PC建筑说 —— 被动式建筑,让盛夏避暑不再被动
告别“史上最热七月”后,立秋已至,而八月的极端高温天气仍未出现减弱趋势。
在这个“炎值爆表”的夏天,全国人民深切感受到了什么叫“热辣滚烫”。受副热带高压的强力影响,全国多地在告别漫长雨季后迅速进入了“大火收汁”的高温模式。自七月起,各省市持续发布高温预警,江浙沪地区气温更是领跑全国——大暑当日,“浙江天气”公众号仅上午8点至11点就发布了35条高温红色预警,创造了本年度最高纪录。杭州主城区气温也在下午3点创造了今年夏天的首个“40+” 。
(图源:中国气象爱好者 & 杭州天气)
三伏天出门,身强力壮的年轻人也顶不住高温炙烤——前有广东游客热晕在雷峰塔,被热心市民紧急送医,后有多名户外工作者在烈日暴晒下被确诊为“热射病”,出现不同程度肾功能和心功能的衰竭。而即便选择宅在家里足不出户,也要警惕“室内中暑”威胁。据相关新闻报道——多地老人为节省电费不舍得开空调,最终不慎中暑,在邻居的协助下及时送医,才脱离了生命危险。
高温天气下,空调、电扇等制冷设备是唯一的“夏日救星”吗?24小时不间断运营的空调风扇带来的不止是激增的电费,还会显著加重城市电力负荷,并带来城市热岛效应,长期来看并不利于城市的可持续发展。
而自带降温功能的被动式建筑,也许将在未来提供全新的城市避暑解决方案。
被动式超低能耗建筑相关概念起源于上世纪80年代,由德国等国家率先提出。这类建筑在设计之初就将建筑的朝向、保温、体形都诸多因素的温控特性考虑在内,无需借助过多外部能源,仅依靠建筑自身就能实现温度调节。
简而言之,被动式建筑通过巧妙的设计原理,可将室外高温隔绝在外,延长室内的冷却效果。这一概念也被古今中外的许多建筑大师们广泛借鉴,由此诞生了许多经典之作。本期PC建筑说,就让我们一同揭秘自带“清凉buff”的神奇建筑。
案例分享
古今中外的夏日清凉地
窑洞
说到黄土高坡,除了那首耳熟能详的信天游,大家总会在脑海中浮现出极具西部特色的地域建筑——窑洞。拥有着千年历史、冬暖夏凉的窑洞,其实也是一种特殊的被动式建筑。
人们在窑洞的修建过程中,往往会因地制宜,充分考虑当地的坡地、低洼地来确定窑洞的最佳朝向和定位,实现最大化通风效果。大多数窑洞直接深藏于土层中或用土覆盖,可借助地下热能和覆土的蓄热能力,充分调节洞内小气候,厚厚的土层还可将室外热浪隔绝在外。即便是在电力匮乏的年代,凭借良好的通风和隔热效果,质朴的窑洞守护了一代代人的夏日清凉。
(图源:搜狗)
北京大兴“零舍”
2021年,一则新闻爆火全网——天津大学一教授打造了中国第一栋拿到“近零能耗”标识牌的农宅。这座名为“零舍”的建筑,也是国内被动式建筑设计理念落地应用的标杆典范。
“零舍”不仅全年不花一分钱电费,利用光伏发电保障日常能源供应,实现“自产自用” , 还在基础墙体的构建上采用了被动式建筑标准的围护结构 :将房子划分为前院、中堂、后屋,精心对应岩棉保温板、石墨聚苯板、挤塑聚苯板3种不同的保温层,强力保障了建筑的节能效果。25厘米的墙体就像给房子包裹了一个厚厚的防护层,大大减少了因外部天气条件引起的室内温度变化。
除此之外,“零舍”还配有大面积天窗和风塔,有别于普通建筑,这其中所采用的是气密性更好的被动门窗,有三层玻璃、中间充氮气,表面更镀有LOW-E低辐射膜,既能吸收更多热量和光线,同时也能防止室内冷气流失,让空调拥有更长效的制冷效果,从而保持室温始终宜人。
(图源:一条)
公租房Buggi 50
由弗莱堡城市建设公司打造的公租房Buggi 50,是欧洲的第一个高层被动式建筑 。 这栋建筑坐落于德国,始建于1968年,在经过了近40年的运营后,为提升住房品质与居住舒适性,人们决定将其改造为被动式建筑,而这也是世界首次对高层建筑进行的被动式改造。
