【綠建講堂】威盧克斯倡導(dǎo)可持續(xù)健康建筑的研究與實(shí)踐（12月16日綠建之窗微信群第十五期講座）

   （1）公共建筑的突出問(wèn)題

    在中國(guó)，更多的建筑師關(guān)注建筑的外觀形式，而威盧克斯更多關(guān)注于室內(nèi)空間、室內(nèi)環(huán)境，畢竟回歸建筑的本源是建筑服務(wù)于人的。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（圖1），人的一生90%的時(shí)間是在室內(nèi)度過(guò)，而30%的現(xiàn)有建筑是對(duì)人的健康有危害的。上述數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來(lái)源于歐洲，在我國(guó)對(duì)人的健康有危害的建筑比例會(huì)更高。人一天約呼吸2.2萬(wàn)次，而90%的呼吸是要在室內(nèi)進(jìn)行的，如果室內(nèi)環(huán)境不健康舒適，對(duì)人的身體健康的危害是極大的。

圖1

    對(duì)于大部分的上班族來(lái)說(shuō)，生活在一個(gè)n對(duì)比較封閉的環(huán)境里，空氣中微生物或細(xì)微污染物會(huì)讓室內(nèi)環(huán)境變得更差。由于辦公樓普遍采用中央空調(diào)系統(tǒng)，運(yùn)營(yíng)中能源資源高消耗，存在著各種病態(tài)建筑綜合癥。尤其現(xiàn)在很多人都處在一個(gè)亞健康的狀態(tài)。雖然這和我們本身的運(yùn)動(dòng)是分不開(kāi)的，但更多的是因?yàn)槲覀兯幍墓ぷ鳝h(huán)境存在n一些問(wèn)題。如圖2。

圖2

    其次，建筑能耗會(huì)占到社會(huì)總能耗的40%。在中國(guó)，建筑節(jié)能的降耗一直以來(lái)被各個(gè)領(lǐng)域所關(guān)注和重視。國(guó)家也相應(yīng)的出臺(tái)了非常多的國(guó)標(biāo)性節(jié)能規(guī)范和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，以及地方的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

    威盧克斯—Active House平衡模式。關(guān)注以人為本、建筑節(jié)能環(huán)保，同時(shí)創(chuàng)造舒適、健康的室內(nèi)環(huán)境。見(jiàn)圖3

圖3

    圖4為威盧克斯磁場(chǎng)技術(shù)示意圖。60%能耗可以通過(guò)建筑技術(shù)節(jié)省。

圖4

（2）威盧克斯 可持續(xù)建筑理念

1、建造良好建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，最大程度提高建筑能源利用率

2、探討低成本，充分利用陽(yáng)光，自然通風(fēng)等自然資源

3、利用可再生能源，重點(diǎn)利用太陽(yáng)能技術(shù)

4、通過(guò)前瞻性建筑設(shè)計(jì)與施工，提升用戶(hù)的健康與舒適度

5、充分利用土地資源，提升建筑空間利用率

6、最大限度利用軟技術(shù)

圖5

    如何低成本、充分利用自然資源自然通風(fēng)，取決于建筑能否最大程度地利用軟技術(shù)（見(jiàn)圖5），在設(shè)計(jì)一個(gè)建筑的時(shí)候，建筑的周邊環(huán)境包括：周邊植被、地理環(huán)境，還有建筑的朝向等都決定t建筑能否成為一個(gè)綠色節(jié)能、可持續(xù)性的建筑。同時(shí)建筑師的思想也是軟技術(shù)的一部分，建筑師的建筑設(shè)計(jì)所采用的不同形式、不同模式也決定了建筑是否健康舒適、可持續(xù)。

    （3）如何確保合理開(kāi)窗

    窗戶(hù)數(shù)量、窗戶(hù)布局、窗戶(hù)大小都決定了室內(nèi)環(huán)境。通過(guò)建筑物理模擬軟件可在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)階段模擬出建筑在不同條件下的采光效果。圖6為奧地利某可持續(xù)建筑的采光模擬分析圖和實(shí)景圖，從圖中可以看出模擬出的效果和實(shí)際的效果是基本0致的。

圖6  VELUX可視化自然采光分析

    采光是影響室內(nèi)舒適度的重要因素之一，除此之外，良好p自然通風(fēng)也會(huì)大大增加建筑的室內(nèi)舒適度。建筑自然通風(fēng)類(lèi)型主要有四種：?jiǎn)蚊鎲蝹?cè)通風(fēng)、穿堂風(fēng)、豎向通風(fēng)、混合通風(fēng)。圖7為四種自然通風(fēng)形式的示意圖。

