——唐山零能耗绿色别墅
王羽
深圳市建筑科学研究院股份有限公司
摘要：本文介绍超低能耗多层住宅设计实例----唐山零能耗绿色别墅。在该项目中，采暖技术、制冷与除湿技术、遮阳技术、外围护结构节能技术和低能耗建筑和被动房关键技术得到了综合应用和集成示范，被誉为“零能耗”绿色别墅。
文章分别从被动节能技术、本身节能技术、设备节能技术、可再生能源利用、雨水中水回收、智能家居等方面介绍绿色技术在该别墅的应用。
关键词：超低能耗建筑；采暖技术；通风技术和设备；制冷与除湿技术；遮阳技术；外围护结构节能技术；低能耗建筑和被动房关键技术
1、前言
近几年，许多发达国家积极开展关于超低能耗、近零能耗、零能耗建筑( 本文根据《被动式超低能耗绿色建筑技术导则》，将上述名词统称为超低能耗建筑) 的相关研究并建设典型示范工程，国内也逐步研究开展相关工作。
唐山零能耗绿色别墅位于唐山市南湖高尔夫生态城及曹妃甸区；本项目2008年5月设计完成，并于2009年10月竣工，分为两个独立建筑，A栋位于唐海县曹妃甸国际专家服务中心区内，功能为别墅型住宅，地上3层，建筑面积为440.6平方米，地下1层，建筑面积为114.3平方米（图1）； B栋位于山市南湖生态公园内，功能为别墅型住宅，地上3层，建筑面积为391.3平方米，地下1层，建筑面积为122.9平方米（图2）。
时值唐山市正将曹妃甸区打造为国际航运中心、国际贸易中心、国际物流中心的核心组成部分，使之成为河北省国家级沿海战略的核心，及京津冀协同发展的战略核心区，对建设工程的标准要求提高，并对建筑的示范作用高度重视。同时，国家住房和城乡建设部对绿色建筑及低能耗、环保建筑的大力推行，并组织推动绿色建筑评价标识和绿色建筑示范工程建设等一系列措施等环境下，唐山市也积极响应，并出台一系列绿色建筑的奖励政策，鼓励建设具有领先、示范性的建筑。
本项目的建设目标是零能耗或者低能耗建筑，主要采用在建筑之外建立风力发电、太阳能发电、生物技能发电以及用生物技能产生燃气的设施，利用这些属于可再生能源的电力和燃气，满足建筑运行的能耗需求，实现消耗化石燃料为零的建筑，零能耗是降低建筑能耗的理想状态。为实现超低能耗的建设目标，独立住宅建设中主要集成了以下技术措施：低能耗建筑和被动房关键技术；外围护结构节能技术；通风技术和设备；采暖技术；制冷与除湿技术；遮阳技术（图2）。下面从这些方面对本项目的零能耗绿色技术做以介绍。
2、被动节能技术
2.1体形系数控制
本项目建筑体型系数很大程度上决定了建筑采暖能耗，因此要实现零能耗目标，首先应该在建筑体形设计上减少建筑能耗。本项目体形系统控制在0.4左右（图3）。
图4
2.3建筑外窗控制
本项目在建筑外窗控制方面，尽可能减少北向外窗面积，把外窗集中在南向和东西向，减少外窗的热损失，增加冬季的太阳得热。并可以利用太阳能半透明光电板（BIPV）作为天窗、阳光房或温室，同时实现发电、采暖、采光功能（图5）。
3、本身节能技术
3.1外墙保温
该项目采用CL外墙保温与双层墙保温体系，CL外墙保温体系整体性、抗震性、保温性能等较好，工厂预制程度高（图7）。双层墙保温体系 ，保温性能好，维护容易，内表面热稳定性高（图8）。
图8
3.2屋顶保温
本项目采用保温棉和木结构屋顶，提高室顶保温性能，同时减少屋顶荷载（图9）。
3.4外窗遮阳
该项目采用可调外遮阳百叶或遮阳蓬实现夏天遮阳减少空调得热，而冬天尽可能的接受太阳辐射，减少采暖能耗，并可以采用风光自然通风系统（图11）。
图12
4.2新风系统
该项目采用独立的新风系统，并且新风入口采用地埋管的形式，对新风进行预冷或预热，并且采用热交换器回收排风余冷或余热，实现节能运行（图15）。
4.4采光照明系统
项目充分利用自然采光，合理设计外窗位置、尺寸实现室内自然采光需求，必要时可采用光导或光纤采光（图17）。
图17
5、可再生能源利用
项目现在地有太阳能资源较丰富，可再生能源首先应该充分利用太阳能，同时当地平均风速达到3.8m/s，有利用风能的可行性。所以风电互补的发电系统，总功率约为8Kw，同时采10m2左右的太阳能光热系统，用于生活热水（图18）。
建筑处于湖区，植物资源丰富，综合生活污水、植物桔杆、水产的有机饲料作为原料生产沼气，用于厨房炊事（图19）。
图19
6、雨水中水回收
在温室内设置生物处理系统，结合景观设计，采用人工湿地生物处理系统，生活污水处理后排入湖体，雨水经过浅草沟和沉沙井处理后也排入湖体。建筑绿化、冲厕、洗地、洗车都采用湖水，实现生活污水的零排水（图20）。同时采用节水器具（图21）。
图21
7、智能系统
建筑物内的光环境因素包括照度水平、照度均匀度、照度的稳定性、亮度分配、眩光等。采用智能监测与智能控制系统，可以把建筑中与电器控制相关的光环境集成为一种监视控制系统，综合考虑各种环境因素，实现多角度统一控制，创建安全、舒适、节能、灵活方便的室内光环境。并且项目综合采用建筑隔声，建筑保温外围护、内外遮阳、室内空调、自然和机械通风、绿色装修材料等措施实现室内舒适健康环境（图22）。采用电动遮阳百叶（电动可调遮阳百叶，图23）、智能通风窗（可根据室内、外温湿度控制通风器的开启，图24）。采用自然调节空调、采暖、通风、遮阳、窗帘、灯光场景等设备，实现室内舒适性。
8、结束语
唐山零能耗绿色别墅是对太阳能光热、光电、地热能和被动式建筑节能技术等多项节能技术的综合应用和集中示范展示，项目在实现被动节能的基础上，充分利用可再生能源技术降低建筑能耗，总体建筑节能率达到80%以上，被誉为“零能耗”别墅。
参考文献：
[1]李晓明.遮阳系统在节能建筑中的应用.阳光能源，2009.2：58-59.
[2]杨胜文.与建筑一体化的太阳能光伏组件.光源与照明，2009.01：19-21.
[3]汪维，韩继红，安宇.上海生态住宅示范楼集成技术体系.绿色建筑特刊，2006．07：32-34.
论文作者:王羽
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第12期
论文发表时间:2017/10/11
标签：建筑论文; 遮阳论文; 技术论文; 节能技术论文; 采暖论文; 项目论文; 别墅论文; 《建筑学研究前沿》2017年第12期论文;