袁長波,季明川,田 葉,王艷芹,楊 萍,姚 利,付龍云
(1.山東省農業科學院農業資源與環境研究所,山東 濟南250000;2.山東省農業可持續發展研究所,山東 濟南250000)
綠色建筑已是當前世界建筑業發展的趨勢,發展綠色建筑事業是推動我國節能減排,保護環境,改善民生,培育新興產業,加快城鄉建設模式和建筑業發展方式轉變,促進生態文明建設的重大舉措。根據《“十二五”建筑節能專項規劃》要求:我國在“十二五”期間,實施綠色建筑規模化推進。“十二五”末期執行比例達到70%。因地制宜、就地取材,結合當地氣候特點和資源稟賦,大力發展安全耐久、節能環保、施工便利的新型建材。新型墻體材料產量占墻體材料總量的比例達到60%以上,建筑應用比例達到70%以上。
西霞口漁村位于山東威海榮成市,全村共有500多戶,總人口1400多人,村民住宅以聯體別墅為主,是山東省村鎮建設明星村與山東省電氣化村,全村總資產約10億元。西霞口村與山東省農業科學院目前共同承擔著國家“十二五”科技支撐計劃“環渤海濱海宜居漁村與小康住宅建造技術集成示范”(課題編號:2013BAJ10B11),課題組通過課題的實施對住宅社區16棟52戶別墅住宅進行了綠色技術改建,同時采用綠色建筑技術新建3棟6戶進行示范推廣,在實施的過程中采用多項綠色建筑技術。
西霞口漁村小康住宅圍護結構包括坡屋面、外墻、樓地面、地下室以及門窗等,起圍護結構的做法以及所采用的綠色建材如下。
(1)坡屋面的具體做法(自上而下)。用15mm 1∶1水泥砂漿粘平瓦,35mmC20細石混凝土找平層,內設鋼筋網,1.5mm的合成高分子防水涂料,20mm的水泥砂漿,55mm的擠塑聚苯板,20mm的水泥砂漿找平層,120mm現澆鋼筋混凝土屋面板,20mm的混合砂漿面層。
(2)外墻的具體做法(由外至內)。防水涂料,10mm厚水泥砂漿,10mm厚聚苯顆粒找平,80mm聚苯板,20mm厚水泥砂漿找平層,240mm厚粉煤灰磚,20mm厚水泥砂漿。
(3)外窗類型。隔熱金屬型材多腔密封窗框 K≤5.0[W/(m2·K)],框面積 ≤20%,(6mm 較低透光Low-E+12空氣+6mm透明),傳熱系數2.40W/m2·K,玻璃遮陽系數0.38,氣密性為6級,水密性為3級,可見光透射比0.48。
(4)地面類型(室外)。30mm水泥砂漿,2mm瀝青油氈,油氈紙,10mm水泥砂漿找平層,100mmC20細石混凝土(雙向配筋),100mm C10混凝土墊層。
(1)內墻具體做法。承重墻采用240mm厚粉煤灰磚,隔墻采用120mm厚B07級蒸壓加氣混凝土砌塊,20mm厚水泥砂漿抹面。
(2)層間樓板具體做法(自上而下)。30mm厚水泥砂漿找平層,10mm厚擠塑聚苯板,20mm厚水泥砂漿找平層,100mm厚現澆鋼筋混凝土板,20mm厚混合砂漿。
(3)室內地面(自上而下)。30mm水泥砂漿找平層,10mm擠塑聚苯板,20mm水泥砂漿找平層,100mm C20細石混凝土(雙向配筋),100mm C10混凝土墊層。
漁村小康住宅采用礦渣硅酸鹽水泥,混凝土攪拌過程中添加工業廢渣與粉煤灰,最大限度的減少水泥的用量,從而減少水泥生產中的“副產品”如CO2、SO2、NO等氣體,以保護環境。防水與保溫材料均采用節能環保的高性能材料。粉煤灰磚由粉煤灰、石灰、石膏、電石渣、電石泥等工業廢棄固態物制備,蒸壓加氣混凝土砌塊是利用可循環利用的材料制備,因此墻體材料均采用廢棄物的循環利用澆筑而成,環保節能。天然用砂減少50%,碎石用量減少20%,水泥用量減少40%以上。
西霞口漁村小康住宅的改造與新建,本著“節約資源、節省資源、保護環境、以人為本”的基本設計理念,改造與新建過程中采用了多項節能與新能源技術。
南向窗戶采用建筑遮陽造型一體化設計,通過屋頂天窗與外墻窗戶的優化布置實現室內自然通風與自然采光。屋面采用擠塑聚苯板隔熱保溫,墻體材料采用環保節能3R環保材料,外墻采用聚苯板進保溫隔熱處理,樓層間板與地面板采用擠塑保溫板進保溫隔熱,門窗玻璃采用雙層Low-E玻璃,高氣密性節能門窗。室外綠化澆灑選用節能型噴嘴,室外路燈采用風光互補路燈、太陽能路燈、草坪燈。室內照明采用節能燈具,燈具控制方式采用聲控、感光、手控相結合,室內給排水管選用高質量的管道材料和配件,以減少和避免管道的漏損與阻力,減少用能。利用新能源技術,減少對傳統能源的依賴。通過一年的跟蹤測試,西霞口漁村住宅改造前后夏季空調與照明的用能節約了60%以上,改建住宅總節能提高70%以上,新建住宅與傳統住宅相比用能節約了70%以上,新建住宅建筑總節能提高80%以上。
