青海省海东市乐都区丽水湾被动式超低能耗绿色建筑示范项目

1、项目概况

本工程位于青海省海东市乐都区滨河南路99号“丽水湾”小区G区（见图1）。拟建被动式超低能耗住宅17层三个单元，采用筏板基础，剪力墙结构。地下1层、地上17层，每层层高均为3m，建筑高度为51.45m，总建筑面积为15592㎡。

建筑主朝向为南向，充分考虑了冬季利用阳光辐射。建筑设计紧凑，外立面简洁，体形系数（A/V）＜0.4，符合被动房设计要求。

户型为三室两厅一厨两卫及两室两厅一厨两卫2种，一梯两户板式结构设计，南北通透。大套户型建筑面积为143.00㎡，小套户型建筑面积为132.00㎡。

该项目截止目前已由德国能源署完成设计及施工培训，初步设计也已完成，目前正处于施工图设计阶段。计划于2015年3月开工建设，2016年底建成。该项目建成后可提供被动式超低能耗住宅102套。

2、被动房关键部位设计

2.1 非透明外围护结构保温设计

1）外墙保温材料选用EPS石墨聚苯板 设计厚度为250mm，双层错缝粘贴，采用无热桥锚栓固定；传热系数K≤0.032W/（㎡•K）；密度为18kg/m³，室外地面以下采用密度为30kg/m³；防火燃烧等级为B1级。

2）防火隔离带材料选用岩棉板防火隔离带厚度250mm，高度≥ 300mm，双层错缝黏贴，采用无热桥锚栓固定；传热系数K≤0.038W/（㎡·k）；密度为100kg/m³；防火燃烧等级为A级。

3）屋面保温材料选用耐压性的EPS石墨聚苯板 设计厚度为 300mm，采用无热桥锚栓；传热系数K≤0.032 W/（㎡•K）；密度为30kg/m³；防火燃烧等级为B1级；屋面女儿墙安装铝合金压顶，防止雨水流挂现象发生，保护墙体。

4）首层地下室顶板及墙面保温材料选用EPS石墨聚苯板 设计厚度250mm，采用无热桥锚栓；传热系数K≤0.032W/（㎡•K）；密度为18kg/m³；防火燃烧等级为B1级。

2.2 透明外围护结构被动式外窗设计

2.2.1 被动窗玻璃设计方案

被动窗玻璃采用“真空+中空”复合玻璃，玻璃的关键指标传热系数U值、太阳辐射总透射比g值、玻璃选择性系数S值均符合被动窗的要求。“真空+中空”复合玻璃参数如表1所示。

2.2.2 被动窗玻璃加工方案

1）Low-E 玻璃采用金晶公司生产的产品，镀膜技术为从美国PPG公司引进的成熟技术。

2）真空玻璃 由北京新立基真空玻璃技术有限公司加工，使用寿命50年以上。

3）中空玻璃 由于北京与青海地区的空气大气压不同，真空复合中空玻璃只有在青海加工，中空玻璃间隔条采用暖边条。中空玻璃无需充氩气，主要用来调整玻璃厚度，满足型材安装尺寸要求。中空可提高隔声等性能，对玻璃整体的U值影响不大。

2.3 被动窗设计及安装

2.3.1 被动窗型材设计方案

1）被动窗采用82mm系列的塑料型材，为断面不少于7个节能腔室的多腔结构塑料型材。该型材可装配厚24～52mm的玻璃，且具有深25mm的高嵌入度。

2）窗框型材传热系数Uf≤1.0W/（㎡•K）。

2.3.2 被动窗整窗设计方案

82mm系列塑料型材“真空+中空”复合玻璃整窗U值计算如表2所示。由表2可见，整窗U值最高0.91W/(㎡•K)，最低0.78W/(㎡•K)，均符合被动房设计标准要求。

2.3.3 被动窗安装设计方案

1）被动窗必须采用洞口外墙挂式安装方法，窗内侧粘贴完整连续不间断的气密层，也为防水隔气膜，外侧也要粘贴完整连续不间断的防水透气膜。

2）被动窗应安装在保温层内，嵌在保温层的1/3处，保证外侧保温层厚度。保温层应盖住窗框，最多留10～15mm在外。

3）被动窗室外窗台必须安装金属窗台板，在窗框下部再安装窗台延伸型材（见图2），

其作用如下:

①室内连接木制或大理石窗台板;

②室外连接铝合金窗台板;

③可以将排水腔体直接打穿到底部，实现垂直排水，将雨水完全排到室外铝合金窗台板上，保护保温墙体，防止流挂现象发生。

2.4 太阳能新风+热水+采暖复合系统设计方案

因该项目处于太阳能资源较丰富的青海地区，为了充分利用太阳能可再生资源，有效降低被动房能耗，经过多方努力，确如下空气式集中预热分户新风加热设计方案。

1）选用空气式PCM太阳能集热器，通过建筑一体化设计将集热器安装在屋面上，并与安装在屋面上的气/水热交换囊式水箱连接，形成集中式的太阳能热空气循环系统（该系统集太阳能集热、蓄热为一体），将气/水热交换囊式水箱中的水加热用于新风预热。当新风进入安装在屋面上的气/水热交换盘管后，将新风第一次预热至0℃以上，通过集中新风风道，送至分户安装的气/水热交换与新风加热一体机，形成集中式新风预热系统。

2）在每户朝南外立面上通过建筑一体化设计，安装空气式PCM太阳能集热器，并与安装在室内的气/水热交换与新风加热一体机连接，也形成集中式的太阳能热空气循环系统（该系统集太阳能集热、蓄热为一体），该一体机利用白天进入室内的太阳能热空气，将太阳能转换成热水储存在一体机内的气/水热交换囊式水箱中（一部分解决生活热水，另一部分用于新风加热），形成分户新风进入系统。

当屋面第一次预热至0℃以上的新风进入分户安装的气/水热交换与新风加热一体机后，通过一体机内的全热交换器换气回收室内空气热量（热回收率可达75%），进行第二次新风预热；当进入一体机内的新风经过第二次预热后，再进入一体机内的气/水热交换盘管，将新风第三次加热至20℃以上送入室内，实现通风换气与室内热量补充。

3）在出现极端天气或进入室内的空气温度低于20℃或太阳能集热水箱热水温度低于 55℃的情况下，采用气/水热交换与新风加热一体机内的电辅助加热系统将热水加热至60℃，确保进入室内的空气温度不低于20℃。

4）室内空气质量也完全实现自动化控制。当室内空气中二氧化碳含量通过探测器自动感应超过1000ppm时，新风系统自动启动开始换气；室内空气中的二氧化碳含量低于600ppm时，新风系统就自动停止换气。

该系统采用空气式太阳能集热器，集热器传热介质采用循环空气，从根本上解决了太阳能供热系统在寒冷地区可能出现的冻裂、渗漏、腐蚀、过热等安全隐患问题同时集热/蓄热一体化，大大简化了太阳能供热系统，降低了太阳能供热系统成本，确保了太阳能供热系统的使用寿命。其原理如图3所示。