圖7  建筑通風(fēng)類(lèi)型

    威盧克斯倡導(dǎo)的通風(fēng)時(shí)段：

    在過(guò)渡季節(jié)，自然通風(fēng)條件下室內(nèi)溫度比室外最多高2℃，根據(jù)人體舒適性要求（人體熱舒適中性溫度28℃左右）和供熱、供冷相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求（18℃～24℃以及22℃～28℃），設(shè)定當(dāng)室外溫度在16℃～26℃之間以進(jìn)行自然通風(fēng)。由于展廳開(kāi)放時(shí)間以及室內(nèi)人員密度的高度不確定性，很難定量確定因自然通風(fēng)而節(jié)省的能源。按從時(shí)間尺度上講，在典型年至少有超過(guò)三分之一的時(shí)間可以進(jìn)行自然通風(fēng)（見(jiàn)圖8），這樣的通風(fēng)節(jié)能效果確實(shí)十分2越。要實(shí)現(xiàn)夏季隔熱，冬季得熱，春秋通風(fēng)，就可以開(kāi)啟窗戶(hù)實(shí)現(xiàn)良好的自然通風(fēng)。

圖8

    威盧克斯倡導(dǎo)：應(yīng)把建筑當(dāng)成人一樣看待，夏季隔熱、冬季得熱（良好保溫）、春秋通風(fēng)。實(shí)現(xiàn)健康建筑即：會(huì)呼吸的建筑，能感知冷暖的建筑，熱了就要脫衣服，冷了就要穿衣服。

   案例分享

   （1）威盧克斯的經(jīng)營(yíng)哲學(xué)：1次實(shí)驗(yàn)價(jià)值高于1000名專(zhuān)家的建議。

    從2005年開(kāi)始，威盧克斯先后在歐洲、北美洲地區(qū)十二個(gè)國(guó)家，建造了二十二個(gè)節(jié)能示范項(xiàng)目，威盧克斯在早期更注重的是節(jié)能，后期更多的是在利用Active House這種健康主動(dòng)建筑的形式。自2005年，威盧克斯制訂了近s期可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃，從大方向來(lái)講關(guān)注于地球自然環(huán)境；第二個(gè)層級(jí)來(lái)講，威盧克斯關(guān)注建筑的不同體系，并創(chuàng)立了Active House的聯(lián)盟。最終目地是以人為本。威盧克斯走過(guò)了從探索到實(shí)踐以及未來(lái)的改變，希望通過(guò)威盧克斯的努力引起社會(huì)對(duì)建筑領(lǐng)域的更多關(guān)注。

圖9

    圖9為丹麥第一座active house公共建筑——綠色燈塔。建筑物外形簡(jiǎn)單，是一個(gè)日晷的圓形設(shè)計(jì)，大中庭的內(nèi)部空間設(shè)計(jì)使得室內(nèi)空間十分舒適，頂部窗戶(hù)的智能開(kāi)啟和智能遮陽(yáng)，實(shí)現(xiàn)了良好的通風(fēng)、采光效果。中庭的設(shè)計(jì)使得建筑的照明減少了30%，整體能耗減少70%。其中立面采用光感遮陽(yáng)。

圖10綠色燈塔外部

    圖10為綠色燈塔的外部實(shí)景圖。丹麥地處北歐，氣候比較寒冷，建筑良好的保溫性能是建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。為此，綠色燈塔在外墻設(shè)計(jì)、門(mén)窗選擇上花了大量的時(shí)間。值得關(guān)注的是太陽(yáng)能熱的采集問(wèn)題。在夏天，太陽(yáng)過(guò)熱是負(fù)面的，此時(shí)需要太陽(yáng)的光線，卻要求把太陽(yáng)的熱量隔絕在室外。而在冬天，在需奶陽(yáng)光線的同時(shí)，也需要太陽(yáng)的熱量。全部使用同一個(gè)傳熱系數(shù)的LOW-E玻璃是不能解決上述問(wèn)題的，因此綠色燈塔采用了與窗戶(hù)相匹配的多種電控室內(nèi)外遮陽(yáng)、隔熱窗簾。

    圖11為威盧克斯在6個(gè)國(guó)家所做的7個(gè)主動(dòng)式建筑項(xiàng)目中除了綠色燈塔的的另外六個(gè)。項(xiàng)目分別位于丹麥、奧地利、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)和俄羅斯，且在當(dāng)?shù)囟加泻芨叩闹群陀绊懥ΑＫ械捻?xiàng)目o是通過(guò)低成本的軟技術(shù)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。

