夏热冬暖地区既有建筑绿色化改造案例研究

筑节能
夏热冬暖地区既有建筑绿色化改造案例研究
Existing Building Green Renovmtion in Hot Summer and Worm Winter Climate Zone
余国保，乌B超，邓鑫，罗多(珠海兴业绿色建筑科技有限公司，广东珠海519060)
摘要：既有建筑普遍存在着功能落后、结构和设备老化、能耗高及建筑环境差等问题，绿色化改造能够满足既有建筑的现代化的可持续使用。

通过对华南地区某既有办公建筑的三星级绿色化改造案例的策略分析和关键技术研究，归纳总结本区既有建筑绿色化改造的思路.希冀日后为既有建筑超低能耗绿色化改造方案提供有益的经验参考。

关縫词：夏热冬暖；既有建筑；超低能耗；绿色化改造
中图分类号：TU50文献标识码：A文章编号：1674-814X(2019)02-027-04
1项目背景
1.1政策背景
城市发展和资源消耗是一对内生矛盾。

随着我国城镇化率达到54%,我国既有建筑面积已突破580亿mJ但其中仅不足15亿m?的建筑为绿色建筑，所占比例不足3%o大量早期既有建筑由于建筑功能落后、结构安全性和抗震性能不足、资源消耗水平偏高及环境负面影响偏大等原因，已经不能满足现代社会日趋发展和进步的需要。

因此既有建筑节能有较大改造空间，绿色化改造是未来建筑节能的重点任务之一，《绿色建筑行动方案》《"十三五”节能减排综合工作方案》和《国家新型城镇化规划2014-2020》等政策文件明确提出了既有建筑绿色化改造的规划和要求。

既有建筑的绿色化改造，统筹考虑规划建筑、结构材料、暖通空调、给水排水、电气等专业绿色化改造技术，能够最大限度地综合节约各种资源、保障人民的生命和财产安全、缓解城市建设发展过程的资源供需矛盾并带动相关绿色产业链的发展，具有较高的经济效益和社会效益，发展空间广阔。

1.2项目背景
此项目位于广东省珠海市香洲区港湾大道银坑村银星花园巴士站旁，为原珠海公路局银坑培训大楼。

本项目为单栋13层的已建办公楼，建筑高度45.7m,总用地面积4127.62m2,绿地率为35%。

总建筑面积11257.45m2,
其中地上总建筑面积9963.23m?,地下仅有1层，建筑
面积1294.22m?,计算容积率为2.41。

止匕外，珠海市政
府要求公共财政资金投资的所有建筑项目必须至少做到二
星级绿色建筑。

项目改造前楼宇外观如图1所示，改造后
效果图如图2所示。

图1改造之前的楼宇外观
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期
（暂筑节能 Energy Saving in Building
图2改造之后的效果图
2项目特征及设计重点
按照GB/T 51141-2015《既有建筑绿色改造评价标
准》中针对三星级绿色建筑的各项绿色建筑技术评价要求， 对项目进行预评估。

总体结果如表1所示。

表1既有建筑绿色改造标识预评估达标情况
项目规划与 建筑结构与 材料暖通 空调
电气
施工 管理
11
提高与
创新
建议得分7266
7775800.000.00 6.00不参评分2051220.000.000.00折算得分73.476681.0585.2381.360.000.00 6.00建议得分
73.4766.0077.0085.2386.7300 6.00权重0.210.190.270.130.200.000.00 1.00权重得分15.4312.5421.88
11.0816.330.000.00
6.00
建议总得分
83.26
该楼地理位置、朝向较好，经过结构检测，加固后该楼
仍能维护正常使用功能。

原有建筑建于20世纪90年代，
为伶仃洋大桥建设临时办公用楼，楼宇及场地年久失修、性 能落伍及设施老化需要更换。

该楼亟须在场地绿化提升，外
围护结构优化，空调设备性能、节水器具、照明电气设备、 太阳能光伏建筑一体化及能源管理系统方面进行投资改造，
以达到既有建筑改造达到三星级的指标要求。

