高效能和可持續(xù)的預(yù)制住宅
建筑物是社會(huì)最大的能源消耗者和二氧化碳排放者。在大多數(shù)工業(yè)化國家,40%的社會(huì)能耗來自于建筑物。其中有三分之二用于供熱和制冷。33%的CO2排放來自于建筑物,17%的淡水使用來自于建筑物。25%的使用時(shí)間用于建筑物,以及40%-50%的原材料消耗來自建筑物。因此,在建造中更持續(xù)而高效地利用能源將對(duì)世界環(huán)境和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生極為重要的影響。
使用高效能和可持續(xù)的預(yù)制住宅的主要目的在于將項(xiàng)目轉(zhuǎn)型成為比正常住宅更便宜,且可迅速建成比傳統(tǒng)住宅更高質(zhì)量的大批量定制住宅(產(chǎn)品)。這種理念很符合建造高效節(jié)能的房屋要求。
中國―丹麥合作平臺(tái)FISH China已經(jīng)開發(fā)出一種基于舊集裝箱改造成高效能可持續(xù)住宅(別墅和聯(lián)排別墅)的房屋平臺(tái)。
集裝箱住宅或模塊化住宅將設(shè)置成基本住宅(根據(jù)中國建筑法規(guī)),綠色住宅(超出中國規(guī)范要求,可作為能耗15kwh/m2的被動(dòng)式房屋),和可測量運(yùn)營中的能耗、電耗、碳排放、室內(nèi)氣候和總經(jīng)濟(jì)性能的智能住宅。這些數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)絡(luò)和iPhone上向用戶顯示。
主體
Worldflexhome (WFH) 是一種由三個(gè)海運(yùn)集裝箱疊放而成的導(dǎo)出型住所。這種碳中性和能源中性的預(yù)制住宅由一個(gè)丹麥系統(tǒng)供應(yīng)商團(tuán)體開發(fā)而成,以Anders Thomsen為發(fā)展項(xiàng)目的項(xiàng)目經(jīng)理。
今天它作為我們的創(chuàng)新平臺(tái)置于丹麥,在中國將制造并于2013年10月送達(dá)無錫。
Worldflexhome的設(shè)計(jì)是通過使用升級(jí)回收的集裝箱作為鋼架、可持續(xù)竹表面、雨水收集系統(tǒng)、太陽能電池包裝的綠色屋頂和透氣性涂料,制造多于消耗的能源。天窗和最佳朝向也配合靈活性結(jié)構(gòu)以適應(yīng)包括地震多發(fā)區(qū)在內(nèi)的全球場地環(huán)境。模塊單元可以適應(yīng)從例如WFH住宅的獨(dú)棟別墅到多層聯(lián)排別墅的各種形式。預(yù)制形式的可持續(xù)概念首次超越國際環(huán)境建筑標(biāo)準(zhǔn)的主動(dòng)房屋要求。受益于縮短的工期,這種可拆卸的住宅能以真正的“從開始到開始”的方式跟隨業(yè)主。就項(xiàng)目而言,該項(xiàng)目圍繞著一個(gè)包含廚房、臥室和餐廳的多用途雙高度空間而組織。玻璃門加重了房間內(nèi)點(diǎn)亮區(qū)域的透光,將室外綠植引進(jìn)尺寸狹小的建筑空間。雖然有無限種配置方式,但是結(jié)構(gòu)的基本形式只是由兩排40英尺長的高質(zhì)量模塊組成,再細(xì)分成臥室和閣樓平臺(tái)。這樣做的結(jié)果是一個(gè)既是驚人的自容空間,又是一個(gè)展現(xiàn)無縫連接建筑及其鄰近總體環(huán)境的建筑潛能的見證。
主動(dòng)房屋是一種著眼于提供大于獲取的房屋開發(fā),這種房屋是一種更健康和舒適的建筑,保護(hù)氣候與環(huán)境,提供健康室內(nèi)空氣。主動(dòng)房屋聯(lián)盟把有興趣的組織以一種平衡而整體的方式聯(lián)合在一起,開展研究,產(chǎn)品開發(fā),建筑設(shè)計(jì)。目前國內(nèi)的許多組織和公司都加入了主動(dòng)房屋聯(lián)盟,決心讓主動(dòng)房屋成為未來世界新建筑和創(chuàng)新的準(zhǔn)則。主動(dòng)房屋聯(lián)盟研發(fā)了國內(nèi)主動(dòng)房屋的規(guī)范,細(xì)化了三個(gè)等級(jí)的主動(dòng)房屋:第3級(jí)消耗30kwh/m2;第2級(jí)消耗15kwh/m2;第1級(jí)消耗0 kwh/m2。
