綠建│屋頂上的“向日葵”——零碳裝配式建筑
與自然和諧相處的零碳建筑將成為趨勢(shì)，從幾十平米的裝配式預(yù)制房屋，到幾十萬(wàn)平米的裝配式預(yù)制酒店，再到零排放城市社區(qū)，有理由相信，零碳裝配式建筑這種集低碳、生態(tài)、自然、科技于一體的建筑產(chǎn)業(yè)將獲得蓬勃的發(fā)展。這個(gè)建于屋頂?shù)摹傲闾拣^”是華建集團(tuán)工程建設(shè)咨詢公司設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)零碳裝配式建筑多年研究的一次實(shí)踐。
項(xiàng)目實(shí)施方案鳥瞰圖
01
走向自然的裝配式零碳建筑
回顧人類建筑的發(fā)展史，出現(xiàn)較早的建筑更多地是作為人類遮風(fēng)避雨和抵御嚴(yán)寒及猛獸的庇護(hù)所；那時(shí)除了取暖、照明、烹飪消耗少量能源外，建筑幾乎是沒有能耗的。然而，隨著工業(yè)改革的到來(lái)，新材料、新設(shè)備被不斷應(yīng)用，建筑步入了“舒適建筑”階段；這時(shí)的建筑，通過(guò)大量消耗自然資源獲取能源來(lái)運(yùn)行電氣照明、空調(diào)、電梯等現(xiàn)代設(shè)施，人與自然界的和諧也被打破。
進(jìn)入到20世紀(jì)九十年代，自然環(huán)境的不斷惡劣，宣布了人類對(duì)抗自然界這場(chǎng)戰(zhàn)役的失敗，越來(lái)越多的學(xué)者開始意識(shí)到建筑業(yè)須走上理性道路，建筑理念也從“征服自然”逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤绊槕?yīng)自然”，“綠色建筑”的概念在這時(shí)應(yīng)運(yùn)而生。
如今建筑如何脫離能源而存在，成為人類與自然和諧相處的又一課題，未來(lái)建筑的方向在哪里？如何對(duì)日益危急的環(huán)境作出回應(yīng)？零碳裝配式建筑將作為重要的建造形式更自由地出現(xiàn)在水面之上、森林深處、沙灘之上、城市中……
前期探索方案之一
02
屋頂上的“零碳館”
基于零碳技術(shù)路線的裝配式建筑，應(yīng)符合可全拆卸、全預(yù)制、全生命周期零排放的要求，以實(shí)現(xiàn)裝配式建筑的拼裝一體化、建筑工業(yè)化、建造低碳化的原則。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在上海浦公檢測(cè)新建廠房“零碳館”項(xiàng)目在前期進(jìn)行了大量的探索，針對(duì)不同材料在不同環(huán)境下的表現(xiàn)建立多組模型進(jìn)行比對(duì)和理論論證，這些研究成果在該項(xiàng)目中得到充分應(yīng)用。業(yè)主方作為一家從事建筑工程、市政道路、橋梁隧道等檢測(cè)服務(wù)的第三方檢測(cè)公司，在建筑新材料新技術(shù)的運(yùn)用及低碳理念上有著與零碳建筑追求全生命周期零碳排的共同理念。
前期探索方案之二
“零碳館”項(xiàng)目既是對(duì)零碳裝配式建筑的探索，亦作為業(yè)主方零碳展示區(qū)參觀的點(diǎn)出現(xiàn)于園區(qū)一號(hào)樓屋頂之上。
03
實(shí)現(xiàn)三大“零碳”目標(biāo)
零碳館總體實(shí)現(xiàn)三大目標(biāo)。一，完全預(yù)制可裝配；第二，建筑每24小時(shí)自轉(zhuǎn)一周，滿足各功能對(duì)采光的要求；第三，建筑通過(guò)對(duì)雨水的收集利用及光伏板的利用，實(shí)現(xiàn)水電的自給自足，切實(shí)達(dá)到零碳排要求。為了實(shí)現(xiàn)這三大總體目標(biāo)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將設(shè)計(jì)工作分為三個(gè)階段進(jìn)行。
04
零碳館建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)
√一階段：裝配式建筑設(shè)計(jì)
