匯集了上海交通大學(xué)、上海電力學(xué)院、宏潤建設(shè)集團、上海植物園和上海格愛綠色環(huán)保科技有限公司以及國內(nèi)外60多家企業(yè)的先進技術(shù)研究成果的“上海生態(tài)辦公示范樓”落成，為我國綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)的研究和建筑一體化集成提供了示范和實驗平臺。該工程獲得2005年建設(shè)部授予的首屆“全國綠色建筑創(chuàng)新獎”一等獎。2005年9月，該重大科研攻關(guān)項目的又一重要成果“上海生態(tài)住宅示范樓”也在同一場址相繼落成。

 

    示范樓先進技術(shù)集成體系

    通過最優(yōu)化的建筑節(jié)能設(shè)計、采用先進的節(jié)能材料和節(jié)能技術(shù)使建筑物的建筑能耗降低到盡可能低的水平，再采用可再生能源補充剩余所需能量。

 

    超低能耗圍護結(jié)構(gòu)。“零能耗”獨立住宅圍護結(jié)構(gòu)采用高效外墻外保溫系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)形式為非水泥基EPS100外墻外保溫體系與砂加氣200填充墻。外窗采用真空低輻射中空塑鋼窗；天窗采用夾膠鋼化低輻射中空塑鋼窗；采用倒置式保溫與種植屋面相結(jié)合的屋面保溫體系，屋面采用XPS100保溫。

 

    根據(jù)建筑設(shè)計風(fēng)格和日照規(guī)律，采用多種高效智能遮陽系統(tǒng)，包括戶外可調(diào)鋁合金百葉簾、可伸縮外遮陽蓬、戶外天窗遮陽簾、戶內(nèi)百葉簾等內(nèi)外遮陽系列產(chǎn)品；應(yīng)用了日光增強型百葉簾、太陽能驅(qū)動卷閘簾、太陽能驅(qū)動風(fēng)光感應(yīng)及無線控制器等一些具世界領(lǐng)先水平的遮陽技術(shù)產(chǎn)品，使外窗的綜合遮陽系數(shù)達到0.4，天窗遮陽系數(shù)為0.2。

 

    地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。在獨立住宅中應(yīng)用了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能20％～40％，具有較高的室內(nèi)熱舒適性，無吹風(fēng)感和噪音。

 

    太陽能光伏發(fā)電。獨立住宅采用3kw太陽能光伏發(fā)電和并網(wǎng)技術(shù)，光伏電池每塊200W，與屋面結(jié)構(gòu)渾然一體。園區(qū)采用太陽能庭院燈，草坪燈和風(fēng)光互補路燈。據(jù)計算，一臺太陽能路燈一般每年可節(jié)約電費1000元。

 

    太陽能集熱器與建筑一體化。生態(tài)住宅示范樓實現(xiàn)了太陽能集熱器與建筑一體化設(shè)計：生態(tài)公寓的二、三層陽臺分別安裝2.7㎡和4.2㎡的陽臺護欄懸掛式太陽能熱水系統(tǒng)；獨立住宅上方安裝了4.6㎡的遮陽屋檐懸掛型太陽能建筑一體化熱水系統(tǒng)。

 

    風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。獨立住宅采用了一套性能優(yōu)異的渦輪式小型風(fēng)力發(fā)電機，該系統(tǒng)壽命長達幾十年，額定功率140W，啟動風(fēng)速僅2m/s，額定風(fēng)速15m/s，掃掠面積僅0.3㎡，比常規(guī)風(fēng)力發(fā)電機可多發(fā)50％的電力，與建筑實現(xiàn)一體化設(shè)計，具有高效、美觀、長壽和無噪音等優(yōu)點。

 

    空氣源熱泵熱水系統(tǒng)。獨立住宅還應(yīng)用了空氣源熱泵熱水器，將空氣能與熱泵節(jié)能技術(shù)有機地結(jié)合起來，采用逆卡諾循環(huán)原理，以極少的電能通過熱泵工質(zhì)把空氣中的低溫?zé)崮芪�收起來，其用電量僅僅是電熱水器的四分之一，燃氣熱水器的三分之一，是繼燃氣熱水器、電熱水器、太陽能熱水器之后的第四種熱水器。環(huán)境溫度為5℃時，系統(tǒng)能效比COP達到2.93，在環(huán)境溫度為25℃時，系統(tǒng)能效比COP達到4.52。

 