關(guān)于FISH
FISH集群的意思是未來工業(yè)化可持續(xù)房屋。FISH項(xiàng)目的整體愿景是提供一種創(chuàng)新的可讓中―丹公司和組織能在中國發(fā)展、制造和銷售可持續(xù)節(jié)能住宅(別墅,聯(lián)排別墅和高層公寓)和可持續(xù)節(jié)能工業(yè)園區(qū)的新商業(yè)模式。
FISH中國是一種商業(yè)協(xié)作平臺(tái),經(jīng)營范疇包括:
(1)住宅(別墅,聯(lián)排別墅和高層公寓)
(2)工業(yè)園區(qū)/技術(shù)園區(qū)(辦公樓,制造和研發(fā)中心)
(3)醫(yī)院/養(yǎng)老院
建造主動(dòng)房屋的技術(shù)和建筑特色太陽屋頂系統(tǒng)
在太陽能屋頂?shù)募夹g(shù)解決方案的幫助下,一套優(yōu)秀的自然通風(fēng)和PV板輔助通風(fēng)系統(tǒng)建立起來。此解決方案也將帶來基于使用煙囪效應(yīng)和內(nèi)置夜間制冷功能的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的有效遮陽和日光性能。
太陽能屋頂方案也包括供熱的太陽能集熱器和生活用水以及PV板/太陽能板,以提供與最優(yōu)化能源供應(yīng)方案結(jié)合的太陽能電源。
成效明顯的熱回收通風(fēng)系統(tǒng)具有一個(gè)可在夏季制冷冬季供熱的內(nèi)置地面耦合熱/冷交換機(jī)。在每個(gè)住宅的分區(qū)制冷和供熱的熱交換機(jī)的幫助下,全年都可享受到健康的室內(nèi)環(huán)境。
PV板和設(shè)備將在屋頂上安裝,并與建筑的整體造型集成,以成為建筑整體的一部分。
主動(dòng)房屋將安裝一套智能控制和調(diào)查系統(tǒng),來測量和控制能耗和可再生能源供應(yīng),而這些也可以記錄在“零能耗”建筑詳單中。
綠色屋頂
綠色屋頂是能給予建筑“綠色身份”的強(qiáng)建筑特性,為房屋和所處區(qū)域增添美學(xué)元素。雖然被稱為綠色屋頂,實(shí)際上屋頂上的植物可以有從棕色,紅色,黃色到綠色等各種顏色。
除了在屋頂上使用熱材料之外,建筑具有良好的隔熱性,以降低外部高溫下的熱吸收和外部低溫下的熱流失。
綠色屋頂吸收雨水,緩慢地向污水系統(tǒng)中排水。這樣一來就延遲了水流向污水系統(tǒng),能幫助避免污水系統(tǒng)在豪雨環(huán)境下的額外負(fù)擔(dān)。
太陽能屋頂作為屋頂表面的一部分,與綠色屋頂整合在一起。
屋頂?shù)膬A斜方向朝南,以便于太陽能光熱和光伏板能最大限度吸收陽光。
配合光照最大化調(diào)整窗戶的位置和大小。
由于日光對(duì)人體健康的重要性,住宅的光照環(huán)境尤為重要。這也有利于獲得太陽能。
從天花板到朝向南、東和西的窗戶這樣的建筑元素,使日光能夠深入建筑的內(nèi)部。結(jié)合太陽能棱鏡技術(shù),建筑的大多數(shù)房間都可獲得光照。北向窗戶較小,以減少陰涼處的熱損失。
確保日光的充足將使電需求降至最低,從而減少房屋的能耗。
內(nèi)置遮陽
對(duì)于低能耗的窗戶,外部遮陽的引進(jìn)或在南向和西向窗戶中使用丹麥生產(chǎn)的“微遮陽”板可幫助對(duì)抗過熱現(xiàn)象。
微遮陽是一種包含內(nèi)置2至3層玻璃的穿孔金屬片的遮陽系統(tǒng)。金屬片的孔洞角度能提供最大程度的遮陽效果。該系統(tǒng)讓100%自然光照進(jìn)建筑卻仍能提供透過窗戶的無遮擋視野。這樣一來內(nèi)置的微遮陽便隱形了。
因?yàn)槲⒄陉柤捎诓Aе校运芴峁┟庥诓扇⊥F重且維護(hù)要求高的額外遮陽的建筑自由度。
外墻保溫
基本想法是使用一個(gè)木制或混凝土建造的集裝箱作為盒體,并與外墻保溫系統(tǒng)結(jié)合來阻斷冷橋和空氣泄漏。外墻保溫可利用建筑外表面系統(tǒng)(中國的集裝箱房屋將使用竹制外表面系統(tǒng)),以提高成本優(yōu)勢。外表面可以用不同材質(zhì)和顏色裝飾以滿足建筑表達(dá)。
