文│ 廣東白云學(xué)院 袁富貴 郭保生

零碳綠色住宅設(shè)計(jì)初探

文│ 廣東白云學(xué)院 袁富貴 郭保生

所謂零碳綠色建筑的“零碳綠色”并不是指一般意義的立體綠化、屋頂花園等，而是代表一種概念或象征，指不破壞環(huán)境，能充分利用自然資源，并且在不損壞基礎(chǔ)生態(tài)平衡的前提下建造的一種建筑。

零碳住宅 綠色建筑 建筑節(jié)能

1 零碳住宅總論

在社會(huì)高度發(fā)展的今天，建筑領(lǐng)域產(chǎn)生的二氧化碳占全球總排放量的55%，這些排量主要源自于建筑設(shè)備對(duì)電力和燃?xì)獾然茉吹南?。為減少對(duì)全球變暖和氣候變化帶來的消極影響，建筑物一方面需要通過各種節(jié)能設(shè)置減少對(duì)能耗的需求，另一方面需要通過可再生能源滿足余下的能源需求，以實(shí)現(xiàn)建筑物零二氧化碳排放的愿景。

“零碳住宅”并不是指沒有二氧化碳排放的住宅，而是碳源（生產(chǎn)生活中所產(chǎn)生的二氧化碳）減去碳匯（林地濕地所吸收的二氧化碳）要等于零，它是一種全新的生產(chǎn)與生活方式。利用傳統(tǒng)的太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮軐?shí)現(xiàn)能源自給自足。

2 零碳住宅發(fā)展面臨窘境

盡管生態(tài)技術(shù)的發(fā)展可以用日新月異來形容，但與辦公建筑、商業(yè)建筑相比，生態(tài)住宅的發(fā)展顯得十分緩慢。即使是在當(dāng)今發(fā)達(dá)國家，生態(tài)建筑無一例外都是高投資的大型項(xiàng)目，其中比較有代表性的如德國柏林的新議會(huì)大廈、法蘭克福商業(yè)銀行、漢諾威世博會(huì)26號(hào)館、塞維利亞的世博會(huì)英國館等。至于民用住宅（獨(dú)立式）大多因?yàn)橐?guī)模小很少有人問津。零碳住宅所觸及的不僅是建筑本身，還包括其他一系列的社會(huì)問題。理想中的生態(tài)住宅模式與現(xiàn)實(shí)社會(huì)還存在較大差距，一系列政策、法規(guī)和技術(shù)措施還有待完善。

3 零碳住宅設(shè)計(jì)案例

倫敦零碳館是中國第一棟已建成的零二氧化碳公共建筑。它從多角度、多層面向世博訪客展示出了中國和世界建筑節(jié)能減排的最新成果。該項(xiàng)目原型取自于世界上第一棟零二氧化碳社區(qū)——貝丁頓零碳社區(qū)。零碳館由兩棟零碳排放的建筑前后相接而成。

4 零碳住宅設(shè)計(jì)

4.1 風(fēng)動(dòng)儲(chǔ)能保溫除濕雙向通風(fēng)帽

儲(chǔ)能保溫除濕雙向通風(fēng)帽分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)。自然通風(fēng)是通過外界的風(fēng)力尋向裝置確定建筑周邊的主要風(fēng)力方向，并將室外風(fēng)動(dòng)力轉(zhuǎn)化為室內(nèi)建筑通風(fēng)的動(dòng)力，從而免去傳統(tǒng)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的能耗；機(jī)械通風(fēng)會(huì)在外界風(fēng)力不足時(shí)啟動(dòng)，通過來自光電板收集的能量進(jìn)行通風(fēng)，如圖1所示。這種通風(fēng)方式使得能耗降低為常規(guī)系統(tǒng)的1/5，大大減少了應(yīng)用在通風(fēng)上的成本。與此同時(shí)，靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)帽利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)了室內(nèi)的通風(fēng)和熱回收。采用風(fēng)帽和吸收式制冷系統(tǒng)相結(jié)合的體系同時(shí)提供循環(huán)風(fēng)的解決方案，提高了住戶的舒適度。風(fēng)帽特點(diǎn)包括：零能耗利用風(fēng)壓溫壓作驅(qū)動(dòng)，無需電源驅(qū)動(dòng)；零污染均為物理過程，沒有任何化學(xué)污染；自動(dòng)輸入新風(fēng)，自動(dòng)排出二氧化碳，保持室內(nèi)恒溫狀態(tài)及正常濕度。

4.2 溶液除濕系統(tǒng)

