一、超低能耗建筑的核心内涵
超低能耗建筑(Nearly Zero Energy Building, nZEB)是通过被动式设计与主动式技术协同,实现建筑能源自足与舒适性平衡的绿色建筑体系。其本质在于:
- 气候适应性设计:结合地域气候特征,通过建筑朝向优化、体型系数控制、自然采光与通风强化等被动策略,降低50%以上供暖与制冷需求;
- 围护结构革命:采用高效保温系统(如导热系数≤0.035W/(m·K)的石墨聚苯板)、无热桥构造技术,使建筑整体热损失系数(U值)较常规建筑下降70%;
- 能源循环体系:依托带全热回收功能的新风系统(热回收效率≥75%)、地源热泵等技术,构建能源闭环;
- 可再生能源主导:通过光伏建筑一体化(BIPV)、地热能利用等技术,实现年可再生能源贡献率≥60%。
二、关键技术实施路径
- 被动式设计策略
- 体形系数控制:通过紧凑型平面布局将体形系数降至≤0.3(居住建筑)/≤0.4(公共建筑);
- 窗墙比优化:北向开窗占比≤30%,南向设置垂直遮阳装置,综合窗墙比控制在20%-40%区间;
- 自然通风强化:采用风压与热压耦合的立体通风设计,实现过渡季零能耗换气。
- 围护结构性能提升
- 外墙系统:250mm厚石墨聚苯板+150mm岩棉双层保温构造,传热系数(K值)≤0.25W/(m²·K);
- 屋面构造:倒置式屋面+气凝胶反射层,K值≤0.18W/(m²·K);
- 无热桥处理:采用断热桥锚固件与聚氨酯发泡填充技术,杜绝冷桥效应。
- 高能效门窗系统
- 型材选择:65系列断热铝合金窗框,传热系数≤1.8W/(m²·K);
- 玻璃配置:三玻两腔中空Low-E玻璃(氩气填充),综合遮阳系数SC≤0.3;
- 气密性能:采用四道复合密封胶条,单位缝长空气渗透量≤0.5m³/(m·h)。
- 智能环境控制系统
- 新风机组:转轮式全热交换芯体,显热+潜热回收效率≥80%;
- 末端调控:辐射顶板+置换新风组合系统,温度波动≤±0.5℃;
- 智能监测:IoT传感器网络实时监测CO₂浓度、PM2.5、温湿度等12项参数。
- 可再生能源集成
- 光伏系统:BIPV幕墙+屋顶单晶硅组件,装机容量按单位面积15W/m²配置;
- 地源热泵:双U型地埋管换热器,COP值≥4.5;
- 储能配置:相变储热模块+锂离子电池,满足10小时谷电蓄能需求。
三、质量管控与长效运营
- 建造过程控制
- 材料验收:保温材料导热系数现场抽检率≥30%;
- 气密检测:建筑整体气密性(n50)≤0.6h⁻¹;
- 节点管控:重点监控热桥部位施工质量,采用红外热成像复验。
- 智慧运维体系
- 数字孪生平台:BIM模型集成设备运行数据,实现故障预警;
- 能耗诊断:建立基线模型,动态优化设备运行策略;
- 维护机制:年度热工性能检测+五年围护结构翻新周期。
四、泓科科技技术实践
江苏泓科被动式建筑科技有限公司作为国内超低能耗建筑领域先行者,创新构建"EPCM+O"全生命周期服务体系:
- 技术体系:拥有23项国家专利,涵盖气密性节点构造、光伏幕墙连接等核心技术;
- 工程实践:累计实施50万㎡超低能耗项目,涵盖办公、住宅、工业建筑多业态;
- 数字赋能:自主研发PHM建筑能效管理平台,实现能耗可视化与远程调控;
- 标准输出:参编7项行业技术标准,形成可复制的技术解决方案包。
通过"被动优先、主动优化、能源替代、智能管控"四维技术路径,泓科科技正推动建筑从"能耗载体"向"产能终端"转型,助力碳中和目标下的城乡建设革新。
参考资料:
1.2025第十届上海国际空气环境与净化技术展览会 AIRVENTEC CHINA 2025|工业环境展|室内空气展|空气展 – 2025年6月4-6日第十届空气展与您相约国家会展中心