被動式綠色施工技術(shù)在住宅項目中應用路徑分析

許亞明

(南通華匯建筑工程有限公司 江蘇 南通 226600)

伴隨著城市化進程的逐步加快,建筑行業(yè)迎來高速發(fā)展階段,為了踐行綠色可持續(xù)發(fā)展理念,建筑行業(yè)從業(yè)人員積極嘗試運用綠色施工技術(shù),減少施工活動所造成的環(huán)境污染以及能源消耗。不同地區(qū)的地理環(huán)境以及氣候條件存在顯著差異,因此在運用綠色施工技術(shù)時,要結(jié)合當?shù)氐乩憝h(huán)境以及住宅項目施工需求,運用切實可行的綠色施工技術(shù)達到節(jié)能降耗目標。

1 被動式綠色施工技術(shù)特點

綠色施工技術(shù)的主要特點就是在不依靠機械設備的前提下,運用一些常見的施工技術(shù),充分發(fā)揮項目所在地自然環(huán)境特點,降低施工能源消耗,盡可能減少施工活動對自然環(huán)境造成的影響,為居民營造舒適、綠色、安全的居住環(huán)境[1]。

被動式綠色施工技術(shù)的構(gòu)成較為復雜,在使用過程中要根據(jù)住宅項目所在地實際情況進行合理選擇。為了方便介紹,這里以南寧市某住宅項目為例。南寧市的氣候特征為“潮濕”“悶熱”“多雨”,春季會出現(xiàn)“返潮”現(xiàn)象,室內(nèi)墻壁以及窗戶會出現(xiàn)大量冷凝水,俗稱“回南天”;夏季空氣濕度大,氣溫高,常伴有暴雨,雷電等極端天氣;秋季降雨較少,晴天較多;冬季時間較短,氣候較為濕冷?？紤]到南寧市上述氣候特點,住宅項目設計人員要考慮建筑的通風、隔濕性能以及夏季的隔熱能力,對于防寒與保溫的要求不高。因此,在選擇被動式綠色施工技術(shù)時,著重考慮自然通風、遮陽以及隔熱技術(shù),在確保室內(nèi)溫度較為舒適的前提下盡可能減少空調(diào)的使用頻率,提升節(jié)能降耗效果。

2 被動式綠色施工技術(shù)具體應用

2.1 被動式通風綠色施工技術(shù)

2.1.1 室外通風技術(shù)

提升建筑物內(nèi)外通風效果能夠有效排出室內(nèi)熱量,在盡量不使用機械設備的前提下降低室內(nèi)溫度。該住宅項目以板式建筑為主,住宅小區(qū)整體呈現(xiàn)南偏東朝向,確保小區(qū)與當?shù)叵募局鲗эL向保持一致。在小區(qū)東側(cè)建設高層建筑,增加建筑之間的距離,采用底層架空的方式增加東側(cè)建筑物通風效率。小區(qū)中心區(qū)域以1～3層的低層建筑為主,夏季的東南風穿過東側(cè)高層建筑,貫穿小區(qū)中心區(qū)域,通過這種方式提升小區(qū)外部通風效率。

在細節(jié)設計方面,打亂住宅樓的制式規(guī)則,令住宅樓形成“犬牙交錯”、“縱橫交替”的格局,利用建筑物之間的布局,形成自然通風通道,確保東南風能夠順暢穿過每一幢建筑物。此外,設計人員嚴格控制高層建筑與低層建筑之間的距離,避免由于距離過近而形成漩渦現(xiàn)象,通過上述設計形成對于夏季東南風的自然引導,利用自然風帶走小區(qū)內(nèi)熱量,降低小區(qū)內(nèi)的體感溫度,為居民營造一個涼爽舒適的休憩、娛樂環(huán)境。

2.1.2 室內(nèi)通風技術(shù)

該住宅小區(qū)建筑為板式住宅,室內(nèi)空間較為寬敞通透。其經(jīng)典戶型的南面為上風口,并在上風口處設置陽臺,引導夏季東南風由陽臺吹入室內(nèi),陽臺緊鄰客廳,當東南風流入室內(nèi)后,可以在不受阻擋的情況下向北側(cè)流動,在客廳形成舒適的穿堂風。

客廳北側(cè)墻壁設有飄窗,飄窗面積小于陽臺窗戶面積,利用“進風口大,出風口小”的設計技巧,使得東南風能夠在室內(nèi)均勻流動,帶走室內(nèi)各個角落的熱量,實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境整體降溫目標。同時,北側(cè)安裝的飄窗控制較為簡便,冬季時可以封閉飄窗,防止?jié)窭涞目諝庥杀眰?cè)進入室內(nèi),提升住宅建筑保溫效果。在建筑設計細節(jié)方面,陽臺采用鏤空式欄桿,同時在客廳安裝推拉門,進一步提高室內(nèi)空間的通風效率[2]。

