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绿色建筑技术在城市老旧小区改造中的应用

2023-10-04

中国建筑装饰装修 2023年16期
关键词:雨水保温能源

高 峰

随着城市化进程的不断推进和人们环境保护意识的提高,绿色建筑技术在城市老旧小区改造中的应用逐渐受到重视。城市老旧小区作为城市发展的重要组成部分,存在老化、能耗高、污染环境等问题,急需采取有效措施进行改造和升级。在此背景下,绿色建筑技术成为实现城市可持续发展的重要手段。绿色建筑技术涵盖了建筑设计、材料选择、能源利用以及室内环境等多个方面,旨在实现建筑的资源节约、能源高效和环境友好,并通过科学的手段和创新的思维将建筑与自然环境融合,最大限度减少对环境的影响。

1 绿色建筑技术在城市老旧小区改造中的应用价值

1.1 经济价值

绿色建筑技术可以降低能源消耗,减少居民的能源开支。通过改善建筑的隔热性能、采用节能设备及优化能源利用策略,可以显著降低供暖、供冷和电力消耗,这意味着居民能以更低的成本使用能源,减少了能源开支方面的经济负担。与老旧建筑相比,绿色建筑改造可以节约可观的能源,从而为居民带来持续的经济收益。

绿色建筑改造可以提高建筑的价值和市场竞争力。随着社会对可持续发展的重视程度不断增强,绿色建筑的需求也在逐渐增加。因此,在老旧小区中应用绿色建筑技术进行改造,可以提升建筑的市场价值。购房者和租户更倾向于选择符合绿色标准的住宅,这意味着经过绿色建筑改造的老旧小区房屋将更受市场欢迎,有更高的租售价格和更稳定的租赁率。对于小区居民来说,这是一个重要的经济利益点,可以提高居民的资产价值和居住品质[1]。

1.2 环保价值

绿色建筑改造能够降低碳排放量,减缓对气候变化的影响。老旧建筑通常使用传统能源供应方式,能源效率低下,碳排放量高。而绿色建筑技术可以通过采用清洁能源、优化能源利用和设计可持续交通等措施,降低碳排放量。例如,安装太阳能发电系统、采用发光二极管(Light Emitting Diode,LED)照明和高效建筑外墙等都可以有效减少能源消耗和碳排放,为减轻城市环境负荷、降低全球温室气体排放做出贡献。

此外,绿色建筑改造还能改善建筑周边的生态环境,保护生物多样性。在老旧小区改造的过程中,可以引入垂直绿化、屋顶花园和景观绿化等绿色空间设计,增加植被覆盖面积和生态廊道规划,为生物提供更多的栖息地和食物源,从而为当地生物多样性的良好发展提供条件。采用生态建筑材料、建设水景处理系统和增强自然通风等手段也能减少对生态系统的破坏和污染,保护和恢复自然生态环境。

1.3 文化价值

绿色建筑改造有助于保护和传承历史文化遗产。老旧小区通常承载着丰富的历史和文化记忆,是城市发展的见证。通过采用绿色建筑技术进行改造,可以保留原有建筑的历史特色和文化元素。例如,在保护修复过程中,应注重保留传统建筑的立面、装饰和结构,使其与新的绿色技术融合,展示独特的历史文化魅力,这样不仅能够保护城市的历史遗产,还能够让居民和游客感受到文化的连续性和价值感。

绿色建筑改造能够改善居住环境,提升美学价值。通过应用绿色建筑技术,可以打造更具美感和舒适度的居住空间。绿色建筑注重与自然环境的融合,通过采用自然材料、自然光照和景观设计等方式,使建筑与周围环境和谐统一。同时,绿色建筑的设计还很注重人文关怀和用户体验,以提供舒适、宜居的居住环境为最终目标,满足居民对美好生活的追求[2]。这种注重美学价值的绿色建筑改造,不仅提升了小区的居住品质,也为城市增添了独特的文化魅力。

2 绿色建筑技术在城市老旧小区改造中的实际应用

2.1 外墙保温改造技术的应用

在老旧小区改造中,可以应用外墙外保温系统,即将保温材料直接固定在建筑外墙表面,并覆盖保护层和饰面层,以有效隔离室内外温度,减少冷热桥效应,提高建筑保温性能[3]。在城建局小区的改造项目中,就应用了外墙外保温系统。该小区位于某市市区,建于20 世纪90 年代,由于年代久远和施工技术不成熟,外墙保温性能较差,存在能量损耗和冷热桥效应的问题。改造工程开始于2019 年,由专业团队对城建局小区的外墙进行全面清洁和检查,确保墙面平整且无裂缝。同时,选用挤塑聚苯板作为保温材料,根据墙体尺寸进行精确切割和安装。通过发挥挤塑聚苯板热传导系数低、保温性能优异的特点,可以有效隔离室内外温度,提高建筑的能源效率。

