本文節(jié)選自《建筑創(chuàng)作》2024年第5期專題報道
【核心提示】在我國"雙碳"戰(zhàn)略驅(qū)動下，超低能耗建筑正成為行業(yè)焦點(diǎn)。本文通過呼和浩特某示范項(xiàng)目實(shí)踐，系統(tǒng)解析嚴(yán)寒地區(qū)超低能耗住宅的電氣設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)路徑，涵蓋氣密性處理、智能遮陽調(diào)控、能源監(jiān)測優(yōu)化及可再生能源集成應(yīng)用等方面。
一、工程實(shí)踐背景
項(xiàng)目位于內(nèi)蒙古呼和浩特（嚴(yán)寒B區(qū)），總建筑面積8萬㎡，包含11棟一類高層住宅及配套建筑。經(jīng)中國建筑節(jié)能協(xié)會認(rèn)證，建筑綜合能耗56kWh/(㎡·a)，供暖能耗6.75kWh/(㎡·a)，制冷能耗4.2kWh/(㎡·a)，達(dá)到超低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)。
二、技術(shù)體系構(gòu)建
（一）圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化
- 氣密層處理：采用集中穿管技術(shù)，公區(qū)照明回路在地庫配電間設(shè)置獨(dú)立配電箱，地上樓層照明管線經(jīng)電氣豎井集中穿越氣密層，采用PVC低導(dǎo)熱套管并實(shí)施密封膠封堵工藝，有效控制熱橋效應(yīng)。
- 構(gòu)造節(jié)點(diǎn)控制：外墻穿孔部位均采用雙層密封構(gòu)造，電纜橋架穿越處設(shè)置斷熱卡套，傳熱系數(shù)控制在0.4W/(m2·K)以下。
（二）智能動態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)
- 自適應(yīng)遮陽系統(tǒng)：東西立面配置電機(jī)驅(qū)動式智能百葉，搭載光照強(qiáng)度傳感器與氣象聯(lián)動裝置，實(shí)現(xiàn)：
- 夏季模式：太陽高度角＞30°時自動閉合，遮蔽直射輻射同時引入漫射光
- 冬季模式：調(diào)整至45°傾角，接納低位日照提升室內(nèi)得熱
- 極端天氣：風(fēng)速＞5級或雨雪狀態(tài)自動收攏
- 環(huán)境感知網(wǎng)絡(luò)：部署溫濕度、CO?、PM2.5復(fù)合傳感器，聯(lián)動新風(fēng)機(jī)組實(shí)現(xiàn)：
- 空氣質(zhì)量超標(biāo)時自動增強(qiáng)換氣
- 焓值控制策略優(yōu)化熱回收效率
- 人員活動區(qū)域動態(tài)調(diào)節(jié)送風(fēng)量
（三）能源監(jiān)測平臺
構(gòu)建三級計(jì)量體系：
- 公共區(qū)域：分項(xiàng)計(jì)量電梯、電伴熱、應(yīng)急照明等12類負(fù)荷
- 典型戶型：選取12組樣本戶，細(xì)分采暖/照明/廚衛(wèi)等6大能耗單元
- 環(huán)境參數(shù)：同步監(jiān)測室內(nèi)空氣品質(zhì)與熱工參數(shù)
數(shù)據(jù)采集終端采用Modbus RTU協(xié)議，通過LoRa無線組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)：
- 15分鐘粒度能耗數(shù)據(jù)采集
- 異常能耗實(shí)時報警（閾值設(shè)定功能）
- 多維度能耗對標(biāo)分析（同朝向戶型橫向?qū)Ρ龋?/li>
（四）可再生能源集成
- 光伏系統(tǒng)：屋面布置450W單晶硅組件，年發(fā)電量達(dá)18.6萬kWh，滿足：
- 公共照明100%電力自給
- 電梯系統(tǒng)30%能耗替代
- 應(yīng)急電源儲能補(bǔ)充
- 光導(dǎo)照明：地下車庫設(shè)置直徑530mm導(dǎo)光管，配合棱鏡反光系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)：
- 日間照明節(jié)能率68%
- 照度均勻度0.7以上
- 顯色指數(shù)＞80
三、技術(shù)創(chuàng)新亮點(diǎn)
- 氣密性保障：通過BIM模擬優(yōu)化管線路徑，減少氣密層穿孔率達(dá)72%
- 智能聯(lián)動：開發(fā)BA系統(tǒng)與遮陽設(shè)備、空調(diào)機(jī)組的協(xié)同控制算法，綜合節(jié)能率提升15%
- 彈性擴(kuò)展：預(yù)留屋頂光伏擴(kuò)容接口，設(shè)計(jì)承載能力考慮未來30%裝機(jī)增量
四、發(fā)展建議
- 標(biāo)準(zhǔn)銜接：建立電氣設(shè)計(jì)與被動房PHI認(rèn)證體系的對接機(jī)制
- 產(chǎn)品創(chuàng)新：研發(fā)適用于超低能耗建筑的專用電器（如低溫啟動熱泵）
- 運(yùn)維優(yōu)化：構(gòu)建基于數(shù)字孿生的能耗預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)適
本實(shí)踐表明，通過系統(tǒng)性電氣設(shè)計(jì)創(chuàng)新，超低能耗建筑可實(shí)現(xiàn)：
- 圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱損失降低83%
- 照明能耗節(jié)約62%
- 可再生能源占比提升至38%
未來需重點(diǎn)關(guān)注：高效儲能技術(shù)應(yīng)用、直流微網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建、AI驅(qū)動的需求響應(yīng)策略等方向，持續(xù)推動建筑能源系統(tǒng)的深度脫碳。
參考資料：
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