【项目分析】中国被动房居住建筑大面积推广示范项目

中德生态园被动房住宅推广示范小区一期——“绿色公元”是全国首批被动房住宅建筑示范项目。该项目于2016年启动，荣获山东省被动式超低能耗绿色建筑示范项目等多项荣誉称号。

项目概述

中德生态园被动房推广住宅示范小区—“绿色公元”，定位成为中国被动房居住建筑大面积推广的典型示范。项目位于青岛市中德生态园C-2-06地块，为居住类项目，包含别墅及多层洋房等多类产品，同时配建社区服务中心及配套商业服务网点。总建筑面积70226.28㎡，其中地上建筑面积44937.43㎡。项目于2019年12月完工交付。

项目荣誉

项目区内17栋住宅单体，均已取得德国PHI被动房认证（一楼一证书，全国首例）和中国被动式超低能耗绿色建筑认证；获得全国首批国家级超低能耗建筑系统认证项目称号；获得两项国家十三五课题示范项目称号—“近零能耗建筑技术体系及关键技术开发”和“城市新区绿色规划设计技术集成与示范”。

此外，项目还获评山东省被动式超低能耗绿色建筑示范项目和青岛市超低能耗建筑示范项目。其中，1#楼社区服务中心（健身房）被誉为全球首个在温和潮湿气候区中按照被动房标准建造的健身房类型建筑，以及全国首例PHI被动房示范项目“Passive House Pilot Project”

全国首批国家级超低能耗建筑系统认证

技术特点

本项目按照德国被动房标准进行设计与建设，秉承“被动优先，主动优化”的理念，以“可持续、低碳、绿色、环保”为设计原则，技术措施为高性能围护结构、围护结构的无热桥和高气密性、遮阳/自然通风等被动式技术、新风热回收、智能家居、楼宇自控等。

技术亮点为：创新性的采用地源热泵新风一体机并分户控制；全区屋面采用太阳能光伏发电系统；将居住建筑并入能耗监测系统；解决厨房排油烟室内负压问题等。

1. 户式地源热泵新风一体机

地热能方面，本项目采用地源热泵系统作为冷热源，为建筑提供采暖、制冷及生活热水需求。地源热泵利用浅层地热能为住户供热制冷，冬季把地能中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季把室内的热量取出，释放到地能中，减少二氧化碳对大气的污染，服务于住户同时，保护大气环境，提供良好的居住环境。

示范项目地源热泵机房

另外，本项目的创新点之一，在于采用“地源热泵系统（冷热源）+热回收新风机组（供冷供暖末端）=户式地源热泵新风一体机”的方式给建筑室内供冷供热，并实现用户自行控制需求。地源热泵机组采用涡旋机组；新风采用全热回收机组，设备回收效率高达79%，该项目每户设置一套空调系统，户式地源热泵机组台数、热回收新风机组台数与户数相同，均为247台。

生活热水由地源热泵新风一体机提供，并配置电辅助加热，夏季采用地源热泵热回收可实现免费热水。

新风机及压缩机均采用无级变频控制，可根据室内温度、湿度及二氧化碳浓度实现变频控制，每个房间可以单独控制温湿度。

户式地源热泵新风一体机——机组原理图和产品德国PHI预认证证书

2. 屋面太阳能光伏发电系统

太阳能方面，本项目在全区建筑屋面设置太阳能光伏发电系统，采用两种并网方式。其中洋房区光伏产电并入小区物业站，供给物业照明、公共电器等用电；别墅区光伏发电自发自用，多余并入市政电网。屋顶太阳能光伏发电板采用多晶硅太阳能电池组件，组件之间及组件与逆变器之间用光伏专用电缆穿管敷设，计量电表采用双向电能表，以满足使用要求。

光伏组件选型方面，本工程选用265Wp多晶光伏组件，技术参数如下：

项目共计安装568块270W组件，装机容量为153.36KW。25年总计发电457.63万度，总收益为421.02万（实际收益以实际发电量为准）。

示范项目太阳能光伏应用

别墅方面，以6#8#10#13#楼为例，每栋四户安装组件42块（270W/块）两户分别装9块（2.43KW）；剩余两户分别装12（3.24KW）块；采用4台3KW单相逆变器。四户首年发电量为14900度，25年总发电量为33.9万度（已将组件效率逐年递减计算其中），25年总收益为31.12万元。

洋房方面，以5#12#楼为例，安装组件52块（270W/块）装机容量14.04。采用一台15KW三相逆变器接入。首年发电量为18448度，则25年总发电量为41.89万度（已将组件效率逐年递减计算其中），25年总收益为38.54万元。

3.能耗监控与计量技术

为了获取建筑真实运行数据及对各系统运行评估分析，小区内的住宅、社区服务中心都建立了完善的建筑能耗监控系统。包含用电检测和用热监测。每个单体建筑各单元夹层均设置数据采集器，分别对建筑照明、插座、暖通空调、生活热水和其他用电系统、设备的耗电量进行计量；同时对地缘侧热量、暖通空调设备冷冻、冷却侧供回水温度、流量，供冷供热量进行计量。各能耗计量设备经标定后接人系统，所有计量设备具有数据远传功能，按照设定频率，将采集到的参数上传至中央能耗监测平台。

耗电量监测系统主要由能耗设备的计量装置、户感器、数据采集器、服务器、能耗计量管理工作站等部分组成。环境参数及机电设备等数据经过集成，由户感器等计量装置进行计量，然后通过有线采集器传输至交换机，并通过互联网将数据传输给能耗计量管理工作站。

能耗监测平台架构图——2#楼1单元

热量方面，监测系统的工作原理为：通过嵌入式热量表统计泵房和用户每户的冷热量，包括地原侧热量、水箱热量等。同样通过有线采集器传输至交换机，并通过互联网将数据传输给能耗计量管理工作站。各个建筑的能耗监管平台均能够实现能耗数据的实时采集、网络传输与在线监测功能，满足建筑能耗监管的基本要求。

热量监测系统原理图

4. 厨房排油烟措施

由于中德两国国情不同，被动房居住建筑的厨房排油烟一直是被动房在中国应用的难点之一。本项目采用集中式抽油烟系统，抽油烟风机设置在屋顶，每个单元6户共享一个风机，根据用户使用情况，风机自动变频。厨房抽烟机额定风量为2000m3/h，每户最大风量500m3/h，风量可根据做饭时的需求三档可调。厨房灶台处使用补风阀就近补风，补风阀平时关闭，抽油烟机工作时联动补风阀开启，补风量等于抽油烟机排风量。

结语

本项目满足被动房建筑设计标准，建筑全年供热供冷需求能耗显著降低，从而有效地减少了煤、天然气、电、水等不可再生资源的消耗；与此同时，项目大量运用地热能、太阳能等可再生能源对项目所需能耗进行一定的补充，从而进一步缓解能源短缺的压力；另外，规划设计大面积的屋顶绿化系统，对于空气质量及微气候调节均具有一定的效用，而海绵城市的相关设计，也是本项目对于环境保护所作出的另一方面贡献。

综上所述，项目在环境测评方面产生了有利的积极影响，有效减少非可再生能源的利用，适当缓解能源短缺的压力，减少二氧化碳等污染物的排放，实现人、建筑与环境的和谐共生。预计建成后，每年可节约运行成本687万元，节约用电1272万kWh。

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