未來(lái)建筑應(yīng)適應(yīng)不同地域環(huán)境及場(chǎng)地環(huán)境影響，如何克服外因，進(jìn)行建造是影響未來(lái)建筑發(fā)展的一大難題，為此，裝配式建筑應(yīng)運(yùn)而生?！傲闾拣^”采用可拆卸的建造模式。先，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模塊化可拆卸；根據(jù)場(chǎng)地的使用條件調(diào)整結(jié)構(gòu)體系、軸網(wǎng)尺寸，并在工廠進(jìn)行整體預(yù)制，縮短了建造工期，減少了對(duì)施工場(chǎng)地的要求。其次，維護(hù)體系模塊化可拆卸；根據(jù)地域需求，如墻體根據(jù)地域氣候條件不同調(diào)整厚度和保溫體系，并結(jié)合設(shè)備中管線系統(tǒng)排布進(jìn)行整體預(yù)制。之后，建筑構(gòu)件模塊化可拆卸；建筑構(gòu)件如樓梯、光伏板、遮陽(yáng)板實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)整體預(yù)制，在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與維護(hù)結(jié)構(gòu)搭建完成后，進(jìn)行整體安裝和拆卸。
同時(shí)，“零碳館”使用對(duì)環(huán)境影響小的低碳可追溯材料。在維護(hù)結(jié)構(gòu)及板材的選擇上，選用符合森林管理委員會(huì)（Forest Stewardship Council，簡(jiǎn)稱FSC）標(biāo)準(zhǔn)要求的木材，該木材釋放負(fù)氧離子，通過(guò)碳中和來(lái)實(shí)現(xiàn)零碳。
√第二階段：被動(dòng)式建筑低碳設(shè)計(jì)
通過(guò)合理的柱網(wǎng)設(shè)計(jì)和構(gòu)件設(shè)置實(shí)現(xiàn)了自然采光及通風(fēng)，通過(guò)固定遮陽(yáng)系統(tǒng)、屋頂綠化及熱反射外墻涂層的利用，大大降低了90%的太陽(yáng)不可見光對(duì)建筑的影響，實(shí)現(xiàn)了低碳減排。
√第三階段：主動(dòng)式建筑低碳設(shè)計(jì)
未來(lái)建筑應(yīng)當(dāng)順應(yīng)自然、適應(yīng)自然、利用自然、回饋?zhàn)匀弧?/p>
大自然的陽(yáng)光、雨露和風(fēng)，這些美景是對(duì)建筑的饋贈(zèng)，如何適當(dāng)利用，進(jìn)行開發(fā)是未來(lái)建筑走向舒適低碳的另一難題。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在各自的領(lǐng)域中對(duì)“零碳館”如何利用資源、節(jié)約資源等方面做了充分的工作。電氣，通過(guò)建筑底部轉(zhuǎn)臺(tái)隨光線轉(zhuǎn)動(dòng)，形成“向日葵”追光系統(tǒng)，為建筑爭(zhēng)取良好朝向，利用屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能源利用，并通過(guò)光伏系統(tǒng)并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了能源的自給自足。給排水，采用納米反滲透戶式污水處理系統(tǒng)，滿足零排放的要求；合理選用節(jié)水低碳用品減少了資源浪費(fèi)，并采用微灌系統(tǒng)結(jié)合水循環(huán)系統(tǒng)對(duì)屋頂綠化進(jìn)行澆灌。同時(shí)根據(jù)用水的不同情況安裝分級(jí)計(jì)量水表，準(zhǔn)確的計(jì)量可以地節(jié)約資源。對(duì)用水設(shè)備安裝紅外感應(yīng)設(shè)備，避免人為用水浪費(fèi)。暖通，選擇多功能變制冷多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)作為空調(diào)冷熱源，并綜合利用太陽(yáng)能為輔助熱源。通過(guò)雙幕墻系統(tǒng)、新風(fēng)熱回收技術(shù)及溶液除濕等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了建筑的低碳減排。
來(lái)源：華建筑
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