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山东省绿色建筑与节能试点示范项目
项 目 概 况
Project Overview
万华人才中心位于烟台开发区天山路,总建筑面积约18万㎡,涵盖员工宿舍、专家公寓、食堂、体育馆、培训楼等功能。其中约9万㎡的员工宿舍为近零能耗建筑,是山东省绿色建筑与建筑节能试点示范项目,于2024年9月通过烟台市超低能耗建筑示范项目专项验收。
项目以聚氨酯材料为核心,集成绿色低碳技术,年碳减排超1万吨,为建筑行业低碳转型提供了示范。
核 心 技 术 亮 点
Core Technical Highlights
1. 复杂造型的节能解决方案
本项目造型复杂,采用玻璃幕墙+铝板幕墙形式的公建化立面,开敞阳台与封闭阳台隔层交替设置,形成了错层式阳台体系。这种设计虽塑造了现代建筑的美学形态,但对围护结构的保温、气密性能提出了严苛挑战——尤其是玻璃幕墙与铝板幕墙的热工差异、错层阳台形成的悬挑构件热桥,以及开敞/封闭阳台交替导致的节点多样性,均成为传统节能技术的难点。
为攻克复杂造型带来的难题,项目充分发挥聚氨酯材料在建筑保温、节能门窗等领域的优势,打造了聚氨酯全围护结构体系。在立面系统中,采用玻纤增强聚氨酯型材与三玻两腔双暖边条配置的玻璃幕墙,其传热系数低至0.95W/(㎡・K),有效解决了玻璃幕墙的热损失问题。针对错层阳台体系,通过在封闭阳台板上喷涂聚氨酯+板下铺贴岩棉、开敞阳台板喷涂聚氨酯+板下涂抹玻化微珠的组合方案,经热桥模拟优化后,精准控制了悬挑部位的热量散失。
聚氨酯全围护结构体系的创新应用,既实现了造型美学与节能性能的统一,又满足了近零能耗建筑要求。这种实践不仅推动了建筑低碳技术进步,更为同类项目提供了“造型—材料—节能”协同设计的可复制范式。
2. 创新型外墙体系
-AAC 板空腔聚氨酯发泡外墙
项目采用双侧100mm蒸压加气混凝土(AAC)板形成空腔,内部灌注120mm 低密度聚氨酯保温材料现场发泡,两侧板墙作为A级防火保护层,实现防火保温一体化。该体系通过聚氨酯发泡增强双侧墙板粘结性,使围护结构气密性满足近零能耗建筑要求,同时符合装配式建筑设计标准。
-热桥优化模拟
在外墙设计阶段,通过对线传热系数的热桥模拟分析(涵盖梁、墙柱交接及外挑阳台板等部位),精准定位热桥薄弱点,进而优化保温层布置与节点构造,有效降低围护结构传热系数,减少热量损耗,满足近零能耗建筑对外围护结构的高效保温要求。
(1)外墙处的热桥优化:
(2)梁处的热桥优化:
在梁部热桥优化中,经多方案保温构造模拟比选,最终确定采用PRF 保温形式。
(3)外挑阳台板处的热桥优化:
在外挑阳台板热桥优化中,通过对多种保温构造方案的模拟分析,最终针对封闭阳台板采用“板上喷涂聚氨酯 + 板下铺贴岩棉”、开敞阳台板采用 “板上喷涂聚氨酯 + 板下涂抹玻化微珠” 的处理方式,有效降低热量损失。
3. 楼面与屋面维护系统
-PIR喷涂保温隔声楼板
聚氨酯兼具优异的保温隔热与隔声吸音性能,本项目采用的PIR喷涂保温隔声楼面,其导热系数、抗压强度及隔声性能均达技术指标,楼板撞击声隔声量可达68dB。
本项目楼板采用分层喷涂硬泡聚氨酯保温工艺,底层喷涂厚度控制在5~10mm,待初凝后继续喷涂,后续每层厚度控制在10~15mm,直至达到设计要求。其中层间楼板、架空楼板(阳光房)分别采用30mm厚聚氨酯,封闭阳台底板则采用80mm厚聚氨酯。
-PIR喷涂屋面保温防水一体化
本项目屋面采用正置式保温防水一体化构造,以聚氨酯+聚脲面层复合体系实现功能叠加,聚氨酯层兼具高效保温与防水性能,可替代传统防水层,外覆聚脲面层则集防水与装饰效果于一体。全喷涂施工工艺不仅简化工序,更显著提升施工效率。
施工环节采用分层喷涂工艺精准实施:首遍喷涂120mm厚Ⅰ型聚氨酯,待达到初凝状态后,再喷涂30mm厚Ⅲ型聚氨酯。施工过程中通过实时监测与动态调整喷涂层厚度,有效控制材料收缩影响,确保保温防水复合层的整体性与可靠性,最终实现功能集成与施工质量的双重保障。
对于屋面风井等凸出物的关键节点,我们采用先做凸出物的侧墙保温,再做屋面保温的方式,保证屋面保温和侧墙板保温连续铺贴,避免了热桥。
4. 高效节能玻璃幕墙