相變材料
相變材料(PCM)石膏板安裝在內(nèi)部天花板和/或墻上。相變材料能通過降低溫度峰值緩和每天房間溫度波動(dòng)。這些波動(dòng)因外部極端溫度變化而產(chǎn)生。
相變材料在室溫下是固態(tài)。當(dāng)空氣溫度升高時(shí),相變材料液化并吸收和存儲(chǔ)熱量,冷卻房間。當(dāng)夜間溫度降低時(shí),這種材料會(huì)固化并散發(fā)熱量,從而提高房間溫度。
地?zé)崮茉?/strong>
地?zé)崮茉词且环N越發(fā)變得先進(jìn)的可再生能源。此外,鉆探技術(shù)和熱提取方法的新發(fā)展培養(yǎng)了廣泛的市場空間。獲得地?zé)崮茉吹臉?biāo)準(zhǔn)技術(shù)是基于豎向鉆孔。豎向鉆孔一般消耗整體投資的50%,阻礙潛在客戶向地?zé)崛∨到y(tǒng)投資。
Geodrill (GRD)就是針對(duì)這些問題提出的。GRD是一種專利性的傾斜鉆孔方法,使用一個(gè)中央鉆孔室來安裝朝向四面八方角度各異的發(fā)散形熱管,甚至可以裝于已有建筑下方。這就像是一棵樹的根:所有的分支都是為了提供一個(gè)持續(xù)有效的能源供應(yīng)。結(jié)構(gòu)緊湊且便于操作的Geodrill 4R是唯一適用于三維工作方式的鉆孔機(jī)。
其優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)大大降低了客戶投資成本。
GRD鉆孔機(jī)易于運(yùn)輸,且在很短時(shí)間內(nèi)能完成準(zhǔn)備工作其緊湊的結(jié)構(gòu)適用于局限性空間,例如靠近項(xiàng)目的地方
(2)熱管道:便于操作的技術(shù)
(3)對(duì)地面或花園的最小傷害
GRD系統(tǒng)在以下方面具有優(yōu)勢:
(1)當(dāng)供熱系統(tǒng)需要更換的時(shí)候
(2)在局限性區(qū)域
(3)在開發(fā)的新項(xiàng)目
GRD結(jié)合水平安裝的地面集熱器和豎直安裝的熱管道的優(yōu)勢。該系統(tǒng)使用項(xiàng)目范圍內(nèi)的所有可用地面。深層的飲用水層不受影響。此外,GRD技術(shù)基于最小化技術(shù)設(shè)備需求,能顯著降低安裝熱管道的總體花費(fèi)。GRD是針對(duì)于下至地下40米的方法。地下溫度經(jīng)常處于 10 °C 1°C左右。地下深度的頭20米的溫度遵循季節(jié)性氣候的變化。換句話說,寒冷天氣里面的熱量流失在炎熱天氣下得到“再生”。再者,由保溫和雨水滲漏導(dǎo)致的平均大氣熱流,即反向流動(dòng)的熱量(從地球內(nèi)部向表面)約等于 0.065 W/m2。大氣能量的輸入比地球內(nèi)部提供的能量高出2600倍。
熱需求
地下系統(tǒng)的布局取決于熱需求。這種需求受到建筑面積,保溫,供熱和制冷系統(tǒng)及其年運(yùn)營時(shí)期的影響。
冷需求
該系統(tǒng)也可用于制冷。如果在夏季制冷,確保地面儲(chǔ)存的熱平衡很重要,以防止地表溫度上升。地面溫度和冷卻溫度之差是決定鉆井冷卻效果的一個(gè)重要參數(shù)。
提取性能
地面的地質(zhì)條件決定熱提取性能。能產(chǎn)生有效和持久的熱提取的最理想土壤是軟且濕的,或石頭。帶有地下水的底層是最適合的。因此獲得能提供關(guān)于地質(zhì)參數(shù)的詳細(xì)且可靠信息的地質(zhì)圖很有必要。
地下水冷卻和加熱
在這種技術(shù)的幫助下,冷卻能源可以節(jié)省90%的成本,加熱能源可以節(jié)省50%的成本?;旧嫌捎阢@孔成本,該技術(shù)對(duì)于冷卻需求在650W及以上有用。利用地下水/吸收太陽能的植物,地區(qū)供熱和制冷均可以提供給房屋。地下水作為一種冷卻和加熱的資源使用,其目的是創(chuàng)造地下水源全年的熱平衡。
編輯:王欣欣
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