分享｜如何将旧办公楼低成本改造为被动式低能耗智能建筑？

2022-02-26

项目概况

深圳市建设工程质量监督检测实验室业务楼宇安全改造工程总承包（EPC）项目位于广东省深圳市福田区振兴路1号，甘泉路以东，上步路以西。属于华强北商圈。是市中心最繁华的商业区，也是国内电子产品流通的主要枢纽。项目原建筑为深圳市建设工程质量监督站、市建设工程质量检测中心的建材鉴定实验及业务服务室。

本项目探索了夏热冬暖地区既有公共建筑绿色改造技术体系与建筑装饰设计相结合的途径，对国内外既有公共建筑绿色改造装饰设计具有借鉴意义。

▲装修前

北楼原为深圳市建设工程质量检测中心，分为主楼和附楼。南楼原为建设工程质量监督站办公楼，建筑面积3114平方米。为7层框架结构建筑，于1991年建成投入使用。经过20多年的使用，原建筑年久失修，损毁严重。很难满足现代办公的要求。因此，它进行了绿色改造。改造后将作为政府机关办公楼，实现被动、低能耗、智能、舒适的办公楼。s 水平。

▲装修后

由于其地基浅、结构不稳定等特点，其大部分承重结构都受到不同程度的破坏，在改造过程中主体结构无法破坏。为有效降低改造过程中可能出现的结构风险，设置了一套成型技术，对结构的实时变化进行监测，防止工程事故的发生。本项目主要改造内容包括：主体结构加固、节能改造、智能化升级等工程。采取的具体措施可以概括为四个方面：改造前评估、改造规划、改造技术、绿色施工。

项目基于气候生物学被动分析策略，采用立体绿化、个性化采光遮阳组件、光伏系统、建筑垃圾骨料PC组件、工程渣不燃块、内外分区照明控制等绿色节能产业化技术改造，集建筑节能改造、主体结构加固、智能化升级工程、建筑美学于一体。

根据气候生物学的分析策略，确定可用于本项目的转化技术。形成以被动设计为主、主动绿色技术为辅的设计策略。最终落实绿色、健康、节能、智能化、以人为本、人性化的工程改造理念。

体现在高性能围护结构，包括双层外遮阳皮、热反射漆、高性能外窗和立体绿化；机器喷淋冷却设备等；采光管与分区控制相结合的高效LED照明系统；可再生能源综合利用，包括高性能屋顶光伏系统和空气源热泵。

01基于光纤光栅的结构健康监测系统

在结构加固中，采用光纤光栅传感技术（FBG）对托换梁、新加筋墙、新增柱和墙基的应力-应变进行监测，并将监测数据同步传输到结构应力模型中，进行实测-时间监控。力对比分析，实时监测分析既有建筑改造过程及运营后的结构健康状况。

该技术将光纤光栅传感器安装在梁结构、墙体内部或表面，利用自主研发的可视化系统，对结构的微小变化（应变）进行实时、远程监测和安全预警。 ，挠度）在托换施工过程中的框架结构。，提高施工安全。该监测方法具有高达 1 微应变的精度。本项目北楼一层由砖混结构转为框架结构施工中，采用该技术完成安全施工，显着节省施工时间、人力和成本。

02 建筑节能与能源利用

北楼2个小房间的彩钢瓦屋顶覆盖了冷却膜。冷却膜的原理是利用特定波长的红外辐射可以直接辐射到外太空的特性。只要将多余的热量转化为特定波长的红外辐射，就可以永久“扔”入宇宙。

这种薄膜冷却效果相当强。该团队估计，在美国普通房屋的屋顶上，20 平方米的薄膜足以在室外温度达到 37°C 时将室内温度保持在 20°C。降温膜目前处于测试阶段，未来将进行降温效果的数据收集和分析。

通过透明外壳的太阳辐射是室内温度升高的重要原因。在透明围护结构上设置外遮阳设施，可有效降低辐射热增益。该软件用于日照分析，得到最佳的遮阳角度和遮阳宽度。通过分析墙体的太阳能得热系数对建筑能耗的影响，确定最佳的太阳能得热系数值。

03 自然采光技术

对于自然采光条件相对较差的区域，项目在新建的大型会议区安装了光管照明系统，高反射光管将室外的阳光引入室内。导光照明系统主要由照明罩、导光板和漫射板三部分组成。照明原理是通过灯罩有效地收集室外自然光并将其重新分配到系统中。系统底部的漫射器经过特制的光管传输加固后，将自然光均匀高效地照射到场地内，从而打破照明。完全依靠电力的概念。在这个项目中，大会议室屋顶设置两根光管，改善大会议室空间的自然采光。以节省2个26W的照明灯具估算，可节省一年左右的电费。

04 照明系统节能技术

本项目电灯全部更换为LED灯，采用多种轻触开关产品，让灯更智能。例如，用红外传感器代替原来的语音控制方式，实现人走时关灯。该产品可以像普通开关一样使用，也可以通过移动终端实现工程灯光控制。

照明电路针对相关电路进行了优化。靠近外窗的一排灯由一个触摸开关控制。阳光充足时，用户可单独关闭，有效降低办公楼照明能耗。

5 能耗监测平台

本项目改造后，将建成楼宇环境与能耗综合智能监控平台，对各分步计量装置及各类能耗系统的运行情况进行实时监控，以达到降低能耗的目的。消费和劳动力成本。主要对项目能源系统全生命周期的实际数据进行汇总分析，包括数据监测、数据统计、数据评价、绩效排名、宣传、诊断、大数据分析、配额管理、运维保障等。

能耗集成部分实时监控电、冷、气、水、光伏发电、机电设备运行状况，分析并输出能耗报表，评估能效，诊断机电系统可能存在的问题，异常告警情况。

室内环境舒适度监测，室内环境部分监测温度、湿度、照度、人员位置、空气中CO2、甲醛、PM2.5等，分析室内环境卫生、办公舒适性、控制性、新风系统、空调系统等。通过BIM模型的3D展示，增加了对互联网和智能终端（手机APP）的远程访问，实时了解各个系统的运行状态。建筑物可以远程或自动调整。

该监测平台的建立，不仅可以为节能减排提供强有力的技术支撑，还可以实现能源的按需、精细化利用，为各项节能措施提供能耗和能效评价与改进。一手实时数据支持。

目前，该项目已成为华南地区既有建筑绿色改造的标杆工程和既有建筑绿色改造的国际示范工程。

深圳市建设工程质量监督检验实验室商务楼以“绿色、健康、节能、智能”的理念设计，实现“以人为本、人性化”的目标。在绿色改造过程中，建筑充分挖掘原建筑材料的生命可持续性，将场地拆除的水磨石砖作为PC构件的骨料；拆除废旧铝合金门窗窗框，作为攀爬藤蔓，进行立面垂直绿化。骨架; 旧材料的回收利用智慧办公楼能耗管理系统，使改造后的建筑与原有建筑有了物质传承，使建筑的生命得以延续，同时，