2.2 被動式遮陽綠色施工技術(shù)

南寧市夏季較長,為了避免陽光直射導致建筑物升溫,該住宅小區(qū)在設計時避免出現(xiàn)正西朝向的房間,在正西朝向上也不設置窗戶,減少太陽落山時陽光對于室內(nèi)的照射。此外,該小區(qū)住宅采用交錯式布局,建筑物之間互為遮擋,在一定程度上也達到了減少太陽直曬的目的。

該住宅小區(qū)內(nèi)每一幢建筑物,均由四個不同的戶型以左右拼接的方式構(gòu)成。在細節(jié)設計方面,四種不同的戶型均設置了凸窗,通過這種方式提升建筑物外部輪廓的不規(guī)則性,呈現(xiàn)出內(nèi)凹特點,利用建筑物自身結(jié)構(gòu)進行遮陽。通過減少西向窗戶數(shù)量并增大其他朝向窗戶面積的方式,進一步提高建筑物的遮陽能力,遮擋高角度陽光直射。此外,在陽臺玻璃門以及飄窗后方安裝窗簾,或者通過設置木格柵、百葉窗等方式,阻擋陽光進入室內(nèi),提高建筑物室內(nèi)采光可控性,在不增加外設遮陽設備以及特制反光玻璃的前提下,提升建筑遮陽效果,以免由于陽光直射而導致室內(nèi)溫度上升。

2.3 被動式隔熱綠色施工技術(shù)

2.3.1 外窗隔熱技術(shù)

該住宅小區(qū)建筑所使用的外窗規(guī)格為7 mm Low-E+11 mm 空氣+5透明,外窗的傳導系數(shù)為4.0 K[W/(m2·K)],SC(自遮陽系數(shù))為0.85。與北方地區(qū)相比,南寧市冬季時間較短、氣溫較高,因此對于外窗的保溫性能要求較低,設計人員綜合考慮環(huán)境因素與建筑項目使用需求,決定使用鋁合金作為外窗窗框,在確保窗框親密性與耐久性符合設計標準的前提下,壓縮施工成本。該住宅項目的屬性為居住型建筑,對于室內(nèi)采光具有較高要求,為了在滿足采光率的同時,盡可能減少由于陽光直射所造成的熱輻射,外窗玻璃采用夾層玻璃,在夾層玻璃的外層粘貼透明隔熱膜,在不影響室內(nèi)采光的前提下降低熱輻射。與普通玻璃相比,夾層玻璃中間設計了空氣層,減緩了熱量由玻璃外側(cè)向內(nèi)側(cè)傳導效率,同時也進一步提升玻璃的隔音能力,在提升隔熱效率的基礎上,增強室內(nèi)空間私密性。

2.3.2 外圍護隔熱技術(shù)

該住宅項目外墻體使用B06混凝土砌塊,其導熱系數(shù)為0.230 3 W/(m·K),熱惰性為3.124。采用EVB無機保溫砂漿,并將隔熱層的厚度控制在20 mm。從結(jié)構(gòu)方面來看,外墻隔熱層主要由四部分組成:最外層為水泥砂漿層,第二層為B06混凝土層,第三層為EVB無機保溫砂漿層次,最內(nèi)層為抗裂防水砂漿層。前三層的厚度均為20 mm,抗裂防水層厚度為5 mm。這種由四種不同建筑材料組成的隔熱結(jié)構(gòu),一方面能夠利用混凝土砌塊減少外墻整體重量,并保證外墻隔熱性能符合施工標準。另一方面通過鋪設抗裂防水層解決外圍護隔熱層容易開裂的問題。此外,在設計外圍護隔熱層過程中,其內(nèi)部的鋼筋混凝土導熱系數(shù),大于加氣混凝土砌塊,由于二者導熱系數(shù)差異巨大,容易在外圍或隔熱層與建筑內(nèi)部之間產(chǎn)生“熱橋效應”,降低外圍后隔熱層的隔熱能力。針對這一問題,施工人員在鋼筋混凝土與室內(nèi)連接處添加EVB 無機保溫砂漿,避免外部熱量通過“熱橋”傳遞至室內(nèi)。

2.3.3 屋面隔熱技術(shù)

