绿色建筑研习社策划编著的《超低能耗建筑产业实践》一书已由四川科技出版社出版发行，其中《项目篇》收录了11个超低能耗建筑项目，介绍了其规划设计、节能策略、技术应用、运维管理、能耗数据等内容。本文为项目之一，作者为都市发展设计集团有限公司黄超、徐辰、田宇飞、乔盟。
项目单体实景图
摘要
大连市传染病医院扩建项目综合服务楼全面按照中国《近零能耗建筑技术标准》GB/T51350-2019、德国被动房（PHI）认证标准以及绿色建筑评价标准进行设计与建设的绿色低碳节能建筑。项目作为示范建筑，主要展示中国近零能耗建筑及德国被动房的前沿技术、高新技术的研发、运用、监测和运维，是践行碳中和理念、推进城市更新行动，以及激发建筑业高质量发展的重点示范工程。
关键词
近零能耗建筑；被动房；公共建筑；外墙保温集成；TABS智慧蓄能
大连市传染病医院扩建项目综合服务楼位于大连市结核病医院南院区，毗邻大连市传染病医院（大连市第六人民医院），场址位于大连市甘井子区桧柏路东侧，周边交通便利，基础设施条件成熟。北侧为现状山林地，西侧紧邻48m宽城市绿化带，东侧为山林地。项目建筑面积4000m²，配套地上连廊及附属用房1000m²。半地下1层，地上6层。具备科研教学、办公休息、远程会诊、后勤保障等功能，主要承载科研任务，如遇重大疫情，可以无缝转换为医护人员休整备勤区域，满足紧急情况下（疫情期间）医护工作人员休整使用。
项目于2021年9月通过了由中国建筑科学研究院组织的专家评审，在中国建筑节能协会官网进行公示并通过。2021年12月20日在北京举办的“第八届全国近零能耗建筑大会”上获得近零能耗建筑标识证书及奖杯，是辽宁省第一栋获得近零能耗建筑测评认证的标识项目。
本项目具体技术包括：高性能保温系统；高性能门窗系统；优良气密性；无热桥设计；自学习楼板蓄能系统；高效热回收新风系统；置换式地板送风系统；基于物联网云平台的智能遮阳与照明控制系统；可再生能源系统等。
综合服务楼可保证平时办公人员工作及紧急情况下医护人员休整期间的房间空气品质和舒适性要求。在保证任何条件下无差异化功能切换的前提下，实现全年维持恒温、恒湿、恒氧、恒静、恒洁的高标准舒适、健康及安全的室内环境品质。
技术措施路径图
1 建筑方案设计
通过优化空间布局，合理搭配景观、生态绿化等措施，满足夏季、过渡季的自然通风效果，无涡旋、无静风区，避免热岛效应。冬季增加日照，避免冷风对建筑以及室外人行区域的影响。
综合服务楼外形坚持近零能耗建筑设计理念，力求简洁规整，建筑主体呈矩形，减少不必要的转折或凹凸，体型系数仅为0.22，建筑表面积的减少利于实现近零能耗能效指标。外立面采用简洁明亮的现代式风格，外饰面采用浅白色质感涂料兼具高反射隔热，最大程度保证外墙保温完整连续、无破损，并带有耐潮、透汽、自清洁功能。
2 高性能围护结构
2.1 外墙保温做法
采用全新的外墙保温集成系统，于地面或工厂内将外墙、保温及饰面层集成一体，通过吊装与结构主体连接的装配方式，有效规避了传统薄抹灰保温系统经常出现脱落、空鼓、开裂、渗漏等现象，大幅度缩短了施工人员高空作业时间，降低了施工安全风险。外墙外保温材料采用复合保温形式，分别为145mm厚导热系数为0.032W/（m·K）的GEPS保温板，钢骨架内填塞80mm厚导热系数为0.040W/（m·K）的岩棉板。
2.2 屋面保温做法
外保温材料采用最薄处280mm厚，导热系数为0.025W/（m·K）的硬泡聚氨酯喷涂；水平防火隔离带为50mm厚，导热系数为0.065W/（m·K）的泡沫玻璃板，宽度为620mm。
2.3 基底保温做法
建筑底板采用100mm厚导热系数为0.025 W/（m·K）的硬泡聚氨酯喷涂。
2.4 外门窗系统
外窗、外门的玻璃采用三玻两腔5钢化+Low_E+16（90%氩气）+5钢化+16（90%氩气）+ Low_E + 5钢化中空玻璃。外窗的SHGC值为0.52（ 西侧为0.34 ），K值为0.85W/（m²·K）。
2.5 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。选择适用的气密性材料做节点气密性处理。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，进行专项节点设计。