监测数据显示,改造后的城建局小区外墙外保温系统在冬季能够降低约30%的能量损耗,在夏季能够减少冷热桥效应带来的热量传输,有效提升了室内舒适度。改造后的外墙外保温系统还可以减少约20%的空调能耗,降低了小区的能源消耗和运营成本。工程团队在保温板材与墙体之间使用了高强度的粘结剂进行固定,确保系统的牢固性和耐久性,并在保温板表面涂抹了一层耐候性和防水性能良好的聚合物涂料,增加了外墙保温系统的抗候性,延长了使用寿命。

2.2 海绵化改造技术的应用

海绵化改造技术在城市老旧小区的改造中发挥着重要作用,其目的是减少场地外排雨水总量,实现雨水的净化和错峰排放,从而改善城市的水环境和室外环境质量。

雨水收集和利用系统是海绵化改造的重要措施之一。通过收集和利用雨水资源,可以减少城市的用水需求,并降低排水系统的压力[4]。例如,阳光锦园小区引入了雨水收集系统,对屋顶的雨水进行收集、储存并加以利用。根据实际数据统计,每年收集到的雨水量达到1000 m3,可以满足小区绿化和公共洗手间的非饮用水的用量需求。

透水铺装和绿色屋顶是海绵化改造的常见技术措施。其中,透水铺装材料能够增强地表的渗透能力,减少雨水径流的产生;绿色屋顶则通过植被覆盖和保水层的设置吸收雨水并逐渐释放,减少雨水的快速排放。以阳光锦园小区改造项目为例,通过采用透水砖和绿色屋顶的方式减少了40%的地表径流量,有效改善了小区的排水状况。

构建雨水花园和湿地系统也是海绵化改造的重要手段。雨水花园通过植物和土壤的净化作用,能够去除雨水中的污染物,提高水质。湿地系统则能够储存和处理雨水,减少雨水的排放量。例如,在阳光锦园小区改造项目中,修建了一个面积为200 m2的雨水花园和一个1000 m2的人工湿地,每年能够处理500 m3的雨水,其中的污染物去除率达到80%以上。

2.3 可再生能源利用技术的应用

可再生能源利用技术在城市老旧小区改造中的应用是实现可持续发展和降低能源消耗的重要途径。通过利用可再生能源,如太阳能、风能、地热能等,可以减少对传统能源的依赖,降低碳排放,为小区居民提供可靠的清洁能源。

太阳能利用方面,在城市老旧小区改造过程中,可通过安装太阳能光伏发电系统利用太阳能资源,为小区提供电力供应[5]。例如,阳光小区建于20 世纪80 年代,面积约10 万 m2,拥有多栋老旧住宅楼和众多公共设施。为了提升可持续性和节能效果,于2019 年开始对小区进行改造。改造过程中,在阳光小区的屋顶安装了太阳能光伏电池板,总装机容量为50 kW,覆盖了所有适宜安装的屋顶。根据实际数据统计,安装的光伏电池板每年平均发电量达到60000 kW·h,能够满足阳光小区部分公共照明、电梯及生活用电等的需求。该太阳能发电系统项目的投资金额为120 万元,预计可在10 年内收回投资成本,今后将为小区节约15 万元左右的电费支出。

通过应用太阳能光伏发电系统,阳光小区在环境改善方面取得了显著的成效。事实证明,应用该系统每年可减少约40 t 的二氧化碳排放量,相当于约600 棵树木的吸收能力,对减少温室气体排放和环境保护起到积极作用。同时,小区居民也能享受到稳定的电力供应,提高了居住舒适度和生活质量。

地热能利用方面,在城市老旧小区改造中,可以考虑利用地下的地热能来供暖和供应热水。通过安装地源热泵系统,可以利用地热能进行热交换,提供稳定的能量供应。地源热泵一直处于恒定的地下工况中,因此系统运行的效率极高。在夏季制冷的状况下,地源热泵空调比普通中央空调节能30%~40%;在冬季供暖的情况下,地源热泵地暖比燃气锅炉地暖节能40%~50%。该项目未能得到广泛应用的原因是投资较大,对场地要求较高。另外,地源热泵的安装是非常关键的步骤,对系统集成公司的技术和经验要求也比较高。

2.4 门窗节能技术的应用

门窗节能技术在城市老旧小区改造中的应用是提高建筑能效和室内舒适性的关键措施。通过选用节能门窗材料、设计合理的门窗开启方式及加装附件等方式,可以减少能量损失和噪声传递,并提供良好的保温性能。

