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【绿建讲堂】威卢克斯倡导可持续健康建筑的研究与实践(12月16日绿建之窗微信群第十五期讲座)

时间:2014-12-21 12:01:37   作者:GBWindows   来源:绿建之窗   阅读:800  
内容摘要:【主讲人】:刘志远【简 介】:威卢克斯(中国)设计部经理【讲座导读】:本期【绿建大讲堂】由威卢克斯(中国)设计部经理刘志远先生,为大家介绍威卢克斯所倡导可持续健康建筑的研究与实践,以及主动式建筑案例分享。【微信讲堂——实录】 可持续建筑理念 (1)公共建筑的突出问题 在中国,更......
【主讲人】:刘志远
【简 介】:威卢克斯(中国)设计部经理 
【讲座导读】:本期【绿建大讲堂】由威卢克斯(中国)设计部经理刘志远先生,为大家介绍威卢克斯所倡导可持续健康建筑的研究与实践,以及主动式建筑案例分享。

【微信讲堂——实录】

    可持续建筑理念


   (1)公共建筑的突出问题


    在中国,更多的建筑师关注建筑的外观形式,而威卢克斯更多关注于室内空间、室内环境,毕竟回归建筑的本源是建筑服务于人的。据数据统计(图1),人的一生90%的时间是在室内度过,而30%的现有建筑是对人的健康有危害的。上述数据统计来源于欧洲,在我国对人的健康有危害的建筑比例会更高。人一天约呼吸2.2万次,而90%的呼吸是要在室内进行的,如果室内环境不健康舒适,对人的身体健康的危害是极大的。


图1

    对于大部分的上班族来说,生活在一个n对比较封闭的环境里,空气中微生物或细微污染物会让室内环境变得更差。由于办公楼普遍采用中央空调系统,运营中能源资源高消耗,存在着各种病态建筑综合症。尤其现在很多人都处在一个亚健康的状态。虽然这和我们本身的运动是分不开的,但更多的是因为我们所处的工作环境存在n一些问题。如图2。


图2

    

    其次,建筑能耗会占到社会总能耗的40%。在中国,建筑节能的降耗一直以来被各个领域所关注和重视。国家也相应的出台了非常多的国标性节能规范和节能标准,以及地方的节能标准和规范。

   

    威卢克斯—Active House平衡模式。关注以人为本、建筑节能环保,同时创造舒适、健康的室内环境。见图3


图3


    图4为威卢克斯磁场技术示意图。60%能耗可以通过建筑技术节省。


图4


(2)威卢克斯 可持续建筑理念

1、建造良好建筑围护结构,最大程度提高建筑能源利用率

2、探讨低成本,充分利用阳光,自然通风等自然资源

3、利用可再生能源,重点利用太阳能技术

4、通过前瞻性建筑设计与施工,提升用户的健康与舒适度

5、充分利用土地资源,提升建筑空间利用率

6、最大限度利用软技术



图5


    如何低成本、充分利用自然资源自然通风,取决于建筑能否最大程度地利用软技术(见图5),在设计一个建筑的时候,建筑的周边环境包括:周边植被、地理环境,还有建筑的朝向等都决定t建筑能否成为一个绿色节能、可持续性的建筑。同时建筑师的思想也是软技术的一部分,建筑师的建筑设计所采用的不同形式、不同模式也决定了建筑是否健康舒适、可持续。

    

    (3)如何确保合理开窗

    

    窗户数量、窗户布局、窗户大小都决定了室内环境。通过建筑物理模拟软件可在建筑规划设计阶段模拟出建筑在不同条件下的采光效果。图6为奥地利某可持续建筑的采光模拟分析图和实景图,从图中可以看出模拟出的效果和实际的效果是基本0致的。



图6  VELUX可视化自然采光分析


    采光是影响室内舒适度的重要因素之一,除此之外,良好p自然通风也会大大增加建筑的室内舒适度。建筑自然通风类型主要有四种:单面单侧通风、穿堂风、竖向通风、混合通风。图7为四种自然通风形式的示意图。


图7  建筑通风类型

    

    威卢克斯倡导的通风时段:

    

    在过渡季节,自然通风条件下室内温度比室外最多高2℃,根据人体舒适性要求(人体热舒适中性温度28℃左右)和供热、供冷相关标准规范要求(18℃~24℃以及22℃~28℃),设定当室外温度在16℃~26℃之间以进行自然通风。由于展厅开放时间以及室内人员密度的高度不确定性,很难定量确定因自然通风而节省的能源。按从时间尺度上讲,在典型年至少有超过三分之一的时间可以进行自然通风(见图8),这样的通风节能效果确实十分2越。要实现夏季隔热,冬季得热,春秋通风,就可以开启窗户实现良好的自然通风。


