匯集了上海交通大學、上海電力學院、宏潤建設集團、上海植物園和上海格愛綠色環保科技有限公司以及國內外60多家企業的先進技術研究成果的“上海生態辦公示范樓”落成，為我國綠色建筑關鍵技術的研究和建筑一體化集成提供了示范和實驗平臺。該工程獲得2005年建設部授予的首屆“全國綠色建筑創新獎”一等獎。2005年9月，該重大科研攻關項目的又一重要成果“上海生態住宅示范樓”也在同一場址相繼落成。

 

    示范樓先進技術集成體系

    通過最優化的建筑節能設計、采用先進的節能材料和節能技術使建筑物的建筑能耗降低到盡可能低的水平，再采用可再生能源補充剩余所需能量。

 

    超低能耗圍護結構。“零能耗”獨立住宅圍護結構采用高效外墻外保溫系統，結構形式為非水泥基EPS100外墻外保溫體系與砂加氣200填充墻。外窗采用真空低輻射中空塑鋼窗；天窗采用夾膠鋼化低輻射中空塑鋼窗；采用倒置式保溫與種植屋面相結合的屋面保溫體系，屋面采用XPS100保溫。

 

    根據建筑設計風格和日照規律，采用多種高效智能遮陽系統，包括戶外可調鋁合金百葉簾、可伸縮外遮陽蓬、戶外天窗遮陽簾、戶內百葉簾等內外遮陽系列產品；應用了日光增強型百葉簾、太陽能驅動卷閘簾、太陽能驅動風光感應及無線控制器等一些具世界領先水平的遮陽技術產品，使外窗的綜合遮陽系數達到0.4，天窗遮陽系數為0.2。

 

    地源熱泵空調系統。在獨立住宅中應用了地源熱泵空調系統，比常規空調系統節能20％～40％，具有較高的室內熱舒適性，無吹風感和噪音。

 

    太陽能光伏發電。獨立住宅采用3kw太陽能光伏發電和并網技術，光伏電池每塊200W，與屋面結構渾然一體。園區采用太陽能庭院燈，草坪燈和風光互補路燈。據計算，一臺太陽能路燈一般每年可節約電費1000元。

 

    太陽能集熱器與建筑一體化。生態住宅示范樓實現了太陽能集熱器與建筑一體化設計：生態公寓的二、三層陽臺分別安裝2.7㎡和4.2㎡的陽臺護欄懸掛式太陽能熱水系統；獨立住宅上方安裝了4.6㎡的遮陽屋檐懸掛型太陽能建筑一體化熱水系統。

 

    風力發電系統。獨立住宅采用了一套性能優異的渦輪式小型風力發電機，該系統壽命長達幾十年，額定功率140W，啟動風速僅2m/s，額定風速15m/s，掃掠面積僅0.3㎡，比常規風力發電機可多發50％的電力，與建筑實現一體化設計，具有高效、美觀、長壽和無噪音等優點。

 

    空氣源熱泵熱水系統。獨立住宅還應用了空氣源熱泵熱水器，將空氣能與熱泵節能技術有機地結合起來，采用逆卡諾循環原理，以極少的電能通過熱泵工質把空氣中的低溫熱能吸收起來，其用電量僅僅是電熱水器的四分之一，燃氣熱水器的三分之一，是繼燃氣熱水器、電熱水器、太陽能熱水器之后的第四種熱水器。環境溫度為5℃時，系統能效比COP達到2.93，在環境溫度為25℃時，系統能效比COP達到4.52。

 

    相變儲能材料。生態公寓中采用納米石墨相變儲能材料制成的蓄能罐用作空調相變儲能裝置。夏季在電力低谷時段開啟空調器制冷功能，冷量便直接傳入相變蓄能罐中蓄冷，待相變材料相變完全后，空調器停止運轉，在電力需求高峰時段，利用空氣循環換熱，將蓄能罐中的冷量逐步釋放到室內空間；冬季相變材料可以發揮蓄熱功能，從而實現電力調峰和節省電費支出的目的。

 

    家用燃氣空調。生態公寓采用最新開發的家用燃氣中央空調，以天然氣作為動力直接使用初級能源，可以減少城市用電負荷。該系統可制冷、制熱并供熱水，與同類空調相比節能效果明顯。

 

    經分析，獨立住宅全年采暖空調耗電量約3100kWh，光伏發電系統一年可發3300度電，再加上風力發電機的發電量，可滿足建筑全年采暖空調的耗電量，實現了“零”能耗住宅示范樓節能設計目標。

 

    資源高效循環利用

    資源節約的核心是占用資源少、環境負荷小、可循環率大，上海生態住宅示范樓采用了資源高效循環利用的三方面技術措施。

 

    3R環保材料。3R材料是指可減量使用，能重復使用和可再生使用的建筑環保材料。示范樓選用了大量3R環保材料，混凝土采用高性能混凝土，減少建筑中混凝土的使用量；利用粉煤灰和礦渣粉等工業廢料取代水泥作為摻合料，減少自然資源、能源的消耗和二氧化碳的排放；采用再生骨料混凝土，將廢舊混凝土和建筑垃圾加工制成的骨料取代天然碎石，節約天然石材資源，使混凝土成為可再生利用的材料。減少天然用砂25％，水泥用量15％，內外墻均采用有廢渣、廢骨料制成的加氣混凝土或砌塊砌筑而成。

 

    節水綜合技術。建筑節水技術途徑主要有三方面：一是采用節水器具；二是采用雨污水收集回用措施；三是應用就地保水措施。雨污水處理裝置回收處理雨水和生活污水，再生水回用于綠化澆水、景觀補充用水和沖廁用水；步行道路和附近的停車場全部采用了透水混凝土就地保水，其透水率為800～1000mL/分鐘。

 

    輕質木結構加層。為了發揮現代木框架結構技術堅固、安全、舒適、資源利用高效的特點，公寓頂層進行了混凝土多層結構與木結構整合的嘗試，為上海在舊房改造中推廣應用輕質木結構進行了有益的探索。

 

    自然通風和天然采光。利用CFD模擬技術輔助設計，模擬建筑周邊的風環境(圖19)，獨立住宅設計了可遙控開啟關閉的3㎡天窗和通透明亮的中庭，輔以南高北低的建筑結構合理的南向窗墻比0.45～0.5。經模擬計算，在東南主導風向、室外平均標準高度風速為3m/s時，室內主要人體活動的區域范圍內各層居住高度（1m）的風速，基本處于0.5－1m/s的范圍之內，達到自然通風的設計要求，從而達到利用自然通風減少全年空調使用時間、提高換氣次數和空氣質量的目的。

 

    生態綠化。獨立住宅90㎡平屋面選用耐寒性、慢生常綠草坪做屋頂綠化，既容易人工保養維護又有提高屋面保溫隔熱效果和儲水功能，能將50％％的屋面降水保留在屋面上，然后再通過植物蒸發掉，從而改善了氣候環境。與沒有屋頂綠化的同類建筑相比，夏季酷熱的白天室內溫度可降低3℃～4℃，冬天取暖費可節約1/3。

 

    生態公寓則采用成本低、易于維護的窗臺開槽綠化形式，營造美觀視覺環境。 示范樓東西外墻采用爬藤等垂直綠化，既減弱日曬，又美化環境，提升居住品質。

 

 

 (本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)