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第二节 零能源消耗住宅设计要点 一开始就需要把能源效率和其他的生态友好特色放进建筑物的设计中，例如，在很早以前的规划阶段，就要着手所有的详图设计。在稍后的设计过程中增加建筑物的能源效率会困难重重。像阳光朝向这样一些环境考虑是基本原则，并且在设计中常常会遇到。要征求赞成生态建设的专业人员意见，不能接受普通的，达到最小标准设计的解决方案。 考虑设计的所有方面。可持续建筑物不仅是能源效率，而且在美学上也要令人愉悦、要有良好的细节设计、能经受风吹雨淋、采用耐久的材料建造、能适应将来新的用途，并有特色。如果有魅力，就能得到喜爱、应用和维护，并且因此而耐久和长期保持节省能源的特色。 规划建筑物时，所要考虑的有： ■它的位置或朝向，最大限度的使用太阳能，遮阴和自然采光，也要考虑观景，以及景观和现场其他要素的关系。 ■可再生能源资源的可利用性，包括不同形式的太阳能发电，风力和灌木林（即可再生生物燃料）。 ■可持续的耗水和节水问题。这可能包括采用好于公共雨水排放设施的渗水坑、堆肥厕所、灰水的再循环使用，以及现场的水处理。 ■建筑物制热战略。可以选择设计建筑物，让建筑物保温良好，那么制热系统就变得多余了。削减制热系统的成本将会弥补额外的能源节约措施成本。 可持续的建筑是一个大课题，并且包括绿色材料，会反应到环境和上面所提及的项目。本节主要集中讨论能源节约上这个最大的单项问题。然而，任何设计的成功都自然会涉及广泛的因素。下面将勾画出达到零加热标准的要求。 一、零加热标准 通过极好的保温建筑物所有的外部要素，并采用高性能的玻璃窗来获得零加热标准（在例外的情况下，零加热住宅也许可能帮助加热）。U值和保温水平列表如下。 现在英国已经开始建造越来越多数量这样的建筑物。这种类型住宅的好例子是BedZED，在Beddington有建筑师Bill Dunster设计的新住宅开发项目（图9.2-1），并且在索斯韦尔（Southwell）也有建筑师布伦达（Brenda）和罗伯特（Robert Vale）设计的自给自足住宅。 通过严格的控制，已经大大减少了建筑结构的热损失，通风的热损失。新的建筑物现在需要做气密性压力试验。记住，加热、通风和冷凝控制要互相配合，并且可能需要征询专家建议，以获得最佳能源性能，避免风险（例如冷凝）并遵守规范。 其他可以减少建筑物能源消耗的方法包括： ■热水加热效率和燃料类型。记住电力要比气或油的能耗多出许多倍。 ■家用电器、白色家电等的效率。 ■居住者生活方式的习惯。 ■使用者理解建筑物的设计，并且因此而知道如何最好的管理，得到最好的环境性能，即打开窗户，使用风扇，关闭百叶窗等等。 图9.2-1 BedZED零能源开发项目 二、施工细节 （一）墙 采用足够厚度的木材或钢材骨架建筑，提供要求的保温材料，即250mm厚（图9.2-2），就可以获得保温墙建筑。 图9.2-2外墙和坡屋顶保温 墙体其它的重要能量和舒适标准特性是它的热容量，即它能够储存热量（或冷量）。如果墙吸热块是位于保温层的内侧，他将会稳定内部温度。吸热块将会防止夏季过热和冬季晚上的温度降得太低。利用吸热块来减少需要的冬季加热和夏季的空气调节。 为了在寒冷的冬季维持舒适的温度，而又不加热，就必须要采用巨大的吸热块，也必须要在建筑结构内部保温。通常是把吸热块放在砖块或厚混凝土砌块里（图9.2-3），墙的夹层厚度变化在100和300mm之间。吸热块越大，就越能稳定的维持内部温度。 图9.2-3 BedZED零能源开发项目中的墙体建筑样板 典型的建筑物可能由200mm厚混凝土砌块夹着300mm厚的保温层组成，并且外部为防风雨层。建筑物的外表层不一定是砖，也可能是任何匹配的防风雨装饰，例如灰浆、木材挂板等。在设计过程的早期阶段，就需要考虑额外的墙体厚度。这种类型的墙已经被用在牛津Susan Roaf的住宅建筑中（图9.2-4）。 图9.2-4 在暖和的季节里，吸热块也有利于减少需要的制冷。通过正常以暴露的混凝土天花形式出现的吸热块，可以使从IT设备里获得高内部热量的办公室建筑物保持凉爽。楼层混凝土地面在晚上被外面的冷却。在混凝土地面中储存冷量有助于在随后几天里维持凉爽和稳定温度。 （二）屋顶 向上的热流使得屋顶成为最重要的保温要素。在建筑物的局部采用大块的保温不会太困难。用0.08W/m2K的U值，获得的超级保温屋顶大约需要500mm厚的保温材料。 需要通过适当的蒸汽检查，以及通风或透气建筑来控制冷凝的风险（图9.2-5）。在顶部楼层天花上放置理想的热力块。作为选择，可以把热力块以混凝土楼层的形式藏在楼层中间。 图9.2-5混合有透气屋顶毡的呼吸屋顶建筑 （三）第一层 对于热力块来说，第一层是极好的机会，可以通过南面的玻璃窗直接从阳光获取热量（图9.2-6）。需要把热力块放置在保温层上方，并且要暴露到内部空气中，以便它进行热交换。 图9.2-6楼层和墙体直接储存的太阳辐射能 为了获得0.10的超级保温标准U值，大约需要300mm的保温材料。像发泡聚苯乙烯这样的刚性产品比较适合实心楼层。可以用比较大范围的产品来保温悬臂楼层，包括更加环境友好的产品，例如植物纤维（来自重复利用的报纸）。 （四）窗户 窗户是关键的设计要素。 ■给出和广泛的环境相联系的视野和感觉。 ■是房间通风方式之一。 ■比其它任何表面损失热量都要快。 ■朝南提供了大量的太阳能——冬季非常欢迎的热源，但是在夏季却需要遮阴，以防过热。 低能源住宅的设计在冬季要寻求通过窗户来利用太阳能。为了这么做，在冬天太阳比较低的中午，就不能挡住这些南面的窗户。这个能源来源在实现零加热住宅，保持过冬舒适方面是有价值的。 一般窗户损失的热量要多过获取的热量。与一般住宅相比，低能源住宅玻璃窗较少。大多数玻璃窗都在南面。北面窗户十分小，提供的视野刚好能够看到外面的环境，并且提供一些自然光（图9.2-7）。 图9.2-7第一层规划——大窗户放在南面 窗户需要有高热量规格。标准的窗户有相对大的U值。要改进这个，就需要双层、三层、甚至四层玻璃的窗户，要带有合理尺寸的空腔，有着低反射玻璃层，并且要在里面充入气体。保温百叶窗和窗帘可以减少从窗户，尤其是那些很差热力性能的窗户损失的热量（图9.2-8和图9.2-9）。 图9.2-8 使用低反射玻璃来控制热量损失 图9.2-9收集储存太阳能的三层玻璃窗 |
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