零能耗、高舒适健康住宅

2012年3月8日1120

零能耗、高舒适健康住宅17

零(微)能耗节能建筑(zero energy consumption buildings):正日益成为人们关注的焦点,这种建筑基本不消耗煤炭、石油、电力等不可再生能源,就能维持建筑的正常运转需要。零(微)能耗建筑的主要特点是除了强调建筑围护结构被动式节能设计外,将建筑能源需求转向太阳能、风能、浅层地热能、生物质能等可再生能源,为人们的建筑行为,为人类、建筑与环境和谐共生寻找到最佳的解决方案。

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“健康住宅”的标准是:①尽可能不使用有毒的建筑装饰材料。装修房屋,如含高挥发性有机物、甲醛、放射性的材料。②室内二氧化碳浓度低于1000PPM,粉尘浓度低于0。15mg/m3;③室内气温保持在17℃~27℃,湿度全年保持在40%~70%;④噪音级小于50dB;⑤一天的日照要确保在3小时以上;⑦有足够的人均建筑面积并确保私密性;⑧有足够的抗自然灾害的能力;⑨住宅要便于护理老人和残疾人

技术集成

1)根据气候、场地、结构要求选择合理的建筑功能布局;
2)建造智能、保温、遮阳的建筑围护结构;
3)优化室内通风、采光系统,采用置换送风技术;
4)大量使用太阳能、地热能、风能、生物能等可再生能源;
5)采用辐射采暖、制冷系统,提高能源利用效率;
6)推广节水技术、绿色建材、绿化技术等生态建筑技术;
7)使用智能建筑控制技术;
8)废热废水回收技术。

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全智能控制;
不用或少用外界能源;
24小时生活热水即开即用;
室内空气保持清新, 温度、湿度、含氧量适宜。

人性化住宅含盖了节能住宅、环保住宅、绿色住宅、智能住宅、健康住宅、生态住宅、科技住宅、文化地产、豪宅等市场上流行的所有住宅概念的全部优点,是人类居住环境的理想状态,建筑节能是人性化住宅的必要条件而不是充分条件,即做好建筑节能后离人性化住宅还有很大距离。

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“低碳”是指二氧化碳排放较低,普通住宅二氧化碳排放超标,低碳是相对概念,用电就要燃煤发电,产生二氧化碳,低碳建筑有很多技术参数和指标。所谓“零能耗”,是国际学术界一专有名词,指建筑在实现“低能耗”的基础上,补充太阳能、风能和浅层地能等可再生能源,达到节约或者不用传统化石能源的目的。房屋的内部结构可以解决80%耗能,用可再生能源加以替补,达到近似零。

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高舒适健康节能住宅——通过引进国外先进的建筑节能技术及设备,使室内保持人体最舒适的恒温、恒湿、恒氧,新居室不用再买空调,热水器,也不再依靠空调制冷传热,让房子自动调节,真正实现高舒适度、微能耗的健康居住环境。

欧洲的置换式新风系统,它是利用我们熟悉的热气球向上升、冷空气向下沉的物理原理。置换式新风系统下送上回,控制下送风出口温度低于室内空间温度2-3℃,这样在房间内的地面上就形成了浅浅一层经过过滤除尘、加湿除湿、适宜人体舒适的新鲜空气。由于人体体温高于室内空间温度,因此新鲜空气就会将人体包围住,使人每吸入的一口呼吸都是新鲜空气,大大有利于人体身心健康。由于只需要进来很少量的新鲜空气就可以把人体包围,因此房间内大量的空间不需要换新鲜空气,从而即提高了居住人的舒适度,又节约了大量能源。

传统空调的新风系统准确的讲是“掺新风”,在夏季由于室内外温度差异很大,因此不敢将室外的新鲜空气全部换到房屋内,一般只换20%左右;污浊空气在室内频繁循环,于是出现了头晕脑胀的“空调病”。用水来作比喻,传统空调新风就好像是盛满污水的洗脸盆中掺进一点干净的水,而置换式新风是自来水,下送上回直接排除。

一般说来,房屋的能源消耗的最大部分是取暖,差不多占到一个家庭电费支出的85%-90%。若能降低取暖的消耗,不仅可以减少电费支出,更可以为环保做一份贡献,而这正是和谐屋的一大亮点。

减少能耗需做到“开源节流”,其中节流部分最重要,也最容易实现,造价也比较能负担,可以做到降低75%-80%的能源消耗。

所有窗户采用三层玻璃,其中还安放了低放射薄膜用以保温。和谐屋的保温值高达R6,高于卑诗本地窗户R1的标准,这使得和谐屋的密封性能10倍高于普通住宅。密封性能虽好,但在屋里待着丝毫没有气闷的感觉,原因是这里的空气通过新风机(Heat Recovery Ventilator)一天24小时不停地换气,每隔3个小时全屋整体换气。