图8

    

    威卢克斯倡导:应把建筑当成人一样看待,夏季隔热、冬季得热(良好保温)、春秋通风。实现健康建筑即:会呼吸的建筑,能感知冷暖的建筑,热了就要脱衣服,冷了就要穿衣服。

   

   案例分享

   

   (1)威卢克斯的经营哲学:1次实验价值高于1000名专家的建议。

   

    从2005年开始,威卢克斯先后在欧洲、北美洲地区十二个国家,建造了二十二个节能示范项目,威卢克斯在早期更注重的是节能,后期更多的是在利用Active House这种健康主动建筑的形式。自2005年,威卢克斯制订了近s期可持续发展的规划,从大方向来讲关注于地球自然环境;第二个层级来讲,威卢克斯关注建筑的不同体系,并创立了Active House的联盟。最终目地是以人为本。威卢克斯走过了从探索到实践以及未来的改变,希望通过威卢克斯的努力引起社会对建筑领域的更多关注。


图9


    图9为丹麦第一座active house公共建筑——绿色灯塔。建筑物外形简单,是一个日晷的圆形设计,大中庭的内部空间设计使得室内空间十分舒适,顶部窗户的智能开启和智能遮阳,实现了良好的通风、采光效果。中庭的设计使得建筑的照明减少了30%,整体能耗减少70%。其中立面采用光感遮阳。


图10绿色灯塔外部

    

    图10为绿色灯塔的外部实景图。丹麦地处北欧,气候比较寒冷,建筑良好的保温性能是建筑节能的重要环节。为此,绿色灯塔在外墙设计、门窗选择上花了大量的时间。值得关注的是太阳能热的采集问题。在夏天,太阳过热是负面的,此时需要太阳的光线,却要求把太阳的热量隔绝在室外。而在冬天,在需奶阳光线的同时,也需要太阳的热量。全部使用同一个传热系数的LOW-E玻璃是不能解决上述问题的,因此绿色灯塔采用了与窗户相匹配的多种电控室内外遮阳、隔热窗帘。

    

    图11为威卢克斯在6个国家所做的7个主动式建筑项目中除了绿色灯塔的的另外六个。项目分别位于丹麦、奥地利、德国、法国、英国和俄罗斯,且在当地都有很高的知名度和影响力。所有的项目o是通过低成本的软技术实现可持续发展的目的。


图11


(2)威卢克斯----“可持续化建设”设计与技术

1、主动式采暖与制冷系统

2、高度保温的围护结构

3、基于二氧化碳和PM2.5控制的通风系统

4、大规模使用屋顶天窗和立面窗户,获得冬季热量

5、自动控制遮阳帘,夏季隔热,冬季保温

6、太阳能集热器,用于室内生活热水供应

7、建筑自然通风,有效降低制冷天数

8、充分采光以及智能照明,节省照明用电量回收

(如图12所示)


图12

    

   (3)威卢克斯(中国)有限公司办公楼

    

    威卢克斯(中国)有限公司办公楼,坐落于河北廊坊市经济技术开发区。威卢克斯办公楼造型简洁,呈的四棱台形状。主要开口北朝向,东西长49.35米,南北宽20.4米,楼高9.83米。总建筑面积2154.4平方米。它是一栋办公建筑(日常50-70人最多到一百人)使用,斯堪的纳维亚风格、符合丹麦建筑标准中国建筑标准,具有展示功能。是中国第一个主动式建筑。见图13


图13

    

    该建筑包括地下一层和地上两层,给人最大的感受便是该建筑十分的明亮。和其他建筑相比,该建筑并无高精尖的t技术,均是当今常用的技术和设备。不同之处在于威卢克斯自家产品的使用。包括窗户的开启比例、遮阳附件等。威卢克斯办公楼采用的梯形设计,建筑立面和地下空间由296樘威卢克斯窗组成的多条采光带,带来了畅快、自然的通风。建筑立面和顶面采光设计使建筑采光比例达到了1:5。t足《建筑采光设计标准》中对公建的采光要求。


图14

    

    办公室之间的玻璃隔墙、开放式楼梯和吊顶缝隙均保障了完美的日光覆盖。白色的墙体和吊顶既美观又经济,且可最大程度地降低照明功率密度值。木制的隔音墙、柔亮的木桌和缤纷的花台为办公区域增添了一抹自然灵动的色彩。两层楼布置了各式各样的软垫椅、软躺椅和小沙发,是员工小憩、品咖啡和非正式会议的好去处。见图15