3绿色建筑技术应用
珠海市位于我国夏热冬暖地区，该区长夏无冬，温高
湿重，气温年较差和日较差均小；雨量丰沛，多热带风暴和 台风袭击，易有大风暴雨天气；太阳高度角大，日照较小， 太阳辐射强烈。

该区建筑物必须充分满足夏季防热、通风、
防雨要求，冬季可不考虑防寒、保温要求。

总体规划、单体
设计和构造应避西晒，宜设遮阳；应注意防暴雨、防洪、防 潮、防雷击；夏季施工应有防高温和暴雨的措施。

因此宜优
先选择有利于自然通风、遮阳及太阳能一体化利用等相关绿
色建筑技术。

3.1绿色建筑技术
本楼宇主要采用的绿色建筑技术包括以下几方面内容。

3.1.1规划与建筑
(1 )被动技术措施：设置水平和竖向相结合的立面遮
阳构件。

(2)主动技术措施：采用热工性优秀的门窗幕墙系
统、地下室导光管系统。

3.1.2结构与材料
(1 )环保型材料：选用环保、耐久性好的加固和防护
材料。

(2) 土建装修一体化：采用土建装修一体化设计。

(3) 采用可再循环材料：可再循环材料使用比例达到
12.59%。

3.1.3暖通空调
(1) 高效空调机组：COP 6.06, > 4.9, IPLV
6.91, > 5.65o
(2) 能耗管理系统：实时监测能耗、优化运行管理。

(3) 热湿环境优化：PMV. PPD 达到1级。

3.1.4给水排水
(1) 高效节水卫生器具：全部采用1级节水卫生器
具。

(2 )太阳能热水系统：供应40.49%的热量。

(3)低影响开发技术：场地径流系数降低44.7%o
3.1.5电气
(1 )节能高效照明：选用高效节能型灯具，并设置自
控照度的照明调控系统。

(2) 可再生能源：屋顶设置8.8 kWp 的光伏系统。

(3) 智能化集成系统：对各项智能化设计系统进行了
集成设计。

3.1.6提高与创新。

建筑信息模型在设计阶段采用了 BIM 技术，并在后期
施工中指导施工。

3.2超低能耗技术方案及初步分析
(1) 空调分区设计：功能房精密空调设计、底层休闲
区无空调设计。

(2) 围护结构：相对于原来的二星级选用的外围护结
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〔J 逼筑节能
构方案，针对超低能耗三星级绿色建筑设计，采用了中空三 银Low-E 玻璃方案、深化遮阳方案。

前后两种围护结构冷负荷的计算结果对比如表2〜4、
图3~4所示。

表2系统输入初设参数
室外
广州地区典型年室外气象参数(珠海无)室内办公室、会议室
档案室
夏季
冬季
夏季
26 °C 、60%14 °C 、45%24 °C 、60%
表3围护结果参数优化对比
围护结构方案外挑檐/mm
垂直遮阳
外墙传热系数/ (W • nV? • Q )外窗传热系数/ ( W • rrT? • K'1)外窗太阳得热系数/SHGC
原方案600采用穿孔铝板部分垂直遮阳
1.28 3.150.39优化方案
800
无
1.28 3.150.26
(3)空调运维：优化运行控制策略，调整空调形式。

算处单位面积能耗如表5所示，基本满足超低能耗建筑能结合本楼宇空调、给排水设备选型及运行策略，最终模拟结
耗定额的要求。

表4外围护结构优化前后对比分析
围护结构方案冷指标/ (W • m'2)
单位面积累积冷负荷/ ( kWh • m -2)冷负荷/kW 年累积;令负荷/kWh
原方案151.53111.99783.37578 990.79优化方案143.5899.68742.31515 308.83减少幅度
5.25%11.00%
5.25%
11.00%
原维护结构方案
兴业维护结构方案
方案
图3外围护结构优化前后的冷指标对比
4 2 0864208642
000009999原维护结构方案
兴业维护结构方案
方案
图4外围护结果优化前后冷负荷对比
(- ) /
拒屯竝七除匪
100
冊
表5主要能耗模拟计算结果
主要类别
照明/kWh
空调设备/kWh 办公设备/kWh 给排水设备/kWh 饮水机/kWh 总计/kWh 单位面积能耗/(kWh • m'2- a'1)
!能耗数值
84 430.9129 921.896 000.010 950.054 250.0390 000.042.6
对本项目的绿色建筑增量进行分析，既有建筑三星绿色 化改造的成本控制在70元/m 2 (如表6所示)以内，处于 建设方较能接受的范围。

