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德国低碳住宅建造实例分享 世联研究案例 低碳生活 的到来 2 随着人类现代经济活动的日益发展 全球气候已经变得越来越暖和 这将会直接影响着人类的生存环境 危害着人类的健康寿命 为了维护好人类共同的家园 提倡 低碳生活 已成为一种世界范围内的义不容辞的义务和责任 人类居住的房屋住宅 作为 低碳生活 的一个分支 也在趋向 低碳住宅 的方面发展 低碳住宅 概念源起 温室效应的产生 3 包裹地球的外圈大气层 实际上在起着温室玻璃的作用 这圈大气层 允许波长较短的太阳辐射穿过 一直抵达地球的表面 但是这圈大气层 却能够捕获波长较长的地球的红外辐射热 这样就使地球保持着一种温暖的状态 这种现象被人们形象地称之为 温室效应 低碳住宅 温室效应 温室效应的源起 4 大气层之所以能起到温室效应的作用 是因为大气层本身中含有大量的温室气体 比如 水蒸气 二氧化碳 甲烷等温室气体 随着地球外圈大气层中二氧化碳气体CO2的增多 地球表面逐步变得越来越热起来 温室气体 GreenhouseGas GHG 包括二氧化碳 甲烷 氧化亚氮等 燃烧化石燃料 农业和畜牧业 垃圾处理 等等 都会向大气层中排放温室气体 低碳住宅 温室效应 温室效应的危害 5 二氧化碳CO2气体 是影响地球能量平衡的一个非常重要的方面 温室效应导致产生的最大结果 就是地球正在逐步变得暖和起来 温室效应的危害 具体表现在以下几点 1 地球上的病虫害会逐渐增加 2 海平面也会逐渐上升 3 气候变化反常 海洋风暴增多 4 土地干旱 沙漠化面积在增大 5 全球气温在变暖 6 威胁人类生存和农作物的生长 低碳住宅 温室效应危害 低碳住宅 解析 6 其实 所谓的 低碳住宅 英语LowCarbonHouse 德语LowCarbonHaus 与 零碳住宅 英语zerocarbonhouse 被动式住宅 德语Passivhaus 英语Passivehouse 以及 绿色住宅 英语Greenhouse 德语Gr nesHaus 等概念一样 其内涵实质上都是相同的 都是在追求 健康 舒适 节能 环保 的未来住宅的建造目标 所谓低碳住宅 狭义地认为 低碳住宅 就是指节能住宅 低碳住宅 是指在住宅的设计 施工等各个环节方面 都能考虑怎样减少石化能源的使用 想方设法提高住宅的能源效率 最终达到能降低二氧化碳气体排放量的目的 低碳住宅 也可以认为是二氧化碳排放量低的住宅 是高能效 低能耗 低污染 低排放的住宅 概念解析 被动式住宅的源起及工作原理 7 被动式住宅起源于20世纪90年代的德国著名金融中心城市法兰克福 这类住宅使用超厚的绝热材料和复杂的门窗 主要通过住宅本身的构造做法达到高效的保温隔热性能 并利用太阳能和家电设备的散热为居室提供热源 减少或不使用主动供应的能源 即便是需要提供其他能源 也尽量采用清洁的可再生能源 建筑师为房子设计了密封的外壳 所以房屋几乎没有任何热量散失 也没有任何冷风吹进来 被动式房屋 不仅能够通过阳光加热 甚至可以利用家电或居住者身体释放的热量保温 在德国 被动式房屋 的建筑成本仅比传统房屋高出5 7 新型设计采用了精巧的中央通风系统 进气管和排气管并排安置 温暖空气排出去的同时 清洁的冷空气引进来 热交换效率可达90 低碳住宅 建造原理 汉堡之家效果图 8 汉堡之家 汉堡之家愿望树效果图 汉堡之家整体效果图 汉堡之家 的设计构思是通过一棵三维的 贯穿 汉堡之家 各个楼层的 愿望树 展现汉堡居民对未来城市生活的愿望以及汉堡针对这些愿望做出的回应 愿望树 这一创新的展览概念形象地体现汉堡城市的特点 即生机勃勃 日益壮大与沟通紧密 汉堡之家 将通过高隔热隔音 密封性强的建筑外墙和可再生的能源实现每年每平方米消耗50千瓦 相当于普通办公楼四分之一的平均能源消耗量 低碳住宅 汉堡之家 瑞典马尔默市被动式住宅 9 低碳住宅 马尔默被动式住宅 