低碳生態(tài)技術(shù)在建筑設(shè)計中的實踐

金 湯

(上海地產(chǎn)集團中華企業(yè)股份有限公司，上海 200040)

0 引言

根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署2009年發(fā)布的《建筑與氣候變化》報告，建筑行業(yè)每年的能耗占全球總能耗的40%，因此控制建筑業(yè)的能耗對于全球節(jié)能減排至關(guān)重要。正因如此，在世界范圍內(nèi)，“低碳生態(tài)建筑”應(yīng)運而生。

“低碳生態(tài)建筑”作為一個復(fù)合概念，前者主要體現(xiàn)在低污染、低排放、低能耗、高能效、高效率、高效益為特征的新建筑發(fā)展模式;后者則主要體現(xiàn)在資源節(jié)約、環(huán)境友好、居住適宜、運行安全、持續(xù)改善等方面。同時，在內(nèi)涵上，既體現(xiàn)了通過“低碳”手段來減少建筑發(fā)展對自然生態(tài)環(huán)境的負面影響，又體現(xiàn)了創(chuàng)造“人與自然”和諧共生的關(guān)系。

1 項目概況

蘇州鐘園路地塊項目位于蘇州工業(yè)園區(qū)東區(qū)，鐘園路以北，麗帆巷以南，用地面積約57 000 m2，總建筑面積約15萬m2，容積率2.2，定位為高層低碳生態(tài)精裝修住宅小區(qū)。

2 低碳生態(tài)設(shè)計分析

首先，通過分析該項目功能定位、蘇州當(dāng)?shù)刈匀粭l件、方案設(shè)計特點、客戶需求等因素，提煉出本項目適宜實施的多種建筑技術(shù)措施。

其次，從建筑技術(shù)措施的適用性、經(jīng)濟性、使用效果、技術(shù)成熟度等多方面出發(fā)，對技術(shù)措施進行分類組合優(yōu)化，為本項目量身打造綠色建筑技術(shù)體系。

最后，根據(jù)確定的建筑技術(shù)體系，制定特定的低碳生態(tài)建筑技術(shù)方案，以滿足本項目的需求。

結(jié)合項目實際情況及低碳生態(tài)要求，確定從下述五個方面來開展規(guī)劃及建筑設(shè)計:

1)外部環(huán)境;2)節(jié)能及利用;3)節(jié)水及利用;4)節(jié)材及利用;5)室內(nèi)環(huán)境。

3 低碳生態(tài)技術(shù)體系

3.1 外部環(huán)境

3.1.1 場地通風(fēng)

通過分析蘇州常年風(fēng)向為東南風(fēng)，在規(guī)劃設(shè)計時調(diào)整樓棟位置，保證住區(qū)風(fēng)向能順利通過整個地塊，保證室外1.5 m高處風(fēng)速v＜5 m/s，且無嚴重的無風(fēng)區(qū)或渦旋區(qū)。利用基于CFD原理的計算軟件對室外風(fēng)環(huán)境進行分析，優(yōu)化建筑布局及設(shè)計，避免高層建筑間距過小形成“高樓風(fēng)”，同時使建筑物處于周圍建筑物的氣流旋渦區(qū)及無風(fēng)區(qū)之外;優(yōu)化建筑物主立面在過渡季和夏季主導(dǎo)風(fēng)向下的迎風(fēng)夾角，以利于室內(nèi)自然通風(fēng)效果。

3.1.2 場地日照

采用日照分析軟件對小區(qū)規(guī)劃設(shè)計布局進行模擬，分析項目用地內(nèi)建筑的日照狀況，優(yōu)化建筑布局及戶型設(shè)計，確保每戶大寒日滿足2 h日照。

3.1.3 本土化生態(tài)景觀設(shè)計

對當(dāng)?shù)刂参镂锓N進行分類，優(yōu)先種植少維護、耐候性強的鄉(xiāng)土植物，同時也可以根據(jù)喬木物種的生態(tài)指標(biāo)(如放氧量、固碳量等)，結(jié)合小區(qū)的碳排放參數(shù)，確定各類植物物種的配比，達到減碳的目的。

