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东方雨虹新材料装备研发总部基地E楼

来源:《绿色建筑》2019年第1期作者:吴士慧 吴剑林 康一亭 刘瑞捷 张逸群 吴过

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本文转自《绿色建筑》2019年第1期,作者为:北京东方雨虹防水技术股份有限公司 吴士慧;中国建筑科学研究院有限公司 吴剑林 康一亭 刘瑞捷 张逸群;西南财经大学 吴过



01

背景


为了深入落实“三城一区”的新发展理念要求,北京经济技术开发区结合区域内科技产业、工业建筑集中的特点,制订了《北京经济技术开发区绿色工业建筑集中示范区创建方案》,以推动绿色工业建筑规模化发展为目标,开展了一系列绿色工业建筑集中示范区的创建工作。


东方雨虹作为北京经济技术开发区的高精尖企业之一,注重绿色发展理念,积极响应北京市经济技术开发区绿色建筑规划要求,推进建立绿色工业建筑示范区,提升区域整体的绿色化发展水平。



在“东方雨虹新材料装备研发总部基地”项目规划立项前,东方雨虹李卫国董事长要求项目部必须对有条件的建筑物按被动式超低能耗建筑标准设计建造实施,在北京经济技术开发区建设发展局领导及超低能耗建筑咨询专家的协助下,东方雨虹民用建材有限责任公司建设的装备研发总部基地建设项目东方雨虹新材料装备研发总部基地E 楼倒班宿舍(简称“E楼倒班宿舍”)将按照被动式超低能耗建筑来规划设计建设。



02

工程概况


“E楼倒班宿舍”为东方雨虹民用建材有限责任公司建设的装备研发总部基地建设项目,位于北京经济技术开发区III-4街区C4M1地块。地块用地性质为M1一类工业用地,地块东至经海路,西至经海四路,南至科创九街,北至C4区间路。园区地上共7栋单体建筑,其中“E楼倒班宿舍”申请北京市超低能耗建筑示范项目。E楼地上共十二层,建筑面积为12173 平米,房间主要功能为倒班宿舍及其配套设施。


在建筑设计中,采用被动式超低能耗建筑的技术措施,同时结合高效冷热源等主动式节能技术,以最小的能源消耗提供最优的室内环境。该楼由中国建筑设计研究院有限公司设计,中国建筑科学研究院有限公司和住房和城乡建设部科技与产业化发展中心提供被动式超低能耗建筑技术咨询。


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图1 东方雨虹E楼倒班宿舍效果图


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图2 园区总平面图



03

被动式超低能耗建筑指标


E楼倒班宿舍室内环境参数满足被动式超低能耗建筑的要求,如下表所示:


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E楼倒班宿舍被动式超低能耗建筑性能指标如下表所示:


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04

被动式超低能耗建筑主要技术措施


1. 建筑形体设计


(1)建筑形体


园区整体风格趋于简洁、秩序、理性。设计时充分考虑周边环境,采用分散式的建筑布局,将“雨”意向进行抽象,融入空间与造型设计。


E楼外形采用被动式建筑的设计要素,体形系数仅为0.17,建筑表面积的减少利于实现超低能耗指标。


(2)自然采光、通风


为了充分利用自然采光和通风,设计时合理考虑建筑物朝向与建筑物间距,通过建筑体量的组合和不同尺度的院落植入,使建筑各个方向都能获得充足的日照和良好的采光。E楼平面布局合理,且外窗及幕墙均可开启,营造适宜的微环境,有利于过渡季形成自然通风。


(3)窗墙比控制


建筑方案设计严格控制窗墙比,各个立面窗墙比均满足现行北京《居住建筑节能设计标准》DB11/891-2012中的居住建筑节能的相关要求。


2. 建筑围护结构设计


(1)非透明围护结构


外墙、屋面、楼板等各个部位使用不同保温材料且均按照相关标准进行加强,以全面达到《被动式超低能耗绿色建筑技术导则(试行)》(居住建筑)和《北京市超低能耗建筑示范项目技术要点》的要求。