2009年4月瑞典公司kjellgrenkaminskyarchitecture赢得了瑞典马尔默市的被动房屋比赛第一名 宣布在这个星期该住房将现在兴建 除了被动住宅 建筑也将有多项新措施 生态可持续性 所有家庭都将配备太阳能电池板 每户都有外部百叶帘 这将使冬阳进入建筑中 减少夏季的阳光 花箱 草坪 绿色的墙壁和绿化屋顶使之成为一个绿洲区 环保建材将被广泛使用 例如所有木材是FSC 森林管理委员会 认证 所有的设备是A级最低的能源消耗 所有的水龙头设计的将是用水量最小的 为居民提供绿色电力 洛杉矶被动式太阳能住宅 洛杉矶建筑事务所Standard提供了这个占地167平米的混凝土和木材被动式太阳能住宅照片 位于洛杉矶附近的一座山坡上 该住宅通过其透明的全玻璃式的南立面对该地和整个城市呼应 该住宅周围有一株巨大的芩树 为住宅本身构建了一种小气候环境 设计采用被动式设计和其他一些低技术处理方法 对气候进行调控 开放的南立面可以俯视整个洛杉矶盆地 低碳住宅 洛杉矶树上住宅 建造被动式节能住宅的四大要素 11 要素1 讲究朝向被动式节能的房子在设计上会尽可能减少外墙面积 因此房屋南北朝向也很重要 这关系到能否更好地利用太阳能 东西向很少开窗 如果想大面积开窗 必须有相应的自然或人工遮阳设施 树木 百页 遮阳篷 要素2 墙体密封性强被动式节能住宅是不需要暖气设备的 要保持室内温度 首先依靠很好的保温层和房子的密封性 尽量避开热桥 这从地下室开始到屋顶结束 为了对房子进行高效保温 还需要对门 窗进行特殊保温隔热处理 要素3 通风性好由于房子的密封性高 所以被动式节能住宅的通风显得更为重要 以防止霉变 但是通风会损失大部分能量 所以出现新一代的通风设备 新鲜空气被吸入首先进入主卧和起居等房间 污浊空气被从卫生间和厨房排出 同时通过热循环交换器 使新风被旧风加热 尽可能减少通风热损失 要素4 低水耗为了减少水消耗 雨水被收集起来用于冲刷厕所 花园和冲洗其他 水通过屋顶太阳能加热器被加热 如果热水需求较高 会补充天然气加热 在这个消耗量上 传统房子一年需要天然气1500 2500升 而被动式节能住宅只需150 250升 德国被动式低碳节能住宅节点构造实物模型 12 外侧 为非承重围护性砌块墙体 中间 黑色的 为防水隔潮卷材层 里侧 为承重木结构框架墙体部分 木结构框架的外侧 钉设一层合成木板 木结构框架的中间 填充纤维材质的保温隔热材料 木结构框架的里侧 钉设单方向透潮薄膜 木结构框架的最表面 钉设木搁栅层 后续可能再钉设纸面石膏板饰面 外侧 为非承重围护性砌块墙体 中间 黑色的 为防水隔潮卷材层 里侧 为承重木结构框架墙体部分 木结构框架的外侧 钉设一层OSB定向刨花板 木结构框架的中间 填充纤维材质的保温隔热材料 木结构框架的里侧 钉设单方向透潮薄膜 OSB定向刨花板 室外地坪面 室内混凝土地面 外墙下部 节点位置 构造情况 13 1 外墙部分的构造外侧 为非承重围护性砌块墙体 中间 黑色的 为防水隔潮卷材层 里侧 为承重木结构框架墙体部分 木结构框架的外侧 钉设一层OSB定向刨花板 木结构框架的中间 填充纤维材质的保温隔热材料 木结构框架的里侧 钉设单方向透潮薄膜 2 室内混凝土地面的构造 从下到上 压实整平的地基基层 素混凝土垫层 薄泡沫保温板层 防水隔潮卷材层 厚泡沫保温板层 钢筋混凝土面层 外墙与楼层节点位置构造情况 14 外墙与楼层节点位置构造情况 1 外墙部分的构造外侧 为非承重围护性砌块墙体 中间黑色的 为防水隔潮卷材层 里侧 为承重木结构框架墙体部分 木结构框架的外侧 钉设一层合成木板 木结构框架的中间 填充纤维材质的保温隔热材料 木结构框架的里侧 钉设单方向透潮薄膜 木结构框架的最表面 钉设木搁栅层 木搁栅层框架中间 填充一薄层纤维材质的保温隔热材料 室内墙面 钉设纸面石膏板饰面 2 楼层部分的构造 从下到上 纸面石膏板饰面 承重木搁栅或者叫承重木龙骨 框架中间填充玻璃纤维保温材料 结构木板层 薄层保温板材层 木板面层 外墙洞口位置构造情况 15 屋顶构造情况 从外到里 16 屋顶构造情况 