苏州地区住宅被动式策略研究

2021-02-12苏州科技大学建筑与城市规划学院

城市建筑空间 2021年12期

文/苏州科技大学建筑与城市规划学院李爽

0 引言

随着我国绿色建筑产业蓬勃发展，建筑节能设计受到更多关注，被动式策略正是建筑节能的重要手段之一。在此背景下，住宅作为需求量大、能耗多、节能设计不完善的建筑类型应被关注。通过调研苏州地区绿色住宅建筑，总结现阶段普遍适用的节能技术，提出可增加和优化的被动式策略，探求适用于夏热冬冷地区的被动式策略。

1 苏州地区住宅被动式设计现状

1.1 气候特点

苏州位于夏热冬冷地区，夏季寒冷，冬季湿冷，空气湿度较大，节能设计重点在于兼顾冬季保温与夏季隔热，极大地增加了节能设计难度。

1.2 现存问题

通过资料整理，总结苏州地区住宅节能设计中存在的问题，探求现阶段住宅整体能耗偏高的原因及解决方法。

1）场地规划设计不合理住宅朝向与位置应考虑现场通风环境的变化及现状，使建筑获得良好的通风及采光。目前某些住宅区为追求高容积率，并未对场地及建筑进行合理规划，忽视被动式技术效果。

2）绿化及水体设计不合理苏州部分住区的场地采用大量硬质铺装，导致热量被储存于地面，加剧了城市热岛效应。部分住区为追求美观而设计各种水景，在原有平坦地貌基础上进行人工开挖，后引水形成大面积景观水体。这种行为不仅浪费人力物力，而且人工水体与周围环境不协调。设计水景时需考虑较多因素，如水景后续维护，以防出现干涸状况。绿化设计是提高场地环境空气质量的重要方法，可有效改善场地与建筑的通风环境及空气质量。

3）外围护结构热工性能差夏热冬冷地区气候条件复杂，住宅保温隔热要求可体现在屋顶、门窗设计中。现阶段，既有住宅的建筑外保温性能较差，造成大量能源浪费。窗户遮阳设计也是住宅被动式设计的重点。太阳辐射热多通过住宅窗户直接传入室内并对室内环境造成影响，窗户材料、构造等影响遮阳效果。从苏州调研现状看，住宅较少采用外窗遮阳一体化设计，部分采用外遮阳，多数住宅遮阳效果较差。

4）室内环境调节过度依靠机械设备部分住宅采用大量主动式处理技术，导致能源消耗较大。春秋季时，夏热冬冷地区的住宅可利用自然采光及通风等达到室内舒适度要求，从而缩减空调系统运行时间实现节能。部分高层住宅门窗因设计不合理，导致在日间阳光充足条件下仍需机械照明，进而造成能源浪费。

2 苏州地区住宅被动式设计实例

选取苏州地区部分绿色住宅，分析其被动式节能设计策略。实地调研苏州地区30个不同星级的绿色建筑，收集资料并进行总结。由于篇幅原因，本文仅对苏州维纳阳光花园项目的被动式策略进行阐述。

2.1 项目概况

苏州维纳阳光花园项目总用地面积11.3万m2，建筑面积20.3万m2，由44栋高层、中高层及别墅建筑组成。建筑被评定为绿色建筑二星级（见图1）。

图1 苏州维纳阳光花园小区建筑立面

2.2 项目被动式节能设计

2.2.1 节地与室外环境

1）室外环境小区7～10号楼建筑朝向为南偏西8°；6号，12～13号，15～17号楼建筑朝向为南北向；18～27号楼建筑朝向为南偏东8°，满足夏热冬冷地区建筑朝向要求。各住宅楼满足采光不少于3h要求，建筑物前后间距均大于19m。

2）景观绿化景观植物种类较多，绿化率达55.1%，室外透水区的地面建筑总占比为81.4%，可有效缓解城市热岛效应。

2.2.2 节能与能源利用

1）围护结构采用建筑外墙外保温系统及塑料型材单框中空玻璃窗。高层建筑物内部围护结构全部采用35mm厚膨胀聚苯板，具有良好的保温隔热性能。

2）太阳能利用考虑到太阳能的不稳定性，采用半集中式中央太阳能供热系统及住户自行安装辅助加热系统，根据用户使用指令，采用变频恒压供水设备进行热水供应（见图2）。

图2 苏州维纳阳光花园小区内的太阳能利用

2.2.3 节水与水资源利用

非传统水源利用率达6.3%，采用雨水回收利用系统设计，室外透水地面面积比为81.4%, 由植草砖等组成，考虑乔木种植和雨水渗透需求，各组成部分覆土厚1.1～2.0m。

2.2.4 节材与材料资源利用

项目全部采用预拌混凝土，建筑结构为剪力墙结构，钢材、木材、铝合金型材、石材等可循环材料占所有建筑材料的10.2%。

2.2.5 室内环境质量

各主要功能房间的通风开口面积与地板面积比小于8%。项目外墙采用30mm厚EPS外保温系统，冷、热桥部位加强处理，可有效避免结露。墙体及屋面等围护结构的内表面最高温度分别为34.80℃及34.88℃，均能满足围护结构隔热设计要求。高层建筑围护结构内部采用35mm厚膨胀聚苯板，窗户玻璃采用中空玻璃，具有良好的隔声降噪性能。