多层建筑搞节能,自然比奥运场馆来得复杂,它不仅要考虑节能,还要兼顾占用资源少,节地、节水、节材,负面影响小等诸多因素。不过,记者在采访中发现,位于北京市海淀区玉渊潭南路的科技部节能建筑示范楼就比较好地解决了这些难题,对节能建筑的设计者也应该有所启发。
让每个房间都有阳光
阳光、空气、水,在人们还没有搬进高楼大厦之前,这些自然力为人们提供着充足的风能、热能和光能。随着社会的发展,人们越来越群居于城市,楼宇也越来越高。由于楼体的高大“魁梧”,采光、通风和热量交换等方面的自然利用变得越来越难。阳光明媚的白天室内仍然需要灯光照明,微风习习的凉爽天气室内却烦闷异常,罐头盒般堆砌的空间里,空调的调控远不及大自然之手来得舒适。然而,这种状况并不是不能避免的。
“我们可以让每个房间都有阳光。”科技部研究中心杨国雄主任在介绍科技部节能建筑示范楼时自豪地说。这座节能楼获得了美国绿色建筑LEED金奖,从规划到建设都是杨主任一手负责的。“我们根据全年建筑的能耗模拟得出结论,十字形的楼体对自然利用率最高,采用这种形状后,东南西北4个方向的楼体向外突出,成为一个个相对独立的单元,接受外界环境的影响。春秋季能够使用自然通风,白天可以使用自然光。在色彩方面,楼体颜色采用浅色外墙,能够反射太阳光,避免室内温度受光照强度影响过大。”杨主任如数家珍。
楼体形状在节能方面的作用在建筑界已成共识,位于北京白云观附近的融泽府小区采用的就是板式结构,记者走进其中的一个房间看到的是阳光铺满地面,同时,该建筑的窗户采用的是可以完全打开的窗页结构,有利于通风换气。“打开您的窗户,更多的拥抱自然是节能小区坚持的一个共同主题。”接受采访的售楼处相关工作人员告诉记者。
阻隔温度内外传递
你一定有这样的体会,夏天想把屋外热气多挡住些,冬天想把屋里的暖气多留住点,虽然我们已经最大限度地少开门窗,可仍然会觉得不足够。建筑学专家和材料学专家有他们的办法。“要隔断不同空间的热量传递最直接的办法就是将它们之间的界面做成热的不良导体。”科技部研究中心杨国雄主任向记者解释说,“这个方法人们很早以前就应用了。热水瓶就是最好的例子,把传热系数小的空气填充进内外胆的夹层里,达到保温效果。同样的,我们从楼体所有可能有热传导效应的部分入手,墙体、窗户、玻璃、楼顶等都采取了类似处理,以减少它们的散热系数,从而达到节约能耗的目的。”目前,阻隔温度内外传递的方法通常有以下几种:
复合外墙墙体的两侧采用空心砖,缝隙使用绝缘物填充。以科技部节能示范楼为例,综合北京的纬度考虑,该楼所采用的SB复合外墙的k值(某一介质每千平方米每秒钟向外扩散热量的瓦数)为0.62W/m2K。
目前,节能建筑中所采用的窗框一般是铝制的,以融泽府小区为例,其窗框以铝为骨架,用木制材料包裹,并采取了一定的密封处理,摸上去感觉相当厚实,有效阻止了空气的流通。“有了这样断热桥铝窗框,热量想进还是想出就都需要经过主人的同意了。”小区内的工作人员打趣地说。
节能建筑中一般安装中空镀膜low-E玻璃,这种玻璃采用无色金属镀膜,中空部分填充氩气,玻璃有各种型号,玻璃层数也不尽相同,当然保温效果也不同。“这样可以根据玻璃的位置,通过计算造价和保温效果选择型号。比如,南北窗玻璃的隔热效果要求就相对高一点,东西向由于太阳不会直射就可以要求低一点。”杨主任介绍说,“而北半球对南窗要求严格一点,可以采用3层的中空玻璃,同时,玻璃隔热系数的确定就可以根据不同建筑的不同纬度来计算了。”
在屋顶铺上聚氨酯等类似材料,就像给房子盖上一层棉被,从而达到阻隔热量传递的效果,它的传热k值保持在0.6左右。
值得一提的是,上述所有材质的选择和使用在建筑的设计工程中都是要通过计算机的模拟才能确定的,专家称之为计算机实时能效分析,它不仅要考虑到多种节能技术的协调补充,还要考虑到该建筑的地理位置纬度,历史气象,阴晴雨雪的比例,大气湿度温度的数值范围以及风力风速等不同参数,进行不同的计算。“一个建筑最适宜参数的确定是通过一次次方案的建立、讨论、推翻、再建立、再讨论,如此反复细致的工作后才确立起来的。”杨国雄主任深有感触地说。