結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況和氣候條件，在風(fēng)帽下部配上溶液除濕、加濕體系，讓整體的風(fēng)帽達(dá)到最佳效果，并結(jié)合當(dāng)?shù)丶竟?jié)變化作出特有的模式切換功能，配合風(fēng)動(dòng)儲(chǔ)能保溫、除濕雙向通風(fēng)帽，從而使系統(tǒng)更全面的凸顯出環(huán)保性和節(jié)能性，同時(shí)也使室內(nèi)的溫/濕度達(dá)到更適宜生活的標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 太陽能熱水系統(tǒng)

整套系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的性能、太陽能系統(tǒng)的熱效率和安全節(jié)能及環(huán)保與供水的可靠性均有較高的要求。對(duì)太陽能熱水系統(tǒng)的總體性能進(jìn)行個(gè)性化定制，做到節(jié)能效果和環(huán)保效果最優(yōu)化。為了使工程真正體現(xiàn)出環(huán)保和有效地節(jié)約資源及經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全可靠的目標(biāo)，根據(jù)國家太陽能熱水系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合太陽能熱水工程豐富的設(shè)計(jì)、施工安裝經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過認(rèn)真研究、分析、比較和反復(fù)論證，給出讓消費(fèi)群體滿意的零碳住宅項(xiàng)目的特定方案說明，并在環(huán)保、節(jié)能方面做到最大限度的優(yōu)化。

4.4 太陽能光伏系統(tǒng)

根據(jù)用電需要對(duì)太陽能光伏系統(tǒng)的總體性能進(jìn)行個(gè)性化定制，做到節(jié)能效果和環(huán)保效果最優(yōu)化。

人們希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu)，維持長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。其中太陽能以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。豐富的太陽輻射能是取之不盡用之不竭的。

4.5 地?zé)崮芾孟到y(tǒng)

地?zé)崮苁且环N很有發(fā)展?jié)摿Φ哪茉葱问?。采用地?zé)崮芟到y(tǒng)，夏季運(yùn)行時(shí)利用特朗伯墻的誘導(dǎo)動(dòng)力使室外新鮮空氣通過屋頂進(jìn)入室內(nèi)，并采用屋頂蒸發(fā)式冷卻系統(tǒng)來預(yù)冷空氣，用地源熱泵制取的冷水來作為頂板埋管的冷源，以達(dá)到輻射制冷的目的；冬季則采用特朗伯墻加熱空氣與地源熱泵低溫輻射地板采暖相結(jié)合的運(yùn)行方式，如圖2所示。

4.6 雨水收集系統(tǒng)

雨水收集系統(tǒng)是指收集、利用建筑物屋頂及道路、廣場(chǎng)等硬化地表匯集的降雨徑流，經(jīng)收集、輸水、凈水、儲(chǔ)存等渠道，利用雨水為綠化、景觀水體、洗滌及地下水源提供補(bǔ)給，以達(dá)到綜合利用雨水資源和節(jié)約用水的目的。并且具有減緩城區(qū)雨水洪澇和地下水位下降、控制雨水徑流污染、改善城市生態(tài)環(huán)境等廣泛的意義。雨水收集系統(tǒng)如圖3所示。

同時(shí)，零碳住宅采用整體外保溫的策略。墻壁使用導(dǎo)熱材料制成，減少室外熱滲透，吸收室內(nèi)多余熱量，穩(wěn)定室內(nèi)氣溫波動(dòng)。通過零碳住宅設(shè)計(jì)，為住戶提供既環(huán)保又舒適的未來生活體驗(yàn)。零碳住宅設(shè)計(jì)如圖4所示。

5 結(jié)束語

21世紀(jì)，全世界的建筑節(jié)能事業(yè)都肩負(fù)著重大的歷史使命，必須全面推進(jìn)建筑節(jié)能建設(shè)及發(fā)展。為此，要做好各類氣候區(qū)、各個(gè)國家、各種建筑的節(jié)能工作，要全方位、多學(xué)科地、綜合而又交叉地研究和解決一系列經(jīng)濟(jì)、技術(shù)與社會(huì)問題，在進(jìn)一步提高生活舒適性并增進(jìn)健康的基礎(chǔ)上，節(jié)約生態(tài)能源、自然資源，大幅度降低污染，減少溫室氣體的排放，減輕環(huán)境負(fù)荷。綠色建筑必將克服目前存在的各種困難，在新世紀(jì)取得跨越式的發(fā)展。

1 王革華.能源與可持續(xù)發(fā)展［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005

2 清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告2007［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007

3 龍惟定.建筑節(jié)能技術(shù)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012

4 Ivar S·Ertesvag·Energ exergy and extended-exergy analysis of the Norwegian society 2000[J]. Energy，2005