項目案例丨中建八局綠色低碳技術(shù)應(yīng)用詳解

中建八局人才發(fā)展中心（山東）是由中建八局全過程獨立設(shè)計、施工、運營，集辦公、培訓(xùn)、食宿、觀展于一體的綜合性建筑，我們意圖通過設(shè)計手段，將低碳技術(shù)融入建筑本身，通過建筑設(shè)計自身的被動式措施，降低建筑建造和運行過程中的能耗水平及碳排放量。接下來便是應(yīng)用在中建八局人才發(fā)展中心（山東）項目中的低碳黑科技：

通過對建筑的形體進(jìn)行全方位的模擬推倒，以集約的設(shè)計策略將體型系數(shù)由0.4降低至0.23，將建筑體型系數(shù)控制到極致，最大程度減少建筑的熱交換面。緊湊的形體容納了多元的使用功能，節(jié)約了有限的土地資源，降低約15%的運行碳排放。

設(shè)計在傳統(tǒng)建筑中汲取靈感，讓建筑擁抱自然。建筑中植入了庭院空間，為內(nèi)部空間提供自然采光，減少人工光源的使用；同時庭院空間通過側(cè)向的開敞與周圍的建筑空間形成空氣對流，使室內(nèi)空間獲得自然通風(fēng)，有效改善建筑環(huán)境的微氣候，提升人們在建筑中的自然感受。

通過分析建筑不同季節(jié)的使用場景以及所在區(qū)域的太陽高度角，經(jīng)過反復(fù)推敲決定在南向房間針對性采用水平遮陽，避免夏季陽光直射增加室內(nèi)熱輻射；而在冬季時，太陽高度角恰好能照進(jìn)室內(nèi)，為室內(nèi)提供足夠熱量。在西向房間，設(shè)計采用擋板遮陽，減小夏季西曬影響，在降低空調(diào)運行能耗的同時，形成的視線遮擋保證了內(nèi)部空間的私密性，達(dá)到低碳技術(shù)與建筑功能的和諧統(tǒng)一。

相比于傳統(tǒng)外維護(hù)墻體現(xiàn)澆砌筑的建造方式，設(shè)計團(tuán)隊在公寓立面上創(chuàng)新采用裝配式清水混凝土保溫裝飾一體化系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)現(xiàn)澆的方式，使用裝配式、模數(shù)化在全生命周期下能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)碳約40%，有效實現(xiàn)建筑的節(jié)能減排。

本項目在公寓以及教室等部位均采用了低輻射Low-e玻璃，在冬季能夠保持室內(nèi)的熱量不外泄，在夏季Low-e玻璃可將遠(yuǎn)紅外熱輻射反射出去，從而阻止熱量進(jìn)入室內(nèi)。比普通玻璃及傳統(tǒng)建筑用鍍膜玻璃相比，相對于普通中空玻璃節(jié)能約40%。 

在公寓樓屋面設(shè)置“無動力承壓式太陽能集熱器”和“一次加熱式空氣源熱泵機組”耦合系統(tǒng)制備生活熱水，每年可平均降低碳排放量51.2噸。

多維度的智能化系統(tǒng)讓建筑變得更“聰明”。建筑內(nèi)部采用的智能化照明，可以根據(jù)使用場景調(diào)整燈光亮度，降低照明能耗。智能化會議、智能客控、智能信息發(fā)布等系統(tǒng)讓建筑的整體運維和各類會議。

在全面推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的背景下，近零能耗建筑、零碳建筑已成為未來建筑的發(fā)展趨勢。中建八局建筑綠色低碳技術(shù)實驗室以近零能耗作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計能耗水平比國家《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2015降低65%以上；集合采用了主、被動太陽能的設(shè)計策略及裝配式建造的方式，并通過模仿各類使用場景，為各類綠色技術(shù)的研究測試提供有效的使用載體。