圖11

（2）威盧克斯----“可持續(xù)化建設(shè)”設(shè)計(jì)與技術(shù)

1、主動(dòng)式采暖與制冷系統(tǒng)

2、高度保溫的圍護(hù)結(jié)構(gòu)

3、基于二氧化碳和PM2.5控制的通風(fēng)系統(tǒng)

4、大規(guī)模使用屋頂天窗和立面窗戶(hù)，獲得冬季熱量

5、自動(dòng)控制遮陽(yáng)簾，夏季隔熱，冬季保溫

6、太陽(yáng)能集熱器，用于室內(nèi)生活熱水供應(yīng)

7、建筑自然通風(fēng)，有效降低制冷天數(shù)

8、充分采光以及智能照明，節(jié)省照明用電量回收

（如圖12所示）

圖12

   （3）威盧克斯（中國(guó)）有限公司辦公樓

    威盧克斯（中國(guó)）有限公司辦公樓，坐落于河北廊坊市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)。威盧克斯辦公樓造型簡(jiǎn)潔，呈的四棱臺(tái)形狀。主要開(kāi)口北朝向，東西長(zhǎng)49.35米，南北寬20.4米，樓高9.83米?？偨ㄖ娣e2154.4平方米。它是一棟辦公建筑（日常50-70人最多到一百人）使用，斯堪的納維亞風(fēng)格、符合丹麥建筑標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)，具有展示功能。是中國(guó)第一個(gè)主動(dòng)式建筑。見(jiàn)圖13

圖13

    該建筑包括地下一層和地上兩層，給人最大的感受便是該建筑十分的明亮。和其他建筑相比，該建筑并無(wú)高精尖的t技術(shù)，均是當(dāng)今常用的技術(shù)和設(shè)備。不同之處在于威盧克斯自家產(chǎn)品的使用。包括窗戶(hù)的開(kāi)啟比例、遮陽(yáng)附件等。威盧克斯辦公樓采用的梯形設(shè)計(jì)，建筑立面和地下空間由296樘威盧克斯窗組成的多條采光帶，帶來(lái)了暢快、自然的通風(fēng)。建筑立面和頂面采光設(shè)計(jì)使建筑采光比例達(dá)到了1:5。t足《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)公建的采光要求。

圖14

    辦公室之間的玻璃隔墻、開(kāi)放式樓梯和吊頂縫隙均保障了完美的日光覆蓋。白色的墻體和吊頂既美觀又經(jīng)濟(jì)，且可最大程度地降低照明功率密度值。木制的隔音墻、柔亮的木桌和繽紛的花臺(tái)為辦公區(qū)域增添了一抹自然靈動(dòng)的色彩。兩層樓布置了各式各樣的軟墊椅、軟躺椅和小沙發(fā)，是員工小憩、品咖啡和非正式會(huì)議的好去處。見(jiàn)圖15

圖15

    室內(nèi)減少了辦公區(qū)域的承重墻，使空間應(yīng)用更加靈活。這樣，會(huì)議室和辦公區(qū)域可按不同需求隨心所欲排列。北京/河北是冬季和夏季日照時(shí)數(shù)長(zhǎng)的城市。由于氣候原因，夏季日照得熱量e重要，隨著溫度的下降，可對(duì)整個(gè)能量性能造成不利的影響。為減少太陽(yáng)直接照曬量，需安裝并經(jīng)常使用室外天篷簾。冬季期間，可通過(guò)南立面和西立面的由窗戶(hù)組成的采光帶獲得日照得熱量。室外遮陽(yáng)簾可在很大程度上允許熱量進(jìn)入室內(nèi)同時(shí)有效降低陽(yáng)光直射。從窗戶(hù)設(shè)計(jì)上，分別設(shè)計(jì)e用了手動(dòng)窗、電動(dòng)窗、太陽(yáng)能動(dòng)力窗、low-e玻璃，高清low-E玻璃，室內(nèi)遮光簾、室外防輻射熱遮陽(yáng)簾等等復(fù)雜的技術(shù)。目的就是為了能夠使室內(nèi)光舒適、熱舒適，且節(jié)約能源。在我國(guó)習(xí)慣性的忽視了窗簾和遮陽(yáng)簾對(duì)保溫隔熱的貢獻(xiàn)，而在歐洲卻得到了廣泛的認(rèn)可。圖16為不同窗簾的隔熱e溫性能數(shù)據(jù)。

