Innsbruck大學科技學院改造項目

Innsbruck大學科技學院兩棟教學樓建于1970年，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，柱距7.5m。該兩棟建筑原本在外觀、結(jié)構(gòu)形式等方面均為一致，現(xiàn)將其中一棟按照被動房標準進行改造，改造后外觀對比效果差異顯著。

該棟進行被動房改造的教學樓建筑面積8897m2，共有720個辦公室/房間，建造年份為2013、2014年，目前正處于被動房改造項目（EnerPHit Retrofit）的認證過程中。由于被動房改造項目與新建項目相比，在結(jié)構(gòu)形式、斷橋處理、通風系統(tǒng)設計等等方面具有更大的難度，因此被動房研究所給出的被動房改造項目的能耗指標較新建項目有所調(diào)整：對于居住建筑而言，新建項目的年采暖需求指標為15 kWh/(m2a)，改造項目為25 kWh/(m2a)；新建項目的年總一次能源需求指標為120 kWh/(m2a)，改造項目為132 kWh/(m2a)。

在改造過程中，采用的主要措施主要有以下幾點：

（1）在結(jié)構(gòu)形式方面，該教學樓原采用挑出陽臺的結(jié)構(gòu)形式，用混凝土懸臂梁支撐陽臺，形成巨大的熱橋，引起較高的能量損失。在改造工程中，挑出陽臺被全部拆除，采用了無熱橋的外圍護結(jié)構(gòu)設計方案。

（2）在圍護結(jié)構(gòu)方面，對外墻、屋面、底板等非透明圍護結(jié)構(gòu)的保溫系統(tǒng)進行了改進，尤其是大大改善了外窗等透明圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。該項目改造后的外圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)見表5。

表5 Innsbruck大學科技學院被動房改造項目圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)

（3）在采暖系統(tǒng)方面，采用集中供暖系統(tǒng)，由校園供熱設備集中供熱。改造后房間內(nèi)既有壁式散熱器減少了50%，并加裝了溫控閥。

（4）在通風系統(tǒng)方面，改造方案采用了集中式通風系統(tǒng)，設置在原有的屋頂設備間內(nèi)。系統(tǒng)共有兩套通風機組，總風量最大值為16380 m3/h，換氣次數(shù)為0.58/h（人員密集），熱回收效率75%。

由于教學樓結(jié)構(gòu)的柱距較大，改造工程可采用預制墻體，因此采用了將每個辦公室的送風口預制在墻體中的做法?；仫L口統(tǒng)一設置在建筑的中心區(qū)。

為了組織氣流，對辦公室的門進行了特殊設計，使得門上的可視玻璃窗口帶有通風孔的功能。在日間及冬季全天，新鮮空氣從送風口輸送到每個辦公室，污濁空氣經(jīng)過門上的通風孔匯集到建筑中心區(qū)，再通過統(tǒng)一的回風口輸送到設備間進行熱交換。該項目辦公室內(nèi)部情況及其氣流組織方式及門上通風孔設計見圖44至圖46。

（5）在制冷措施方面，項目采用了軸承較為靠下的上懸式外窗，夏季夜間開啟外窗，室內(nèi)熱空氣從外窗上部流向室外，室外冷空氣從外窗下部進入到室內(nèi)，進而通過門上的通風孔進入到建筑中心區(qū)，從而實現(xiàn)混凝土蓄冷、日間被動制冷的效果。在極端高溫天氣期間，可在夜間開啟通風系統(tǒng)，使其以單純的排風模式運行，將室內(nèi)的熱空氣抽出，使室外冷空氣進入到室內(nèi)，達到被動制冷的目的。因此，即使在內(nèi)部得熱較大的條件下，該項目也并未安裝主動式制冷系統(tǒng)。該項目的夜間通風氣流組織方式見圖45和圖46。

（6）在生活熱水方面，由于需求較低，全部生活熱水由落地式鍋爐提供。

鑒于以上改造措施，根據(jù)PHPP的計算結(jié)果，該改造項目的年采暖需求為20 kWh/(m2a)，采暖負荷為24 W/m2，包括采暖、生活熱水、用電設備、輔助用電在內(nèi)的年一次能源需求為190 kWh/(m2a)。

（7）在防火措施方面，項目采用了自動噴水滅火系統(tǒng)。

圖45 氣流組織方式（圖片來源：PHI）

圖46 門上通風孔設計及作用（圖片來源：PHI）