大連市傳染病醫(yī)院擴(kuò)建項(xiàng)目綜合服務(wù)樓

項(xiàng)目單體實(shí)景圖

摘要

大連市傳染病醫(yī)院擴(kuò)建項(xiàng)目綜合服務(wù)樓全面按照中國(guó)《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51350-2019、德國(guó)被動(dòng)房（PHI）認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)以及綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)與建設(shè)的綠色低碳節(jié)能建筑。項(xiàng)目作為示范建筑，主要展示中國(guó)近零能耗建筑及德國(guó)被動(dòng)房的前沿技術(shù)、高新技術(shù)的研發(fā)、運(yùn)用、監(jiān)測(cè)和運(yùn)維，是踐行碳中和理念、推進(jìn)城市更新行動(dòng)，以及激發(fā)建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重點(diǎn)示范工程。

關(guān)鍵詞

近零能耗建筑；被動(dòng)房；公共建筑；外墻保溫集成；TABS智慧蓄能

概況

大連市傳染病醫(yī)院擴(kuò)建項(xiàng)目綜合服務(wù)樓位于大連市結(jié)核病醫(yī)院南院區(qū)，毗鄰大連市傳染病醫(yī)院（大連市第六人民醫(yī)院），場(chǎng)址位于大連市甘井子區(qū)檜柏路東側(cè)，周邊交通便利，基礎(chǔ)設(shè)施條件成熟。北側(cè)為現(xiàn)狀山林地，西側(cè)緊鄰48m寬城市綠化帶，東側(cè)為山林地。項(xiàng)目建筑面積4000m2，配套地上連廊及附屬用房1000m2。半地下1層，地上6層。具備科研教學(xué)、辦公休息、遠(yuǎn)程會(huì)診、后勤保障等功能，主要承載科研任務(wù)，如遇重大疫情，可以無(wú)縫轉(zhuǎn)換為醫(yī)護(hù)人員休整備勤區(qū)域，滿足緊急情況下（疫情期間）醫(yī)護(hù)工作人員休整使用。

項(xiàng)目于2021年9月通過(guò)了由中國(guó)建筑科學(xué)研究院組織的專家評(píng)審，在中國(guó)建筑節(jié)能協(xié)會(huì)官網(wǎng)進(jìn)行公示并通過(guò)。2021年12月20日在北京舉辦的“第八屆全國(guó)近零能耗建筑大會(huì)”上獲得近零能耗建筑標(biāo)識(shí)證書(shū)及獎(jiǎng)杯，是遼寧省第一棟獲得近零能耗建筑測(cè)評(píng)認(rèn)證的標(biāo)識(shí)項(xiàng)目。

技術(shù)方案

本項(xiàng)目具體技術(shù)包括：高性能保溫系統(tǒng)；高性能門窗系統(tǒng)；優(yōu)良?xì)饷苄?；無(wú)熱橋設(shè)計(jì)；自學(xué)習(xí)樓板蓄能系統(tǒng)；高效熱回收新風(fēng)系統(tǒng)；置換式地板送風(fēng)系統(tǒng)；基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的智能遮陽(yáng)與照明控制系統(tǒng)；可再生能源系統(tǒng)等。

綜合服務(wù)樓可保證平時(shí)辦公人員工作及緊急情況下醫(yī)護(hù)人員休整期間的房間空氣品質(zhì)和舒適性要求。在保證任何條件下無(wú)差異化功能切換的前提下，實(shí)現(xiàn)全年維持恒溫、恒濕、恒氧、恒靜、恒潔的高標(biāo)準(zhǔn)舒適、健康及安全的室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)。

技術(shù)措施路徑圖

1 建筑方案設(shè)計(jì)

通過(guò)優(yōu)化空間布局，合理搭配景觀、生態(tài)綠化等措施，滿足夏季、過(guò)渡季的自然通風(fēng)效果，無(wú)渦旋、無(wú)靜風(fēng)區(qū)，避免熱島效應(yīng)。冬季增加日照，避免冷風(fēng)對(duì)建筑以及室外人行區(qū)域的影響。

綜合服務(wù)樓外形堅(jiān)持近零能耗建筑設(shè)計(jì)理念，力求簡(jiǎn)潔規(guī)整，建筑主體呈矩形，減少不必要的轉(zhuǎn)折或凹凸，體型系數(shù)僅為0.22，建筑表面積的減少利于實(shí)現(xiàn)近零能耗能效指標(biāo)。外立面采用簡(jiǎn)潔明亮的現(xiàn)代式風(fēng)格，外飾面采用淺白色質(zhì)感涂料兼具高反射隔熱，最大程度保證外墻保溫完整連續(xù)、無(wú)破損，并帶有耐潮、透汽、自清潔功能。

2 高性能圍護(hù)結(jié)構(gòu)

