被動式綠色施工技術在住宅項目中應用路徑分析

許亞明

(南通華匯建筑工程有限公司 江蘇 南通 226600)

伴隨著城市化進程的逐步加快,建筑行業迎來高速發展階段,為了踐行綠色可持續發展理念,建筑行業從業人員積極嘗試運用綠色施工技術,減少施工活動所造成的環境污染以及能源消耗。不同地區的地理環境以及氣候條件存在顯著差異,因此在運用綠色施工技術時,要結合當地地理環境以及住宅項目施工需求,運用切實可行的綠色施工技術達到節能降耗目標。

1 被動式綠色施工技術特點

綠色施工技術的主要特點就是在不依靠機械設備的前提下,運用一些常見的施工技術,充分發揮項目所在地自然環境特點,降低施工能源消耗,盡可能減少施工活動對自然環境造成的影響,為居民營造舒適、綠色、安全的居住環境[1]。

被動式綠色施工技術的構成較為復雜,在使用過程中要根據住宅項目所在地實際情況進行合理選擇。為了方便介紹,這里以南寧市某住宅項目為例。南寧市的氣候特征為“潮濕”“悶熱”“多雨”,春季會出現“返潮”現象,室內墻壁以及窗戶會出現大量冷凝水,俗稱“回南天”;夏季空氣濕度大,氣溫高,常伴有暴雨,雷電等極端天氣;秋季降雨較少,晴天較多;冬季時間較短,氣候較為濕冷。考慮到南寧市上述氣候特點,住宅項目設計人員要考慮建筑的通風、隔濕性能以及夏季的隔熱能力,對于防寒與保溫的要求不高。因此,在選擇被動式綠色施工技術時,著重考慮自然通風、遮陽以及隔熱技術,在確保室內溫度較為舒適的前提下盡可能減少空調的使用頻率,提升節能降耗效果。

2 被動式綠色施工技術具體應用

2.1 被動式通風綠色施工技術

2.1.1 室外通風技術

提升建筑物內外通風效果能夠有效排出室內熱量,在盡量不使用機械設備的前提下降低室內溫度。該住宅項目以板式建筑為主,住宅小區整體呈現南偏東朝向,確保小區與當地夏季主導風向保持一致。在小區東側建設高層建筑,增加建筑之間的距離,采用底層架空的方式增加東側建筑物通風效率。小區中心區域以1～3層的低層建筑為主,夏季的東南風穿過東側高層建筑,貫穿小區中心區域,通過這種方式提升小區外部通風效率。

在細節設計方面,打亂住宅樓的制式規則,令住宅樓形成“犬牙交錯”、“縱橫交替”的格局,利用建筑物之間的布局,形成自然通風通道,確保東南風能夠順暢穿過每一幢建筑物。此外,設計人員嚴格控制高層建筑與低層建筑之間的距離,避免由于距離過近而形成漩渦現象,通過上述設計形成對于夏季東南風的自然引導,利用自然風帶走小區內熱量,降低小區內的體感溫度,為居民營造一個涼爽舒適的休憩、娛樂環境。

2.1.2 室內通風技術

該住宅小區建筑為板式住宅,室內空間較為寬敞通透。其經典戶型的南面為上風口,并在上風口處設置陽臺,引導夏季東南風由陽臺吹入室內,陽臺緊鄰客廳,當東南風流入室內后,可以在不受阻擋的情況下向北側流動,在客廳形成舒適的穿堂風。

客廳北側墻壁設有飄窗,飄窗面積小于陽臺窗戶面積,利用“進風口大,出風口小”的設計技巧,使得東南風能夠在室內均勻流動,帶走室內各個角落的熱量,實現室內環境整體降溫目標。同時,北側安裝的飄窗控制較為簡便,冬季時可以封閉飄窗,防止濕冷的空氣由北側進入室內,提升住宅建筑保溫效果。在建筑設計細節方面,陽臺采用鏤空式欄桿,同時在客廳安裝推拉門,進一步提高室內空間的通風效率[2]。

