■ 吳斌斌 Wu Binbin
隨著世界環(huán)境的日益惡化,節(jié)能減排成為當(dāng)今世界的一個(gè)重要議題,在世界各地都得到了強(qiáng)烈的關(guān)注,無論是出于對(duì)于人類自身的思考還是對(duì)于后代的關(guān)懷,這無疑已經(jīng)成為與人類生活息息相關(guān)的重要組成部分。而在我國節(jié)能減排已成為一種社會(huì)責(zé)任,隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,政府對(duì)環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源、改善居住條件的高度重視,法制逐步健全,尤其在住宅建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)上已逐步完善了相應(yīng)規(guī)范和要求,節(jié)能設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要一環(huán),也是體現(xiàn)規(guī)劃設(shè)計(jì)水準(zhǔn)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
大豐維羅納花園住宅設(shè)計(jì)作為大豐市的示范型生態(tài)宜居的住宅小區(qū),從建造起便以一種領(lǐng)先的姿態(tài)在節(jié)能環(huán)保方面走在了當(dāng)?shù)氐那把?。在?xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)之初不僅考慮了建筑的造型結(jié)構(gòu)、使用布局等外部因素,同時(shí)也從多方角度切入,多個(gè)專業(yè)分析,在能耗循環(huán)利用和節(jié)能設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)研,以求得住宅建筑的各項(xiàng)基本要素與節(jié)能減排的效能平衡,經(jīng)濟(jì)性、使用性與規(guī)范性要求的平衡,滿足在采暖、空調(diào)等多個(gè)方面節(jié)能的要求。
大豐維羅納花園住宅的項(xiàng)目位于江蘇省大豐市新區(qū)(北緯33.4°,東經(jīng)120.1°),西至西康路,南至健康西路,北至幸福西路,建筑面積約15萬m2。屬于夏熱冬冷地區(qū),該地區(qū)的氣候特點(diǎn)是:夏季高溫、炎熱,且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng);冬季寒冷、潮濕,時(shí)間較短。這樣的環(huán)境特征對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)要求也相對(duì)較高,不僅夏天要滿足其在通風(fēng)方面的要求,而在冬天也要滿足在日照采暖方面的要求。在規(guī)劃設(shè)計(jì)中,選擇以正南北朝向?yàn)楣?jié)能創(chuàng)造有利條件,使住宅區(qū)內(nèi)的住宅在夏季通風(fēng)和冬季日照都能得到最大限度需求,同時(shí)也避免了相互的遮擋而產(chǎn)生的能量消耗影響。
大豐維羅納花園住宅區(qū)是具有意大利風(fēng)情的社區(qū),以充滿地中海特色的造型為主體,配以縱深豐富的景觀軸線,形成了具有層次感的高品質(zhì)歐式住宅區(qū)。
而以傳統(tǒng)的觀念來說越是造型豐富的建筑,其對(duì)節(jié)能體形系數(shù)方面的影響越是不利。凹凸豐富、錯(cuò)落有致的造型使整個(gè)住宅建筑的體形變得更為復(fù)雜,南北通透的充裕采光使開窗面積配比大幅度提高,產(chǎn)生了諸多對(duì)節(jié)能不利的影響因素。所以,在節(jié)能的整體設(shè)計(jì)中,配合歐式景觀坡頂內(nèi)的空氣層,大尺度挑檐等建筑元素的合理調(diào)節(jié),通過設(shè)置一系列的建筑整體節(jié)能措施,大幅度地提高整個(gè)住宅建筑的效能,使整個(gè)造型既不失去歐式的主題,又為節(jié)能創(chuàng)造有利的條件,以彌補(bǔ)歐式復(fù)雜的造型構(gòu)件對(duì)節(jié)能造成的負(fù)面影響。
圍護(hù)結(jié)構(gòu)是滿足建筑物節(jié)能效能的重要組成部分,不同材質(zhì)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)會(huì)有不同墻主體傳熱阻值,產(chǎn)生不同的墻身傳熱系數(shù),對(duì)建筑產(chǎn)生的能量效應(yīng)也不盡相同。所以,對(duì)材料的選擇對(duì)住宅建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。在大豐維羅納花園住宅工程中一開始按照常規(guī)方案,建筑外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)選用了應(yīng)用的比較廣泛的,而且技術(shù)也比較成熟的30mm厚膨脹聚苯板作為保溫隔熱材料。但是經(jīng)過設(shè)計(jì)上經(jīng)濟(jì)性和安全性的比較分析,將保溫材料改成了40mm厚的膠粉聚苯顆粒保溫砂漿(導(dǎo)熱系數(shù):0.06 W/(m·K),蓄熱系數(shù):1.17W/(m2·K),熱阻值:0.67(m2·K)/W,熱惰性指標(biāo)D=R·S=0.78),相比較于膨脹聚苯板來說,膠粉聚苯顆粒保溫砂漿更注重保溫隔熱系統(tǒng)的透氣性,同時(shí)結(jié)合外墻水泥砂漿使用,不僅縮短了施工的周期而且還減少了墻體的構(gòu)造厚度,更體現(xiàn)了住宅建筑的經(jīng)濟(jì)上的合理性。更重要的是膠粉聚苯顆粒保溫隔熱系統(tǒng),具有密度大,變形力小,具有防火功能,在安全性上更具有可靠性,避免意外火災(zāi)產(chǎn)生的事故和隱患,滿足了2009年9月25日公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合制定的《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)定》)?!兑?guī)定》遵循建筑節(jié)能與建筑防火統(tǒng)籌兼顧的原則,對(duì)不同火災(zāi)危險(xiǎn)性的建筑規(guī)定采取不同的保溫材料和不同火災(zāi)防范措施。