2.6 无热桥设计
外墙板拼接处采用岩棉填塞预压缩膨胀海绵条密封，外表面粉刷耐候涂料的方式，屋面则是采用整体喷涂的方式，避免保温材料间出现通缝。管道穿外墙部位预留套管并预留足够的保温间隙。
3 暖通空调系统
本项目冷、热源由一台空气源热泵机组提供，满足建筑的全年冷、热负荷需求。采用双转轮式热回收新风机组，分设全热回收转轮、显热回收转轮，综合热回收效率为76.2%。采用自主研发的自学习智慧蓄能系统为室内提供必要的冷/热量。借助蓄冷/热能承压系统实现削峰填谷的节能运行策略。
自学习智慧蓄能系统（TABS）是由都市发展设计集团研发并持续优化的，基于AI线性回归算法的可预测自适应蓄热蓄冷系统，达到国际一流水平。
4 智能光环境及电气节能
本项目办公、会议、休息大厅等主要功能空间，采用智慧照明，依据环境光照情况调整亮度，并能根据全天时序与室外天光色温保持同步运行，智慧节能无需冗余手动操作，利于使用者身心健康，同时帮助其提升工作效率，大幅降低建筑照明运行能耗。
同时，选用铝合金外遮阳百叶帘，配备基于物联网云平台的自动控制系统，能够做到在遮挡太阳直射和眩光的同时将阳光导入室内，保证建筑能效和室内光热舒适度的最佳平衡。
办公室、会议室等室内区域采用自带光感、人感的智能照明灯具，与外遮阳控制联动，依据环境光照，灯具自动调整亮度，保证工作面500lx照度恒定。并结合人员占空状态，自动开关，实现自然采光与人工照明的协调运行。
外遮阳百叶帘系统采用无线智能控制系统，实时感知天气阴晴、阴影遮挡、太阳轨迹，自动运行，无需冗余控制布线，大幅改善室内光热环境。基于物联网云平台，遇到网络波动故障情况，自动远程报警，保证使用运行维护，营造健康、节能、舒适的室内光热环境。
智能光环境系统
1 外墙保温集成系统
通过将外墙保温系统化设计，将钢结构骨架、填充岩棉、纤维水泥板、石墨聚苯板、饰面层集成在一起，能够实现在地面完成大部分保温作业，减少了高空作业，安全可靠。在平面施工完成后进行吊装，能够有效控制质量，避免造成保温墙体脱落。本系统突破了墙体原有施工工序限制，不必等到墙体施工完成后才能进行保温作业，集成系统的生产加工可以与主体施工的同时进行，主体结构完成可立即进行安装，钢结构外维护与薄抹灰保温集成系统突破传统施工工序的限制，节省工期，提高效率。
外墙保温集成系统
2 AI自学习智慧蓄能系统（TABS）
将辐射式管路预埋于楼板混凝土层中，利用混凝土蓄热蓄冷及热惰性能力，通过楼板辐射制冷和采暖。楼板蓄能系统基于气象预测，拥有自主学习、自我修正的能力。利用微型气象站及监控传感器实时采集气象数据、建筑本体数据、室内设计参数，通过AI算法推算实际供应能耗量及蓄能时间，通过运行数据持续修正，不断适应系统实际运行中的复杂因素，调整蓄能楼板的运行方式，使系统的运行趋于节能化、标准化、定制化。借助峰谷电价差优势，实现低成本、低耗能、高舒适性的使用需求。
AI 自学习智慧蓄能系统
1 近零能耗建筑技术标准
本项目所在地大连市地处北半球中纬度地带，属于暖温带大陆性季风气候，三面环海，又具有明显的海洋性气候特征。气候分区属于寒冷ⅡA地区。综合服务楼遵循《近零能耗建筑技术标准》GB/T51350-2019针对公共建筑能效指标的要求进行设计与建造。项目采取“被动为先、主动优化、经济适用”的技术原则，使综合服务楼的使用性能与增量成本达到最佳平衡，大幅度降低项目运行能耗及后期运维成本。项目实现建筑综合节能率较现行标准降低68.12%，建筑本体节能率较现行标准降低55.96%，可再生能源利用率达到27.62%。
2 德国被动房研究所PHI
本项目按照PHPP模拟计算，全年供热需求=13kWh/（m²a），热负荷=11W/m²；全年供冷需求=13kWh/（m²a），冷负荷=8W/m²；全年一次能耗消耗量为105kWh/（m²a）；气密性设计值为在室内外±50Pa压差下换气次数≤0.6h。以上指标内容均满足被动房PHI标准的设计要求。
大连市传染病医院扩建项目综合服务楼建设过程中涉及设计、选材、施工、检测、运维五大板块，是都市发展设计集团独立自主研发式设计、智能化建设、全过程计算、智慧化运营的系统集成工程。以此为实践探索与突破口，为关联延伸产业的转型升级提供了项目示范与实践基础，同时也为相关技术规范及施工质量验收标准的制订提供了有力依据。