2.2 被動式遮陽綠色施工技術

南寧市夏季較長,為了避免陽光直射導致建筑物升溫,該住宅小區在設計時避免出現正西朝向的房間,在正西朝向上也不設置窗戶,減少太陽落山時陽光對于室內的照射。此外,該小區住宅采用交錯式布局,建筑物之間互為遮擋,在一定程度上也達到了減少太陽直曬的目的。

該住宅小區內每一幢建筑物,均由四個不同的戶型以左右拼接的方式構成。在細節設計方面,四種不同的戶型均設置了凸窗,通過這種方式提升建筑物外部輪廓的不規則性,呈現出內凹特點,利用建筑物自身結構進行遮陽。通過減少西向窗戶數量并增大其他朝向窗戶面積的方式,進一步提高建筑物的遮陽能力,遮擋高角度陽光直射。此外,在陽臺玻璃門以及飄窗后方安裝窗簾,或者通過設置木格柵、百葉窗等方式,阻擋陽光進入室內,提高建筑物室內采光可控性,在不增加外設遮陽設備以及特制反光玻璃的前提下,提升建筑遮陽效果,以免由于陽光直射而導致室內溫度上升。

2.3 被動式隔熱綠色施工技術

2.3.1 外窗隔熱技術

該住宅小區建筑所使用的外窗規格為7 mm Low-E+11 mm 空氣+5透明,外窗的傳導系數為4.0 K[W/(m2·K)],SC(自遮陽系數)為0.85。與北方地區相比,南寧市冬季時間較短、氣溫較高,因此對于外窗的保溫性能要求較低,設計人員綜合考慮環境因素與建筑項目使用需求,決定使用鋁合金作為外窗窗框,在確保窗框親密性與耐久性符合設計標準的前提下,壓縮施工成本。該住宅項目的屬性為居住型建筑,對于室內采光具有較高要求,為了在滿足采光率的同時,盡可能減少由于陽光直射所造成的熱輻射,外窗玻璃采用夾層玻璃,在夾層玻璃的外層粘貼透明隔熱膜,在不影響室內采光的前提下降低熱輻射。與普通玻璃相比,夾層玻璃中間設計了空氣層,減緩了熱量由玻璃外側向內側傳導效率,同時也進一步提升玻璃的隔音能力,在提升隔熱效率的基礎上,增強室內空間私密性。

2.3.2 外圍護隔熱技術

該住宅項目外墻體使用B06混凝土砌塊,其導熱系數為0.230 3 W/(m·K),熱惰性為3.124。采用EVB無機保溫砂漿,并將隔熱層的厚度控制在20 mm。從結構方面來看,外墻隔熱層主要由四部分組成:最外層為水泥砂漿層,第二層為B06混凝土層,第三層為EVB無機保溫砂漿層次,最內層為抗裂防水砂漿層。前三層的厚度均為20 mm,抗裂防水層厚度為5 mm。這種由四種不同建筑材料組成的隔熱結構,一方面能夠利用混凝土砌塊減少外墻整體重量,并保證外墻隔熱性能符合施工標準。另一方面通過鋪設抗裂防水層解決外圍護隔熱層容易開裂的問題。此外,在設計外圍護隔熱層過程中,其內部的鋼筋混凝土導熱系數,大于加氣混凝土砌塊,由于二者導熱系數差異巨大,容易在外圍或隔熱層與建筑內部之間產生“熱橋效應”,降低外圍后隔熱層的隔熱能力。針對這一問題,施工人員在鋼筋混凝土與室內連接處添加EVB 無機保溫砂漿,避免外部熱量通過“熱橋”傳遞至室內。

