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冬暖夏涼!探秘國內首個理想的“近零能耗”農宅

2021-06-29

科技日報記者 華凌

在鄉村,烈日炎炎的夏天不用空調,凜冽嚴寒的冬日無須暖氣,而室內仍能保持舒適如春,這樣的建筑可實現嗎?在北京大興魏善莊鎮半壁店村口,當記者推開“零舍”木門,走進總建筑面積近400平方米的高顏值院落,發現這樣的農宅竟然真實存在。

這是2019年將一處村民房屋以國家標準《近零能耗建筑技術標準》為標尺改造的,國內首座建成并獲得評價標識的“近零能耗”建筑,北京市科委力推的“綠色智慧鄉村技術集成與示范”課題示范項目,獲得2020年WAN世界建筑新聞網大獎可持續建筑類別銀獎。那么,這座鄉村理想的“近零能耗”農宅究竟有啥秘訣?

主動節能:充分利用太陽能

從外圍觀零舍,綠樹掩映下一座保有鄉土風格的紅磚瓦房院落,里面設計得窗明幾凈,錯落有致,若把它安置在著名油畫《拾麥穗的女人》的麥田上做背景,似乎毫無違和之感。

在零舍大門和客廳門之間,有一條彩色屋頂的陽光走廊,當午后的陽光播撒到透明屋頂時,地面仿佛鋪上了七彩地毯。

“屋頂覆蓋的是由14塊彩色光伏發電薄膜蓋板組成,總面積22.7平方米,不僅具有很好的透光性,還能發電?!比诬娊榻B說。

拾級而上,來到零舍屋頂的露臺。任軍指著整個房頂鋪設的灰黑色瓦片說,“這是漢能的太陽能瓦,面積達96.4平方米,它和陽光廊頂棚一起發出的電,能夠滿足屋內絕大多數電器設備所需電能。而且,在設計上結合北京所處緯度,考慮到北方降雪天氣的情況,將陽光房頂棚、屋頂的角度都設計成40度,這樣即便其上落下很厚積雪,很快就會融化干凈,能夠最大限度利用太陽的能量,儲存更多的電能?!?/p>

不僅如此,記者觀察到,建筑圍墻上安裝了藝術化的柔性光伏裝置。露臺上還設置一組太陽能熱水系統,為廚房、衛生間提供熱水。

任軍表示,“零舍實現了光伏建筑一體化的有機結合。不僅可以靠光伏發電,形成一套獨特的供電運行系統,還可以把發的多余電量并入國家電網獲益?!?/p>

被動節能:給房子披件棉襖

據了解,傳統住宅的門窗接縫處,易漏風,而建筑墻體薄,保溫效果又差,這樣無論冬天制熱還是夏天制冷,為了保持溫度,往往需要耗費大量能源維系。

“針對這種情況,我們在窗戶縫中、墻體內添加保溫新材料,猶如給房子披上件棉襖,達到被動節能的良好效果?!比诬娊榻B說。

走到零舍的落地窗邊會發現,建筑的墻體中間填充了保溫材料,墻厚足有80厘米,而常見民房厚度僅在30多厘米。房頂、地面也全都覆蓋上了30厘米厚的保溫層,整個建筑物,仿佛置身在一個溫暖的被窩中。

經專業機構測算,這樣被動節能改造措施的氣密性系數達到0.6,而傳統建筑的氣密性系數為10。這意味著,即使室外刮六七級大風,零舍里的人站到窗戶邊,絲毫不會感覺到有冷風進入。

“我們不僅希望實現近零能耗,還要在項目中探索不同結構體系實現近零能耗的技術路徑和構造節點。因此分別采用磚木結構(保留單元)、輕木結構和模塊結構(新建單元)三種結構體系。裝配式模塊單元采用SMART-6輕鋼裝配單元結構體系,內填外貼兩種保溫材料,以保證系統的傳熱系數和氣密性,在工廠完成結構及內裝修,整體運輸到現場完成安裝及外裝飾?!比诬姳硎?。

那么,這樣的建筑會不會比較憋悶;室內的溫度、氣流如何調節?“這主要靠操作調節空氣源熱泵即可,達到冬暖夏涼,非常省電?!比诬娮叩綍康臅芤挥?,在一個小觸摸顯示屏上邊演示邊說。

最后,任軍表示,“通俗來講,近零能耗建筑是通過被動式建筑設計最大幅度降低供暖、空調、照明需求,通過主動技術措施最大幅度提高能源設備與系統效率,充分利用可再生能源,為使用者提供舒適室內環境,其能耗水平較國家標準降低60%-75%以上。而我們希望通過零舍的改造可以探索一種低成本的近零能耗農宅的實現方式,保留農宅的傳統建筑特色,在農宅內引入新的功能,實現功能轉換與鄉村復興,以達到建筑領域碳中和目標?!?/p>

(受訪者供圖)

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來源:中國科技網首頁