高层病房楼超低能耗建筑设计技术措施的研究
时间：2022-12-08 15:45:03 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
郭芳慧
(机械工业第六设计研究院有限公司 运行管理部，河南 郑州 450007)
超低能耗建筑主要是指适应气候特征和场地条件，利用被动式设计，降低建筑冷热需求并提升主动式能源系统的能效，达到超低能耗指标要求的建筑。对于超低能耗公共建筑，其建筑能耗水平应比国家标准[1]规定的参数降低50%以上，以室内环境参数及能效指标为约束性指标，以围护结构、能源设备和系统等的性能参数为推荐性指标，同时要求进行建筑全装修。
超低能耗建筑具有更加节能、更安静舒适、更高空气品质和建筑质量等特点，通常采用保温隔热性能更高的非透明围护结构、保温隔热性能和气密性能更高的外窗，并通过无热桥结构的设计与施工技术来提高建筑整体的气密性、新风热回收效率和可再生能源的利用率等。对于超低能耗的高层病房楼，应通过对方案-施工图设计阶段、采购-施工阶段和后期运营阶段的监督把控，达到超低能耗建筑技术在工程建设全过程的广泛应用。
高层病房楼超低能耗建筑项目位于郑州市。整体建筑为框剪结构，地上22层、地下3层，总建筑面积61 362.63 m2。超低能耗设计范围为地上部分(包含地上地下连通的楼梯间、电梯井、管井)，包括手术部、ICU(Intensive Care Unit)、消毒供应中心、静脉配置中心、远程会诊中心等职能科室用房，以及病房、药房、倒班宿舍，共计42 037.42 m2。
超低能耗建筑约束性指标包括室内热湿环境参数和超低能耗公共建筑能效指标两部分[2]。其室内热湿环境参数如表1所示，超低能耗公共建筑能效指标如表2所示。
表1 超低能耗建筑室内热湿环境参数
表2 超低能耗公共建筑能效指标
2.1 外 墙
外墙装饰层为干挂石材，基层墙体为表观密度(指材料的质量与表观体积之比)不小于500 kg/m3的蒸压加气混凝土砌块，保温层为230 mm厚的双层岩棉板。外墙整体传热系数K值为0.2 W/(m2·K)。岩棉保温层采用错缝粘结方式连续铺贴，用托架和断热桥锚栓固定，并在保温层外侧3～6 mm厚抹面砂浆处压入两层耐碱玻纤网布。外墙节点如图1所示。
图1 外墙节点详图
2.2 屋 面
屋面装饰层为地砖或水泥砂浆，保温层为200 mm厚的双层挤塑聚苯板。屋面整体传热系数K值为0.2 W/(m2·K)。挤塑聚苯板保温层采用错缝粘结方式铺贴，且与外墙保温层连接。屋面保温层靠近室外一侧设置防水层，保温层下设置隔汽层。屋面节点如图2所示。
图2 屋面节点详图
2.3 女儿墙
女儿墙保温层采用230 mm厚的双层岩棉板，通过错缝粘结方式连续铺贴，用断热桥锚栓固定,并在保温层外侧3～6 mm厚的抹面砂浆处压入两层耐碱玻纤网布。女儿墙顶部设置金属盖板[3]。女儿墙节点如图3所示。
图3 女儿墙节点详图
2.4 地下室的顶板、外墙
地下室顶板下方的保温层采用170 mm厚的双层岩棉板，通过错缝粘结方式连续铺贴，用断热桥锚栓固定，并在保温层外侧3～6 mm厚的抗裂砂浆处压入一层耐碱玻纤网布。保温材料需从地下室顶板向地下室外墙内侧延伸，延伸长度与地下室外墙外侧保温层向下延伸的长度保持一致。地下室外墙外侧保温层为230 mm厚的双层岩棉板(燃烧性能A级)，采用错缝粘结方式连续铺贴，用断热桥锚栓固定，并在保温层外侧3～6 mm厚的抹面砂浆处压入两层耐碱玻纤网布。保温材料应向上延伸铺设至室外地坪以上500 mm 处，向下延伸铺设至室外地坪以下1 m处。地下室的顶板、外墙节点如图4所示。
图4 地下室的顶板、外墙节点详图
2.5 采暖与非采暖空间隔墙
采暖与非采暖空间隔墙下方的保温层采用30 mm 厚的玻化微珠保温砂浆(燃烧性能A级)，并在保温层外侧3～5 mm厚的抗裂砂浆处压入一层耐碱玻纤网布。采暖与非采暖空间隔墙节点如图5所示。
图5 采暖与非采暖空间隔墙节点详图
2.6 雨 篷
混凝土雨篷保温层采用30 mm厚的真空绝热板(燃烧性能A级)，并在保温层外侧铺设防水层；
在轻钢玻璃雨篷支架与外墙连接处，采用隔热垫片、预压膨胀密封带和硅酮密封胶等来减少传热损失[4]。
外窗采用铝包木窗(5+12A+5双银Low-E+V+5)，传热系数K值为1.0 W/(m2·K)；
