文/蘇州科技大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院 李 爽

0 引言

隨著我國(guó)綠色建筑產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)受到更多關(guān)注，被動(dòng)式策略正是建筑節(jié)能的重要手段之一。在此背景下，住宅作為需求量大、能耗多、節(jié)能設(shè)計(jì)不完善的建筑類型應(yīng)被關(guān)注。通過(guò)調(diào)研蘇州地區(qū)綠色住宅建筑，總結(jié)現(xiàn)階段普遍適用的節(jié)能技術(shù)，提出可增加和優(yōu)化的被動(dòng)式策略，探求適用于夏熱冬冷地區(qū)的被動(dòng)式策略。

1 蘇州地區(qū)住宅被動(dòng)式設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

1.1 氣候特點(diǎn)

蘇州位于夏熱冬冷地區(qū)，夏季寒冷，冬季濕冷，空氣濕度較大，節(jié)能設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于兼顧冬季保溫與夏季隔熱，極大地增加了節(jié)能設(shè)計(jì)難度。

1.2 現(xiàn)存問(wèn)題

通過(guò)資料整理，總結(jié)蘇州地區(qū)住宅節(jié)能設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，探求現(xiàn)階段住宅整體能耗偏高的原因及解決方法。

1）場(chǎng)地規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理 住宅朝向與位置應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)環(huán)境的變化及現(xiàn)狀，使建筑獲得良好的通風(fēng)及采光。目前某些住宅區(qū)為追求高容積率，并未對(duì)場(chǎng)地及建筑進(jìn)行合理規(guī)劃，忽視被動(dòng)式技術(shù)效果。

2）綠化及水體設(shè)計(jì)不合理 蘇州部分住區(qū)的場(chǎng)地采用大量硬質(zhì)鋪裝，導(dǎo)致熱量被儲(chǔ)存于地面，加劇了城市熱島效應(yīng)。部分住區(qū)為追求美觀而設(shè)計(jì)各種水景，在原有平坦地貌基礎(chǔ)上進(jìn)行人工開(kāi)挖，后引水形成大面積景觀水體。這種行為不僅浪費(fèi)人力物力，而且人工水體與周圍環(huán)境不協(xié)調(diào)。設(shè)計(jì)水景時(shí)需考慮較多因素，如水景后續(xù)維護(hù)，以防出現(xiàn)干涸狀況。綠化設(shè)計(jì)是提高場(chǎng)地環(huán)境空氣質(zhì)量的重要方法，可有效改善場(chǎng)地與建筑的通風(fēng)環(huán)境及空氣質(zhì)量。

3）外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能差 夏熱冬冷地區(qū)氣候條件復(fù)雜，住宅保溫隔熱要求可體現(xiàn)在屋頂、門窗設(shè)計(jì)中?，F(xiàn)階段，既有住宅的建筑外保溫性能較差，造成大量能源浪費(fèi)。窗戶遮陽(yáng)設(shè)計(jì)也是住宅被動(dòng)式設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。太陽(yáng)輻射熱多通過(guò)住宅窗戶直接傳入室內(nèi)并對(duì)室內(nèi)環(huán)境造成影響，窗戶材料、構(gòu)造等影響遮陽(yáng)效果。從蘇州調(diào)研現(xiàn)狀看，住宅較少采用外窗遮陽(yáng)一體化設(shè)計(jì)，部分采用外遮陽(yáng)，多數(shù)住宅遮陽(yáng)效果較差。

4）室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)過(guò)度依靠機(jī)械設(shè)備 部分住宅采用大量主動(dòng)式處理技術(shù)，導(dǎo)致能源消耗較大。春秋季時(shí)，夏熱冬冷地區(qū)的住宅可利用自然采光及通風(fēng)等達(dá)到室內(nèi)舒適度要求，從而縮減空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間實(shí)現(xiàn)節(jié)能。部分高層住宅門窗因設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致在日間陽(yáng)光充足條件下仍需機(jī)械照明，進(jìn)而造成能源浪費(fèi)。

2 蘇州地區(qū)住宅被動(dòng)式設(shè)計(jì)實(shí)例

選取蘇州地區(qū)部分綠色住宅，分析其被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)策略。實(shí)地調(diào)研蘇州地區(qū)30個(gè)不同星級(jí)的綠色建筑，收集資料并進(jìn)行總結(jié)。由于篇幅原因，本文僅對(duì)蘇州維納陽(yáng)光花園項(xiàng)目的被動(dòng)式策略進(jìn)行闡述。

2.1 項(xiàng)目概況

蘇州維納陽(yáng)光花園項(xiàng)目總用地面積11.3萬(wàn)m2，建筑面積20.3萬(wàn)m2，由44棟高層、中高層及別墅建筑組成。建筑被評(píng)定為綠色建筑二星級(jí)（見(jiàn)圖1）。

圖1 蘇州維納陽(yáng)光花園小區(qū)建筑立面

2.2 項(xiàng)目被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)

2.2.1 節(jié)地與室外環(huán)境

1）室外環(huán)境 小區(qū)7～10號(hào)樓建筑朝向?yàn)槟掀?°；6號(hào)，12～13號(hào)，15～17號(hào)樓建筑朝向?yàn)槟媳毕颍?8～27號(hào)樓建筑朝向?yàn)槟掀珫|8°，滿足夏熱冬冷地區(qū)建筑朝向要求。各住宅樓滿足采光不少于3h要求，建筑物前后間距均大于19m。

2）景觀綠化 景觀植物種類較多，綠化率達(dá)55.1%，室外透水區(qū)的地面建筑總占比為81.4%，可有效緩解城市熱島效應(yīng)。

2.2.2 節(jié)能與能源利用

1）圍護(hù)結(jié)構(gòu) 采用建筑外墻外保溫系統(tǒng)及塑料型材單框中空玻璃窗。高層建筑物內(nèi)部圍護(hù)結(jié)構(gòu)全部采用35mm厚膨脹聚苯板，具有良好的保溫隔熱性能。