作为近零能耗建筑的关键环节,本项目玻璃幕墙采用玻纤增强聚氨酯型材打造核心框架。该型材以聚氨酯树脂为基体,经玻璃纤维增强与连续拉挤工艺制成,具备优异的隔热性能。幕墙配置三玻两腔双暖边条系统,选用[TP8(双银Low-E)+12Ar+TP8(单银Low-E)+12Ar+TP8全超白中空钢化玻璃、TP10(双银Low-E)+12Ar+TP10(单银Low-E)+12Ar+TP10全超白中空钢化玻璃] ,实现传热系数低至0.95W/(㎡・K),显著提升了保温与隔音效果,为建筑节能提供坚实保障。
5. 绿色能源与智能系统
-地源热泵+太阳能联合供能
本项目冷热源采用地源热泵系统,生活热水采用地源热泵+太阳能联合制热的形式,满足了冷热负荷和生活热水的需求。其中专家楼、员工宿舍,新风支管上设置智能变风量终端与电动双位阀,可根据室内CO2浓度自动调节新风量。
-建筑能耗监测与碳足迹管理
本项目采用建筑能耗监测系统配以碳足迹平台,对建筑内空调、生活热水、照明及插座能耗及碳排放进行分项计量,能够实现对建筑能耗的监测、数据分析和管理。
6. 全过程跟踪巡场机制
为确保近零能耗建筑持续高效运行,本项目采用全过程现场跟踪巡场机制,每月定期开展系统性检测与评估。巡场工作严格参照《近零能耗建筑技术标准》以及《建筑节能工程施工质量验收标准》,重点监测围护结构气密性、外窗热工性能、新风系统热回收效率、室内空气质量及可再生能源系统等关键指标。
通过标准化检测流程,建立月度健康档案,不但能够实时掌握施工进度,检查施工工艺、材料使用是否符合设计要求和规范,及时纠正偏差,避免返工或质量隐患,还能够及时发现隐蔽工程和关键节点的潜在问题。
实 践 成 果
Practical Achievements
1. 现场检测
项目在竣工验收阶段完成了各项现场检测,包括建筑整体气密性检测、主体墙传热系数检测、围护结构热工缺陷检测、声学性能及采光照明检测、室内空气质量检测以及地源热泵系统性能等各项检测,核心指标数据表现优异,多项成果远超行业标准与设计预期。
(1)主体墙传热系数:实测值0.17W/(㎡・k),较计算值0.184W/(㎡·k)更低,同时满足《近零能耗建筑技术标准》和《山东省被动式超低能耗居住建筑节能设计标准》对高效保温墙体的要求,为建筑节能筑牢基础。
(2)外窗性能:外窗整体传热系数达0.95W/(㎡・K),较山东省居住建筑节能标准中建筑外窗的传热系数限值1.5W/(㎡・K)降低超35%,大幅减少空气渗透带来的能量损耗和环境干扰。
(3)围护结构热工缺陷:项目通过国际领先的检测标准,对围护结构热工性能进行全面验证。受检内表面因热工缺陷导致的能效增加比<5%,单块缺陷面积<0.3㎡,判定合格。
以4#员工宿舍为例,选取东南西北4个朝向外墙进行表面热工缺陷检测,东侧受检区域导致的能耗增加比0.00%,最大单块缺陷面积0.00㎡,南侧受检区域导致的能耗增加比0.70%,最大单块缺陷面积0.01㎡,西侧受检区域导致的能耗增加比3.20%,最大单块缺陷面积0.04㎡,北侧受检区域导致的能耗增加比0.00%,最大单块缺陷面积0.00㎡,充分验证结构热工性能的可靠性。
(4)地源热泵系统:地源热泵系统性能检测显示,机组在制热与制冷工况下均达到一级能效标准(处于行业领先水平),其中热泵系统制冷能效比为4.2,较《可再生能源建筑应用工程评价标准》GB/T50801-2013标准中的1级性能级别标准值提升20%,热泵系统制冷能效比为4.2,较1级性能级别标准值提升7%,以更优的能源转化效率实现高效节能运行。
(5)风机单位风量损耗率:新风机组在额定工况下运行时,风机单位风量耗功率可达0.186W/(m³/h),较《山东省公共建筑节能设计标准》规定的0.24W/(m³/h) 限值降低22%,节能优势显著。
(6)室内环境及系统:室内新风量、卫生间通风系统性能、空气质量及温湿度等关键项目的系统检测,经检测,各项指标均符合或优于国家标准及设计要求。
2. 节能降碳成果
通过系统化被动式设计与主动式近零能耗技术协同应用,万华人才中心实现突破性节能成效:建筑总能耗降至60kWh/(m²·a),扣除可再生能源贡献后的综合能耗仅45kWh/(m²·a),较常规建筑能耗水平降低60%。经测算,项目年二氧化碳减排量超1万吨,相当于56万棵成年树木的年固碳能力,在实现建筑高效节能的同时,为城市低碳发展树立标杆。
3. 施工降碳成果
本项目利用装配式技术,在实现建筑平面功能及立面效果的前提下,主体结构采用预制框架柱与预制楼板体系,建筑围护墙和内隔墙采用预制条板墙体系与非砌筑施工工艺,卫生间采用干式集成施工工艺,通过将传统施工工艺在现场浇筑、砌筑等湿作业环节,迁移至工厂预制化生产,从而显著减少施工现场湿作业比例,降低了原材料生产阶段及施工建造阶段的碳排放。