北京建筑材料科学研究总院有限公司（以下简称“北京建材总院”或“总院”）成立于1959年，隶属于北京金隅集团有限公司，作为金隅集团“1＋N＋X”科技创新综合体中的“1”，下设水泥绿色发展研究院、绿色建筑技术研究院、低碳混凝土研究院、智能制造研究院、新材料研究院5个专业研究院，着力打造了水泥及环保产业科技创新链、绿色建材及绿色建筑协同科技创新链、混凝土及新材料产业科技创新链。本刊将分板块介绍北京建材总院围绕绿色低碳转型、固废资源化利用、节能建材方面的突出成果，以分享科技创新经验，共谋行业绿色低碳安全高质量发展。

  加快推进以节能减排、绿色发展为核心的生态文明建设是建材行业不可推卸的历史使命，也是推进建材企业转型升级、高质量发展的迫切需要。

  北京金隅集团股份有限公司（以下简称“金隅集团”）是我国最大的新型、绿色、环保、节能综合建材制造商之一，是环渤海经济圈建材行业的引领者。近年来，随着国家“双碳”目标的提出，金隅集团积极打造超低能耗绿色节能建筑全产业链服务体系。北京建筑材料科学研究总院有限公司（以下简称“北京建材总院”）作为金隅集团的中央研究院，是北京市被动式低能耗建筑工程技术研究中心的依托单位，也成了金隅集团在绿色建材生产、集成技术开发、建筑设计等业务领域的排头兵、主力军。

  北京建材总院一直致力于建筑节能减排低碳环保领域的技术研发工作，领先承担了北京市超低能耗建筑技术集成示范与指标体系研究课题，取得一系列突破性成果，为大规模建造超低能耗建筑提供了技术支撑。

  2017年始，北京建材总院与金隅嘉业房地产开发有限公司联合建造了北京市首个中德合作被动式超低能耗住宅建筑，将金隅西砂西区公租房项目12号楼建设成为超低能耗示范住宅。项目位于北京市海淀区砂石厂路18号，总建筑面积6371.65平方米，建筑高度44.9米，层高2.7米，全楼共238户。2019年住建部科技与产业化发展中心及德国能源署为该项目共同颁发中德合作高能效建筑——被动式低能耗建筑认证，取得被动式低能耗建筑质量标识。

  该项目以被动式设计为主，采用高效外保温围护结构，高性能外门窗系统，辅助安装高效热回收新风系统。首次将大厚度A级岩棉条外墙外保温系统应用于高层建筑。

  由于岩棉重量较大，为提高系统的抗剪切力和安全性，采用了耐腐蚀性较高的外墙保温系统专用断热桥托架，制定了较完善超低能耗建筑岩棉条外保温系统施工方案；采用铝木复合高效节能窗，其气密性8级、水密性6级和抗风压性9级，整体性能均达到国内门窗检测《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》中的最高标准，良好的气密性可以大大降低建筑外窗热损失，有效降低建筑能耗，以采暖季为例，被动房的能耗只有15kWh/m2，相比普通住宅的41.8kWh/m2节约了六成多，用户运行成本降低，节约电费，且住宅内部无散热器采暖系统，提高了空间利用率；居住环境更加舒适：超低能耗住宅由于有新风系统，可以保证室内恒温恒湿，温度保持在18℃～26℃，空气相对湿度保持在30%～60%，室内CO2浓度小于1000ppm，室内空气质量PM2.5浓度始终在50μg/m3以下，可以使室内空气质量达到优良水平，有效地减少居住人员的呼吸系统疾病。

  该被动式超低能耗住宅示范项目已成为金隅集团高品质的产品、设计、施工、运行能力的展示平台。金隅集团可为项目提供从设计到部品，从外部施工到内部装修，从检验到后期运营等全产业链的服务和供应，可为超低能耗建筑供应高性能的“金隅星”A级岩棉、“金海燕”A级玻璃棉、金隅涂料、金隅砂浆、“爱乐屋”高性能节能门窗与森德新风设备等优质部品部件。

  上海杨浦区江浦社区R-09住宅地块项目于2021年3月成为上海首批次通过住建委超低能耗建筑方案评审的项目，并获得建筑3%容积率奖励。

  项目遵循“被动优先、主动优化”的原则，以室内环境和能耗指标为约束目标，通过采用外遮阳、节能门窗、围护结构保温等超低能耗建筑设计最大限度降低建筑供暖、空调、照明需求，通过主动技术措施最大幅度提高能源设备与系统效率，充分利用可再生能源，以最少的能源消耗提供舒适室内环境。

  在规划设计阶段，项目充分考虑朝向、通风、体形系数、窗墙比等因素，为顺利实现超低能耗建筑创造了有利条件：外墙外保温的主体现浇部分采用免拆保温模板一体化墙体保温系统，预制部分采用硅墨烯反打预制剪力墙，保温材料均采用100mm硅墨烯保温板；门窗及遮阳系统采用传热系数1.2W/(m2·K)、三玻两腔单Low-E充氩气聚氨酯型材的门窗，气密性达8级。新风系统采用户式全热交换新风系统（热回收新风系统），空调地暖系统的能源为空调地暖两联供空气源热泵，生活热水采用集中集热分户储热太阳能系统。

  上海杨浦区江浦社区R-09住宅地块项目达到了《上海市超低能耗建筑技术导则（试行）》的要求，符合上海市《关于推进本市超低能耗建筑发展的实施意见》对容积率计算的要求。预计较上海市节能设计标准，单体供暖空调、照明、生活热水、电梯一次能源消耗量降低幅度为32%（典型楼栋），运行阶段可实现减碳量约为349.75tCO2e/年。

