被动式建筑融合与主动式科技应用结合——中建八局一公司设计研究院的绿色低碳设计探索与实践

  在“双碳”目标背景下，绿色化、低碳化已成为建筑行业转型发展的新方向，中建八局一公司设计研究院在建筑绿色低碳设计实践中，从被动式建筑融合和主动式科技应用入手，持续探索高水平绿色建筑设计一站式解决方案。

  由中建八局一公司自主设计、施工、运营的中建八局人才发展中心（山东）项目，在先期设计策划阶段引入被动式设计理念，并将低碳思维贯穿设计、施工、运维全过程，倾力打造被动式建筑的典范，先后荣获山东省优秀方案奖、济南市勘察设计一等奖、上海市建筑学会建筑创作提名奖等多项荣誉。

  在建筑设计中自然融入绿色低碳技术，通过全方位的模拟推导，将体型系数控制到极致，由0.4降低至0.23，最大程度减少建筑热交换面。设计庭院空间为内部空间提供自然采光，减少人工光源使用，使室内空间获得自然通风，有效改善建筑环境的微气候。通过模拟分析建筑不同季节的太阳高度角，在南向房间针对性采用水平遮阳及Low-e玻璃，夏季可避免阳光直射、隔离热辐射，冬季阳光可恰好照入室内、为室内保温，Low-e玻璃与普通玻璃及传统建筑所用的镀膜玻璃相比节能约40%。在公寓立面上创新采用装配式清水混凝土保温装饰一体化系统，相比于传统外维护墙体现浇砌筑的方式，在全生命周期下能够实现节碳约40%。

  中建八局建筑绿色低碳技术实验室以近零能耗为设计标准，设计能耗水平比标准降低65%以上，集合采用主、被动太阳能的设计策略及装配式建造方式，充分利用太阳能、地热能、风能等绿色能源，为实现零碳建筑提供实践经验。

  建筑设计外立面采用多功能一体化超高性能混凝土轻钢龙骨复合外墙，该墙板集结构、保温、装饰、防水、防火、耐久等多重功能于一体，采用A级石墨烯高效节能保温材料，厚度降低约40%，能适用于各类气候条件下的超低能耗、近零能耗建筑。保温隔热体系通过外墙和屋面高性能保温措施产生的“棉被效应”形成锁温空间，大幅降低室外气温对室内温度的影响，实现冬暖夏凉。创新采用复合化立体太阳能，系统装机容量可达24.3KW，年发电量能够覆盖建筑的全年能耗，实现建筑的零碳运行。同时引入光储直柔技术，通过设置储能装置、柔性用电调节装置等终端，与太阳能光伏共同构成能源产用闭环，除传统储能设备外，建筑还增设了氢燃料电池，用于测试化学能的供能效率及供能稳定性。供热方面采用地埋管地源热泵复合系统以水为媒从稳定的大地热源中取热，相比传统水系统节能20%以上。实验室还搭建了一套定制化智慧管理平台，将整体设备运行状态三维可视化展现、全天候监控，同时对建筑内各设备运行数据进行处理分析，针对建筑能耗状态开展对应控制策略研究，有效提高能源利用效率。