李 鋼 李 巍

（ 1.信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 信陽 464000；2.中國化學(xué)工程第十一建設(shè)有限公司，河南 開封 475000）

近年來，由于城市化建設(shè)的加速發(fā)展，資源匱乏問題逐漸凸顯，不但影響到自然生態(tài)環(huán)境，還對人們的生活環(huán)境造成破壞。在此背景下，被動式低能耗設(shè)計順勢而生，被動式超低能耗技術(shù)的產(chǎn)生，使建筑施工技術(shù)有了新的突破，保護了生態(tài)環(huán)境，降低了能源損耗，進一步提升能源利用率。另外，還可以利用風(fēng)能、太陽能等清潔能源，建立綠色人居環(huán)境。相比發(fā)達國家，我國在被動式超低能耗技術(shù)方面仍處于發(fā)展初期，許多方面還有待完善，因此，深入研究并積極應(yīng)用被動式超低能耗建筑施工技術(shù)，對促進我國建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 被動式超低能耗建筑的設(shè)計理念和內(nèi)涵

被動式超低能耗建筑設(shè)計是指在綜合考量經(jīng)濟、氣候、地區(qū)等條件后，合理采用環(huán)保型可再生能源，替換不可再生能源，從而起到降低能耗的目的。之所以稱為被動式，是因為在設(shè)計過程需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，分析施工的真實需求，有針對性地選擇應(yīng)用能源，并非直接對物質(zhì)進行收集作為能源使用。能夠?qū)崿F(xiàn)對該地區(qū)現(xiàn)有資源的最大化利用，符合生態(tài)環(huán)境建設(shè)要求。在應(yīng)用超低能耗技術(shù)進行建筑施工時，不但要考慮能源低耗，還要保障建筑物的舒適程度，滿足人們的居住要求，充分保證建筑實用性。

2 被動式超低能耗建筑綜合施工技術(shù)

2.1 工程概況

某地區(qū)新型建材住宅示范區(qū)屬于中法被動式超低能耗建筑，是該地區(qū)首個應(yīng)用超低能耗技術(shù)的住宅建筑。整體建筑地上6層、地下2層，總占地面積為968m2，整體建筑總面積為5 790m2。其中，地下一層為963m2，地下二層作為車庫使用，地上1～5層應(yīng)用了被動式設(shè)計理念，總面積為4 465m2，整體建筑屬于住宅建筑，詳見圖1。根據(jù)國家居住建筑節(jié)能設(shè)計相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，建筑物體形系數(shù)0.28，本次項目工程的窗墻比例為：東7.54%、西7.52%、南36.25%、北24.95%。所有施工環(huán)節(jié)都是根據(jù)最新的被動式建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在一些比較重點的方面和指標(biāo)都作出了較好的處理，這樣不但可以保護建筑外圍結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、增強其密封性，還能顯著降低建筑整體的冷熱負(fù)荷，使住宅常年處于舒適環(huán)境，并在此狀態(tài)下實現(xiàn)最小程度的能源損耗。與常規(guī)建筑相比，應(yīng)用被動式低能耗技術(shù)的建筑能降低75%的能源損耗。

圖1 被動式超低能耗建筑工程示意圖

2.2 高效保溫施工技術(shù)

充分借鑒其他成功項目的建設(shè)經(jīng)驗，考慮到保溫材料的防火等級和保溫性能，建筑外墻可選擇B1級別的石墨聚苯乙烯保溫板，分別兩層鋪設(shè)，每一層都要設(shè)立防火隔離帶，可選用巖棉。同時，使用石墨改性膨脹聚苯板在建筑外墻涂抹薄層，作為保溫系統(tǒng)，保溫效果會比一般的聚苯板要好一些。此外，將分戶墻、樓板等墻體都進行保溫。在屋面部分，應(yīng)用厚擠塑聚苯板，傳熱系數(shù)為0.134。地下兩層分別為儲藏室和車庫，不屬于被動式結(jié)構(gòu)，只是將地下一層的樓板作為建筑外側(cè)結(jié)構(gòu)一部分，在其表面鋪設(shè)一層厚擠塑聚苯板，下方為厚改性酚醛板，整個樓板層傳熱系數(shù)為0.18。

2.3 被動式外窗安裝技術(shù)

本項目所應(yīng)用的鋁包木外窗在保留純木窗及其功能的同時，使用機械設(shè)備將實木窗和隔斷熱橋鋁合金型材加工在一起，形成復(fù)合框架，具有較好的隔熱保溫性能?；阡X包木窗，整體系統(tǒng)型材都屬于木體結(jié)構(gòu)，中間玻璃材質(zhì)為三玻二中空的雙LOW-E玻璃，使用暖邊條作為玻璃間，整體傳熱系數(shù)為0.95。另外，玻璃選擇性系數(shù)超過1.25，其太陽能總透射比高于0.35，整體玻璃框架為鋁包木，在此基礎(chǔ)上所構(gòu)成的窗戶能夠選擇性透過不同性質(zhì)的光線。

2.4 建筑外遮陽技術(shù)

