耗逐年提高，目前已經(jīng)占到社會總能

耗的30%左右，本項目作為超低能耗建筑，其推廣和應(yīng)用切合國家節(jié)能減排的戰(zhàn)略，可以有效降低建筑能耗在社會總能耗中的比例。

本項目建成后將進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益分析，有利于論證超低能耗建筑技術(shù)的可行性和可靠性，推動節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步和節(jié)能產(chǎn)業(yè)的升級，并為北京市超低能耗建筑的設(shè)計、技術(shù)應(yīng)用、產(chǎn)品研發(fā)的提升積累經(jīng)驗。

本項目增量成本約為1168元/m2,總增量成本為66.42萬元。

表2 項目增量成本統(tǒng)計表

建設(shè)單位：朗詩綠色集團(tuán)北京公司

方案設(shè)計與咨詢單位：德國弗萊建筑集團(tuán)

施工圖設(shè)計與咨詢單位：北京市住宅建筑設(shè)計研究院有限公司

施工單位：泛華建設(shè)集團(tuán)有限公司