Innsbruck大學(xué)科技學(xué)院改造項(xiàng)目

Innsbruck大學(xué)科技學(xué)院兩棟教學(xué)樓建于1970年，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，柱距7.5m。該兩棟建筑原本在外觀(guān)、結(jié)構(gòu)形式等方面均為一致，現(xiàn)將其中一棟按照被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改造，改造后外觀(guān)對(duì)比效果差異顯著。

該棟進(jìn)行被動(dòng)房改造的教學(xué)樓建筑面積8897m2，共有720個(gè)辦公室/房間，建造年份為2013、2014年，目前正處于被動(dòng)房改造項(xiàng)目（EnerPHit Retrofit）的認(rèn)證過(guò)程中。由于被動(dòng)房改造項(xiàng)目與新建項(xiàng)目相比，在結(jié)構(gòu)形式、斷橋處理、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等等方面具有更大的難度，因此被動(dòng)房研究所給出的被動(dòng)房改造項(xiàng)目的能耗指標(biāo)較新建項(xiàng)目有所調(diào)整：對(duì)于居住建筑而言，新建項(xiàng)目的年采暖需求指標(biāo)為15 kWh/(m2a)，改造項(xiàng)目為25 kWh/(m2a)；新建項(xiàng)目的年總一次能源需求指標(biāo)為120 kWh/(m2a)，改造項(xiàng)目為132 kWh/(m2a)。

在改造過(guò)程中，采用的主要措施主要有以下幾點(diǎn)：

（1）在結(jié)構(gòu)形式方面，該教學(xué)樓原采用挑出陽(yáng)臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式，用混凝土懸臂梁支撐陽(yáng)臺(tái)，形成巨大的熱橋，引起較高的能量損失。在改造工程中，挑出陽(yáng)臺(tái)被全部拆除，采用了無(wú)熱橋的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

（2）在圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面，對(duì)外墻、屋面、底板等非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，尤其是大大改善了外窗等透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。該項(xiàng)目改造后的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)表5。

表5 Innsbruck大學(xué)科技學(xué)院被動(dòng)房改造項(xiàng)目圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)

（3）在采暖系統(tǒng)方面，采用集中供暖系統(tǒng)，由校園供熱設(shè)備集中供熱。改造后房間內(nèi)既有壁式散熱器減少了50%，并加裝了溫控閥。

（4）在通風(fēng)系統(tǒng)方面，改造方案采用了集中式通風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)置在原有的屋頂設(shè)備間內(nèi)。系統(tǒng)共有兩套通風(fēng)機(jī)組，總風(fēng)量最大值為16380 m3/h，換氣次數(shù)為0.58/h（人員密集），熱回收效率75%。

由于教學(xué)樓結(jié)構(gòu)的柱距較大，改造工程可采用預(yù)制墻體，因此采用了將每個(gè)辦公室的送風(fēng)口預(yù)制在墻體中的做法?；仫L(fēng)口統(tǒng)一設(shè)置在建筑的中心區(qū)。

為了組織氣流，對(duì)辦公室的門(mén)進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，使得門(mén)上的可視玻璃窗口帶有通風(fēng)孔的功能。在日間及冬季全天，新鮮空氣從送風(fēng)口輸送到每個(gè)辦公室，污濁空氣經(jīng)過(guò)門(mén)上的通風(fēng)孔匯集到建筑中心區(qū)，再通過(guò)統(tǒng)一的回風(fēng)口輸送到設(shè)備間進(jìn)行熱交換。該項(xiàng)目辦公室內(nèi)部情況及其氣流組織方式及門(mén)上通風(fēng)孔設(shè)計(jì)見(jiàn)圖44至圖46。

（5）在制冷措施方面，項(xiàng)目采用了軸承較為靠下的上懸式外窗，夏季夜間開(kāi)啟外窗，室內(nèi)熱空氣從外窗上部流向室外，室外冷空氣從外窗下部進(jìn)入到室內(nèi)，進(jìn)而通過(guò)門(mén)上的通風(fēng)孔進(jìn)入到建筑中心區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)混凝土蓄冷、日間被動(dòng)制冷的效果。在極端高溫天氣期間，可在夜間開(kāi)啟通風(fēng)系統(tǒng)，使其以單純的排風(fēng)模式運(yùn)行，將室內(nèi)的熱空氣抽出，使室外冷空氣進(jìn)入到室內(nèi)，達(dá)到被動(dòng)制冷的目的。因此，即使在內(nèi)部得熱較大的條件下，該項(xiàng)目也并未安裝主動(dòng)式制冷系統(tǒng)。該項(xiàng)目的夜間通風(fēng)氣流組織方式見(jiàn)圖45和圖46。

（6）在生活熱水方面，由于需求較低，全部生活熱水由落地式鍋爐提供。

鑒于以上改造措施，根據(jù)PHPP的計(jì)算結(jié)果，該改造項(xiàng)目的年采暖需求為20 kWh/(m2a)，采暖負(fù)荷為24 W/m2，包括采暖、生活熱水、用電設(shè)備、輔助用電在內(nèi)的年一次能源需求為190 kWh/(m2a)。

（7）在防火措施方面，項(xiàng)目采用了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

圖45 氣流組織方式（圖片來(lái)源：PHI）

圖46 門(mén)上通風(fēng)孔設(shè)計(jì)及作用（圖片來(lái)源：PHI）