和谐屋的窗户非常多,使得整个房间采光效果很好,有效地减少了照明用电。这座独立屋所用的窗户,来自兰里的一个制造商,据卢煜轩说,是卑诗省内性能最好的产品。

整个和谐屋的起居空间采用开放设计,虽然空间面积很大,白天的空间照明却基本可依靠日光。

和谐屋使用的厨房家电均由顶级厂商制造,并符合Energy Star节能标准。另外所有照明灯为LED灯泡,并安装感应功能,比如人走开一段时间,灯会自动关闭。和谐屋的照明用电仅为一般家庭的10%。

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设计理念
在和谐屋的进门,安装有绿色开关(Green Switch),屋主外出前或夜晚,通过电脑预设可关闭家里所用不该用的电。

和谐屋南向安装了66块太阳能光伏柜,这就是这座独立屋用电自给自足的秘密武器,在夏季日光充足时以太阳能发电,将房子根本用不了的多余电力卖给卑诗水电公司(BC Hydro),等到冬天时再从BC Hydro买电供房子使用。

和谐屋的后花园部分由于建造的地势低于房屋,屋檐的雨水就可以依着“水往低处流”的惯性浇灌花园。多余的还被收集在图中所见的水箱中。为了省水,花园里将多种耐旱植物。

七大健康住宅科技,这七项科技,归纳为一大技术,即太阳能热水技术;三大系统,即地源热泵空调系统、软化水处理系统、防水保温系统;三项应用,即高性能环保外墙涂料、三玻两腔纯实木门窗、曼宁家通风隔热屋面。

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零能耗建筑系統

设计理念在于最大限度地利用自然能源、减少环境破坏与污染、实现零能源使用的目的,能源需求与废物处理实现基本循环利用的居住模式。建设这样一个实验性建筑群的目的,是为城市住宅建筑实现可持续发展提供一个综合性解决方案,它同时解决环境、社会、经济等不同方面的需求,并运用一些可靠的办法降低能耗、水耗和汽车使用量,最大限度地使用太阳能。该社区的建筑设计综合考虑一系列因素如可再生能源、完美的建筑设计、可持续材料和低环境影响等,是比现代西方建筑和整体设计更为可取的方案。

这项计划所以被称为“零能源发展”,是因为这里的建筑物所需的电力和热力供应都不再使用传统的能源,建筑物也不再向大气排放二氧化碳。采用的所有建筑材料均可循环使用。为实现尽可能减少建筑物能源使用量的目标,这里的建筑物全部南向,以最大限度地吸收太阳能量。每个阳台后是北向的办公室或居室。北向的房间能照射到的阳光较少,所以夏天不太热,减少了空调使用量;无论是住户还是办公室,均安装能耗低、效率高的电器产品;屋顶被绿化,以减少热辐射。各个方面综合节能的结果,使得这里建筑物的电力和热能需求只有普通建筑的10%。

绿色生态住宅”强调人居与自然的高度和谐,实现持续高效地利用一切资源,如自然采光以节约电能,尽可能采用太阳能热水系统等。追求最小的生态冲突和最佳的资源利用,满足节地、节水、节能、改善生态环境、减少污染环境、延长建筑寿命等目标,形成社会、经济、自然三者可持续发展的人类理想的居住地。

“零能耗住宅”技术需将以下因素
进行最优组合:根据不同气候特点确定设计;太阳能供暖和降温系统
以及自然照明;最先进的节能建筑设计和材料;节电的家用电器和照
明设备以及太阳能热水供应和发电系统。
  高效利用太阳能是“零能耗住宅”技术的关键。美国能源部认为,
应该通过外墙(如太阳能吸热壁)、窗户和建筑材料等,不借助任何
机械装置,直接利用太阳能进行房屋自然供暖、降温和照明,以减少
房屋降温或供暖所需的能源消耗。在气候不同地区,日照强度与时间
长短的不同决定建筑设计的具体差异,如屋顶是否需用反光材料避免
房屋过热、墙体是否需用保暖性强的材料、墙体填充材料应具有何等
储热和散热能力、何种墙体填料应在房屋什么位置等。
  同时,在房屋降温和供暖保暖方面,窗户的方向和位置、隔热性
能不同的窗玻璃的选用、窗玻璃的组装层数、窗框材料、房屋外表和
屋顶材料深浅颜色的运用、室内的自然通风设计、房屋的择地和朝向
以及园林设计等也起重要的作用。而利用附近建筑的反光和室内墙面、
天花板和地板反光,开窗位置高,甚至选用浅色窗框,都能够增强室
内的自然照明效果,减少照明用电。
  美能源部指出,“零能耗住宅”太阳能热水供应系统的设计通常
都不复杂,屋顶设置水箱直接利用太阳能加热是其中最简单的方式。
在房屋的热水供应系统中,通过回收利用废污热水的热量来降低热水
系统的耗能也是一种值得重视的办法。
  “零能耗住宅”的太阳能发电系统通常通过在屋顶安装外观似有
色玻璃的光电薄膜材料,来实现太阳能发电的目的。利用光电薄膜材
料发电无污染,有益于环境。同时,光电薄膜材料能起到和普通沥青
屋瓦同样的保护作用,并且经久耐用,柔韧性好,重量轻且安装造价
低廉。但由于光电薄膜材料有极强的吸热能力,因此在应用中应注意
需与建筑物隔开以免给房屋“加热”。
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3、设备设施的设置

