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

   （1）公共建筑的突出問題

    在中國，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（圖1），人的一生90%的時間是在室內(nèi)度過，而30%的現(xiàn)有建筑是對人的健康有危害的。上述數(shù)據(jù)統(tǒng)計來源于歐洲，在我國對人的健康有危害的建筑比例會更高。人一天約呼吸2.2萬次，而90%的呼吸是要在室內(nèi)進行的，如果室內(nèi)環(huán)境不健康舒適，對人的身體健康的危害是極大的。

圖1

    對于大部分的上班族來說，生活在一個n對比較封閉的環(huán)境里，空氣中微生物或細微污染物會讓室內(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)，運營中能源資源高消耗，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亞健康的狀態(tài)。雖然這和我們本身的運動是分不開的，但更多的是因為我們所處的工作環(huán)境存在n一些問題。如圖2。

圖2

    

    其次，建筑能耗會占到社會總能耗的40%。在中國，建筑節(jié)能的降耗一直以來被各個領(lǐng)域所關(guān)注和重視。國家也相應(yīng)的出臺了非常多的國標性節(jié)能規(guī)范和節(jié)能標準，以及地方的節(jié)能標準和規(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，同時創(chuàng)造舒適、健康的室內(nèi)環(huán)境。見圖3

圖3

    圖4為威盧克斯磁場技術(shù)示意圖。60%能耗可以通過建筑技術(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，充分利用陽光，自然通風(fēng)等自然資源

3、利用可再生能源，重點利用太陽能技術(shù)

4、通過前瞻性建筑設(shè)計與施工，提升用戶的健康與舒適度

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)（見圖5），在設(shè)計一個建筑的時候，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建筑能否成為一個綠色節(jié)能、可持續(xù)性的建筑。同時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）如何確保合理開窗

    

    窗戶數(shù)量、窗戶布局、窗戶大小都決定了室內(nèi)環(huán)境。通過建筑物理模擬軟件可在建筑規(guī)劃設(shè)計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景圖，從圖中可以看出模擬出的效果和實際的效果是基本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)也會大大增加建筑的室內(nèi)舒適度。建筑自然通風(fēng)類型主要有四種：單面單側(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)類型

    

    威盧克斯倡導(dǎo)的通風(fēng)時段：

    

    在過渡季節(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)標準規(guī)范要求（18℃～24℃以及22℃～28℃），設(shè)定當室外溫度在16℃～26℃之間以進行自然通風(fēng)。由于展廳開放時間以及室內(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。按從時間尺度上講，在典型年至少有超過三分之一的時間可以進行自然通風(fēng)（見圖8），這樣的通風(fēng)節(jié)能效果確實十分2越。要實現(xiàn)夏季隔熱，冬季得熱，春秋通風(fēng)，就可以開啟窗戶實現(xiàn)良好的自然通風(fēng)。

圖8

    

    威盧克斯倡導(dǎo)：應(yīng)把建筑當成人一樣看待，夏季隔熱、冬季得熱（良好保溫）、春秋通風(fēng)。實現(xiàn)健康建筑即：會呼吸的建筑，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)營哲學(xué)：1次實驗價值高于1000名專家的建議。

   

    從2005年開始，威盧克斯先后在歐洲、北美洲地區(qū)十二個國家，建造了二十二個節(jié)能示范項目，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，從大方向來講關(guān)注于地球自然環(huán)境；第二個層級來講，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。威盧克斯走過了從探索到實踐以及未來的改變，希望通過威盧克斯的努力引起社會對建筑領(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。建筑物外形簡單，是一個日晷的圓形設(shè)計，大中庭的內(nèi)部空間設(shè)計使得室內(nèi)空間十分舒適，頂部窗戶的智能開啟和智能遮陽，實現(xiàn)了良好的通風(fēng)、采光效果。中庭的設(shè)計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。

圖10綠色燈塔外部

    

    圖10為綠色燈塔的外部實景圖。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、門窗選擇上花了大量的時間。值得關(guān)注的是太陽能熱的采集問題。在夏天，太陽過熱是負面的，此時需要太陽的光線，卻要求把太陽的熱量隔絕在室外。而在冬天，在需奶陽光線的同時，也需要太陽的熱量。全部使用同一個傳熱系數(shù)的LOW-E玻璃是不能解決上述問題的，因此綠色燈塔采用了與窗戶相匹配的多種電控室內(nèi)外遮陽、隔熱窗簾。

    

