办公楼超低能耗建筑改造设计方案

办公楼超低能耗建筑改造设计方案

　　设计节能小屋,节能设计管控,广州市节能设计邯郸办公区设计楼位于邯郸办公区南侧，2007年进行加层改造，由6层扩建到12层，总建筑面积达到8697.9m2，其中地上面积8047.9m2，地下面积为650.0m2。1~12层主要功能为办公，地下一层为储藏间、职工活动室（见图1、图2）。

　　外墙设计保温构造，为外贴70mm厚聚苯板，屋顶设计85mm厚聚苯板，外窗采用中空隔热铝合金门窗，现状节能设计标准满足设计年份使用规范《公共建筑节能设泥计标准》（GB50189—2015）。节能率（相对于不做保温节能措施）达到50﹪。现有建筑节能效果较低，且突出结构主体构件，如空调板安装钢构件穿透保温，形成热桥，造成室内能耗流失。外墙保温材料采用聚苯板，聚苯板的燃烧性能为B2级，不满足现行防火规范要求，有一定火灾危险性。

　　现有办公楼冬季采用市政供热，夏季采用分体空调制冷。经过模拟计算（见表1），现有办公楼全年采暖、通风空气调节和照明的总能耗约为170万kW·h。单位能耗为209.38kW·h/m2，其中耗冷量为128.74kW·h/m2，耗热量为16.98kW·h/m2，照明能耗为63.66kW·h/m2。

　　办公楼标准层建筑面积650m2左右，总高度41.5m。经过计算，体型系数为0.22，南北外墙窗墙比为0.35，东西外墙窗墙比为0.22。体型系数、窗墙比较小，能有效控制建筑能耗。因此，本项目在不改动外窗大小的前提下，进行被动式超低能耗技术改造。

　　在严寒、寒冷和夏热冬冷地区，围护结构保温性能的重要性最为显著。因此，采用高性能的建筑保温系统和门窗是实现被动式超低能耗建筑、零碳建筑的必经之路。通过模拟计算，按被动式超低能耗外围护设计，外围 护结构节能措施如下。

　　屋面 ：采用240mm厚石墨聚苯板，传热系数降低到0.12W（/m2·K）；

　　外墙：采用240mm厚复合保温材料，传热系数降低到0.12W（/m2·K）；

　　外窗：外窗框料材质为铝包木型材，外门窗玻璃配置 为5Low-e+16A暖边+5Low-e+16Ar暖边+5C，设置暖边间隔条，整窗传热系数降低到1.0W（/m2·K）；

　　非带暖地下室顶板 ：板下贴130 mm厚岩棉板，传热系数降到0.28W（/m2·K）；

　　被动区域与非被动区域隔墙：混凝土加气块，墙体两侧各抹2mm无机保温浆料。传热系数降低到0.30W（/m2·K）。

　　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。热桥对超低能耗建筑的能耗影响显著，因此在进行超低能耗建筑设计时，应严格控制外围护 结构部位的热桥的形成，对构件穿外围结构部位进行无热桥设计。办公楼改造过程中的热桥主要有保温托架与主体 连接处热桥、外窗安装的热桥、通气管穿屋面热桥、通风管、 电线套管穿外墙热桥等，这些部位都需要进行断热桥处理。

　　气密性指的是建筑在封闭状态下组织空气渗透的能 力，即房间在密闭状态下，内外压差为50Pa的无组织空气渗透量。本改造项目的气密性措施主要有以下三点。（1）气密层应连续完整，包裹整个气密区。外部围护结 构为混凝土加气块、钢筋混凝土梁柱，内侧为水泥砂浆抹灰， 钢筋混凝土结构梁柱、水泥砂浆抹灰自身可以作为气密层。

　　（2）外窗与结构墙之间的缝隙应采用耐久性良好的 密封材料密封，室内一侧使用防水隔气膜，室外一侧使用 防水透气膜。既有建筑外门窗改造后的气密性能等级应达到现行国家标准《建筑幕墙、门窗通用技术条件》（GB/T31433—2015）中的8级。

　　（3）穿气密层的管线应采用耐久性良好的密封材料密封，室内一侧使用防水隔气膜，室外一侧采用防水透气膜。

　　本项目设置新风热回收系统，通过热回收装置回收排风中的能量来降低建筑供暖、制冷能耗。办公楼改造项目采用全热回收新风系统，热回收效率达到80﹪。

　　本项目利用浅层地热可再生能源，减少一次能源的使用。采用地源热泵系统对办公楼进行辅助供热、供冷。本项目在办公南楼、北楼及情报楼屋顶设置光伏太阳能发 电板，经现场勘查、测量，局片内建筑物可有效利用建筑物楼顶面积为2633m2，可安装电池组件规划容量最大为262.4kW。光伏发电后先经本单位使用消耗及储能装置存储，多余发电量通过变电站分配，供其他负荷使用，可实现全部自用。

　　在对项目进行技术改造后，建立模型对改造后的建筑进行能耗模拟，在计算光伏发电电能情况下（见表2），节能 率达到100﹪。该节能率与设计建筑的形状、大小、朝向以及内部的空间划分和使用功能基本一致，并与符合河北省《公共建筑节能设计标准》[DB13（J）81—2016]要求的基准 建筑的全年供暖、供冷和照明能耗情况相比，得出的结果。

　　综上所述，邯郸办公区被动式超低能耗技术改造具有技术可行性，但改造项目也存在一些问题。如主体建筑外围护保温、门窗、室内空调新风系统的改造，会对室内局部，如吊顶，进行破拆；中央空调系统管道标高的变化也需要重新安装室内吊顶。对管道穿外墙、屋顶部分进行无热桥处理时，会对局部墙面、屋面产生破坏。考虑到地下 室顶板、外墙热桥处理及防水保护，须将地下室外墙局部 分段挖开进行保温、防水施工。

　　目前我国既有建筑超过500亿m2，70﹪以上属于高能耗建筑，急需改造，被动式技术应用潜力巨大。随着各地政府的政策大力支持和有关技术标准的相继推出，被动式超低能耗建筑正在越来越多地出现在全国各地，被老百姓所接受，成为建筑节能发展的新趋势。然而，在既有公共建筑上实现被动式超低能耗改造目标仍然是难点与挑战。希望本项目的改造技术方案能为既有建筑的被动式超低能耗改造提供一些设计经验。

　　绿色建筑在中国已推动近20载，自双碳目标发布以来因其绿色、节能、低碳的特性而备受关注。2022年3月11日，住房和城乡建设部印发了《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》，提出“提升绿色建筑发展质量方面，加强高品质绿色建筑建设”，绿色建筑在我国的发展迎来了新的挑战和机遇。 为进一步加强设计单位和开发企业设计部各专业学习“绿建设计+评价”在绿色地产项目中的综合应用，结合《绿色建筑评价标准》GB/T 50378 2019中相关条文分专业实施思路，中国基本建设优化研究会房地产与物业委员会、珠海市绿色建筑协会联合绿建之窗（北京）科技有限公司于2022年3月31日起，每周四下午二点，在总工之家CTO在说线上平台举办绿色地产系列专题-绿色建筑（设计+评价）深度讲解培训会，会议将分12次课，按照建筑、结构、暖通、给排水、电气、景观六大专业进行系列培训。主办方将组织广大地产投资开发、建设、承建、设计、绿色建筑技术配套企业共同交流,探讨绿色建筑新政策下的绿色地产产业链技术及创新发展与实践。

　　2、此次培训活动为免费，课程不设置回放，如想回看，需为绿建集成网铂金级会员或绿建之窗软件用户。