    相變儲能材料。生態(tài)公寓中采用納米石墨相變儲能材料制成的蓄能罐用作空調(diào)相變儲能裝置。夏季在電力低谷時段開啟空調(diào)器制冷功能，冷量便直接傳入相變蓄能罐中蓄冷，待相變材料相變完全后，空調(diào)器停止運轉(zhuǎn)，在電力需求高峰時段，利用空氣循環(huán)換熱，將蓄能罐中的冷量逐步釋放到室內(nèi)空間；冬季相變材料可以發(fā)揮蓄熱功能，從而實現(xiàn)電力調(diào)峰和節(jié)省電費支出的目的。

 

    家用燃氣空調(diào)。生態(tài)公寓采用最新開發(fā)的家用燃氣中央空調(diào)，以天然氣作為動力直接使用初級能源，可以減少城市用電負荷。該系統(tǒng)可制冷、制熱并供熱水，與同類空調(diào)相比節(jié)能效果明顯。

 

    經(jīng)分析，獨立住宅全年采暖空調(diào)耗電量約3100kWh，光伏發(fā)電系統(tǒng)一年可發(fā)3300度電，再加上風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電量，可滿足建筑全年采暖空調(diào)的耗電量，實現(xiàn)了“零”能耗住宅示范樓節(jié)能設(shè)計目標(biāo)。

 

    資源高效循環(huán)利用

    資源節(jié)約的核心是占用資源少、環(huán)境負荷小、可循環(huán)率大，上海生態(tài)住宅示范樓采用了資源高效循環(huán)利用的三方面技術(shù)措施。

 

    3R環(huán)保材料。3R材料是指可減量使用，能重復(fù)使用和可再生使用的建筑環(huán)保材料。示范樓選用了大量3R環(huán)保材料，混凝土采用高性能混凝土，減少建筑中混凝土的使用量；利用粉煤灰和礦渣粉等工業(yè)廢料取代水泥作為摻合料，減少自然資源、能源的消耗和二氧化碳的排放；采用再生骨料混凝土，將廢舊混凝土和建筑垃圾加工制成的骨料取代天然碎石，節(jié)約天然石材資源，使混凝土成為可再生利用的材料。減少天然用砂25％，水泥用量15％，內(nèi)外墻均采用有廢渣、廢骨料制成的加氣混凝土或砌塊砌筑而成。

 

    節(jié)水綜合技術(shù)。建筑節(jié)水技術(shù)途徑主要有三方面：一是采用節(jié)水器具；二是采用雨污水收集回用措施；三是應(yīng)用就地保水措施。雨污水處理裝置回收處理雨水和生活污水，再生水回用于綠化澆水、景觀補充用水和沖廁用水；步行道路和附近的停車場全部采用了透水混凝土就地保水，其透水率為800～1000mL/分鐘。

 

    輕質(zhì)木結(jié)構(gòu)加層。為了發(fā)揮現(xiàn)代木框架結(jié)構(gòu)技術(shù)堅固、安全、舒適、資源利用高效的特點，公寓頂層進行了混凝土多層結(jié)構(gòu)與木結(jié)構(gòu)整合的嘗試，為上海在舊房改造中推廣應(yīng)用輕質(zhì)木結(jié)構(gòu)進行了有益的探索。

 

    自然通風(fēng)和天然采光。利用CFD模擬技術(shù)輔助設(shè)計，模擬建筑周邊的風(fēng)環(huán)境(圖19)，獨立住宅設(shè)計了可遙控開啟關(guān)閉的3㎡天窗和通透明亮的中庭，輔以南高北低的建筑結(jié)構(gòu)合理的南向窗墻比0.45～0.5。經(jīng)模擬計算，在東南主導(dǎo)風(fēng)向、室外平均標(biāo)準高度風(fēng)速為3m/s時，室內(nèi)主要人體活動的區(qū)域范圍內(nèi)各層居住高度（1m）的風(fēng)速，基本處于0.5－1m/s的范圍之內(nèi)，達到自然通風(fēng)的設(shè)計要求，從而達到利用自然通風(fēng)減少全年空調(diào)使用時間、提高換氣次數(shù)和空氣質(zhì)量的目的。

 

    生態(tài)綠化。獨立住宅90㎡平屋面選用耐寒性、慢生常綠草坪做屋頂綠化，既容易人工保養(yǎng)維護又有提高屋面保溫隔熱效果和儲水功能，能將50％％的屋面降水保留在屋面上，然后再通過植物蒸發(fā)掉，從而改善了氣候環(huán)境。與沒有屋頂綠化的同類建筑相比，夏季酷熱的白天室內(nèi)溫度可降低3℃～4℃，冬天取暖費可節(jié)約1/3。

 

    生態(tài)公寓則采用成本低、易于維護的窗臺開槽綠化形式，營造美觀視覺環(huán)境。 示范樓東西外墻采用爬藤等垂直綠化，既減弱日曬，又美化環(huán)境，提升居住品質(zhì)。

 

 

 (本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)