中德生態(tài)園“綠色公元”小區(qū)一期

中德生態(tài)園被動房住宅推廣示范小區(qū)一期——“綠色公元”是全國首批被動房住宅建筑示范項目。該項目于2016年啟動，榮獲山東省被動式超低能耗綠色建筑示范項目等多項榮譽稱號。

項目概述

中德生態(tài)園被動房推廣住宅示范小區(qū)—“綠色公元”，定位成為中國被動房居住建筑大面積推廣的典型示范。項目位于青島市中德生態(tài)園C-2-06地塊，為居住類項目，包含別墅及多層洋房等多類產(chǎn)品，同時配建社區(qū)服務(wù)中心及配套商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點?？偨ㄖ娣e70226.28㎡，其中地上建筑面積44937.43㎡。項目于2019年12月完工交付。

項目位置圖

項目鳥瞰圖

項目效果圖

項目實景圖

項目榮譽

項目區(qū)內(nèi)17棟住宅單體，均已取得德國PHI被動房認(rèn)證（一樓一證書，全國首例）和中國被動式超低能耗綠色建筑認(rèn)證；獲得全國首批國家級超低能耗建筑系統(tǒng)認(rèn)證項目稱號；獲得兩項國家十三五課題示范項目稱號—“近零能耗建筑技術(shù)體系及關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)”和“城市新區(qū)綠色規(guī)劃設(shè)計技術(shù)集成與示范”。

此外，項目還獲評山東省被動式超低能耗綠色建筑示范項目和青島市超低能耗建筑示范項目。其中，1#樓社區(qū)服務(wù)中心（健身房）被譽為全球首個在溫和潮濕氣候區(qū)中按照被動房標(biāo)準(zhǔn)建造的健身房類型建筑，以及全國首例PHI被動房示范項目“Passive House Pilot Project”。

項目部分PHI終認(rèn)證證書

國家十三五課題示范項目

     全國首批國家級超低能耗建筑系統(tǒng)認(rèn)證

技術(shù)特點

本項目按照德國被動房標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計與建設(shè)，秉承“被動優(yōu)先，主動優(yōu)化”的理念，以“可持續(xù)、低碳、綠色、環(huán)?！睘樵O(shè)計原則，技術(shù)措施為高性能圍護結(jié)構(gòu)、圍護結(jié)構(gòu)的無熱橋和高氣密性、遮陽/自然通風(fēng)等被動式技術(shù)、新風(fēng)熱回收、智能家居、樓宇自控等。

技術(shù)亮點為：創(chuàng)新性的采用地源熱泵新風(fēng)一體機并分戶控制；全區(qū)屋面采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)；將居住建筑并入能耗監(jiān)測系統(tǒng)；解決廚房排油煙室內(nèi)負(fù)壓問題等。

1. 戶式地源熱泵新風(fēng)一體機

地?zé)崮芊矫?，本項目采用地源熱泵系統(tǒng)作為冷熱源，為建筑提供采暖、制冷及生活熱水需求。地源熱泵利用淺層地?zé)崮転樽艄嶂评?，冬季把地能中的熱量取出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季把室內(nèi)的熱量取出，釋放到地能中，減少二氧化碳對大氣的污染，服務(wù)于住戶同時，保護大氣環(huán)境，提供良好的居住環(huán)境。

示范項目地源熱泵機房

另外，本項目的創(chuàng)新點之一，在于采用“地源熱泵系統(tǒng)（冷熱源）+熱回收新風(fēng)機組（供冷供暖末端）=戶式地源熱泵新風(fēng)一體機”的方式給建筑室內(nèi)供冷供熱，并實現(xiàn)用戶自行控制需求。地源熱泵機組采用渦旋機組；新風(fēng)采用全熱回收機組，設(shè)備回收效率高達(dá)79%，該項目每戶設(shè)置一套空調(diào)系統(tǒng)，戶式地源熱泵機組臺數(shù)、熱回收新風(fēng)機組臺數(shù)與戶數(shù)相同，均為247臺。

生活熱水由地源熱泵新風(fēng)一體機提供，并配置電輔助加熱，夏季采用地源熱泵熱回收可實現(xiàn)免費熱水。

新風(fēng)機及壓縮機均采用無級變頻控制，可根據(jù)室內(nèi)溫度、濕度及二氧化碳濃度實現(xiàn)變頻控制，每個房間可以單獨控制溫濕度。

戶式地源熱泵新風(fēng)一體機——機組原理圖和產(chǎn)品德國PHI預(yù)認(rèn)證證書

2. 屋面太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

太陽能方面，本項目在全區(qū)建筑屋面設(shè)置太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，采用兩種并網(wǎng)方式。其中洋房區(qū)光伏產(chǎn)電并入小區(qū)物業(yè)站，供給物業(yè)照明、公共電器等用電；別墅區(qū)光伏發(fā)電自發(fā)自用，多余并入市政電網(wǎng)。屋頂太陽能光伏發(fā)電板采用多晶硅太陽能電池組件，組件之間及組件與逆變器之間用光伏專用電纜穿管敷設(shè)，計量電表采用雙向電能表，以滿足使用要求。