2.1 外墻保溫做法

采用全新的外墻保溫集成系統(tǒng)，于地面或工廠內(nèi)將外墻、保溫及飾面層集成一體，通過(guò)吊裝與結(jié)構(gòu)主體連接的裝配方式，有效規(guī)避了傳統(tǒng)薄抹灰保溫系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)脫落、空鼓、開(kāi)裂、滲漏等現(xiàn)象，大幅度縮短了施工人員高空作業(yè)時(shí)間，降低了施工安全風(fēng)險(xiǎn)。外墻外保溫材料采用復(fù)合保溫形式，分別為145mm厚導(dǎo)熱系數(shù)為0.032W/（m·K）的GEPS保溫板，鋼骨架內(nèi)填塞80mm厚導(dǎo)熱系數(shù)為0.040W/（m·K）的巖棉板。

2.2 屋面保溫做法

外保溫材料采用最薄處280mm厚，導(dǎo)熱系數(shù)為0.025W/（m·K）的硬泡聚氨酯噴涂；水平防火隔離帶為50mm厚，導(dǎo)熱系數(shù)為0.065W/（m·K）的泡沫玻璃板，寬度為620mm。

2.3 基底保溫做法

建筑底板采用100mm厚導(dǎo)熱系數(shù)為0.025 W/（m·K）的硬泡聚氨酯噴涂。

2.4 外門窗系統(tǒng)

外窗、外門的玻璃采用三玻兩腔5鋼化+Low_E+16（90%氬氣）+5鋼化+16（90%氬氣）+ Low_E + 5鋼化中空玻璃。外窗的SHGC值為0.52（ 西側(cè)為0.34 ），K值為0.85W/（m2·K）。

2.5 氣密性設(shè)計(jì)

采用簡(jiǎn)潔的建筑造型和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，減少或避免出現(xiàn)氣密性難以處理的節(jié)點(diǎn)。選擇適用的氣密性材料做節(jié)點(diǎn)氣密性處理。對(duì)門洞、窗洞、電氣接線盒、管線貫穿處等易發(fā)生氣密性問(wèn)題的部位，進(jìn)行專項(xiàng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。

2.6 無(wú)熱橋設(shè)計(jì)

外墻板拼接處采用巖棉填塞預(yù)壓縮膨脹海綿條密封，外表面粉刷耐候涂料的方式，屋面則是采用整體噴涂的方式，避免保溫材料間出現(xiàn)通縫。管道穿外墻部位預(yù)留套管并預(yù)留足夠的保溫間隙。

3 暖通空調(diào)系統(tǒng)

本項(xiàng)目冷、熱源由一臺(tái)空氣源熱泵機(jī)組提供，滿足建筑的全年冷、熱負(fù)荷需求。采用雙轉(zhuǎn)輪式熱回收新風(fēng)機(jī)組，分設(shè)全熱回收轉(zhuǎn)輪、顯熱回收轉(zhuǎn)輪，綜合熱回收效率為76.2%。采用自主研發(fā)的自學(xué)習(xí)智慧蓄能系統(tǒng)為室內(nèi)提供必要的冷/熱量。借助蓄冷/熱能承壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)削峰填谷的節(jié)能運(yùn)行策略。

自學(xué)習(xí)智慧蓄能系統(tǒng)（TABS）是由都市發(fā)展設(shè)計(jì)集團(tuán)研發(fā)并持續(xù)優(yōu)化的，基于AI線性回歸算法的可預(yù)測(cè)自適應(yīng)蓄熱蓄冷系統(tǒng)，達(dá)到國(guó)際一流水平。

4 智能光環(huán)境及電氣節(jié)能

本項(xiàng)目辦公、會(huì)議、休息大廳等主要功能空間，采用智慧照明，依據(jù)環(huán)境光照情況調(diào)整亮度，并能根據(jù)全天時(shí)序與室外天光色溫保持同步運(yùn)行，智慧節(jié)能無(wú)需冗余手動(dòng)操作，利于使用者身心健康，同時(shí)幫助其提升工作效率，大幅降低建筑照明運(yùn)行能耗。

同時(shí)，選用鋁合金外遮陽(yáng)百葉簾，配備基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠做到在遮擋太陽(yáng)直射和眩光的同時(shí)將陽(yáng)光導(dǎo)入室內(nèi)，保證建筑能效和室內(nèi)光熱舒適度的最佳平衡。

辦公室、會(huì)議室等室內(nèi)區(qū)域采用自帶光感、人感的智能照明燈具，與外遮陽(yáng)控制聯(lián)動(dòng)，依據(jù)環(huán)境光照，燈具自動(dòng)調(diào)整亮度，保證工作面500lx照度恒定。并結(jié)合人員占空狀態(tài)，自動(dòng)開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)自然采光與人工照明的協(xié)調(diào)運(yùn)行。

