全国首个近零能耗改造医院建筑案例分享

摘要 辽宁中医药大学附属第二医院时珍楼近零能耗改造项目是既有建筑提质改造项目，按照中国《近零能耗建筑技术标准》GB/T51350-2019进行设计。通过“以修代建、精细修缮”方式实现该项目室内舒适度提高及能耗的大幅降低，并提升了建筑的安全性能。是医院类既有建筑首家通过近零能耗建筑设计认证项目，为严寒地区既有建筑改造提供了示范案例。

关键词 近零能耗建筑；医院建筑；节能率；既有建筑

项目概况

辽宁省沈阳市于洪区属于严寒地区，气温年较差大，具有冬季时间长，夏季时间较短且多雨的特点。辽宁中医药大学附属第二医院时珍楼建成于20世纪80年代，为普通住院楼。建筑面积7344m²，空调面积4833.15m²，共8层，体形系数0.22。

建筑外墙原保温层为XPS板，未达现行防火要求，且外墙饰面可见脱落和修补。改造前，项目空调系统接自院区中央空调系统，末端是风机盘管送风，无新风系统。院区冬季采暖和生活热水主要设备为溴化锂直燃机组，夏季制冷为磁悬浮制冷机组，冷热源稳定。

技术方案

按照被动优先、主动优化，可再生能源补充的总体技术路线，以气候特征为引导进行建筑方案设计。在改造时，充分考虑项目原有设计的特点，综合确定改造技术措施，提高改造的经济性、合理性，使改造措施更具普适性。

1 高性能外保温

拆除建筑原XPS外墙保温系统，增加60mm厚的真空绝热板作为外保温层，传热系数小于0.15W/（m²·K）。与岩棉、挤塑板等保温材料比较，真空绝热板更薄，重量更轻，施工更加便捷。同时，真空绝热板为不燃材料，提高了建筑整体防火级别。安装采用薄抹灰体系，保温层分两层错缝施工，外饰面层为真石漆涂料。

屋面增加350mm挤塑聚苯板，传热系数不高于0.1W/（m²·K），保温层下铺设隔气卷材，保温层上设置防水卷材。

原窗为2018年更换的三玻两腔塑钢窗，性能较好。为减少室内侧施工对医院的影响，保留原外窗。设计在原外窗外增加双玻塑钢窗，采用5+9A+5Low-E玻璃。综合传热系数低于1.2W/（m²·K），气密性8级，太阳得热系数0.45。外门窗采用内嵌安装，使用保温附框，外保温压部分窗框。

加强了建筑的气密性处理，减少冬季冷风渗透及夏季热风对空调能耗的影响，避免因湿气侵入使建筑出现发霉、结露等问题。由于是既有建筑改造，内部改造会影响医院的正常运作。故在外墙外表面通过抹20mm不间断水泥砂浆层作为增加的气密层，对窗户、穿墙管线、新风口等部位做特殊处理。

对建筑围护结构中潜在的冷热桥构造进行加强保温隔热降低传热的设计。外墙连接锚固件采用断热桥锚栓，板缝内填充硬泡聚氨酯材料；穿围护结构的管道洞口与管道间填充保温材料；与另一栋楼相通的连廊墙壁外侧作保温；墙壁附作物，如雨水管，改造时临时拆除，复原时加装隔热垫片、一体断热桥固定件等。

2 高效空调新风

由于围护结构性能的提升，建筑冷热需求大幅下降，原建筑的冷热源作为备用，增加空气源热泵机组对建筑提供冷热，安装于一层地面，额定性能（COP）制冷系数3.4，低温环境制热系数2.3。末端仍然采用原风机盘管系统。

增加热回收洁净新风系统，新风经过初效、静电和高效过滤器，PM2.5过滤效率高达99.95%，同时冬季热回收效率高达80%。设置了CO2检测与联动，新风机频率可根据CO2含量自动调节。

3 高效照明

将原建筑中非LED照明灯具更换为LED。对照度不达标房间的灯具进行更换。

4 可再生能源

屋面设置光伏发电系统，选用550Wp单晶硅电池组成共计108块，总装机容量为59.4kWp，设有50kW组串式逆变器1台。经计算，本项目光伏发电系统年发电量为70 200kW·h，采用“自发自用、余电上网”的模式。

5 室内空气品质检测及能源监控系统

项目监测系统能够实现对电耗、冷热量、室内空气品质实时监测。分楼层安装智能远传电表、4G数据采集器实现用电量和用电参数实时采集。对重点用能设备，如空气源热泵、空调水泵、光伏发电系统，分别单独计量。各楼层空调总水管安装冷热量计量表，通过数据采集器实时采集楼层数据。每层安装1台可移动式空气检测仪，检测仪通过连接室内无线网络wifi，将检测数据实时上传至系统平台，动态检测楼层温度、湿度、CO2浓度及PM2.5数据。

设计参数及能效指标

室内环境的设计参数为冬季≥20℃，夏季≤26℃，主要房间新风量2次/h，CO2浓度≤900ppm，室内PM2.5浓度比室外低100倍。

按照《近零能耗建筑技术标准》GB/T51350-2019、《近零能耗建筑测评标准》计算，建筑本体节能率为49.42%，建筑综合节能率为64.43%，可再生能源利用率为49.74%。