2.3.3 屋面隔熱技術

該住宅小區內建筑采用平屋面設計方案,沒有對屋頂進行綠化設計。為了提升屋面的隔熱能力,設計人員采用“倒置式屋面+架空遮陽”的隔熱設計方案。一方面通過設置架空遮陽板,減少陽光對于屋面的直曬,在降低熱輻射的同時,解決由于陽光直曬而導致的屋頂防水層老化問題。此外,架空式遮陽板的鋪設,在遮陽板與屋頂之間形成通透的懸空空間,加速空氣流動,帶走聚集在屋頂的熱量。另一方面,采用倒置式屋面,提升住宅項目屋面的起伏感,在屋面營造山水意象,同時利用倒置式屋面將雨水快速引至漏斗處,提高屋面排水效率。為了確保倒置式屋面能夠發揮其應有的隔熱效果,本項目設計人員使用絕熱擠塑聚苯乙烯板作為屋面隔熱主要材料,其厚度達到了32 mm,熱傳導系數僅為0.025 W/(m·K)。與其他部位相比,屋面與外界環境的接觸最為密切,因此對于倒置式屋面結構的防水能力、隔熱能力均具有較高要求[3]。

本次設計中,倒置式屋面結構由九種不同的材料組成,最外側為10 mm 厚的地磚,通過鋪設地磚的方式,保持屋面與建筑物外墻在外觀上的一致性,方便運維人員打理清掃屋面;第二層為25 mm 厚的水泥砂漿找平層,找平層的主要作用是確保最外側的地磚處于水平狀態,避免由于地磚傾斜而導致屋面存在低洼區域;第三層為40 mm 厚的碎石混凝土層,鋪設該層的主要作用是提升倒置式屋面的整體強度,確保屋面穩定性符合安全標準;第四層為32 mm 厚的絕熱擠塑聚苯乙烯板,其主要作用在于隔絕熱量傳導,降低室內溫度;第五層為5 mm 厚的自粘聚合物改性瀝青防水卷材,提升屋面防水能力,避免雨水滲入室內;第六層為20mm 厚的水泥砂漿;第七層為20 mm 厚的陶粒混凝土層;第八層為120mm 厚的鋼筋混凝土層;第九層為12 mm 厚的水泥砂漿層(見圖1)。

圖1 倒置式屋面剖面圖

3 被動式綠色施工技術管理措施

3.1 加強施工現場能源、資源管理

為了達到節能減排目標,相關工作人員需要對施工現場的資源使用以及能源消耗問題給予足夠關注,一方面要秉承著開源節流原則,盡可能減少能源消耗量,另一方面要科學使用建筑材料,做好建筑材料的儲存、運輸、使用以及垃圾回收等工作,降低施工活動對周圍自然環境產生的污染。具體而言,可以從施工設備以及施工技術兩方面進行優化。要根據項目所在地自然氣候條件以及項目實際需求,選擇綠色環保施工技術,并且采用能夠循環利用的建筑材料。增加對于施工設備的投資,利用能耗更少的新型設備代替傳統高耗能施工設備,并做好機械設備的維護與保養工作,在減少能源使用量的同時,降低施工設備運行中所產生的空氣污染、水污染以及噪聲污染。在資源管理方面,主要是對施工現場的水資源進行合理管控,提高水資源利用率,并利用排污設施以及雨水收集裝置,避免出現水污染問題。在施工現場安裝循環水處理裝置,實現廢水的循環利用[4]。

3.2 選擇高品質施工建材

傳統的施工理念下,施工人員只注重建筑材料的價格以及質量,對于建材成分缺少關注。因此,很多有毒有害建材流入施工現場,造成了嚴重的環境污染,并對居民的健康產生了一定的威脅。在綠色施工理念下,要盡可能選擇高品質綠色施工建材,減少有毒有害物質的排放。構建完善的建材檢測機制,對于進場材料進行嚴格的質量檢測,將建材成分以及環保性作為評價建筑材料質量的重要指標,確保建筑施工活動符合綠色施工要求。

4 結語

綜上所述,在住宅項目施工中運用被動式綠色施工技術,能夠有效減少施工活動對于環境的污染并降低能源消耗。設計施工人員要根據項目所在地實際情況以及施工項目具體要求,靈活采用不同類型的被動式綠色施工技術,在不借助機械設備的條件下,通過自然通風、遮陽、隔熱等措施,降低建筑室內溫度,在為居民提供舒適的居住環境的同時降低能源消耗,構建和諧的人與自然關系。