外门采用定制气密门，传热系数K值为1.0 W/(m2·K)。局部内门采用定制气密防火门，外门窗紧贴结构墙体外侧安装，外门窗框与结构墙体间的接缝为防水隔汽膜、防水透汽膜和专用粘结剂组成的门窗洞口密封系统。外窗台安装不锈钢窗台板，当窗框下口具备安装不锈钢窗台板条件时，不锈钢窗台板固定在窗框下框上；
当窗框下口不具备安装不锈钢窗台板条件时，通常将不锈钢窗台板铺设于窗框下部的隔热垫块上。外窗节点如图6所示。
图6 外窗节点详图
建筑南立面外窗采用电动可调卷包式遮阳卷帘[4]，可调节光线角度和入射通光量，以保障南立面外窗太阳得热系数(SHGC)设计值在夏季时不大于0.30，抗风性不低于8级蒲福风。外遮阳与外墙保温层连接处采用隔热垫片和预压膨胀密封带，以减少传热损失。
4.1 墙体气密层
砌块墙体内表面涂抹厚度≥15 mm的水泥砂浆，与钢筋混凝土屋面板、楼板或地面交接，形成完整的闭合气密区，而钢筋混凝土墙体自身即可作为气密层。
4.2 变形缝
外墙和屋面变形缝均采用厚度与缝宽相同的岩棉(燃烧性能A级)填实，外侧装饰采用1.2 mm厚的铝合金板[4]。外墙变形缝节点和屋面变形缝节点分别见图7、图8。
图7 外墙变形缝节点详图
图8 屋面变形缝节点详图
4.3 管线穿外墙、楼板孔洞
管道、电线穿外墙处的缝隙采用聚氨酯发泡剂填实，孔洞室外侧采用预压膨胀密封带和硅酮密封胶；
室内穿楼板管道与楼板开洞交接处缝隙采用岩棉填实[4]。
4.4 外墙开关和接线盒
当外墙开关和接线盒位于现浇钢筋混凝土处时，应直接进行预埋浇筑；
当它们位于砌体墙时，须预留孔位。安装线盒时先用石膏灰浆封堵孔位，再将线盒底座嵌入孔位，并对电线套管与接线盒连接处的缝隙采用硅酮密封胶进行密封[4]。开关及接线盒节点做法如图9所示。
图9 开关及接线盒节点详图
5.1 暖通供热供冷系统
本文根据项目所处环境，按寒冷地区室内环境参数进行全年负荷计算，并分析全年分时负荷分布规律，制定夏季制冷机和水泵配置方案，设计两大两小高效磁悬浮冷机+部分热回收系统来满足夏季冷热需求[5]，其他季节则采用两大一小风冷全工况主机来满足净化区的使用要求；
输送水泵采用变频水泵，风机采用一级能效数字化调速风机；
新风再热系统采用制冷热回收热源及风冷热回收热源。大冷机与小冷机可独立或联合运行，以满足初夏节能运行要求。系统在夏季时普通区按大机高水温运行，洁净区按小机低水温运行。中央制冷机房的夏季综合性能指数(Coefficent of Performance,COP)大于5.1。
5.2 新风热回收及通风系统
门诊、急诊病房常规区域采用二管制风机盘管+4管新风系统+排风系统。新风空调机组设预热段+G4+F7+低阻高效H11型空气过滤器+分体式热回收装置+表冷段+加热段+净化水喷雾加湿器+直流无刷送风机+排风进口设置F7空气过滤器+分体式热回收装置+直流无刷排风机。新排风显热回收效率大于75%。新风系统设置新风旁通管，以便在室外温湿度适宜时，新风过滤后不经过热回收装置而进入室内。每个房间都设有新风送风模块和排风模块，保证医生办公区(护士站等洁净区)正压、病房区(污染区域)微负压。
5.3 监测与控制系统
所设置室内能耗监测计量系统能通过采集器或集中器采集能耗数据，并将数据传送至能源管理中心，实现对用能的监测、计量、计费、付费和统计查询等。整个系统采用分层分布式,包括站控管理层、通信层及设备层。站控管理层设有工业级监控主机、显示器、打印机及UPS电源等设备；
通信层包括工业以太网交换机、光电转换器及通信管理机；
设备层主要为监测和采集现场信号的仪表。所设计高层病房楼共有71块水表、1块蒸汽表、19块氧气表需要计量。各个带 RS485通信接口的智能仪表需通过屏蔽通信线来连接(手拉手式连接)，并在分别连接至通信管理机或规约转换器后，通过网线连接到以太网交换机和监控主机，进行组网。
本文确定的设计方案和技术措施，使高层病房楼超低能耗建筑达到了《近零能耗建筑技术标准》(GB/T 51350-2019)的相关要求，为超低能耗建筑技术的应用提供了技术支持。随着建筑节能降碳技术水平的不断提升，超低能耗建筑技术会不断更新，只有对超低能耗建筑技术持续研究，才能助力我国碳达峰、碳中和的生态文明建设。
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