中德生態(tài)園被動(dòng)房住宅推廣示范小區(qū)一期——“綠色公元”是全國(guó)首批被動(dòng)房住宅建筑示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目于2016年啟動(dòng)，榮獲山東省被動(dòng)式超低能耗綠色建筑示范項(xiàng)目等多項(xiàng)榮譽(yù)稱號(hào)。
項(xiàng)目概述
中德生態(tài)園被動(dòng)房推廣住宅示范小區(qū)—“綠色公元”，定位成為中國(guó)被動(dòng)房居住建筑大面積推廣的典型示范。項(xiàng)目位于青島市中德生態(tài)園C-2-06地塊，為居住類項(xiàng)目，包含別墅及多層洋房等多類產(chǎn)品，同時(shí)配建社區(qū)服務(wù)中心及配套商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)。總建筑面積70226.28㎡，其中地上建筑面積44937.43㎡。項(xiàng)目于2019年12月完工交付。
項(xiàng)目位置圖
項(xiàng)目鳥瞰圖
項(xiàng)目效果圖
項(xiàng)目實(shí)景圖
項(xiàng)目榮譽(yù)
項(xiàng)目區(qū)內(nèi)17棟住宅單體，均已取得德國(guó)PHI被動(dòng)房認(rèn)證（一樓一證書，全國(guó)首例）和中國(guó)被動(dòng)式超低能耗綠色建筑認(rèn)證；獲得全國(guó)首批國(guó)家級(jí)超低能耗建筑系統(tǒng)認(rèn)證項(xiàng)目稱號(hào)；獲得兩項(xiàng)國(guó)家十三五課題示范項(xiàng)目稱號(hào)—“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(jì)技術(shù)集成與示范”。
此外，項(xiàng)目還獲評(píng)山東省被動(dòng)式超低能耗綠色建筑示范項(xiàng)目和青島市超低能耗建筑示范項(xiàng)目。其中，1#樓社區(qū)服務(wù)中心（健身房）被譽(yù)為全球首個(gè)在溫和潮濕氣候區(qū)中按照被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)建造的健身房類型建筑，以及全國(guó)首例PHI被動(dòng)房示范項(xiàng)目“Passive House Pilot Project”。
項(xiàng)目部分PHI終認(rèn)證證書
國(guó)家十三五課題示范項(xiàng)目
全國(guó)首批國(guó)家級(jí)超低能耗建筑系統(tǒng)認(rèn)證
技術(shù)特點(diǎn)
本項(xiàng)目按照德國(guó)被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)與建設(shè)，秉承“被動(dòng)優(yōu)先，主動(dòng)優(yōu)化”的理念，以“可持續(xù)、低碳、綠色、環(huán)保”為設(shè)計(jì)原則，技術(shù)措施為高性能圍護(hù)結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的無熱橋和高氣密性、遮陽/自然通風(fēng)等被動(dòng)式技術(shù)、新風(fēng)熱回收、智能家居、樓宇自控等。
技術(shù)亮點(diǎn)為：創(chuàng)新性的采用地源熱泵新風(fēng)一體機(jī)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(cè)系統(tǒng)；解決廚房排油煙室內(nèi)負(fù)壓?jiǎn)栴}等。
1. 戶式地源熱泵新風(fēng)一體機(jī)
地?zé)崮芊矫妫卷?xiàng)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)崮転樽艄嶂评洌景训啬苤械臒崃咳〕鰜恚岣邷囟群螅┙o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(duì)大氣的污染，服務(wù)于住戶同時(shí)，保護(hù)大氣環(huán)境，提供良好的居住環(huán)境。
示范項(xiàng)目地源熱泵機(jī)房
另外，本項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)之一，在于采用“地源熱泵系統(tǒng)（冷熱源）+熱回收新風(fēng)機(jī)組（供冷供暖末端）=戶式地源熱泵新風(fēng)一體機(jī)”的方式給建筑室內(nèi)供冷供熱，并實(shí)現(xiàn)用戶自行控制需求。地源熱泵機(jī)組采用渦旋機(jī)組；新風(fēng)采用全熱回收機(jī)組，設(shè)備回收效率高達(dá)79%，該項(xiàng)目每戶設(shè)置一套空調(diào)系統(tǒng)，戶式地源熱泵機(jī)組臺(tái)數(shù)、熱回收新風(fēng)機(jī)組臺(tái)數(shù)與戶數(shù)相同，均為247臺(tái)。
生活熱水由地源熱泵新風(fēng)一體機(jī)提供，并配置電輔助加熱，夏季采用地源熱泵熱回收可實(shí)現(xiàn)免費(fèi)熱水。
新風(fēng)機(jī)及壓縮機(jī)均采用無級(jí)變頻控制，可根據(jù)室內(nèi)溫度、濕度及二氧化碳濃度實(shí)現(xiàn)變頻控制，每個(gè)房間可以單獨(dú)控制溫濕度。
戶式地源熱泵新風(fēng)一體機(jī)——機(jī)組原理圖和產(chǎn)品德國(guó)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(xiàng)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(jì)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(xiàng)目共計(jì)安裝568塊270W組件，裝機(jī)容量為153.36KW。25年總計(jì)發(fā)電457.63萬度，總收益為421.02萬（實(shí)際收益以實(shí)際發(fā)電量為準(zhǔn)）。