    (1) 供水和排水系统

  住宅供水系统的设置应以保证水质为根本。如:采用恒压变流量供水系统,避免水质的二次污染;生活水池和消防水池分别设置,减少水在水池中的停留时间,避免细菌滋生;水池、水箱内衬材料的材质应符合卫生要求,材质本身应无毒无害,且表面光滑易于清洗;进水管,出水管,透气管,溢流管等的设置应能防止水质的二次污染;有条件的,可设纯净水供水系统(管道直饮水系统)。

      住宅排水系统包括厨房废水、洗涤废水和粪便污水的排放。从管道设计的合理性和切断污染源并有效利用资源的角度看,最好设置污、废两套排水系统。住宅排水如能

采取污、废分流,即粪便污水单独排放,将很大程度上减少病菌和病毒传播的几率。地漏应设置在需要经常从地面排水的场所,住宅中的厨房可不设地漏。说到排水系统,就不能不谈中水系统,像传染病一样,几乎是个住宅区就有中水系统,但真正做到中水回用的寥寥无几,这不能不说是一种浪费。笔者以为,生活用水的处理和再利用不适合于一个个住宅区各自为战,这样在设备上和技术上都不可能是最佳的。如果将几个小区的中水系统和投资集中考虑,一定是另一种效果。

      (2) 空调通风系统

  良好的采光和通风是净化空气的最有效且简单易行的办法,因此无论是设计师还是业主都十分注意住宅的自然通风。通风就要有出有进,污浊的空气不出去,新鲜的空气也进不来。所以,住宅的有组织排风设计是应该考虑的,但目前的大多数住宅都没有考虑。此外,对于高档的住宅,还应考虑设置新风系统,以高效的方式保持合理的高速空气交换率,使室内时刻拥有充足的健康新风。

  (3) 垃圾的处置

  住宅不宜设置垃圾道和垃圾的袋装化已为人们所认可。为了最大程度的减少垃圾污染,同时也对可再利用的资源进行回收利用,很多地区开始对生活垃圾进行分类处理,但由于设计之初没有对垃圾的分类处理进行系统考虑,造成很多工作上的不顺畅,有些甚至是流于表面上的形式。因此建议,住宅设计时就对垃圾的分类处理进行统筹考虑。

  (4) 噪音控制

噪音问题在住宅中一直没有得到足够的重视,甚至在一些相当高档(确切的说是价格不菲)的住宅中,噪音的干扰仍然严重。噪音污染与水污染、垃圾污染一样,被世界卫生组织列进环境杀手的黑名单。噪音所引发的问题决不是简单的心理干扰和邻里纠纷,还会引发人的健康问题。噪音影响人的睡眠、休息和交谈,还容易引起疲劳、过敏、头疼和重压。可见噪音是不可忽视的。室内的隔音效果应该控制在40分贝以下。实际上,住宅中噪音问题的解决已经不是什么技术问题,而是责任问题。

  4、低能耗下的健康舒适

  我们已经习惯了一分价钱一分货的说法,认为健康舒适的居住环境就一定是建立在高消耗上。这完全是一个误会,健康舒适不等于奢侈、豪华,更不等于铺张浪费。相反,倒是很多铺张讲究的豪华场所,人们会感觉缺氧、头疼。

  目前,针对建筑节能的技术和材料有很多选择。设计时可以针对项目的具体情况进行选择。一个建立在合理设计上的节能住宅,其前期投入可能会适当增加,因为提高墙体、屋面及门窗的保温能力和隔音水平,总是要多付出些的,但使用后的取暖费、空调费等将会大幅度降低,而且舒适度提高。

  5、健康舒适的居住空间

  除了前面所述内容外,健康舒适住宅还要有方便合理的户型。首先是动静、公私要分区,并考虑各空间的联系要便捷。如入口与厨房的联系、厨房与餐厅的联系、卧室与卫生间的联系等等。其次是合理的空间尺度。有些住宅,为了营建一种豪华气派,刻意加大起居厅的进深,不仅造成浪费,而且起居厅尽头的光线很差,尽管其采光口与地面比例不小于1/7,有的甚至将整个外墙都做成窗户,即便如此也仍然不能保证起居厅舒适的自然采光。而超大起居厅带来的另一个问题就是,室内各空间面积的分配不合理。如卧室空间偏小、储藏空间不足等。

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