外遮陽(yáng)百葉簾系統(tǒng)采用無(wú)線智能控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)感知天氣陰晴、陰影遮擋、太陽(yáng)軌跡，自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)需冗余控制布線，大幅改善室內(nèi)光熱環(huán)境。基于物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，遇到網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)故障情況，自動(dòng)遠(yuǎn)程報(bào)警，保證使用運(yùn)行維護(hù)，營(yíng)造健康、節(jié)能、舒適的室內(nèi)光熱環(huán)境。

智能光環(huán)境系統(tǒng)

施工技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用

1 外墻保溫集成系統(tǒng)

通過(guò)將外墻保溫系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，將鋼結(jié)構(gòu)骨架、填充巖棉、纖維水泥板、石墨聚苯板、飾面層集成在一起，能夠?qū)崿F(xiàn)在地面完成大部分保溫作業(yè)，減少了高空作業(yè)，安全可靠。在平面施工完成后進(jìn)行吊裝，能夠有效控制質(zhì)量，避免造成保溫墻體脫落。本系統(tǒng)突破了墻體原有施工工序限制，不必等到墻體施工完成后才能進(jìn)行保溫作業(yè)，集成系統(tǒng)的生產(chǎn)加工可以與主體施工的同時(shí)進(jìn)行，主體結(jié)構(gòu)完成可立即進(jìn)行安裝，鋼結(jié)構(gòu)外維護(hù)與薄抹灰保溫集成系統(tǒng)突破傳統(tǒng)施工工序的限制，節(jié)省工期，提高效率。

外墻保溫集成系統(tǒng)

2 AI自學(xué)習(xí)智慧蓄能系統(tǒng)（TABS）

將輻射式管路預(yù)埋于樓板混凝土層中，利用混凝土蓄熱蓄冷及熱惰性能力，通過(guò)樓板輻射制冷和采暖。樓板蓄能系統(tǒng)基于氣象預(yù)測(cè)，擁有自主學(xué)習(xí)、自我修正的能力。利用微型氣象站及監(jiān)控傳感器實(shí)時(shí)采集氣象數(shù)據(jù)、建筑本體數(shù)據(jù)、室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)，通過(guò)AI算法推算實(shí)際供應(yīng)能耗量及蓄能時(shí)間，通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)持續(xù)修正，不斷適應(yīng)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中的復(fù)雜因素，調(diào)整蓄能樓板的運(yùn)行方式，使系統(tǒng)的運(yùn)行趨于節(jié)能化、標(biāo)準(zhǔn)化、定制化。借助峰谷電價(jià)差優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)低成本、低耗能、高舒適性的使用需求。

AI 自學(xué)習(xí)智慧蓄能系統(tǒng)

能效控制指標(biāo)

1 近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本項(xiàng)目所在地大連市地處北半球中緯度地帶，屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，三面環(huán)海，又具有明顯的海洋性氣候特征。氣候分區(qū)屬于寒冷ⅡA地區(qū)。綜合服務(wù)樓遵循《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51350-2019針對(duì)公共建筑能效指標(biāo)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)與建造。項(xiàng)目采取“被動(dòng)為先、主動(dòng)優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)適用”的技術(shù)原則，使綜合服務(wù)樓的使用性能與增量成本達(dá)到最佳平衡，大幅度降低項(xiàng)目運(yùn)行能耗及后期運(yùn)維成本。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)建筑綜合節(jié)能率較現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)降低68.12%，建筑本體節(jié)能率較現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)降低55.96%，可再生能源利用率達(dá)到27.62%。

2 德國(guó)被動(dòng)房研究所PHI

本項(xiàng)目按照PHPP模擬計(jì)算，全年供熱需求=13kWh/（m2a），熱負(fù)荷=11W/m2；全年供冷需求=13kWh/（m2a），冷負(fù)荷=8W/m2；全年一次能耗消耗量為105kWh/（m2a）；氣密性設(shè)計(jì)值為在室內(nèi)外±50Pa壓差下?lián)Q氣次數(shù)≤0.6h。以上指標(biāo)內(nèi)容均滿足被動(dòng)房PHI標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求。

結(jié)論及展望

大連市傳染病醫(yī)院擴(kuò)建項(xiàng)目綜合服務(wù)樓建設(shè)過(guò)程中涉及設(shè)計(jì)、選材、施工、檢測(cè)、運(yùn)維五大板塊，是都市發(fā)展設(shè)計(jì)集團(tuán)獨(dú)立自主研發(fā)式設(shè)計(jì)、智能化建設(shè)、全過(guò)程計(jì)算、智慧化運(yùn)營(yíng)的系統(tǒng)集成工程。以此為實(shí)踐探索與突破口，為關(guān)聯(lián)延伸產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了項(xiàng)目示范與實(shí)踐基礎(chǔ)，同時(shí)也為相關(guān)技術(shù)規(guī)范及施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的制訂提供了有力依據(jù)。