从外到里 屋面瓦块层 挂瓦木条 顺水木搁条 防水卷材层 结构屋面木板层 木结构屋架框架 框架中间填充纤维保温材料 单方向透潮薄膜层 木搁栅层 填充薄层保温材料 后续可能钉设一层纸面石膏板板材饰面 住宅屋顶构造 17 屋顶构造情况 从住宅外部看 屋顶构造情况 有突出屋面的烟囱和可开启的屋面天窗 保温屋顶构造 保温外墙构造 三维立体示意图 18 被动式低碳节能住宅 屋顶 外墙 地面 构造剖面示意图 19 节点详细情况1 预制木材盒填充玻璃纤维保温材料2 空腔区域3 平板硬质保温板 避免热桥 使用胶带密封所有开口 德国低碳住宅建造过程 20 建造基础部分 所使用的 泡沫保温材料 已经运进施工现场 地基土壤处理完毕之后 使用碎石铺设下部基底 21 压实整平碎石垫层 铺设一层红色的防水隔潮卷材层 上面铺设一层细碎石 22 开始在碎石垫层上 安置基础部分的泡沫保温材料 23 基础部分保温构造施工进行之中 24 超级保温隔热基础系统 热阻值U值为0 10w sqk 保温材料的厚度为300mm 25 独立住宅 首层室内地板 低温热水辐射采暖 管线布线 施工现场局部 26 泡沫保温板的上方 垫支钢筋网 准备现场浇注混凝土 27 基础保温构造施工现场 局部特写 28 正在现场浇注板式基础的混凝土 29 吊装预制木结构框架墙体大板 30 当住宅下部的板式基础 混凝土凝结硬化养护完毕之后 开始吊装就位 预制木结构框架墙体大板 木结构框架墙体大板 木框架外侧 钉设一层OSB定向刨花板板材 OSB板的表面钉设一层黑色的防水隔潮卷材层 二楼承重楼层结构部分 31 独立住宅 二楼承重楼层结构部分 为工字形木龙骨框架结构形式 或者叫工字形木搁栅结构形式 工字形木搁栅结构形式 32 独立住宅 工字形木搁栅结构形式 二楼承重楼层 施工现场 二层预制木结构墙体大板 33 独立住宅 二层预制木结构墙体大板 吊装就位 拼装搭建完成 图为山墙外侧局部 木结构屋架框架的顶面 铺设一层泡沫保温板 34 木结构屋架框架的顶面 铺设一层德国巴斯夫公司生产的BASFStyroporEPS泡沫保温板 浅色保温隔热StyroEPS保温板的上方 钉设一层通气层木搁条 EPS保温板的上方铺设一层防水透潮薄膜 35 EPS保温板的上方 通气层木搁条的顶面 铺设一层proclimaSOLITEXPLUS牌防水透潮薄膜 顺水 通气层构造示意图 外墙粘贴EPS泡沫保温板 36 屋顶施工的同时 正在准备进行外墙粘贴EPS泡沫保温板的施工 屋顶施工现场局部 37 屋面构造层次局部特写 38 外墙EPS泡沫保温板的粘贴施工 39 外墙EPS泡沫保温板的粘贴施工现场 40 外墙粘贴EPS泡沫保温板已经基本施工完毕 41 羊毛纤维保温材料 42 羊毛纤维保温材料运进施工现场 准备填充到室内木结构框架的中间 43 44 45 羊毛保温材料的外侧 钉设一层透气薄膜 薄膜的外侧 钉设通气层木搁条 图片中央位置 为室内壁炉的砌筑施工现场 46 47 48 49 50 51 52 53 54 纤维素保温材料 55 成品纤维素保温材料 准备借助专用泵送设备 填充到木结构屋架的框架中间 车载专用泵送设备 正在将纤维素保温材料 填充到屋顶木结构屋架的框架中间 56 二楼室内 屋架下方 填充纤维素保温材料的作业现场 57 58 独立住宅内部 保温材料填充完毕 外侧封闭之后 利用专用仪器 进行住宅气密性测试 室内墙体表面 59 室内墙体表面 钉贴一层纸面石膏板 并进行批灰粉刷处理 地面清理干净之后 铺设一层泡沫保温材料 准备后续的地暖系统的施工 60 地暖系统管线布设 61 在室内地面泡沫保温板的上方 铺设一层黑色的防水隔潮塑料薄膜之后 开始布设地暖系统的管线 62 地暖管线的上方 现场浇注轻质砂浆 等砂浆层凝结硬化之后 铺设瓷砖面层 图为室内墙角位置 地暖系统中的疏水配水控制单元 科技系统设备 63 设备间内部 地源热泵系统等设施 图中左边露出较少的深颜色设备为中央吸尘设备的主机 新鲜空气会由机械通气余热回收系统 MVHR 提供能量回收系统