建筑外遮陽技術(shù)是將具有遮陽性能的產(chǎn)品直接安置在頂、建筑外窗或透明幕墻的外側(cè)，避免太陽的直接輻射。特別是在夏天，能防止太陽輻射熱量透過玻璃進入室內(nèi)。在冬季，還可避免熱量從玻璃窗散出，所以，在建筑外側(cè)設(shè)立遮陽設(shè)施很有必要，可以降低建筑的能源消耗，節(jié)約空調(diào)等散熱設(shè)備25%的用電量。另外，具有遮陽設(shè)施的建筑能提高外窗的保溫性能，節(jié)省采暖消耗用能10%。本文所設(shè)計的遮陽系統(tǒng)具有雙重節(jié)能、高效遮陽、視野通透和自然采光等優(yōu)勢特點。整體系統(tǒng)占地面積超過2 000m2，將傳熱系數(shù)從0.5降到0.1。

2.5 地源熱泵技術(shù)

通過地源熱泵技術(shù)能提高自身的獨立性，不再對外部能源產(chǎn)生依賴，彰顯出生態(tài)平衡、綠色環(huán)保的發(fā)展理念。安裝完地源熱泵機組后，檢測安裝質(zhì)量，確保合格后啟動裝置。在其運轉(zhuǎn)過程中不會消耗水資源，不會造成污染，也不需要堆放燃料廢物的場地和鍋爐等，具有非常高效的環(huán)保效果。此外，地源熱泵在電力損耗方面優(yōu)勢明顯，相比空氣源熱泵，能降低電力消耗40%左右；相比電采暖，能降低70%左右，該系統(tǒng)的制熱性能比燃?xì)忮仩t的效率更高，提高大約50%左右。

2.6 冷梁+獨立新風(fēng)技術(shù)

應(yīng)用被動式低能耗技術(shù)，對建筑的氣密性有著較高要求，所以，建筑內(nèi)部的通風(fēng)換氣基本依賴于新風(fēng)系統(tǒng)。在本文研究中，空調(diào)系統(tǒng)末端應(yīng)用獨立新風(fēng)系統(tǒng)和被動式冷梁。冷梁負(fù)責(zé)建筑內(nèi)部的顯熱負(fù)荷，對溫濕度進行調(diào)節(jié)控制。經(jīng)過新風(fēng)機處理后的一次風(fēng)進入靜壓箱，沿著噴嘴噴射出來，在其周圍形成負(fù)壓，形成二次回風(fēng)，經(jīng)過水盤管換熱后，與一次風(fēng)摻合，共同噴出。該系統(tǒng)是新型通風(fēng)系統(tǒng)，可使人們呼吸到新鮮空氣，當(dāng)新風(fēng)與回風(fēng)經(jīng)過熱交換器時，因兩股氣流之間會產(chǎn)生壓力差和溫度差，從而出現(xiàn)熱傳質(zhì)，形成全熱交換過程。新風(fēng)能夠從回風(fēng)中得到冷量，實現(xiàn)溫度降低，另外，新風(fēng)中含有的水蒸氣也可被回風(fēng)吸取，實現(xiàn)濕度降低，如果處于冬季，二者性能相反。

2.7 光伏發(fā)電技術(shù)

假設(shè)光伏組件被灰塵覆蓋后造成的發(fā)電量損耗為6%、溫度損耗為5%、線路壓降損耗為5%、并網(wǎng)逆變器效率為97%、其他方面能源損耗為2%，結(jié)合光伏電場這些年的平均年輻射總量，綜合考量，初步選擇太陽能電池類型和布置方案，在此基礎(chǔ)上，對光伏電場每一年的發(fā)電總量進行估算。一般情況下，鋼筋混凝土是光伏發(fā)電條形的主要材質(zhì)基礎(chǔ)，在實際施工過程中，結(jié)合設(shè)計圖紙，技術(shù)人員與施工人員對基礎(chǔ)施工進行革新創(chuàng)造，本次應(yīng)用清水混凝土建筑工藝，施工結(jié)束后，不需要再對基礎(chǔ)進行二次加工，也不需要涂刷灰料等，具有較好的外觀，不但節(jié)省人工費用，還可降低能源損耗?；A(chǔ)排布按照建筑內(nèi)部形狀均勻布置，合理排列，充分利用屋面的采光面積。

3 結(jié)語

應(yīng)用被動式低能耗施工技術(shù)能夠保障建筑物的氣密性，降低冷熱負(fù)荷，最大程度降低能源損耗。對于傳統(tǒng)式建筑結(jié)構(gòu)形式的建筑，采暖能源損耗可降低75%。在建筑外側(cè)設(shè)立遮陽系統(tǒng)，能起到視野通透、自然采光和節(jié)能環(huán)保等作用，并且將太陽能傳熱系數(shù)降低到0.1。另外，地源熱泵可大幅降低電力損耗，其制熱性能非常明顯。結(jié)合室外氣候和人體舒適度來實現(xiàn)建筑物的零能耗或低能耗，在滿足建筑質(zhì)量要求的前提下，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。