建筑围护结构主要做法如下:


● 外墙保温做法

外墙采用导热系数为0.040W/m2·K的270mm厚岩棉板,外表面采用纤维水泥板或类似的装饰板。保温层连续,不出现结构性热桥,外保温系统的链接锚栓采取阻断热桥措施。


● 屋面做法

屋面外保温材料采用250mm挤塑聚苯板,水平防火隔离带处保温材料改为岩棉板,宽度为500mm。保温层下铺设隔汽层,保温层上铺设4mm+3mm厚两层防水卷材。(见图3)


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图3 外窗、外墙、遮阳、屋面节点


● 地下室外墙外保温做法

自室外地坪以上300mm伸入地下部分,采用挤塑聚苯板保温材料,保温内外侧由防水层包裹,并在地上与外墙交圈。


● 地下室顶板及首层地面保温做法

非采暖地下室顶板的保温材料采用180mm厚岩棉保温板,保证地面或地下室上部楼板不出现内部结露现象。(见图4)


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图4 地下室外墙及顶板节点


(2)透明围护结构


外窗,外门及玻璃幕墙均采用被动式门窗。外窗及幕墙玻璃类型为三玻两腔5+12A+5+12A+5双银Low-E中空玻璃,两层Low-E膜分别位于玻璃室内侧空腔的两壁,从而提高外窗的保温性能。E楼外窗及玻璃幕墙的SHGC值为0.45,K值为1.0W/m2·K,外门K值为1.0W/m2·K。外门窗产品的气密性等级为8级、水密性等级为6级、抗风压性能等级为9级。


建筑四个外立面的窗户均采用电动可调节外遮阳,并且与楼宇控制系统联动。


(3)无热桥设计


外墙及屋面采用双层保温错缝粘接方式,避免保温材料间出现通缝,保温层采用断桥锚栓固定。在外墙上使用断热桥的锚固件。管道穿外墙部位预留套管并预留足够的保温间隙。户内开关、插座接线盒等均置于内墙上,以免影响外墙保温性能。


部分热桥处理详图如图5及图6。


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图5 地下室结构柱、管道穿墙节点


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图6 外门、楼板、接线盒、出屋面节点


3. 气密性措施


E楼的气密性设计采用简洁的建筑造型和节点设计,减少或避免出现气密性难以处理的节点。选用气密性等级高的外门窗及玻璃幕墙。选择抹灰层、硬质的材料板(如密度板、石材)、气密性薄膜等构成气密层。选择适用的气密性材料做节点气密性处理,


如紧实完整的混凝土、气密性薄膜、专用膨胀密封条、专用气密性处理涂料等材料。对门洞、窗洞、电气接线盒、管线贯穿处等易发生气密性问题的部位,进行节点设计。(见图7及图8)


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图7 饰面安装、管道穿楼板及地下室顶板节点


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图8 桥架穿屋面及地下室顶板、屋面轻型设备基础节点



05

主动式能源系统应用



1. 冷热源系统


E楼采用变冷媒流量多联机(VRF)来满足建筑供冷供热需求。屋顶共设12台室外机,IPLV为7,且采用R410环保制冷剂。


2 . 高效热回收新风系统


E楼采用高效热回收新风系统,热回收机组类型为全热回收,热回收效率大于70%。新风机组分层设置在中间的休息厅,分别向两侧的宿舍进行送风,通过卫生间回风口回风,并与新风进行全热交换,并排入竖井统一排至室外。在寒冷季节室外温度较低时,机组内的电加热器对空气进行预加热。


3 . 空气净化装置


新风机组采用高效率空气净化装置,内置F8袋式送风过滤器和G4盒式排风过滤器对室外空进行有效过滤。


4 . 照明及设备节能措施


E楼的照明设计遵循《建筑照明设计标准》GB50034-2013中关于照明功率密度和照度的要求,主要房间宿舍的照明功率密度满足标准目标值的要求。走道、楼梯间、楼梯前室、电梯前室等公共区域照明灯具均采用触摸延时开关控制,双灯头高效节能灯具。门厅,休息厅, 活动室等采用 LED 等高效灯具,并采用分区、分组控制措施。电梯采用具有节能电梯,采用变频控制,并满足国家节能电梯相关设计规范。水泵、风机等采用高效节能产品,并采用变频控制等节电措施。


