中德生態園被動房住宅推廣示范小區一期——“綠色公元”是全國首批被動房住宅建筑示范項目。該項目于2016年啟動，榮獲山東省被動式超低能耗綠色建筑示范項目等多項榮譽稱號。
項目概述
中德生態園被動房推廣住宅示范小區—“綠色公元”，定位成為中國被動房居住建筑大面積推廣的典型示范。項目位于青島市中德生態園C-2-06地塊，為居住類項目，包含別墅及多層洋房等多類產品，同時配建社區服務中心及配套商業服務網點。總建筑面積70226.28㎡，其中地上建筑面積44937.43㎡。項目于2019年12月完工交付。
項目位置圖
項目鳥瞰圖
項目效果圖
項目實景圖
項目榮譽
項目區內17棟住宅單體，均已取得德國PHI被動房認證（一樓一證書，全國首例）和中國被動式超低能耗綠色建筑認證；獲得全國首批國家級超低能耗建筑系統認證項目稱號；獲得兩項國家十三五課題示范項目稱號—“近零能耗建筑技術體系及關鍵技術開發”和“城市新區綠色規劃設計技術集成與示范”。
此外，項目還獲評山東省被動式超低能耗綠色建筑示范項目和青島市超低能耗建筑示范項目。其中，1#樓社區服務中心（健身房）被譽為全球首個在溫和潮濕氣候區中按照被動房標準建造的健身房類型建筑，以及全國首例PHI被動房示范項目“Passive House Pilot Project”。
項目部分PHI終認證證書
國家十三五課題示范項目
全國首批國家級超低能耗建筑系統認證
技術特點
本項目按照德國被動房標準進行設計與建設，秉承“被動優先，主動優化”的理念，以“可持續、低碳、綠色、環保”為設計原則，技術措施為高性能圍護結構、圍護結構的無熱橋和高氣密性、遮陽/自然通風等被動式技術、新風熱回收、智能家居、樓宇自控等。
技術亮點為：創新性的采用地源熱泵新風一體機并分戶控制；全區屋面采用太陽能光伏發電系統；將居住建筑并入能耗監測系統；解決廚房排油煙室內負壓問題等。
1. 戶式地源熱泵新風一體機
地熱能方面，本項目采用地源熱泵系統作為冷熱源，為建筑提供采暖、制冷及生活熱水需求。地源熱泵利用淺層地熱能為住戶供熱制冷，冬季把地能中的熱量取出來，提高溫度后，供給室內采暖；夏季把室內的熱量取出，釋放到地能中，減少二氧化碳對大氣的污染，服務于住戶同時，保護大氣環境，提供良好的居住環境。
示范項目地源熱泵機房
另外，本項目的創新點之一，在于采用“地源熱泵系統（冷熱源）+熱回收新風機組（供冷供暖末端）=戶式地源熱泵新風一體機”的方式給建筑室內供冷供熱，并實現用戶自行控制需求。地源熱泵機組采用渦旋機組；新風采用全熱回收機組，設備回收效率高達79%，該項目每戶設置一套空調系統，戶式地源熱泵機組臺數、熱回收新風機組臺數與戶數相同，均為247臺。
生活熱水由地源熱泵新風一體機提供，并配置電輔助加熱，夏季采用地源熱泵熱回收可實現免費熱水。
新風機及壓縮機均采用無級變頻控制，可根據室內溫度、濕度及二氧化碳濃度實現變頻控制，每個房間可以單獨控制溫濕度。
戶式地源熱泵新風一體機——機組原理圖和產品德國PHI預認證證書
2. 屋面太陽能光伏發電系統
太陽能方面，本項目在全區建筑屋面設置太陽能光伏發電系統，采用兩種并網方式。其中洋房區光伏產電并入小區物業站，供給物業照明、公共電器等用電；別墅區光伏發電自發自用，多余并入市政電網。屋頂太陽能光伏發電板采用多晶硅太陽能電池組件，組件之間及組件與逆變器之間用光伏專用電纜穿管敷設，計量電表采用雙向電能表，以滿足使用要求。