通過國家“十二五”科技支撐計劃“環渤海濱海宜居漁村與小康住宅建造技術集成示范”課題的實施,在西霞口漁村安裝太陽能光伏發電設備2套、地熱源空調系統4套、空氣源空調系統4套、太陽能集熱器與建筑一體化裝置4套、電地暖裝置30套、新增加太陽能路燈8臺、新增太陽能草坪燈20臺、風光互補路燈16臺。
通過課題組一年的跟蹤監測:①太陽能光伏發電裝置,可在連續無日照情況下,保證示范住宅內3d電力供應;②太陽能集熱器與建筑一體化裝置,集熱器的瞬時效率截距達到0.75,總熱損失效率小于3.0W/(m2·K),基本滿足示范住宅內全年熱水需求;③空氣源熱泵熱水系統裝置,性能系數COP最高可以達到4.0,節能效率是普通電熱水器的4倍以上,滿足示范住宅內全年熱水需求;④地源熱泵空調系統裝置,冬季制熱工況,性能系數COP最高可以達到4.5;夏季制冷工況,性能系數COP最高可以達到6.0,滿足示范住宅內供熱與制冷需求;⑤電地暖裝置,與傳統水暖相比,同等條件下,安裝建設成本可節約20%,每年運轉費用可節約40%;課題示范區內新能源利用率提高到了40%。
優化建筑窗墻比、Low-E玻璃和可調節外遮陽方式來改善建筑圍護結構的隔熱與隔音性能。通過優化布置天窗、天井、室內外窗戶的設置,在保證窗墻比滿足設計要求的條件下,最大限度地利用自然采光與有效組織自然通風,改善室內自然凈化條件,括衛生間均為自然通風、換氣。室內排水地漏均為三防地漏,并設置水封裝置,有效隔絕廢氣進入室內;污水系統采用室內污廢分流制、室外污廢合流制,污廢水在室外匯合,經化糞池處理后接入村污水管網。室內裝飾造型簡約,無大量裝飾性構件。2015年1月16~25日委托榮成市建筑工程質量造價監督管理站對新建與改建住宅進行了室內環境污染物檢測,室內甲醛、苯、甲苯、二甲苯等每項污染物指標均符合《民用建筑工程室內環境污染控制規范》(GB50325~2010)要求。
西霞口漁村小康住宅的改造與新建采用綠色施工技術,首先針對改建與新建分別建立和健全綠色施工管理制度,制定了不同的綠色施工方案,具體包括節材措施、節水措施、節地措施、節能措施和環境保護措施。在施工過程中實施動態管理,從施工準備、原材料采購、施工安裝和竣工驗收等各階段進行全過程控制。同時樹立專門宣傳欄,加強對綠色施工作的宣傳,增強施工人員綠色施工意識,實現文明施工,使職工身心健康有保證。
西霞口漁村住宅采用的綠色建筑技術有:建筑遮陽造型一體化設計、屋面隔熱保溫、地源熱泵空調系統、空氣源熱泵熱水系統、太陽能光伏發電系統、太陽能建筑一體化技術、圍護結構隔熱隔音設計、高氣密等級節能型外窗及外門、室內自然通風、污水系統采用室內污廢分流制、室外污廢合流制、通過綠色建筑技術的應用,西霞口漁村的新建與改建住宅達到了公共建筑節能75%(以國家標準節能50%為測算基準)以上的設計性能標準,新能源利用率提高到40%以上,具有很高的社會效益。該項目的示范建筑具有良好的的推廣價值。課題組通過國家“十二五”科技支撐計劃“環渤海濱海宜居漁村與小康住宅建造技術集成示范”的實施,帶動山東新農村社區乃至全國新農村社區的綠色建筑建設,為節約型新型農村建設提供示范技術樣板。
[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.綠色建筑評價標準(GB/T50378~2006)[S].北京:中國建筑出版社,2006.
[2]中華人民共和國住房和城鄉建設部.蒸壓加氣混凝土砌塊(GB11968~2006)[S].北京:中國建筑出版社,2006.
[3]黃 繩.面向可持續發展的綠色建筑[J].建筑學報,2004(9).
[4]羅玲玲.MER97面向21世紀的環境-行為研究國際會議回顧[J].建筑學報,2005(12).
[5]仇保興.建立五大創新體系促進綠色建筑發展[J].建筑科技,2006(5):11.
[6]王 賡.綠色建材-現代建筑材料的環保性分析[J].科技向導,2010(33):21~22.