近年來有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在我國建筑能耗已經(jīng)占到全部能耗的40%左右,而其中一半的能量是通過窗戶流失的,所以建筑門窗是建筑外立面上影響建筑能量交換的重要部分,門窗的比例越大,對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)而言越是不利。另一方面,門窗大小也是影響整個(gè)建筑外觀造型的重要部分。大豐維羅納花園住宅的門窗從材質(zhì)到位置都充分考慮了對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)的影響。住宅建設(shè)中選用的外窗類型為塑鋼普通中空玻璃窗4+9A+4,其玻璃間的空氣層填充為氬氣,自身遮陽系數(shù)0.648,傳熱系數(shù)2.705W/(m2·K),比起擋風(fēng)雨、透視、換氣的單層或雙層普通平板玻璃,其保溫隔熱性更具有節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。通過雙層斷橋的中空玻璃窗滿足冬季保溫要求,也一定程度上彌補(bǔ)了南北向造型窗戶過多的而產(chǎn)生的不必要的能量交換和消耗。同時(shí)每戶住宅的分戶門類型選用節(jié)能外門保溫(其傳熱系數(shù)為2.47W/m2·K),相比于普通木門更具有良好的保溫隔熱效能,使整個(gè)內(nèi)部空間的能量更為穩(wěn)定,不至使能量的非正常流失。
在配合大豐維羅納花園的整體意大利風(fēng)情外觀上,屋頂也采用1∶2.5坡度的歐式風(fēng)格坡屋頂。屋頂作為住宅建筑的重要組成部分,對(duì)建筑節(jié)能的功效也是占主導(dǎo)地位。不同結(jié)構(gòu)形式的屋頂對(duì)節(jié)能保溫性能是有著很大差異的,把握好屋頂?shù)臉?gòu)成是節(jié)能設(shè)計(jì)中重要一環(huán),通過對(duì)屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)及整體能耗控制,同時(shí)配合圍護(hù)結(jié)構(gòu)和建筑門窗的節(jié)能性能,才能使整個(gè)住宅建筑有成效的節(jié)能效果。在大豐維羅納花園住宅工程中,首先利用坡頂內(nèi)空氣隔熱層來加強(qiáng)屋頂層的保溫效能,同時(shí)配合擠塑聚苯乙烯泡沫板,板厚度30mm,導(dǎo)熱系數(shù)0.03W/(m·K),蓄熱系數(shù)0.54W/(m2·K),熱阻值1.00 (m2·K)/W,使整個(gè)屋頂層的傳熱系數(shù)K不僅滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求,更從全局上調(diào)節(jié)了整個(gè)住宅建筑的保溫性能。
在大豐維羅納花園住宅的規(guī)劃設(shè)計(jì)中,對(duì)方案做了多次的調(diào)整,并對(duì)住宅建筑設(shè)計(jì)與住宅建筑節(jié)能的把握了較好的尺度。同時(shí)為了驗(yàn)證大豐維羅納花園住宅節(jié)能效果,采用了節(jié)能分析軟件的動(dòng)態(tài)計(jì)算,校核了設(shè)計(jì)建筑的能耗指標(biāo)均已達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)《江蘇省民用建筑熱環(huán)境與節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(DB32/478-2001)的要求,大豐維羅納花園住宅建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)達(dá)到節(jié)能的設(shè)計(jì)要求。
我國一直處于能源稀缺的邊緣的人員大國,而在消耗的能源中,建筑能耗上約占全國總能耗的1/4,居能源消耗的首位。如何有效的進(jìn)行建筑節(jié)能是近年來國內(nèi)住宅建筑的設(shè)計(jì)研討的熱點(diǎn)。而相較于節(jié)能較發(fā)達(dá)國家,我國在這方面的起步相對(duì)較晚,而且資源的浪費(fèi)又十分的嚴(yán)重,提高建筑節(jié)能設(shè)計(jì)水平對(duì)建筑業(yè)及整個(gè)國家有著潛在的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
其次,我國的住宅建筑的外保溫需求量巨大,不同地區(qū)、不同氣候條件對(duì)外保溫的技術(shù)要求也不相同,這決定了我國住宅建筑外保溫系統(tǒng)的種類必然是多元化的。但是,不論怎樣的住宅建筑體系構(gòu)造,對(duì)其防火安全性要求也應(yīng)是相同的。對(duì)此,住宅建筑的外保溫系統(tǒng)的防火性能進(jìn)行等級(jí)劃分是今后發(fā)展方向。
再次,住宅建筑外墻外保溫系統(tǒng)的耐久性、安全性(墜落)、市場(chǎng)有序競(jìng)爭(zhēng)(合理價(jià)格)及管理(施工、檢測(cè)、監(jiān)督及質(zhì)保)等也是需要重點(diǎn)考慮的問題。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)師來說,也要進(jìn)一步關(guān)注及研究保溫系統(tǒng)的適用性及經(jīng)濟(jì)性:如公共、民居住宅建筑類型保溫體系與結(jié)構(gòu)體系適用性;保溫體系本身對(duì)不同結(jié)構(gòu)體系適用性;自保溫復(fù)合體系、內(nèi)保溫體系推廣應(yīng)用可行性;本地區(qū)外墻保溫系統(tǒng)適用技術(shù)體系。