零碳綠色住宅設計初探

文│ 廣東白云學院 袁富貴 郭保生

零碳綠色住宅設計初探

文│ 廣東白云學院 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，指不破壞環境，能充分利用自然資源，并且在不損壞基礎生態平衡的前提下建造的一種建筑。

零碳住宅 綠色建筑 建筑節能

1 零碳住宅總論

在社會高度發展的今天，建筑領域產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備對電力和燃氣等化石能源的消耗。為減少對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能設置減少對能耗的需求，另一方面需要通過可再生能源滿足余下的能源需求，以實現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（生產生活中所產生的二氧化碳）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與生活方式。利用傳統的太陽能、風能、地熱能實現能源自給自足。

2 零碳住宅發展面臨窘境

盡管生態技術的發展可以用日新月異來形容，但與辦公建筑、商業建筑相比，生態住宅的發展顯得十分緩慢。即使是在當今發達國家，生態建筑無一例外都是高投資的大型項目，其中比較有代表性的如德國柏林的新議會大廈、法蘭克福商業銀行、漢諾威世博會26號館、塞維利亞的世博會英國館等。至于民用住宅（獨立式）大多因為規模小很少有人問津。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問題。理想中的生態住宅模式與現實社會還存在較大差距，一系列政策、法規和技術措施還有待完善。

3 零碳住宅設計案例

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能減排的最新成果。該項目原型取自于世界上第一棟零二氧化碳社區——貝丁頓零碳社區。零碳館由兩棟零碳排放的建筑前后相接而成。

4 零碳住宅設計

4.1 風動儲能保溫除濕雙向通風帽

儲能保溫除濕雙向通風帽分為自然通風和機械通風。自然通風是通過外界的風力尋向裝置確定建筑周邊的主要風力方向，并將室外風動力轉化為室內建筑通風的動力，從而免去傳統空調通風系統的能耗；機械通風會在外界風力不足時啟動，通過來自光電板收集的能量進行通風，如圖1所示。這種通風方式使得能耗降低為常規系統的1/5，大大減少了應用在通風上的成本。與此同時，靈活轉動的風帽利用風能驅動了室內的通風和熱回收。采用風帽和吸收式制冷系統相結合的體系同時提供循環風的解決方案，提高了住戶的舒適度。風帽特點包括：零能耗利用風壓溫壓作驅動，無需電源驅動；零污染均為物理過程，沒有任何化學污染；自動輸入新風，自動排出二氧化碳，保持室內恒溫狀態及正常濕度。

4.2 溶液除濕系統

結合當地實際情況和氣候條件，在風帽下部配上溶液除濕、加濕體系，讓整體的風帽達到最佳效果，并結合當地季節變化作出特有的模式切換功能，配合風動儲能保溫、除濕雙向通風帽，從而使系統更全面的凸顯出環保性和節能性，同時也使室內的溫/濕度達到更適宜生活的標準。

4.3 太陽能熱水系統

整套系統對設備的性能、太陽能系統的熱效率和安全節能及環保與供水的可靠性均有較高的要求。對太陽能熱水系統的總體性能進行個性化定制，做到節能效果和環保效果最優化。為了使工程真正體現出環保和有效地節約資源及經濟實用、安全可靠的目標，根據國家太陽能熱水系統工程設計的有關標準，結合太陽能熱水工程豐富的設計、施工安裝經驗，經過認真研究、分析、比較和反復論證，給出讓消費群體滿意的零碳住宅項目的特定方案說明，并在環保、節能方面做到最大限度的優化。

4.4 太陽能光伏系統

根據用電需要對太陽能光伏系統的總體性能進行個性化定制，做到節能效果和環保效果最優化。

人們希望可再生能源能夠改變人類的能源結構，維持長遠的可持續發展。其中太陽能以其獨有的優勢成為人們關注的焦點。豐富的太陽輻射能是取之不盡用之不竭的。

4.5 地熱能利用系統

地熱能是一種很有發展潛力的能源形式。采用地熱能系統，夏季運行時利用特朗伯墻的誘導動力使室外新鮮空氣通過屋頂進入室內，并采用屋頂蒸發式冷卻系統來預冷空氣，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合的運行方式，如圖2所示。

4.6 雨水收集系統

雨水收集系統是指收集、利用建筑物屋頂及道路、廣場等硬化地表匯集的降雨徑流，經收集、輸水、凈水、儲存等渠道，利用雨水為綠化、景觀水體、洗滌及地下水源提供補給，以達到綜合利用雨水資源和節約用水的目的。并且具有減緩城區雨水洪澇和地下水位下降、控制雨水徑流污染、改善城市生態環境等廣泛的意義。雨水收集系統如圖3所示。

同時，零碳住宅采用整體外保溫的策略。墻壁使用導熱材料制成，減少室外熱滲透，吸收室內多余熱量，穩定室內氣溫波動。通過零碳住宅設計，為住戶提供既環保又舒適的未來生活體驗。零碳住宅設計如圖4所示。

5 結束語

21世紀，全世界的建筑節能事業都肩負著重大的歷史使命，必須全面推進建筑節能建設及發展。為此，要做好各類氣候區、各個國家、各種建筑的節能工作，要全方位、多學科地、綜合而又交叉地研究和解決一系列經濟、技術與社會問題，在進一步提高生活舒適性并增進健康的基礎上，節約生態能源、自然資源，大幅度降低污染，減少溫室氣體的排放，減輕環境負荷。綠色建筑必將克服目前存在的各種困難，在新世紀取得跨越式的發展。

1 王革華.能源與可持續發展［M］.北京：化學工業出版社，2005

2 清華大學建筑節能研究中心.中國建筑節能年度發展研究報告2007［M］.北京：中國建筑工業出版社，2007

3 龍惟定.建筑節能技術［M］.北京：中國建筑工業出版社，2012

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