2）太陽(yáng)能利用 考慮到太陽(yáng)能的不穩(wěn)定性，采用半集中式中央太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)及住戶自行安裝輔助加熱系統(tǒng)，根據(jù)用戶使用指令，采用變頻恒壓供水設(shè)備進(jìn)行熱水供應(yīng)（見(jiàn)圖2）。

圖2 蘇州維納陽(yáng)光花園小區(qū)內(nèi)的太陽(yáng)能利用

2.2.3 節(jié)水與水資源利用

非傳統(tǒng)水源利用率達(dá)6.3%，采用雨水回收利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，室外透水地面面積比為81.4%, 由植草磚等組成，考慮喬木種植和雨水滲透需求，各組成部分覆土厚1.1～2.0m。

2.2.4 節(jié)材與材料資源利用

項(xiàng)目全部采用預(yù)拌混凝土，建筑結(jié)構(gòu)為剪力墻結(jié)構(gòu)，鋼材、木材、鋁合金型材、石材等可循環(huán)材料占所有建筑材料的10.2%。

2.2.5 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量

各主要功能房間的通風(fēng)開(kāi)口面積與地板面積比小于8%。項(xiàng)目外墻采用30mm厚EPS外保溫系統(tǒng)，冷、熱橋部位加強(qiáng)處理，可有效避免結(jié)露。墻體及屋面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面最高溫度分別為34.80℃及34.88℃，均能滿足圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計(jì)要求。高層建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部采用35mm厚膨脹聚苯板，窗戶玻璃采用中空玻璃，具有良好的隔聲降噪性能。

3 蘇州地區(qū)綠色住宅建筑被動(dòng)式策略

通過(guò)分析2009—2019年建成的30個(gè)綠色住宅，提煉多項(xiàng)被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)，包括外墻保溫隔熱、門窗節(jié)能、建筑遮陽(yáng)、太陽(yáng)能利用、熱回收、地源熱泵、節(jié)約型結(jié)構(gòu)體系、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲減噪等技術(shù)。通過(guò)統(tǒng)計(jì)30個(gè)案例中被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)出現(xiàn)的頻率，研究其適用性，總結(jié)如下。

1）外墻保溫隔熱 應(yīng)用外墻保溫隔熱技術(shù)的項(xiàng)目高達(dá)27個(gè)，屬于常見(jiàn)節(jié)能技術(shù)類型。這些住宅采用的保溫材料包括纖維增強(qiáng)復(fù)合保溫板、擠塑聚苯板（XPS）、膨脹聚苯板（EPS）、巖棉及發(fā)泡水泥板，此外，砂加氣砌塊墻體也是常見(jiàn)的節(jié)能設(shè)計(jì)。

2）門窗節(jié)能 應(yīng)用門窗節(jié)能技術(shù)的項(xiàng)目有26個(gè)。門窗節(jié)能技術(shù)采用的材料包括塑料型材單框中空玻璃、塑料型材單框中空Low-E玻璃窗、斷熱鋁合金。分析可知，目前普遍使用的窗框材料基本以鋁合金、斷熱鋁合金及PVC-U塑料為主，玻璃大都采用Low-E中空玻璃。

3）建筑遮陽(yáng) 應(yīng)用建筑遮陽(yáng)技術(shù)的項(xiàng)目有26個(gè)。建筑遮陽(yáng)技術(shù)主要采用外遮陽(yáng)技術(shù)，極少項(xiàng)目應(yīng)用建筑內(nèi)遮陽(yáng)。外遮陽(yáng)技術(shù)主要使用戶外卷簾外遮陽(yáng)和中空內(nèi)置百葉外遮陽(yáng)。

4）太陽(yáng)能利用 以太陽(yáng)能光熱技術(shù)應(yīng)用為主，主要表現(xiàn)為太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。

5）熱回收 應(yīng)用熱回收技術(shù)的項(xiàng)目?jī)H5個(gè)。目前，住宅中使用熱回收新風(fēng)系統(tǒng)較少見(jiàn)。

6）地源熱泵 應(yīng)用地源熱泵技術(shù)的項(xiàng)目有9個(gè)。地?zé)嶙鳛榭稍偕茉?，住宅中一般采用地源熱泵進(jìn)行空調(diào)制冷及采暖，從而降低住宅能耗。地源熱泵技術(shù)在目前30個(gè)案例中應(yīng)用不多，但值得推廣。

7）節(jié)約型結(jié)構(gòu)體系 應(yīng)用節(jié)約型結(jié)構(gòu)體系技術(shù)的項(xiàng)目有12個(gè)。住宅目前主要采用混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系，采用混凝土及砂漿皆為預(yù)拌，部分合理使用鋼-混凝土結(jié)構(gòu)。

8）建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔聲減噪 應(yīng)用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔聲減噪技術(shù)的項(xiàng)目有12個(gè)。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲減噪技術(shù)是提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，住宅窗戶選用中空玻璃，采用隔聲墊及隔聲材料。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)案例分析，闡述蘇州住宅被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)，包括外墻保溫隔熱、門窗節(jié)能、建筑遮陽(yáng)、太陽(yáng)能利用、熱回收、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔聲降噪等技術(shù)。除上述在蘇州地區(qū)已推廣的被動(dòng)式技術(shù)，本文所提及的新風(fēng)余熱回收設(shè)計(jì)、可循環(huán)材料節(jié)材設(shè)計(jì)及場(chǎng)地生態(tài)規(guī)劃等適合夏熱冬冷地區(qū)的住宅被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略也值得關(guān)注。