图15

    

    室内减少了办公区域的承重墙,使空间应用更加灵活。这样,会议室和办公区域可按不同需求随心所欲排列。北京/河北是冬季和夏季日照时数长的城市。由于气候原因,夏季日照得热量e重要,随着温度的下降,可对整个能量性能造成不利的影响。为减少太阳直接照晒量,需安装并经常使用室外天篷帘。冬季期间,可通过南立面和西立面的由窗户组成的采光带获得日照得热量。室外遮阳帘可在很大程度上允许热量进入室内同时有效降低阳光直射。从窗户设计上,分别设计e用了手动窗、电动窗、太阳能动力窗、low-e玻璃,高清low-E玻璃,室内遮光帘、室外防辐射热遮阳帘等等复杂的技术。目的就是为了能够使室内光舒适、热舒适,且节约能源。在我国习惯性的忽视了窗帘和遮阳帘对保温隔热的贡献,而在欧洲却得到了广泛的认可。图16为不同窗帘的隔热e温性能数据。


图16

    

    办公楼设有PM2.5、CO2 监控、调控系统,可根据人员密度、数量和人类活动调节新鲜空气流量。整栋办公楼实现全部换气的时间仅需5分钟。同时办公楼前台设置了能源检测控制中心,经过一年半左右的能源检测,整栋建筑的采暖与制冷、照明电耗约为35kwh/m2/a。办公楼采用地源热泵系统提供冬夏季供暖供热。利用混凝土梁板蓄热。在冬季夜晚,建筑蓄热、冷系统把地下热能通过管道中的水带到建筑结构内,白天,当人进入室内感受到温暖如春。在炎热的夏季夜晚,建筑蓄热/冷系统储存在混凝土板内,白天混凝土板无异于一个辐射冷却系统。


图17

    

    建筑的核心区的中庭使得建筑有很好的采光和通风效果。明亮的地下空间打破了人们对地下空间局限性的狭隘认知。图18即为地下空间的实景图。


图18

    

    据估算整栋建筑的成本,包括设备及家具等,每平米约8000元左右,通过简单的投资回收计算,按照现有的节能量计算约11年能够收回。该建筑的每年会减少250吨的碳排放量。如果在世界各地都建造这样一两个示范性的建筑,将带动绿色低碳健康建筑的出现。


Q:一扇窗的全年能耗是多少?

A:窗全年能耗和使用条件、开启方式等方面因素去考虑。如果是一个密闭的窗户要进行这个能耗计算的话,通过传热系数可以大概估算,但如果窗户是开启状态,能耗是不好计算的。


Q:整栋建筑可实现5min换气一次0数据是如何得出的?

A:3级风压下,窗户全部开启,测试得出的数据


Q:该建筑通风系统换气次数是几次?

A:分不同的运行方式,如果采用的是通风模式(可以开启外窗)是没有换气次数限制的,如果是在夏天或冬天不允许自由开窗的时候,换气的次数是根据对二氧化碳的浓度监测来运行>。其设计是按国家规范走的,可能还要比规范稍微高一点。


Q:屋顶隔热的结构是什么?

A:办公楼口配备的事建筑主动蓄热/冷(TABS)系统,兼具辐射供暖制热功能,顶部采g的是十五公分的保温岩棉,还有一个将近三十公分的保温层设计,最外层有一个PVC的外饰面。


Q:这个房子是欧洲设计的,满o的是欧洲标准还是中国标准?

A:建筑的设计是威卢克斯o部的设计师设计。满足的标准更多的是欧洲的标准 ,这也是这座办公楼没有申请任何绿色认证的一个原因。如果按照中国标准来推算的话,建筑节能率约大于百分之七十五。


Q:该建筑的墙面厚度是多少?

A:墙面厚度整体上S的是现浇剪力墙结构,200mm厚的剪力墙外面有200mm厚的岩棉,再

有15公分的钢板,在岩棉之外还有防水透气膜的构造。


Q:吸声板的设置是根据欧洲的评价标准吗?