光伏組件選型方面，本工程選用265Wp多晶光伏組件，技術(shù)參數(shù)如下：

項目共計安裝568塊270W組件，裝機容量為153.36KW。25年總計發(fā)電457.63萬度，總收益為421.02萬（實際收益以實際發(fā)電量為準(zhǔn)）。

示范項目太陽能光伏應(yīng)用

別墅方面，以6#8#10#13#樓為例，每棟四戶安裝組件42塊（270W/塊）兩戶分別裝9塊（2.43KW）；剩余兩戶分別裝12（3.24KW）塊；采用4臺3KW單相逆變器。四戶首年發(fā)電量為14900度，25年總發(fā)電量為33.9萬度（已將組件效率逐年遞減計算其中），25年總收益為31.12萬元。

洋房方面，以5#12#樓為例，安裝組件52塊（270W/塊）裝機容量14.04。采用一臺15KW三相逆變器接入。首年發(fā)電量為18448度，則25年總發(fā)電量為41.89萬度（已將組件效率逐年遞減計算其中），25年總收益為38.54萬元。

3.能耗監(jiān)控與計量技術(shù)

為了獲取建筑真實運行數(shù)據(jù)及對各系統(tǒng)運行評估分析，小區(qū)內(nèi)的住宅、社區(qū)服務(wù)中心都建立了完善的建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)。包含用電檢測和用熱監(jiān)測。每個單體建筑各單元夾層均設(shè)置數(shù)據(jù)采集器，分別對建筑照明、插座、暖通空調(diào)、生活熱水和其他用電系統(tǒng)、設(shè)備的耗電量進行計量；同時對地緣側(cè)熱量、暖通空調(diào)設(shè)備冷凍、冷卻側(cè)供回水溫度、流量，供冷供熱量進行計量。各能耗計量設(shè)備經(jīng)標(biāo)定后接人系統(tǒng)，所有計量設(shè)備具有數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能，按照設(shè)定頻率，將采集到的參數(shù)上傳至中央能耗監(jiān)測平臺。

耗電量監(jiān)測系統(tǒng)主要由能耗設(shè)備的計量裝置、戶感器、數(shù)據(jù)采集器、服務(wù)器、能耗計量管理工作站等部分組成。環(huán)境參數(shù)及機電設(shè)備等數(shù)據(jù)經(jīng)過集成，由戶感器等計量裝置進行計量，然后通過有線采集器傳輸至交換機，并通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸給能耗計量管理工作站。

能耗監(jiān)測平臺架構(gòu)圖——2#樓1單元

熱量方面，監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理為：通過嵌入式熱量表統(tǒng)計泵房和用戶每戶的冷熱量，包括地原側(cè)熱量、水箱熱量等。同樣通過有線采集器傳輸至交換機，并通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸給能耗計量管理工作站。各個建筑的能耗監(jiān)管平臺均能夠?qū)崿F(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的實時采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸與在線監(jiān)測功能，滿足建筑能耗監(jiān)管的基本要求。

熱量監(jiān)測系統(tǒng)原理圖

4. 廚房排油煙措施

由于中德兩國國情不同，被動房居住建筑的廚房排油煙一直是被動房在中國應(yīng)用的難點之一。本項目采用集中式抽油煙系統(tǒng)，抽油煙風(fēng)機設(shè)置在屋頂，每個單元6戶共享一個風(fēng)機，根據(jù)用戶使用情況，風(fēng)機自動變頻。廚房抽煙機額定風(fēng)量為2000m3/h，每戶最大風(fēng)量500m3/h，風(fēng)量可根據(jù)做飯時的需求三檔可調(diào)。廚房灶臺處使用補風(fēng)閥就近補風(fēng)，補風(fēng)閥平時關(guān)閉，抽油煙機工作時聯(lián)動補風(fēng)閥開啟，補風(fēng)量等于抽油煙機排風(fēng)量。

結(jié)語

本項目滿足被動房建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，建筑全年供熱供冷需求能耗顯著降低，從而有效地減少了煤、天然氣、電、水等不可再生資源的消耗；與此同時，項目大量運用地?zé)崮堋⑻柲艿瓤稍偕茉磳椖克枘芎倪M行一定的補充，從而進一步緩解能源短缺的壓力；另外，規(guī)劃設(shè)計大面積的屋頂綠化系統(tǒng)，對于空氣質(zhì)量及微氣候調(diào)節(jié)均具有一定的效用，而海綿城市的相關(guān)設(shè)計，也是本項目對于環(huán)境保護所作出的另一方面貢獻(xiàn)。

綜上所述，項目在環(huán)境測評方面產(chǎn)生了有利的積極影響，有效減少非可再生能源的利用，適當(dāng)緩解能源短缺的壓力，減少二氧化碳等污染物的排放，實現(xiàn)人、建筑與環(huán)境的和諧共生。預(yù)計建成后，每年可節(jié)約運行成本687萬元，節(jié)約用電1272萬kWh。