多项主被动式措施如光伏、热水、 高性能外围护还能够直接或者间接节约单位面积建筑能耗。

若按照华南地区办公建筑一般能耗80 kWh/(m 2 - a)考虑， 改造成本增量在3〜4 a 即可回收。

本项目已于2018年5月获得既有建筑改造三星认证 标识。

表6投资成本增量汇总
序号
技术清单单价增量数量单位合计厉元
参考技术(二星)
1透水铺装
50 7L/m 2975.98m 2 2.93混凝土场地
280%屋顶绿化
300 7u/m 2380m 211.4030%屋顶绿化
3东、南立面遮阳450 7L/m 2-136.4m 2-6.14东南西遮阳4减震垫板/地毯
40 7t/m 28 804.08
m 2
-17.61防滑地砖
5导光管
10 000元/套2套
2.00无6三银Low-E 幕墙及门窗
75 7c/m 22 655.65
m 2
19.92单银Low-E
7能耗管理系统150 000 元/套1套15.00无8楼宇智能化系统
200 000 元/套1套20.00无9高效冷水螺杆机组+风冷模块+精密空调
-300 000 元1套-30.00多联机10太阳能热水系统
55 000元/套1套 5.50无11光伏发电〔0 元/W 8 640套8.64无12
咨询顾问及检测
350 000元/套1
套
35.00
无
三星技术增量成本(相对于本地强制二星)：66.64万元
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4结语
本文介绍了夏热冬暖地区某三星级既有建筑绿色化改造项目案例，总结了该区域既有建筑改造技术亮点和重点方向。

经过分析可知，外围护结构的优化和空调设备的精细化设计等节能技术的采用使得该建筑初步满足超低能耗的指标。

同时，初步分析了本项目相对于二星设计的成本增量和回收期限。

后期有力的物业运维措施将是实现超低能耗运维的重要保证。

希冀本项目的设计、施工乃至后期的运维将为本区绿色建筑改造的推广提供宝贵的技术经验和运作参考。

收稿日期：2018-11-15
作者简介：余国保，工程师。

现供职于珠海兴业绿色建筑科技有限公司。

作者通信地址：广东省珠海市南屏科技工业园虹达路8号，邮编：519060。

(上接第26页)
设计和施工。

(3)采用被动式用窗木索结构，提高建筑南侧外窗采光的通透性，北侧采用被动房用门。

高效节能的外保温系统和外门窗，对所涉及的热桥部位和气密性措施进行精细化设计，以保证节能效果、安全性、耐久性及室内舒适性的实现。

(4)本项目作为被动式超低能耗改造项目，改造过程中在结构主体保温、无法拆除部位保温设计、阳台无热桥设计、特殊部位无热桥设计等方面可为今后的被动式超低能耗改造项目积累经验。

(5)本项目增量成本约为1168元/m?,总增量成本为66.42万元。

(6)本项目建成后将进行技术和经济效益分析，有利于论证超低能耗建筑技术的可行性和可靠性，推动节能技术的进步和节能产业的升级，并为北京市超低能耗建筑的设计、技术应用、产品研发的提升积累经验。

收稿日期:2018-12-05
作者简介：白羽，1980年生，高级工程师，主要研究方向为超低能耗建筑设计与咨询、绿色建筑设计与咨询。

现供职于北京市住宅建筑设计研究院有限公司.作者通信地址：北京市东城区东总布胡同5号，邮编：100005。

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