利用“棉被效應(yīng)”，將外墻整體傳熱系數(shù)降低至0.19W/(㎡·K)、屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)降低至0.12W/(㎡·K)。通過外墻和屋面的高性能保溫措施，讓房子形成類似保溫盒的“鎖溫”空間，大幅度降低室外氣溫變化對室內(nèi)熱環(huán)境的擾動，保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定，實現(xiàn)冬暖夏涼。建筑外立面采用多功能一體化超高性能混凝土輕鋼龍骨復(fù)合外墻，該墻板是一種集結(jié)構(gòu)、保溫、裝飾、防水、防火、耐久多功能一體化的水泥基圍護(hù)墻板，通過研發(fā)斷熱橋構(gòu)造及連接件，大幅減少傳統(tǒng)墻板冷熱橋問題，改善節(jié)能薄弱區(qū)，實現(xiàn)高效節(jié)能，能夠?qū)崿F(xiàn)外墻多功能協(xié)同，滿足多目標(biāo)需求，是“十四五”國家重點研發(fā)計劃項目“多功能一體化水泥基圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系”重點研發(fā)的外墻部品之一，適用于嚴(yán)寒、寒冷、夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)的超低能耗、（近）零能耗建筑。此外，采用A級石墨烯高效節(jié)能保溫材料，材料導(dǎo)熱系數(shù)低至0.025W/（m·K），保溫層厚度可降低約40%，可大幅降低墻體厚度。

設(shè)計團(tuán)隊創(chuàng)新性地采用了復(fù)合化的立體太陽能，以測試不同類型太陽能的發(fā)電效率。其中南立面外墻采用BIPV光伏幕墻，將光伏組件與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)有機結(jié)合，?讓光伏板成為建筑的外立面，?形成獨特的“建筑表情”。女兒墻南側(cè)采用PVT光熱一體化技術(shù)，將來用于驗證太陽能光熱兩方面的綜合利用效率。屋面設(shè)置BAPV分布式單面及雙面單晶硅光伏板，以對比分析雙面及單面光伏的發(fā)電效率。整個立體太陽能系統(tǒng)裝機容量可達(dá)24.3KW，年發(fā)電量約22200KW·h，能夠覆蓋建筑的全年能耗，達(dá)成建筑的零碳運行。

在設(shè)計中引入光儲直柔技術(shù)，通過設(shè)置儲能裝置、柔性用電調(diào)節(jié)裝置、直流燈具及充電樁等使用終端，與太陽能光伏共同構(gòu)成從能源產(chǎn)生到使用的閉環(huán)。通過此技術(shù)的應(yīng)用，太陽能的發(fā)電利用率得到大幅提升，光伏發(fā)電可直接用在直流照明、充電樁等末端設(shè)備中，避免了傳統(tǒng)交流配電系統(tǒng)在轉(zhuǎn)換過程中造成的能量損失，?同時通過儲能和柔性交互技術(shù)的結(jié)合，降低了電力系統(tǒng)的波動性，保證電力供應(yīng)的穩(wěn)定可靠。

建筑采用地埋管地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)實現(xiàn)供冷供熱。地埋管換熱器分區(qū)域布置在本工程建筑物周邊室外綠化處，每4井一聯(lián)，U型管支管直接與聯(lián)箱連接，它們以水為媒，從穩(wěn)定的大地?zé)嵩粗腥?，帶來?yōu)異的節(jié)能效果，比傳統(tǒng)水系統(tǒng)節(jié)能20%以上。

空調(diào)末端采用熱回收組合式空調(diào)機組+VAV變風(fēng)量模塊、被動式冷梁、冷輻射頂面及風(fēng)機盤管，形成多種空調(diào)末端的形式，在節(jié)能降耗的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)多種系統(tǒng)形式運行效果和能耗的對比，真正實現(xiàn)零能耗和實驗性復(fù)合場景建筑的結(jié)合。

除了傳統(tǒng)的儲能設(shè)備，建筑還增設(shè)了氫燃料電池，用于測試化學(xué)能的供能效率及供能穩(wěn)定性。氫燃料電池通過氫燃料的氧化產(chǎn)生能量和水，全過程沒有污染物的產(chǎn)生，是目前最環(huán)保的綠色能源之一。

實驗室搭建了一套定制化智慧管理平臺，將整個建筑內(nèi)的設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行三維可視化展現(xiàn)，同時對建筑內(nèi)各設(shè)備運行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，能夠針對建筑能耗狀態(tài)開展對應(yīng)控制策略研究，實現(xiàn)全天候監(jiān)控，有效提高能源效率。