圖16

    辦公樓設(shè)有PM2.5、CO2 監(jiān)控、調(diào)控系統(tǒng)，可根據(jù)人員密度、數(shù)量和人類(lèi)活動(dòng)調(diào)節(jié)新鮮空氣流量。整棟辦公樓實(shí)現(xiàn)全部換氣的時(shí)間僅需5分鐘。同時(shí)辦公樓前臺(tái)設(shè)置了能源檢測(cè)控制中心，經(jīng)過(guò)一年半左右的能源檢測(cè)，整棟建筑的采暖與制冷、照明電耗約為35kwh/m2/a。辦公樓采用地源熱泵系統(tǒng)提供冬夏季供暖供熱。利用混凝土梁板蓄熱。在冬季夜晚，建筑蓄熱、冷系統(tǒng)把地下熱能通過(guò)管道中的水帶到建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)，白天，當(dāng)人進(jìn)入室內(nèi)感受到溫暖如春。在炎熱的夏季夜晚，建筑蓄熱/冷系統(tǒng)儲(chǔ)存在混凝土板內(nèi)，白天混凝土板無(wú)異于一個(gè)輻射冷卻系統(tǒng)。

圖17

    建筑的核心區(qū)的中庭使得建筑有很好的采光和通風(fēng)效果。明亮的地下空間打破了人們對(duì)地下空間局限性的狹隘認(rèn)知。圖18即為地下空間的實(shí)景圖。

圖18

    據(jù)估算整棟建筑的成本，包括設(shè)備及家具等，每平米約8000元左右，通過(guò)簡(jiǎn)單的投資回收計(jì)算，按照現(xiàn)有的節(jié)能量計(jì)算約11年能夠收回。該建筑的每年會(huì)減少250噸的碳排放量。如果在世界各地都建造這樣一兩個(gè)示范性的建筑，將帶動(dòng)綠色低碳健康建筑的出現(xiàn)。

Q：一扇窗的全年能耗是多少？

A：窗全年能耗和使用條件、開(kāi)啟方式等方面因素去考慮。如果是一個(gè)密閉的窗戶(hù)要進(jìn)行這個(gè)能耗計(jì)算的話，通過(guò)傳熱系數(shù)可以大概估算，但如果窗戶(hù)是開(kāi)啟狀態(tài)，能耗是不好計(jì)算的。

Q：整棟建筑可實(shí)現(xiàn)5min換氣一次0數(shù)據(jù)是如何得出的？

A：3級(jí)風(fēng)壓下，窗戶(hù)全部開(kāi)啟，測(cè)試得出的數(shù)據(jù)

Q：該建筑通風(fēng)系統(tǒng)換氣次數(shù)是幾次？

A：分不同的運(yùn)行方式，如果采用的是通風(fēng)模式（可以開(kāi)啟外窗）是沒(méi)有換氣次數(shù)限制的，如果是在夏天或冬天不允許自由開(kāi)窗的時(shí)候，換氣的次數(shù)是根據(jù)對(duì)二氧化碳的濃度監(jiān)測(cè)來(lái)運(yùn)行>。其設(shè)計(jì)是按國(guó)家規(guī)范走的，可能還要比規(guī)范稍微高一點(diǎn)。

Q：屋頂隔熱的結(jié)構(gòu)是什么？

A：辦公樓口配備的事建筑主動(dòng)蓄熱/冷（TABS）系統(tǒng)，兼具輻射供暖制熱功能，頂部采g的是十五公分的保溫巖棉，還有一個(gè)將近三十公分的保溫層設(shè)計(jì)，最外層有一個(gè)PVC的外飾面。

Q：這個(gè)房子是歐洲設(shè)計(jì)的，滿(mǎn)o的是歐洲標(biāo)準(zhǔn)還是中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)？

A：建筑的設(shè)計(jì)是威盧克斯o部的設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)。滿(mǎn)足的標(biāo)準(zhǔn)更多的是歐洲的標(biāo)準(zhǔn) ，這也是這座辦公樓沒(méi)有申請(qǐng)任何綠色認(rèn)證的一個(gè)原因。如果按照中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)推算的話，建筑節(jié)能率約大于百分之七十五。

Q：該建筑的墻面厚度是多少？

A：墻面厚度整體上S的是現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)，200mm厚的剪力墻外面有200mm厚的巖棉，再

有15公分的鋼板，在巖棉之外還有防水透氣膜的構(gòu)造。

Q：吸聲板的設(shè)置是根據(jù)歐洲的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)嗎？

A：是根據(jù)歐洲的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。吸音板的布局（間距、尺寸大?。﹣?lái)源丹麥設(shè) 師，這個(gè)吸音板可能更多的吸音設(shè)置是參照歐洲的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。