3.1.4 室外透水地面設(shè)計

考慮到蘇州為多雨地區(qū)，而通常雨水就直接排到市政管網(wǎng)內(nèi)，多有浪費，為更好地吸收雨水，補給地下水資源，避免浪費，在非機動車道路、地面停車場和其他硬質(zhì)鋪地鋪設(shè)生態(tài)型透水地面。透水地面一般在透水磚下面鋪設(shè)碎石、砂礫、砂子組成的反濾層，能夠讓雨水自然滲透。同時，下雨后經(jīng)透水地面保存下來的雨水可以慢慢蒸發(fā)出來，釋放到空氣中，增加住區(qū)的濕度和舒適感。

3.1.5 屋頂綠化

參照建筑屋面設(shè)計標(biāo)準，按照植被層、基質(zhì)層、隔離過濾層、排(蓄)水層、隔根層、分離滑動層的構(gòu)造設(shè)置一定面積的屋頂綠化，既能增加綠化，又能起到一定的防曬作用(見圖1)。

圖1 綠化種植屋面

3.2 節(jié)能及利用

3.2.1 控制窗墻比和建筑朝向

結(jié)合設(shè)計布局和建筑造型，利用節(jié)能計算軟件進行權(quán)衡比較控制窗墻比和建筑朝向。夏熱冬冷地區(qū)建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向，每個朝向窗墻面積比不超過0.5。

3.2.2 高效外墻保溫隔熱系統(tǒng)

采用高效外墻保溫系統(tǒng)(見圖2)、斷橋鋁合金窗框、Low-E中空玻璃、高效保溫隔熱屋面技術(shù)、高效能門窗系統(tǒng)、高性能外遮陽技術(shù)。

3.2.3 太陽能熱水系統(tǒng)(50%住戶)

采用集中式太陽能熱水器充分利用太陽能供水，以最大限度地解決能源問題。集中式太陽能供熱方式為每戶合用一套太陽能集熱器，儲水箱及管道，集中制熱、儲熱及供水;太陽能熱水器統(tǒng)一設(shè)置在建筑屋面，并聯(lián)或串聯(lián)安裝，儲熱或供熱水箱可以靈活安放在屋頂。由集熱器產(chǎn)生的熱水，經(jīng)儲水箱再通過供水干管重力或壓力輸送至各用水點。集中式系統(tǒng)的集熱器與儲水箱之間多采用機械循環(huán)，供水可以是循環(huán)介質(zhì)為熱水的直接供水，或介質(zhì)為傳熱介質(zhì)的間接供水系統(tǒng)。

圖2 高效能外墻保溫截面圖

3.2.4 公共空間采用節(jié)能照明系統(tǒng)

地下室空間應(yīng)盡量采用導(dǎo)光管自然采光系統(tǒng)，充分利用自然光，節(jié)約照明費用，夜晚還可以反向利用為草坪燈。從黎明到黃昏，甚至是陰天或者雨天，該照明系統(tǒng)導(dǎo)入室內(nèi)的光線仍然十分充足。

同時公共區(qū)域優(yōu)先選用高效節(jié)能照明產(chǎn)品。如選用低能耗的熒光燈(如T5，T8管)及緊湊型熒光燈，顯色指數(shù)大于80，室外照明等開闊空間采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。同時，采用使用低能耗性能優(yōu)的光源用電附件，如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等。緊湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器;高壓鈉燈、金屬鹵化物燈宜配用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。

3.2.5 其他節(jié)能設(shè)備(水泵、電梯)

選用節(jié)能主機的小機房電梯或無機房電梯，相比普通電梯可節(jié)電30%以上;針對高層，合理進行水系統(tǒng)分區(qū)，充分利用市政供水壓力。

3.3 節(jié)水及利用

3.3.1 節(jié)水器具的利用

節(jié)水龍頭停水自動關(guān)閉水龍頭等具有手動或自動啟閉和控制出水口水流量功能的產(chǎn)品;蘇州為水質(zhì)性缺水地區(qū)，選用一次沖洗水量不大于6 L水的便器。

