裝配式被動(dòng)式建筑總體來看是建筑發(fā)展的大趨勢(shì)。裝配式和被動(dòng)式是未來建筑的兩大方向,也是一個(gè)現(xiàn)代綠色建筑問題的兩個(gè)主要方面、兩大主要特征。裝配式被動(dòng)房主要的訴求是節(jié)能,要求內(nèi)外保溫、門窗、新風(fēng)、屋頂?shù)炔考急M量完美。許多裝配式被動(dòng)房的項(xiàng)目將“鋼結(jié)構(gòu)”+“木結(jié)構(gòu)”+“裝配式”+“被動(dòng)式”等創(chuàng)新性地結(jié)合,不僅縮短了施工工期,也有效減少了周轉(zhuǎn)料具、人工、材料成本的支出,真正意義上實(shí)現(xiàn)了建筑的低污染、低成本、低能耗。
那么在裝配式被動(dòng)式建筑中遮陽設(shè)計(jì)如何配合或是如何裝配是裝配式被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)中需要考慮的一方面。通過設(shè)計(jì)開發(fā)模塊化裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑,集成設(shè)計(jì)空間熱緩沖、采光遮陽、雙層隔熱通風(fēng)表皮、節(jié)能門窗、金屬屋面等各項(xiàng)被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)是裝配式被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)的一種模式。另外也有專業(yè)人士認(rèn)為充分利用太陽能的光熱、蓄能技術(shù),真正實(shí)現(xiàn)讓建筑“自然換氣”的效果。同時(shí),通過采用高質(zhì)量的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)、有效遮陽系統(tǒng)、自然通風(fēng)等大量被動(dòng)式技術(shù)措施,達(dá)到超低能耗的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
根據(jù)歐洲“歐洲遮陽組織The European Solar Shading Organization”于2015年12月發(fā)表了研究報(bào)告,一般情況下,對(duì)制冷能耗來說,設(shè)置遮陽對(duì)緯度較低的地區(qū)能耗需求降低較多;對(duì)采暖能耗來說,設(shè)置遮陽對(duì)緯度較高的地區(qū)能耗需求降低較多。采用建筑戶外遮陽產(chǎn)品節(jié)能效果非常顯著,總體平均,在歐洲采用建筑戶外遮陽可以節(jié)約空調(diào)用能25%,節(jié)約采暖用能10%。
設(shè)置有良好遮陽的建筑可節(jié)約建筑制冷用能約25%,可提高一倍的保溫性能,節(jié)約建筑采暖用能10%左右。從遮陽效果看,內(nèi)遮陽可阻擋40~45%熱輻射,中置遮陽可阻擋65~70%輻射,外遮陽阻擋的熱輻射可達(dá)到85~90%。
夏季的白天,往往需要活動(dòng)式外遮陽來減少通過門窗玻璃地太陽輻射量。被動(dòng)房外窗多采用活動(dòng)式遮陽。外遮陽的主要節(jié)能功效:夏季,白天減少室外進(jìn) 入室內(nèi)的熱量;冬天,夜里,減少室內(nèi)傳播到室外的熱量。在被動(dòng)式超低能耗建筑里,活動(dòng)式外遮陽對(duì)節(jié)能降耗的重大作用不可忽視。
那么,哪些類型的活動(dòng)式外遮陽是比較通用的呢?
歐洲建筑中住宅類型建筑最常用的外遮陽方式是外遮陽金屬卷簾。不論是高層公寓樓還是低層別墅。不僅僅是節(jié)能隔熱,外遮陽金屬卷簾同時(shí)也具備防盜和調(diào)節(jié)炫光的功能。高層辦公樓宇有應(yīng)用金屬百葉遮陽,在雙層窗里安裝百葉,這種門窗遮陽一體化產(chǎn)品,外片玻璃可以保護(hù)遮陽簾片,內(nèi)片玻璃為起到關(guān)鍵節(jié)能作用的中空玻璃,中空玻璃扇可以單獨(dú)打開進(jìn)行故障維修。在正常情況下,這雙層窗中置百葉是一體化啟閉的。它解決遮陽問題的同時(shí),也能夠解決百葉的抗風(fēng)壓和維修問題。
而在國(guó)內(nèi),建筑外遮陽活動(dòng)百葉(如電動(dòng)梭形百葉)在建筑外遮陽方面應(yīng)用也頗為廣泛,另外也有外遮陽織物卷簾(戶外卷簾)也有所應(yīng)用。成為和被動(dòng)式建筑節(jié)能、提供光熱舒適性相對(duì)匹配的一種成熟遮陽配置。
部分裝備式、被動(dòng)式建筑案例:
華臨綠建研發(fā)中心(杭州)
中國(guó)首個(gè)夏熱冬冷地區(qū)混凝土裝配式被動(dòng)式辦公樓,總面積逾5000平方米,由混凝土PC構(gòu)件整合高效節(jié)能的密閉體系和可再生能源設(shè)備等要素組裝出的裝配式被動(dòng)建筑。由建學(xué)(杭州)設(shè)計(jì)、著名建筑物理學(xué)專家大衛(wèi)·米庫(kù)萊柯先生將參與并指導(dǎo)華臨綠建研發(fā)中心整個(gè)項(xiàng)目。項(xiàng)目建成后,可常年維持恒溫、恒濕、恒氧的狀態(tài),可比其他建筑的綜合運(yùn)營(yíng)能耗下降90%。
威海市中小學(xué)生教育中心二號(hào)主題教育館
二號(hào)主題教育館按照被動(dòng)式低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、建造,占地面積1281.43平米,建筑面積5006.23平米,地上四層,建筑高度為20m(高度從室外地面算至檐口)。建筑體型系數(shù)0.23。各朝向窗墻比為:南向0.29,北向0.16,東向0.09,西向0.09。
中國(guó)節(jié)能綠色建筑科技館
中國(guó)節(jié)能綠色建筑科技館針對(duì)我國(guó)冬冷夏熱地區(qū)綠色節(jié)能技術(shù)做全面實(shí)踐,采用建筑集成溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng),被動(dòng)式通風(fēng)系統(tǒng),可再生能源系統(tǒng)等十大國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先的綠色節(jié)能技術(shù),有效減少建筑能耗。被國(guó)家住建部列入建筑節(jié)能和可再生能源利用示范項(xiàng)目。
東方雨虹新材料裝備研發(fā)總部E樓
北京市被動(dòng)式超低能耗建筑產(chǎn)業(yè)園區(qū)示范項(xiàng)目,將申請(qǐng)德國(guó)PHI認(rèn)證。本項(xiàng)目采用高性能保溫的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)及高保溫性能的外窗,并實(shí)現(xiàn)完整包裹的氣密層,年供暖需求為3.44kWh/㎡.a。通過采用高效的制冷機(jī)組,同時(shí)在建筑的各個(gè)朝向設(shè)置可調(diào)節(jié)外遮陽,年供冷需求為14.56kWh/㎡.a,一次能源消耗量為33.31kWh/㎡.a,節(jié)能效果顯著。
蘇州同里湖嘉苑被動(dòng)房
江蘇首個(gè)被動(dòng)房改造項(xiàng)目,項(xiàng)目核心特質(zhì)是通過智能化設(shè)計(jì)的方法。依靠家庭智能化系統(tǒng),優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)的良好保溫、隔熱及遮陽措施,保證合理舒適性的條件下,最大程度減少供暖和制冷的能源需求,節(jié)能率達(dá)到90%以上。