示范項(xiàng)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(tái)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(jì)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(jī)容量14.04。采用一臺(tái)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(jì)算其中），25年總收益為38.54萬元。
3.能耗監(jiān)控與計(jì)量技術(shù)
為了獲取建筑真實(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)及對(duì)各系統(tǒng)運(yùn)行評(píng)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(cè)和用熱監(jiān)測(cè)。每個(gè)單體建筑各單元夾層均設(shè)置數(shù)據(jù)采集器，分別對(duì)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(jìn)行計(jì)量；同時(shí)對(duì)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(jìn)行計(jì)量。各能耗計(jì)量設(shè)備經(jīng)標(biāo)定后接人系統(tǒng)，所有計(jì)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(cè)平臺(tái)。
耗電量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由能耗設(shè)備的計(jì)量裝置、戶感器、數(shù)據(jù)采集器、服務(wù)器、能耗計(jì)量管理工作站等部分組成。環(huán)境參數(shù)及機(jī)電設(shè)備等數(shù)據(jù)經(jīng)過集成，由戶感器等計(jì)量裝置進(jìn)行計(jì)量，然后通過有線采集器傳輸至交換機(jī)，并通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸給能耗計(jì)量管理工作站。
能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)架構(gòu)圖——2#樓1單元
熱量方面，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理為：通過嵌入式熱量表統(tǒng)計(jì)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(jī)，并通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸給能耗計(jì)量管理工作站。各個(gè)建筑的能耗監(jiān)管平臺(tái)均能夠?qū)崿F(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸與在線監(jiān)測(cè)功能，滿足建筑能耗監(jiān)管的基本要求。
熱量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理圖
4. 廚房排油煙措施
由于中德兩國(guó)國(guó)情不同，被動(dòng)房居住建筑的廚房排油煙一直是被動(dòng)房在中國(guó)應(yīng)用的難點(diǎn)之一。本項(xiàng)目采用集中式抽油煙系統(tǒng)，抽油煙風(fēng)機(jī)設(shè)置在屋頂，每個(gè)單元6戶共享一個(gè)風(fēng)機(jī)，根據(jù)用戶使用情況，風(fēng)機(jī)自動(dòng)變頻。廚房抽煙機(jī)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(shí)的需求三檔可調(diào)。廚房灶臺(tái)處使用補(bǔ)風(fēng)閥就近補(bǔ)風(fēng)，補(bǔ)風(fēng)閥平時(shí)關(guān)閉，抽油煙機(jī)工作時(shí)聯(lián)動(dòng)補(bǔ)風(fēng)閥開啟，補(bǔ)風(fēng)量等于抽油煙機(jī)排風(fēng)量。
結(jié)語
本項(xiàng)目滿足被動(dòng)房建筑設(shè)計(jì)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(shí)，項(xiàng)目大量運(yùn)用地?zé)崮堋⑻柲艿瓤稍偕茉磳?duì)項(xiàng)目所需能耗進(jìn)行一定的補(bǔ)充，從而進(jìn)一步緩解能源短缺的壓力；另外，規(guī)劃設(shè)計(jì)大面積的屋頂綠化系統(tǒng)，對(duì)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(jì)，也是本項(xiàng)目對(duì)于環(huán)境保護(hù)所作出的另一方面貢獻(xiàn)。
綜上所述，項(xiàng)目在環(huán)境測(cè)評(píng)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(shí)現(xiàn)人、建筑與環(huán)境的和諧共生。預(yù)計(jì)建成后，每年可節(jié)約運(yùn)行成本687萬元，節(jié)約用電1272萬kWh。