3.3.2 雨水收集

雨水收集回用于室外場地綠化澆灑、景觀補水(10%利用率)，分析蘇州雨水資源條件，設(shè)計優(yōu)化雨水收集系統(tǒng)形式，計算收集量、回用量、隨時間變化規(guī)律及衛(wèi)生要求等因素綜合考慮確定調(diào)蓄排放、回用雨水的用途。計算雨水收集量，室外綠化、景觀用水量，計算可利用率，并根據(jù)需求優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，建造雨水收集利用系統(tǒng)。同時，雨水用于室外場地綠化澆灑、景觀補水等用途即可認為滿足非傳統(tǒng)水源利用率10%的要求。

3.3.3 中水收集

通過中水收集，回用于室外場地綠化澆灑、景觀補水及入戶回用(30%利用率)根據(jù)排水的水質(zhì)、水量、排水狀況和中水回用的水質(zhì)、水量的平衡計算選定中水水源，并進行技術(shù)和經(jīng)濟性分析選擇再生水源和水處理工藝;并同時收集雨水;確定室內(nèi)沖廁、綠化澆灑、景觀補水等各項用量，計算非傳統(tǒng)水可利用率，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，建造中水回用系統(tǒng)。

3.3.4 綠化灌溉

采用噴灌、微灌等高效節(jié)水灌溉方式，嚴禁采用漫灌方式;普遍采用的節(jié)水綠化灌溉方式是噴灌;微灌包括滴灌、微噴灌、涌流灌和地下滲灌。采用噴灌或微灌等高效節(jié)水灌溉方式可分別節(jié)水30%～50%，50%～70%。

3.4 節(jié)材與利用

3.4.1 環(huán)保材料利用

采用取材方便、生產(chǎn)簡便、生產(chǎn)能耗低、無污染的建筑材料，并盡量使用可再循環(huán)材料利用(10%利用率)。

3.4.2 以廢棄物為原料生產(chǎn)的建材利用(30%利用率)

在部分對外立面、建筑結(jié)構(gòu)、使用功能沒有影響的地方，倒如室內(nèi)非承重分隔墻體等，可以使用二次建材，以提高建材的回用率。

3.5 室內(nèi)環(huán)境

3.5.1 室內(nèi)采光優(yōu)化設(shè)計

結(jié)合立面設(shè)計，利用日照軟件模擬分析房間的采光效果，優(yōu)化布局、戶型、遮陽構(gòu)件設(shè)計，以及窗地面積比。

3.5.2 室內(nèi)通風(fēng)優(yōu)化設(shè)計

結(jié)合場地風(fēng)環(huán)境計算結(jié)果，利用基于CFD原理的計算軟件分析建筑室內(nèi)自然通風(fēng)狀況，優(yōu)化布局設(shè)計、窗戶開口面積和位置，盡量形成有利的“穿堂風(fēng)”，避免渦流區(qū)。

3.5.3 室內(nèi)隔聲設(shè)計

為解決樓板撞擊傳聲產(chǎn)生的噪聲，地面采用“浮筑樓板”構(gòu)造。即在結(jié)構(gòu)樓板上鋪設(shè)一層絕緣隔聲材料，上面再澆筑6 cm～8 cm的混凝土砂漿層，這層樓板好像浮在絕緣層上，與樓板及四周墻體分離，從而達到極好的隔音效果。

3.5.4 室內(nèi)新風(fēng)設(shè)計

分析項目工程特點和市場定位，選擇安裝雙向流戶式新風(fēng)系統(tǒng)(可帶熱回收功能)，在采暖和空調(diào)期與空調(diào)采暖設(shè)備聯(lián)動使用，有效調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度，使居室時刻保持干爽、舒適的狀態(tài)，對夏季潮濕的空氣有很強的除濕作用;并且可以驅(qū)除室內(nèi)裝飾造成的可能長時間存在的有害氣體。