科技创新 | “近零”智控,“碳”路先锋:福州城投集团所属市建筑设计院超低能耗建筑全产业链创新实践
时间:2026-04-20 15:40

  创新奋进

  奋勇争先

  “科技创新”专栏

  在福州高新区旗山大道东侧,一栋造型独特的折线形建筑静静矗立。这是福建省首个获得超低能耗建筑运行标识的办公大楼——福州城投集团所属市建筑设计院高新区办公大楼。从2022年被列为福州市城乡建设绿色低碳试点项目,到2024年2月获评福建省首个超低能耗建筑运行标识,再到2025年冲击三星级绿色建筑认证,这栋总建筑面积3.15万平方米的建筑,正以54.02%的综合节能率、年均减少427吨二氧化碳排放的实绩,诠释着建筑行业新质生产力的深刻内涵。

   

  

  Part 01

  破题:装配式技术的“在地性”创新

  夏热冬暖地区如何实现超低能耗?面对福建高温高湿的气候特征,项目团队没有简单照搬北方经验,而是走出了一条“被动式节能+装配式建造”的融合创新之路。折线形外墙的“空间魔法”。 由于用地朝向为南偏东30°,设计团队创新采用曲折状外墙体,通过两个方向的推拉形成折线形造型,使外窗朝向精准转正南,既避免了西晒,又实现了南北通透的自然通风。这一设计配合回字形规划布局,最大化利用形体自遮挡,有效提升了建筑遮阳水平。

   

  

  会“旋转”的墙板。项目自主研发了适用于福建地区的预制混凝土外挂墙板整体运用技术,采用创新性可活动旋转式墙板运动模型,这在福建省尚属首例。728片外挂墙板通过BIM正向设计优化,仅分为3个类别,采用新型上承式点支承转动型连接节点,实现了在允许误差3cm范围内的柔性可调连接。材料上选用页岩陶粒混凝土,通过多次试验配比,最终实现减重20%、保温节能性能提升30%的效果。

   

  

  大跨度连廊的“数字预演”。 两塔楼在11层至屋顶层设置大跨度实腹式钢桁架连廊,总跨度26.5米,最大吊装高度49米。项目运用MIDAS/GEN软件对施工全过程进行仿真分析,模拟从吊装到构件安装全过程中结构的应力和竖向变形变化,并在关键杆件安装应变传感器进行全过程监测。对比数据显示,模拟与监测数据高度一致,整体应力水平可控,为同类高空钢结构施工提供了可复制的技术范式。

  Part 02

  智变:数字孪生赋能“能碳”双控

  如果说装配式建造是建筑的“骨骼”,那么智慧化系统就是建筑的“大脑”。2026年3月,由市建筑设计院权属企业市建筑大数据公司量身打造的建筑智能能耗管理及节能运行管理系统完成迭代升级,标志着这栋大楼正式迈入“数智筑绿”新阶段。

   

  

  全维度能碳“透视眼”。平台已实现全院电、水能耗数据实时自动采集,覆盖南北楼栋各楼层,对暖通、照明、电梯、插座等分项用能进行7×24小时在线监控。通过构建“全院  楼栋  楼层”三级能碳数据穿透分析体系,集成能耗统计、碳排统计双核心模块,建筑年碳排量、人均/面积碳排放强度、植物碳汇量实现精准核算。相较传统人工抄表模式,数据采集效率与精准度实现双重提升,让用能数据可查、可溯、可控。

  “监测-分析-管控-告警”闭环。平台支持按能耗事项、时间尺度、楼层、类别自定义管控限值,异常用能实时触发告警。基于BIM的智慧楼宇数字孪生平台,可进行运营中实时能耗监测与动态碳排放计算,智能化管理监测全楼用能情况。这一系统不仅服务于日常运维,更为市建筑设计院主编《福建省超低能耗建筑技术导则》提供了建筑设计、施工、运行和评价的坚实基础。

  在技术装备层面,项目采用超高效智能VRV空调系统,制冷综合性能系数IPLV(C)最低为8.4,远高于一级能耗标准;配合承压式空气源热泵生活热水系统、除湿型新风空调系统,实现高效空气隔离换热。过渡季使用室外新风承担室内冷负荷,有效降低空调能耗。数据显示,建筑年单位面积节能量达66.99kWh/㎡,年节约电费约73.21万元,节省能耗费用近23元/㎡·年。

  Part 03

  向新:从“单点突破”到“标准输出”

  科技创新不仅要解决单个项目的技术难题,更要形成可推广、可复制的标准体系。从项目建设之初,团队就确立了“技术攻关-标准编制-行业示范”的全链条创新路径。

  专利群与标准族。围绕项目建设,团队累计获得多项发明专利及实用新型专利,涵盖叠合板安装台车、外挂墙板连接节点、点支承预制混凝土外挂墙板连接技术等多个关键节点。同时,市建筑设计院将项目实践转化为行业规范,主编《福建省超低能耗建筑技术导则》《福建省绿色建筑设计标准》DBJ/T 13-197-2022、《福建省居住建筑节能设计标准》DBJ/T 13-62-2023等多项地方标准,填补了夏热冬暖地区超低能耗建筑技术体系的空白。

  从“一栋楼”到“一座城”。依托大楼建设经验,市建筑设计院先后承担了东部办公区节能改造、顺昌县城乡绿色低碳改造片区设计、东山经济技术开发区零碳园区、尤溪经济开发区绿色园区等项目,技术辐射从单体建筑延伸至片区开发。大楼本身也荣获福建省土木建筑学会创新技术奖三等奖、国家级BIM奖项2项,并通过福建省住房和城乡建设行业科技示范工程项目验收,成为福建省装配式建筑和超低能耗建筑的“技术策源地”。

  迈向“零碳”的下一程站在2026年的新起点,这栋超低能耗大楼已从“试验田”成长为“推广站”。未来,市建筑设计院表示,将持续深耕近零能耗建筑及零碳建筑探索,推进数字孪生相关智能控制及设备调适技术,开展夏热冬暖地区适应性技术推广。从“超低能耗”到“近零能耗”,从“智慧运维”到“零碳运营”,这场以新质生产力为引擎的建筑科技革命,正在有福之洲书写新的绿色篇章

来源:福州市人民政府国有资产监督管理委员会
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