5 . 可再生能源利用技术


E 楼-宿舍有较多生活热水需求,屋顶设置太阳能集热器提供集中生活热水所需能量,空气源热泵及市政热水辅助加热。



06

创新亮点与实施效益


1. 技术创新亮点


(1)被动式建筑设计


E楼建筑外立面采用被动式设计,在保证自然采光的同时,通过自然退台及纤维水泥板,起到遮阳效果,结合自动控制的外遮阳系统,不仅降低夏季热负荷,还可以避免阳光直射,提高室内舒适度。


(2)性能化设计


在设计过程中采用性能化设计方法,通过能耗模拟分析进行围护结构参数调整。对影响建筑能耗的关键性指标因子进行敏感性分析,综合分析出建筑最有利的设计方案。经过多次优化设计,契合企业文化特点,与园区整体建筑风格统一,外立面视觉效果良好,在进行被动式设计的过程中,最大程度地减小了外立面更改,保证建筑整体风格统一的情况下,实现超低能耗性能。


(3)性能设计与建筑方案相契合


经过多次优化设计,建筑方案契合企业文化特点,与园区整体建筑风格统一,外立面视觉效果良好。在进行被动式设计的过程中,最大程度减小外立面更改,保证建筑整体风格统一的情况下,实现超低能耗建筑的性能。


2. 实施效益


(1)节能与环境效益


E楼通过多种技术措施实现一次能源消耗量33.31kWh/m2.a,可以有效地减少煤、天然气、电、水等不可再生资源的消耗,缓解能源短缺的压力,减少 CO2 等污染物的排放,实现人、建筑与环境的友好共生。据初步计算,本项目运行中年二氧化碳减排量可达到168 吨。


(2)展示企业特点


项目采用东方雨虹自主研发的防水材料,采用江苏卧牛山保温防水技术有限公司产品,在被动式超低能耗建筑集成技术研发提供新的尝试,展示企业特点与技术优势,与整个低能耗企业园区相结合,达到了良好的形象展示效果,推广绿色建筑的发展。


(3)推广超低能耗建筑发展


超低能耗建筑根据“被动优先,主动优化”的原则,通过气候环境引导、性能化、一体化设计,因地制宜地利用自然条件, 营造舒适健康的室内环境,提高建筑使用寿命,极大降低能源消耗。通过建立E楼被动式超低能耗示范项目,带动相关产业发展及技术更新,推进市场成熟转变。



07

结语


东方雨虹E楼项目已通过北京市住房和城乡建设委员会组织的“北京市超低能耗示范工程项目”评审,该项目在设计阶段执行高标准设计,在施工阶段严把施工质量关,通过严谨的设计施工及运行管理,确保将E楼建成优秀的被动式超低能耗示范建筑。


东方雨虹作为一家上市公司,积极响应国家号召,已将“绿色低碳”理念内化为企业文化,并深入企业发展与员工生活。但是在时代发展的浪潮里,一花独放不是春,百花齐放春满园,东方雨虹仅凭一己之力,虽然难以改变周边的环境,但东方雨虹会矢志不渝的将绿色意识置入内心融入骨血,从顶层设计开始、从我做起。被动式超低能耗绿色建筑的建设将使东方雨虹在绿色低碳方面树立起良好的企业形象,同时也为民营企业在绿色、环保和节能方面发挥表率作用,并希望因此唤起更多中国企业的绿色责任感,进而让绿色低碳理念改变整个世界。


未来,东方雨虹将继续在缔造百年基业的同时,以实际行动带动公众关注绿色低碳、履行社会责任。通过不懈努力,打造一个可持续发展的绿色企业,为建设天蓝、地绿、水清的美丽中国贡献力量。