  “零碳建筑”指建筑物通过适应气候特征和场地条件，通过被动式建筑设计最大幅度降低建筑对能源的需求，可以独立于电网运作，能够依靠太阳能或风能运作，即建筑在不消耗煤炭、石油等能源的情况下，全年的能耗全部由场地内外产生的可再生能源提供。北京市目前已经在全国率先实行了75%建筑节能标准，但距离实现建筑运行期间零碳排放还有很大节能空间，建筑节能与低碳化改造的任务还很艰巨。因此，亟待建设符合北京市气候特点的零碳建筑示范工程，促进北京市零碳建筑的推广。

  2021年，为贯彻新发展理念，落实国家和北京市“双碳”要求，金隅集团积极探索低碳园区及既有建筑零碳改造实施路径，金隅兴发科技园以“低碳园区示范＋零碳建筑试点”为定位，点面结合，通过产业升级、既有厂房建筑节能改造、超低能耗建筑技术能效提升、可再生能源应用、矿区生态修复等技术措施，赋予了科技园从工业文明走向生态文明的新生命。在该项目中，北京建材总院积极推进零碳示范项目建设实施，开发了光储直柔技术、智能运维监控系统，整合集成了金隅岩棉外保温系统、金隅涂料、爱乐屋玻纤聚氨酯窗、生态岩棉、森德新风机等产品，应用了光伏、地道风等可再生能源节能技术，形成了具有金隅特色的零碳建筑产品技术体系。

  金隅兴发科技园位于怀柔区怀北镇北部怀柔科学城内，项目总用地面积177.98公顷，总建筑面积约21.47万平方米。整个园区分为北京雁栖湖应用数学研究院、孵化器办公区、综合管理服务区、高等研究院区、专家工作室区五个功能分区。金隅兴发科技园的前身北京兴发水泥有限公司成立于1985年，其技术水平、生产能力、产品质量均处于行业领先水平。为贯彻京津冀协同发展国家发展战略，加快推动非首都功能疏解，落实清洁空气行动计划，2015年6月底，金隅集团作为市属国有企业主动将水泥厂停产。

  兴发项目规划设计充分尊重原水泥厂工业建筑整体风貌，对保留地块内具有显著历史人文价值、典型工业符号特点的54处建筑加以改造，并赋予其新的生命。同时，在充分尊重入驻机构功能需求的基础上，扩建及新建部分建筑从立面、屋面材质、色调等多角度采用“素混凝土与红砖”等原厂区典型符号，呼应园区历史遗迹及自然脉络。

  改造项目为既有工业锅炉房，砖混结构，地上1层，主体建筑高7.68米，建筑面积708.56平方米。利用原有主体结构大空间作为多功能厅，相对矮空间作为附属用房，并将原有烟囱拆除，改造后功能为展览办公。建筑利用被动式技术手段实现超低能耗建筑能效水平，在此基础上结合光伏系统、屋面岩棉绿植系统、浅层地热交换系统、光储直柔等技术，实现建筑运营阶段净零碳排放目标。

  建筑在物化阶段通过在前期设计确定建筑主体结构砖砌体，可以对旧建筑材料进行回收利用并就地取材。建筑的立面装饰结构采用仿清水砖涂料，在使用低碳材料的同时增加装饰性，与建筑外部钢结构形成了结构装饰一体化。建筑设计时，从建筑采光、通风、遮阳和围护结构保温等方面提出了被动式低碳设计策略，大幅降低建筑运行阶段所需的能源消耗，从而减少建筑在运行阶段的碳排放，降低建筑全生命周期的碳排放。

  为实现上述目标，北京建材总院在平面布局、被动式太阳能利用、遮阳设计、自然通风设计、围护结构保温、绿植碳汇系统等方面做了一系列设计。通过优化布局，采用高性能围护系统、整体无热桥设计、气密性处理等手段保证建筑本体的超低能耗。同时，利用可再生能源系统、浅层地热及热泵系统，最大限度地利用可再生能源系统解决能源自给，实现建筑运行阶段的零碳排放。

  “作为低碳智慧的科技园区，兴发科技园区在运营后将获得低碳园区标识认证，形成零碳建筑、超低能耗建筑、低碳园区的设计、施工、运营的成套技术。”北京建材总院工程师尹志芳介绍道。

  北京建材总院担负着金隅中央研究院的科研使命，致力于更符合国家发展方向和市场要求的建筑研究。

  实现超低能耗建筑的关键技术环节在于卓越的外保温系统、性能良好的门窗系统、无热桥的构造设计、良好的建筑气密性和高效热回收的新风系统。借力于金隅集团旗下众多子公司的优质节能产品，下一步，北京建材总院将继续促进金隅集团产业化进一步融合，通过建设超低能耗建筑，促进设计、研发、施工、监理、质检协调发展，带动集团产业链的整体运行。

  随着国家绿色低碳转型的步伐明显加快，超低能耗建筑、零碳建筑将成为建筑行业未来减少碳排放的重要抓手。未来，北京建材总院将继续深化赛道，为我国“双碳”目标贡献金隅力量。

  《中国建材》杂志始创于1957年，是由中国建筑材料联合会主管主办的、建材行业唯一国内外公开发行的国家级综合性月刊，中文核心期刊、中国期刊方阵双效期刊，大16开本，彩色精印，每月初出版。