解析上海首座零能耗永久性模块化建筑

将一座建筑按照积木来堆积是什么体验？

在我国，工业建筑模块化非常常见，利用事先预制的模块化建筑单元，像拼积木一样拼装成一个完整的建筑。

模块化建筑好处非常多：组装灵巧、施工简便、节省人工，更环保节能等，符合当下绿色低碳发展理念。

所以，当一座建筑融合了模块化、零能耗、光伏建筑一体化等多种绿色建筑技术，会是什么样呢？

今天就来解析上海市首个零能耗永久性模块化建筑——上海招商局零碳展馆。

由中建科技集团绿色发展研究中心和华东公司联合打造的上海璀璨城市售楼部预计今年6月盛大开放。该项目已于今年通过上海市住房和城乡建设管理委员会专家组超低能耗建筑技术评审，是上海市零能耗建筑试点项目，也是上海市首个零能耗永久性模块化建筑!

什么是零能耗建筑？

零能耗建筑（zero energy building）是近零能耗建筑的高级表现形式，其室内环境参数与近零能耗建筑相同，充分利用建筑本体和周边的可再生能源资源，使可再生能源年产能大于或等于建筑全年全部用能的建筑。

零能耗永久性模块化建筑长啥样？

项目图片

项目位于上海市浦东新区，由售楼处和开放广场组成，位于其西北角的售楼处建筑面积3820平方米，建筑高度为21.75米，地上共计五层，整体采用模块-钢框架混合结构体系。

零能耗建筑技术体系

项目优先采用外墙屋面保温、节能门窗、外遮阳等被动式措施降低建筑供暖空调需求，并结合设备能效提升和可再生能源的利用，实现建筑“零能耗”。

零能耗实现路径

要想打造零碳建筑，不可避免要应用到被动式材料和可能再生能源。这个项目的外墙采用了节能屋面保温、节能门窗、节能外遮阳等被动式措施降低建筑供暖空调需求。另一方面，建筑充分利用立面及屋顶资源应用了光伏发电技术，在降低能耗的同时，通过建筑自身产出清洁能源实现建筑零能耗。

零能耗永久性模块化建筑还有哪些惊喜？

模块化售楼处5层吊装

引入“模数化”概念，通过全BIM正向建模、深化设计、合理进行箱体划分和布局优化，打造“产品盒子”，实现箱体尺寸标准化、种类少量化，室内办公空间无柱、外立面造型吻合，并在该项目中有效地解决了模块化建筑在高位转换和竖向构件不连续等特别不规则复杂结构中应用的各类技术难点。

引入BIM技术

建造时，项目紧跟工业化制造生产方式大潮，摒弃了传统建造生产方式，引入“模数化”概念，采用“箱式钢结构模块”组装建造方式，通过全BIM（建筑信息模型）正向建模、深化设计、合理进行箱体划分和布局优化，打造“产品盒子”，确保施工速度更快、预制集成度更高、施工品质可控、建造过程绿色低碳。总之，只要能让建筑更节能，一切先进的绿色建筑技术都统统加进来。

4~5层箱式钢结构模块

紧跟工业化制造生产方式大潮，摒弃了传统建造生产方式，采用“箱式钢结构模块”组装建造方式，确保施工速度更快、预制集成度更高、施工品质可控、建造过程绿色低碳。

运用软件模拟加上实验测试，对箱体间高强螺栓节点设计的可靠性进行了实验验证，确保结构受力均衡、安全可靠，真正做到了“强节点”。

仿石纹BIPV光伏幕墙

引入BIPV技术

为了最大化实现建筑自身产能、实现整体零能耗的目的。项目四五层模块建筑立面采用了嘉盛光电的仿石材纹理晶硅发电建材“青砖”系列，并在屋顶安装了高效单晶光伏板。

青砖的表面纹理与建筑外立面原有设计浑然一体，实现建筑美学表达的同时，还能借助高效电池技术实现高发电性能，集安全、美观、发电、节能等效果于一体。

项目四五层模块建筑立面采用仿石纹BIPV组件，并在屋顶安装了高效单晶硅光伏板，建筑光伏总装机容量高达115.68kW，投入运行后年发电量预计可达12.445万kWh。

被动式建筑技术

总平面布置充分利用场地自然资源，将被动式节能手段与建筑围护结构高效节能技术相结合，借助对外窗面积和窗型的优化，使得75%以上的空间在过渡季节自然通风换气次数可达到2次/h，且无大面积风影区滞留区，在保障室内自然采光的同时也有利于夏季通风和冬季防风，不仅显著提高室内环境舒适性的同时，更大幅减少建筑使用能耗，最大限度满足绿色建筑的基本要求。

采用高性能保温隔热屋面和幕墙轻钢复合保温外墙系统，其传热系数低至0.25W/(m2·K)和0.27W/(m2·K) ；配备三玻两腔断热铝合金窗，以及中置百叶活动遮阳型外窗，传热系数达到1.4 W/(m2·K)，均有效地降低了建筑用能需求。

光伏空调及系统发电工作模式

建筑二层采用光伏直驱多联机空调系统，光伏发电系统所发电能优先满足空调主机运行，多余电能向公共电网发电，当空调主机不工作时，光伏发电系统所发电能全部向电网送电。

引入被动式技术

此外，项目充分利用场地自然资源，将被动式节能手段与建筑围护BIPV结构高效节能技术相结合，借助对外窗面积和窗型的优化，在保障室内自然采光的同时也有利于夏季通风和冬季防风，不仅显著提高室内环境舒适性的同时，更大幅减少建筑使用能耗，最大限度满足绿色建筑的基本要求。

模块化BIM技术、BIPV技术、直流技术、被动式技术等多种绿色建筑技术的大范围应用，使得上海招商局零碳展馆成为上海市首个零能耗永久性模块化建筑，更成为国内零碳建筑的典范！