光伏組件選型方面，本工程選用265Wp多晶光伏組件，技術參數如下：
項目共計安裝568塊270W組件，裝機容量為153.36KW。25年總計發電457.63萬度，總收益為421.02萬（實際收益以實際發電量為準）。
示范項目太陽能光伏應用
別墅方面，以6#8#10#13#樓為例，每棟四戶安裝組件42塊（270W/塊）兩戶分別裝9塊（2.43KW）；剩余兩戶分別裝12（3.24KW）塊；采用4臺3KW單相逆變器。四戶首年發電量為14900度，25年總發電量為33.9萬度（已將組件效率逐年遞減計算其中），25年總收益為31.12萬元。
洋房方面，以5#12#樓為例，安裝組件52塊（270W/塊）裝機容量14.04。采用一臺15KW三相逆變器接入。首年發電量為18448度，則25年總發電量為41.89萬度（已將組件效率逐年遞減計算其中），25年總收益為38.54萬元。
3.能耗監控與計量技術
為了獲取建筑真實運行數據及對各系統運行評估分析，小區內的住宅、社區服務中心都建立了完善的建筑能耗監控系統。包含用電檢測和用熱監測。每個單體建筑各單元夾層均設置數據采集器，分別對建筑照明、插座、暖通空調、生活熱水和其他用電系統、設備的耗電量進行計量；同時對地緣側熱量、暖通空調設備冷凍、冷卻側供回水溫度、流量，供冷供熱量進行計量。各能耗計量設備經標定后接人系統，所有計量設備具有數據遠傳功能，按照設定頻率，將采集到的參數上傳至中央能耗監測平臺。
耗電量監測系統主要由能耗設備的計量裝置、戶感器、數據采集器、服務器、能耗計量管理工作站等部分組成。環境參數及機電設備等數據經過集成，由戶感器等計量裝置進行計量，然后通過有線采集器傳輸至交換機，并通過互聯網將數據傳輸給能耗計量管理工作站。
能耗監測平臺架構圖——2#樓1單元
熱量方面，監測系統的工作原理為：通過嵌入式熱量表統計泵房和用戶每戶的冷熱量，包括地原側熱量、水箱熱量等。同樣通過有線采集器傳輸至交換機，并通過互聯網將數據傳輸給能耗計量管理工作站。各個建筑的能耗監管平臺均能夠實現能耗數據的實時采集、網絡傳輸與在線監測功能，滿足建筑能耗監管的基本要求。
熱量監測系統原理圖
4. 廚房排油煙措施
由于中德兩國國情不同，被動房居住建筑的廚房排油煙一直是被動房在中國應用的難點之一。本項目采用集中式抽油煙系統，抽油煙風機設置在屋頂，每個單元6戶共享一個風機，根據用戶使用情況，風機自動變頻。廚房抽煙機額定風量為2000m3/h，每戶最大風量500m3/h，風量可根據做飯時的需求三檔可調。廚房灶臺處使用補風閥就近補風，補風閥平時關閉，抽油煙機工作時聯動補風閥開啟，補風量等于抽油煙機排風量。
結語
本項目滿足被動房建筑設計標準，建筑全年供熱供冷需求能耗顯著降低，從而有效地減少了煤、天然氣、電、水等不可再生資源的消耗；與此同時，項目大量運用地熱能、太陽能等可再生能源對項目所需能耗進行一定的補充，從而進一步緩解能源短缺的壓力；另外，規劃設計大面積的屋頂綠化系統，對于空氣質量及微氣候調節均具有一定的效用，而海綿城市的相關設計，也是本項目對于環境保護所作出的另一方面貢獻。
綜上所述，項目在環境測評方面產生了有利的積極影響，有效減少非可再生能源的利用，適當緩解能源短缺的壓力，減少二氧化碳等污染物的排放，實現人、建筑與環境的和諧共生。預計建成后，每年可節約運行成本687萬元，節約用電1272萬kWh。