A:是根据欧洲的评价标准。吸音板的布局(间距、尺寸大小)来源丹麦设 师,这个吸音板可能更多的吸音设置是参照欧洲的设计标准。


Q:一扇窗的全年能耗是多少?
A:窗全年能耗和使用条件、开启方式等方面因素去考虑。如果是一个密闭的窗户
要进行这个能耗计算的话,通过传热系数可以大概估算,但如果窗户是开启状态,能耗是不
好计算的。

Q:整栋建筑可实现5min换气一次的数据是如何得出的?
A:3级风压下,窗户全部开启,测试得出的数据


Q:该建筑通风系统换气次数是几次?
A:分不同的运行方式,如果采用的是通风模式(可以开启外窗)是没有换气次数限制的,
如果是在夏天或冬天不允许自由开窗的时候,换气的次数是根据对二氧化碳的浓度监测来运
行的。其设计是按国家规范走的,可能还要比规范稍微高一点。

Q:屋顶隔热的结构是什么?
A:办公楼口配备的事建筑主动蓄热/冷(TABS)系统,兼具辐射供暖制热功能,顶部采用的是十五公分的保温岩棉,还有一个将近三十公分的保温层设计,最外层有一个PVC的外饰面。

Q:这个房子是欧洲设计的,满足的是欧洲标准还是中国标准?
A:建筑的设计是威卢克斯总部的设计师设计。满足的标准更多的是欧洲的标准 ,这也是这
所办公楼没有申请任何绿色认证的一个原因。如果按照中国标准来推算的话,建筑节能率约
大于百分之七十五。

Q:该建筑的墙面厚度是多少?
A:墙面厚度整体上用的是现浇剪力墙结构,200mm厚的剪力i外面有200mm厚的岩棉,再
有15公分的钢板,在岩棉之外还有防水透气膜的构造。

Q:吸声板的设置是根据欧洲的评价标准吗?
A:是根据欧洲的评价标准。吸音n的布局(间距、尺寸大小)来源丹麦设计师,这个吸音
板可能更多的吸音设置是参照欧洲的设计标准。

【威卢克斯】

    威卢克斯------英文名字是VELUX,VE代表通风,LUX代表采光。通风+采光组成了威卢克斯的商标,同时也是威卢克斯多年来始终坚持的两个理念。

    威卢克斯作为一家全球最大的特种窗供应商,在建材领域中的实力品牌。主要以建筑自然采光、通风方案提供者的身份出现在客户面前。威卢克斯1941年在丹麦成立,至今已有70多年的历>,威卢克斯在欧洲承接了一些可持续的、低碳的绿色生态建筑。是欧洲可持续建筑实践活动的领导者。

    威卢克斯隶属于服务社会的VKR慈善基金会。作为一家企业威卢克斯有着很强的社会责任感。《日光与建筑》杂志就是威卢克斯以服务社会为目的发行的专业性杂志,也是欧洲发行量最大的杂志之一。

    与此同时,威卢克斯联合国际建协和欧洲的教育联盟开办了全球性IVA建筑大赛,旨在引导和鼓励建筑学的学生参与这样国际性的大赛。值得欣慰的是,中国学生每年也都会参加并获得奖项。

    2015年9月,威卢克斯将在英国伦敦举办“日光研讨大会”。

    威卢克斯1988年开始服务中国,并将欧洲开发可居住空间的理念引入中国,开创了阁楼空间的利用,帮助中国开发了千千万万个可居住的顶层空间,节约大量土地资源。 威卢克斯产品包括多系列屋顶天窗、平顶采光窗、电控窗、智能窗,采光管道,以及多种太阳能动力窗、遮阳产品、防护卷帘、太阳能光热系统等。 威卢克斯作为全球建材行业的领先者,从上世纪90年代一直积极参与可持续建筑研究与实践,分别在北欧地区,南欧地区以及俄罗斯建立建筑节能示范项目,自2008年威卢克斯启动了“Model Home 2020”项目,在欧洲五国建造六个碳中和未来建筑示范项目,以满足欧洲2020年节能及居住舒适要求,示范项目包括: 丹麦第一个碳中和公共建筑哥本哈根大学"绿色灯塔" 丹麦第一个碳中和住宅"生命之家" 奥地利第一个碳中和住宅"阳光别墅" 法国未来住宅 英国新一代节能住宅 德国节能2造示范项目 这些项目将全面展示低能耗健康的材料和可替代能源利用技术所带来的可持续的舒适建筑,不仅满足未来建筑节能的要求而且关注室内气候,确保了人类生活的舒适性,为未来建筑指出一条可持续发展的道路。 同时自2009年,威卢克斯联合一些国际领先企业和研究机构发起成2了“ACTIVE HOUSE”国际联盟,专业开发研究未来建筑技术,引导全球未来可持续建筑的发展。

责任编辑:王纯善
【注】讲座实录整理为绿建之窗出品,如需转载,请注明出处。

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标签:威卢克斯  建筑  通风  欧洲  采光  

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