设计者在建筑的外立面增设了保温性能更好的Sto岩棉外墙外保温系统,厚度达20厘米,如同为大楼披上了一层特殊外衣,将室内冷气牢牢锁住。阳台与窗户等不便于增加外立面的区域,则使用了更为灵活的气凝胶材料,并增添导热性更低的无热桥专用构建,给予大厦全方位的保温防护。此外,大厦内部更配备中央通风系统,热能回收效果可高达80%,这也是室内保持通风干爽的关键之一。多重措施加持下,改造后的大楼能耗大大降低,使短时冷气能够长效降温。
随着有关技术不断投入商用, 被动式建筑逐渐成为未来建筑设计的主流趋势,其绿色节能的设计理念,能够显著消弭城市峰值负荷、抑制热岛效应,既满足人居需求,也助力城市实现绿色发展的变革之路 。当前被动式建筑应用在国内仍处于起步阶段,但许多与之相关的设计理念与材料科技已准备就绪:
保温隔热材料:此类材料拥有良好的导热性、低反射率和低体积热熔比,能减缓热传递速度、储热能力也更低,当大面积使用,就会让建筑拥有更显著的隔热能力。常见材料有石材、混凝土、泥土,且随着科技的进步,行业也逐渐迭代出节能玻璃、反光涂料等新材料。
保利资本优秀被投企业固克节能已研制出集保温节能于一体的天工石保温装饰一体板,具有轻质高强、稳型安全、保温节能、耐热抗寒、高强耐候等特点,利用“内部隔热层+表层反射红外线”技术,有效降低建筑室温。
(图源:固克节能官网)
降温/通风设计: 参考建筑周围的自然环境,综合运用自然通风、烟囱通风、螺旋式空间等方式充分利用周围的地理优势,创造出热度和湿度更均匀的室内空间。
融合主动式降温: 被动式建筑的卓越的保温和隔热性能,通过融合常见的主动式降温设备——如空调、风扇等,能够快速冷却室内环境,并延长其降温效果,实现1+1>2。保利资本被投UIOT超级智慧家所设计的智慧运行系统——融合了空调、通风等主动式降温功能,可快速营造体感舒适的室内环境,结合被动式建筑的长效保温设计,可让室温清凉一夏。
当前,在双碳目标的践行与推动下,被动式建筑正逐渐走入主流视野。据行业预计,至2030年,中国将至少有30%的新建建筑以被动式建筑标准设计和建造。
2020年起,山东、辽宁等多地已先后出台了激励被动式建筑发展的相关政策,其中河北省颁布的《被动式超低能耗建筑产业发展专项规划》,切实了提出了壮大产业集群、开展关键共性技术攻关、促进产城融合示范等多方面的重要举措。相关政策法规的制定,既规范了行业发展,也助力被动式建筑真正实现从无到有、从有到优,为建筑行业的低能耗发展持续赋能。
(图源:人民网)
长期以来,保利资本基于双碳理念,坚持以资产为轴,为高消纳、高耗能、高碳排的地产行业提供更多绿色发展机遇,充分调动“低碳绿色智慧人居”链长的能动性,打破行业技术壁垒,助力建筑、通暖、建材、电气技术多维度融入被动式建筑建造,实现一体化融合发展。
在上游端,保利资本积极布局专门研发保温装饰板、功能性涂料的固克节能、全面提升设计效率的云建信与降低建筑污染的大界机器人;在下游端,赋能万华禾香生态,以农林剩余物替代木材,形成天然有机的建材原料,多方面切入,为建筑行业的发展提供绿色通道,着力推动着建筑智能化保温减排进程。未来,保利资本将继续发掘双碳资产运营与战新产业的投资机会,推动建筑行业高质量发展,迎接美好人居新纪元。
参考文章:
人民网:《多地力捧 被动房迎来黄金发展期》
澎湃新闻:《隔热保温涂料渐成建筑节能“新势力”》
新浪地产网:《固克保温与装饰装备化解决方案斩获中国装配式建筑产品及设计创新大奖》
建筑学院:《建筑碳中和 – 国内首座近零能耗建筑“天友·零舍”/ 天友设计集团》
UIOT超级智慧家:《落地案例|UIOT×C&E,构筑触达心灵的智慧生活美学空间》
每日经济新闻:《“没走20步,感觉自己七分熟”!杭州连日高温,冲上40.1℃,有人在雷峰塔上被热晕倒!上海有环卫工中暑,体温41.7℃》
绿色建筑研习社:《窑洞| 最古老的被动式建筑》
一条:《天津教授造神秘住宅:全年不花一分钱水电费,中国首例》
搜狐:《专家视角|“被动房之父”谈”被动房的优势“》
本文来自微信公众号“保利资本PolyCapital”,36氪经授权发布。