适用于雄安新区政策及气候特征的近零能耗
建筑设计实践与思考
作者：张齐1 蔡郑强2 刘少亮3
中矿金石实业有限公司
清华大学建筑设计研究院有限公司
河北省建筑科学研究院有限公司
为了应对全球气候变化，我国提出双碳发展目标。建筑行业能源消耗及碳排放占据我国能源消耗及碳排放总量近五成，发展超低能耗建筑被视为建筑行业实现碳达峰的重要路径之一，也是实现建筑行业碳中和的必要条件。
雄安新区自成立之初便肩负树立新时代社会主义现代化城市样板的历史使命。随着新区大规模建设的开展，为推动超低能耗建筑的发展，雄安新区在超低能耗建筑的建设管理等方面开展了一系列工作。
基于雄安新区气候特征及政策要求，本文以新区某大型公共建筑为例，系统分析了其近零能耗建筑的设计策略及关键技术集成、施工及运维重点管控要点。
1.项目概况
本项目位于雄安新区启动区，由三个地块组成，总建筑面积75 803.82m2，地上五5层/9层，地下1层，主要功能为办公（见图1）。项目以“近零能耗+零碳”为双目标，采用性能化设计与主被动节能相结合的策略。将建筑本体节能率提升至50%以上，通过光伏发电、风力发电等综合能源应用，建筑综合节能率基本达到100%。
图 1 项目效果图
2.设计策略
本项目遵循“被动优先、主动优化、可再生能源补充”的技术路径，综合运用主被动节能技术与太阳能、风能。
2.1自然通风及自然采光技术
建筑布局利用自然条件，规避冬季主导风并组织夏季自然通风。通过设置竖向通高空间增强气流与采光。基于风环境模拟优化楼间距与开窗设计，确保过渡季70%以上主要功能房间自然通风换气≥2次/h。采用透光幕墙及大窗地比（≥1:5）设计，使60%以上主要空间采光达标时数≥4h/d。
2.2围护结构节能技术
（1）围护结构保温。外墙、屋面、地面采用高效保温隔热措施，具体技术措施详见表1。
（2）外窗系统。采用高性能外窗系统，整窗传热系数K≤1.0W/(m2·K)。
（3）热桥控制。钢结构与外墙锚固部位设置隔热垫块和断热桥锚栓，管线穿墙预留洞周圈填塞岩棉，选用断热桥产品，有效降低热桥效应。
（4）气密性措施。外门窗、幕墙与结构之间的缝隙采用耐久性良好的密封材料密封，室内侧采用防水隔汽膜，室外侧采用防水透汽膜。构件管线穿透建筑气密层时进行密封处理。
表 1 近零能耗建筑经济性分析
2.3暖通空调及冷热源节能技术
采用能效比（COP）值达6.27的磁悬浮冷水机组，能效超国标14%。新风系统设置显热回收装置，热回收效率不低于75%。
2.4高效电气设备节能技术
在充分利用自然光的基础上，照明采用高效节能的发光二极管（LED）光源及灯具，公共部位的照明采用智能感应照明控制系统。电梯采用节能型电机，具备变频调速拖动、轿厢无人关灯等节能措施。
2.5智慧能源管控及运维技术
项目搭建了基于BIM的智慧能耗监测平台，集成人工智能（AI）算法实时诊断能源状况、优化设备运行并制定节能策略，预计可提升能效15%。平台采用三层架构：现场设备层、网络通信层、用户管理层，为实现超低能耗运维提供支撑。
2.6可再生能源应用技术
项目采用风光互补发电，提升清洁能源利用效率，屋顶光伏采用单晶硅太阳能组件，装机容量约为750kW，年均发电量77.51万kWh，帆型风电装置采用16台小型风机，年发电量12万度。光伏发电量优先由地块消纳，节假日期间无法消纳部分，并网输送至电网。光伏及风电装置布置示意图见图2。
图 2 光伏及风电装置布置示意图
2.7建筑能耗计算
基于上述节能技术，结合项目特点综合确定模拟分析边界条件进行模拟分析。设计建筑通过节能技术使年总能耗降至27.16 kWh/m²，结合可再生能源发电，基本实现了100%的综合节能率。
3.运维控制要点
超低能耗建筑的实现需要设计、建设及运维各环节严密控制。
（1）编制专项施工方案及技术交底。针对超低能耗建设目标采用的技术措施，专项编制外墙、地面保温施工方案；可再生能源系统施工方案等，保证技术措施落地性。
（2）严控节能产品进场合格证明及检测。由专业监测机构出具的检测报告。
（3）明确关键工序（如气密性施工、热桥处理等）的影像记录要求。尤其是隐蔽工程施工前后的情况，确保可追溯性。
（4）做好各项完工检测。建筑气密性检测报告、围护结构热工缺陷检测报告、围护结构主体部位传热系数检测报告、新风热回收装置检测报告等。
（5）做好运营期内数据分析及运营策略调整与纠偏。运营阶段以月、季度、年度为单位及时分析能耗数据，调整运营策略。
4.经济性分析
本项目增量成本合计873.17万元，折合单位面积增量成本为838.91元/m2，本经济性分析仅考虑建设阶段成本增量，未考虑全生命周期运营收益，具体增量分析见表1。
5.结论与建议
本文通过对雄安新区某近零能耗公共建筑的分析，得出以下结论：一是优先采用自然通风与采光，强化建筑本体节能；二是推广新型保温材料，适度提高围护结构保温标准；三是推行机电设备智能化和电气化；四是严格施工质量管理，加强过程检测与品质控制；五是充分利用本地可再生能源，全面提高清洁能源利用率。
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本文摘自《建设科技》2025年第19期。