    圖11為威盧克斯在6個國家所做的7個主動式建筑項目中除了綠色燈塔的的另外六個。項目分別位于丹麥、奧地利、德國、法國、英國和俄羅斯，且在當?shù)囟加泻芨叩闹群陀绊懥?。所有的項目o是通過低成本的軟技術(shù)實現(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)計與技術(shù)

1、主動式采暖與制冷系統(tǒng)

2、高度保溫的圍護結(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，獲得冬季熱量

5、自動控制遮陽簾，夏季隔熱，冬季保溫

6、太陽能集熱器，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）有限公司辦公樓

    

    威盧克斯（中國）有限公司辦公樓，坐落于河北廊坊市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)。威盧克斯辦公樓造型簡潔，呈的四棱臺形狀。主要開口北朝向，東西長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、符合丹麥建筑標準中國建筑標準，具有展示功能。是中國第一個主動式建筑。見圖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，該建筑并無高精尖的t技術(shù)，均是當今常用的技術(shù)和設(shè)備。不同之處在于威盧克斯自家產(chǎn)品的使用。包括窗戶的開啟比例、遮陽附件等。威盧克斯辦公樓采用的梯形設(shè)計，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，帶來了暢快、自然的通風(fēng)。建筑立面和頂面采光設(shè)計使建筑采光比例達到了1:5。t足《建筑采光設(shè)計標準》中對公建的采光要求。

圖14

    

    辦公室之間的玻璃隔墻、開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，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為辦公區(qū)域增添了一抹自然靈動的色彩。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、品咖啡和非正式會議的好去處。見圖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數(shù)長的城市。由于氣候原因，夏季日照得熱量e重要，隨著溫度的下降，可對整個能量性能造成不利的影響。為減少太陽直接照曬量，需安裝并經(jīng)常使用室外天篷簾。冬季期間，可通過南立面和西立面的由窗戶組成的采光帶獲得日照得熱量。室外遮陽簾可在很大程度上允許熱量進入室內(nèi)同時有效降低陽光直射。從窗戶設(shè)計上，分別設(shè)計e用了手動窗、電動窗、太陽能動力窗、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。在我國習(xí)慣性的忽視了窗簾和遮陽簾對保溫隔熱的貢獻，而在歐洲卻得到了廣泛的認可。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)量和人類活動調(diào)節(jié)新鮮空氣流量。整棟辦公樓實現(xiàn)全部換氣的時間僅需5分鐘。同時辦公樓前臺設(shè)置了能源檢測控制中心，經(jīng)過一年半左右的能源檢測，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)把地下熱能通過管道中的水帶到建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)，白天，當人進入室內(nèi)感受到溫暖如春。在炎熱的夏季夜晚，建筑蓄熱/冷系統(tǒng)儲存在混凝土板內(nèi)，白天混凝土板無異于一個輻射冷卻系統(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地下空間局限性的狹隘認知。圖18即為地下空間的實景圖。

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，通過簡單的投資回收計算，按照現(xiàn)有的節(jié)能量計算約11年能夠收回。該建筑的每年會減少250噸的碳排放量。如果在世界各地都建造這樣一兩個示范性的建筑，將帶動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、開啟方式等方面因素去考慮。如果是一個密閉的窗戶要進行這個能耗計算的話，通過傳熱系數(shù)可以大概估算，但如果窗戶是開啟狀態(tài)，能耗是不好計算的。

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

A：3級風(fēng)壓下，窗戶全部開啟，測試得出的數(shù)據(jù)

Q：該建筑通風(fēng)系統(tǒng)換氣次數(shù)是幾次？

A：分不同的運行方式，如果采用的是通風(fēng)模式（可以開啟外窗）是沒有換氣次數(shù)限制的，如果是在夏天或冬天不允許自由開窗的時候，換氣的次數(shù)是根據(jù)對二氧化碳的濃度監(jiān)測來運行>。其設(shè)計是按國家規(guī)范走的，可能還要比規(guī)范稍微高一點。

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，還有一個將近三十公分的保溫層設(shè)計，最外層有一個PVC的外飾面。

Q：這個房子是歐洲設(shè)計的，滿o的是歐洲標準還是中國標準？

A：建筑的設(shè)計是威盧克斯o部的設(shè)計師設(shè)計。滿足的標準更多的是歐洲的標準 ，這也是這座辦公樓沒有申請任何綠色認證的一個原因。如果按照中國標準來推算的話，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)歐洲的評價標準嗎？

A：是根據(jù)歐洲的評價標準。吸音板的布局（間距、尺寸大?。﹣碓吹溤O(shè) 師，這個吸音板可能更多的吸音設(shè)置是參照歐洲的設(shè)計標準。