該住宅小區(qū)內(nèi)建筑采用平屋面設計方案,沒有對屋頂進行綠化設計。為了提升屋面的隔熱能力,設計人員采用“倒置式屋面+架空遮陽”的隔熱設計方案。一方面通過設置架空遮陽板,減少陽光對于屋面的直曬,在降低熱輻射的同時,解決由于陽光直曬而導致的屋頂防水層老化問題。此外,架空式遮陽板的鋪設,在遮陽板與屋頂之間形成通透的懸空空間,加速空氣流動,帶走聚集在屋頂?shù)臒崃?。另一方?采用倒置式屋面,提升住宅項目屋面的起伏感,在屋面營造山水意象,同時利用倒置式屋面將雨水快速引至漏斗處,提高屋面排水效率。為了確保倒置式屋面能夠發(fā)揮其應有的隔熱效果,本項目設計人員使用絕熱擠塑聚苯乙烯板作為屋面隔熱主要材料,其厚度達到了32 mm,熱傳導系數(shù)僅為0.025 W/(m·K)。與其他部位相比,屋面與外界環(huán)境的接觸最為密切,因此對于倒置式屋面結(jié)構(gòu)的防水能力、隔熱能力均具有較高要求[3]。

本次設計中,倒置式屋面結(jié)構(gòu)由九種不同的材料組成,最外側(cè)為10 mm 厚的地磚,通過鋪設地磚的方式,保持屋面與建筑物外墻在外觀上的一致性,方便運維人員打理清掃屋面;第二層為25 mm 厚的水泥砂漿找平層,找平層的主要作用是確保最外側(cè)的地磚處于水平狀態(tài),避免由于地磚傾斜而導致屋面存在低洼區(qū)域;第三層為40 mm 厚的碎石混凝土層,鋪設該層的主要作用是提升倒置式屋面的整體強度,確保屋面穩(wěn)定性符合安全標準;第四層為32 mm 厚的絕熱擠塑聚苯乙烯板,其主要作用在于隔絕熱量傳導,降低室內(nèi)溫度;第五層為5 mm 厚的自粘聚合物改性瀝青防水卷材,提升屋面防水能力,避免雨水滲入室內(nèi);第六層為20mm 厚的水泥砂漿;第七層為20 mm 厚的陶粒混凝土層;第八層為120mm 厚的鋼筋混凝土層;第九層為12 mm 厚的水泥砂漿層(見圖1)。

圖1 倒置式屋面剖面圖

3 被動式綠色施工技術(shù)管理措施

3.1 加強施工現(xiàn)場能源、資源管理

為了達到節(jié)能減排目標,相關工作人員需要對施工現(xiàn)場的資源使用以及能源消耗問題給予足夠關注,一方面要秉承著開源節(jié)流原則,盡可能減少能源消耗量,另一方面要科學使用建筑材料,做好建筑材料的儲存、運輸、使用以及垃圾回收等工作,降低施工活動對周圍自然環(huán)境產(chǎn)生的污染。具體而言,可以從施工設備以及施工技術(shù)兩方面進行優(yōu)化。要根據(jù)項目所在地自然氣候條件以及項目實際需求,選擇綠色環(huán)保施工技術(shù),并且采用能夠循環(huán)利用的建筑材料。增加對于施工設備的投資,利用能耗更少的新型設備代替?zhèn)鹘y(tǒng)高耗能施工設備,并做好機械設備的維護與保養(yǎng)工作,在減少能源使用量的同時,降低施工設備運行中所產(chǎn)生的空氣污染、水污染以及噪聲污染。在資源管理方面,主要是對施工現(xiàn)場的水資源進行合理管控,提高水資源利用率,并利用排污設施以及雨水收集裝置,避免出現(xiàn)水污染問題。在施工現(xiàn)場安裝循環(huán)水處理裝置,實現(xiàn)廢水的循環(huán)利用[4]。

3.2 選擇高品質(zhì)施工建材

傳統(tǒng)的施工理念下,施工人員只注重建筑材料的價格以及質(zhì)量,對于建材成分缺少關注。因此,很多有毒有害建材流入施工現(xiàn)場,造成了嚴重的環(huán)境污染,并對居民的健康產(chǎn)生了一定的威脅。在綠色施工理念下,要盡可能選擇高品質(zhì)綠色施工建材,減少有毒有害物質(zhì)的排放。構(gòu)建完善的建材檢測機制,對于進場材料進行嚴格的質(zhì)量檢測,將建材成分以及環(huán)保性作為評價建筑材料質(zhì)量的重要指標,確保建筑施工活動符合綠色施工要求。

4 結(jié)語

綜上所述,在住宅項目施工中運用被動式綠色施工技術(shù),能夠有效減少施工活動對于環(huán)境的污染并降低能源消耗。設計施工人員要根據(jù)項目所在地實際情況以及施工項目具體要求,靈活采用不同類型的被動式綠色施工技術(shù),在不借助機械設備的條件下,通過自然通風、遮陽、隔熱等措施,降低建筑室內(nèi)溫度,在為居民提供舒適的居住環(huán)境的同時降低能源消耗,構(gòu)建和諧的人與自然關系。