首先,采用高效隔热材料。在城市老旧小区改造中,可以选择具有优良隔热性能的门窗材料,如双层或多层中空玻璃、断热断桥铝合金等,这些材料具有较低的导热系数,能够有效阻挡室内外热量的传递。例如,在锦绣小区的改造项目中,选用高效隔热材料来提升门窗的保温性能和能源利用效率。该小区位于某市市中心,建于20 世纪90 年代,由于旧窗户的隔热性能较差,室内外温度交换频繁,降低了居民居住的舒适度,并增加了采暖和冷却的能耗。改造工程开始于2022 年,小区业主委员会与建筑总承包方经过沟通,决定将原塑钢推拉窗全部更换为双层中空玻璃断桥铝合金窗,以提高隔热性能。根据数据统计,锦绣小区改造中应用双层中空玻璃窗能够有效降低能量损失,改造后的窗户每平方米能够减少约15%的热量散失,有效提升了门窗的保温性能。

其次,合理设计开启方式。通过设计合适的门窗开启方式,实现通风、采光和保温功能的有效结合,并充分利用自然资源,减少人工能源的利用,实现节能效果。选用既能够提供通风和采光功能,又具有良好保温性能的平开窗,不仅可以根据季节和天气条件进行灵活调节,营造舒适的室内环境,而且能减少能量的浪费,节约资源。例如,湖滨小区建于20 世纪80 年代,如今面临能源浪费和室内舒适性不佳的问题。在改造过程中,该小区选择了双层玻璃平开窗,并安装了智能控制系统。经过一段时间的使用,湖滨小区的能源消耗量明显降低,每年减少30%的电力消耗量。改造后的门窗设计还有效阻挡了外界噪声和冷热空气的侵入,室内的温度变化更加稳定,噪声干扰减少了30%,使居民的生活环境更加安静和舒适。每年的碳排放量减少了20 t,对环境保护做出积极的贡献。

最后,还可以通过加装门窗隔热、隔音附件来提升门窗的节能性能,如加装隔热窗帘、隔音窗扇等。其中,隔热窗帘在冬季可减少热量的散失,在夏季阻挡热量的进入,提高房屋的保温性能;隔音窗扇则能有效阻挡噪声的传递,创造安静的室内环境。

2.5 智能遮阳技术的应用

一方面,安装智能可调节遮阳板。智能可调节遮阳板通常由便于调节的材料制成,如可旋转的金属板或透明的玻璃板。根据室内外的光照和温度变化,智能系统可以自动控制遮阳板的角度和开合程度,以实现光照和热量的精确调节[6]。

在翠湖花园小区的改造项目中,便采用了智能可调节遮阳板技术。该小区位于某市郊区,建于20 世纪80年代,由于建筑结构老化和遮阳设施不足,夏季阳光直射导致室内温度过高,给居民的生活造成不适。改造工程开始于2021 年,经过小区业主委员会与建筑设计团队的讨论,决定将安装智能可调节遮阳板作为解决方案。遮阳板由透明的玻璃板制成,内部嵌入智能控制装置。智能系统可通过光照传感器实时监测室内外的光照强度,并根据光照和温度的变化自动调节遮阳板的角度和开合程度,达到阻挡阳光直射、减少室内热量积聚和眩光的效果,为居民提供一个舒适的室内环境。数据统计显示,在翠湖花园小区应用智能可调节遮阳板的过程中,夏季平均室内温度下降了2 ~4 ℃,大大减少了空调系统的使用时间和能耗。

另一方面,利用智能玻璃窗。智能玻璃窗具有可调节透明度的特点,能够通过电流或光敏感材料进行控制,在不同的光照条件下实现透明和半透明状态的切换。

在阳光花园小区的改造项目中,采用了智能玻璃窗技术。该小区建于20 世纪90 年代,由于建筑年代久远,窗户性能较差,冬季室内阳光利用不充分,夏季高温时期需要高度依赖空调系统。改造工程开始于2022 年,在业主委员会的支持下,工程团队选择用智能玻璃窗替换原来的窗户。智能窗户内部搭载了电流或光敏材料,通过控制电流感应光线强弱,可以达到阻挡阳光中的紫外线和红外线、降低室内热量积聚的效果,并能够与建筑的智能控制系统进行联动,打造全套的智能家居生活。调查显示,应用智能玻璃窗后,阳光花园小区夏季平均室内温度下降了3 ~5 ℃,极大降低了对空调系统的依赖,确保了室内的舒适度。

3 结语

综上所述,绿色建筑技术在城市老旧小区改造中的应用探索是推动城市可持续发展的重要举措。通过应用节能、节水、通风和可再生能源等技术,可以实现小区能源的高效利用、减少环境负担、改善居民的生活质量,为城市的可持续发展奠定基础。因此,各组织、单位、群体应共同努力,推动绿色建筑技术在城市老旧小区改造中的广泛应用,为城市的可持续发展贡献力量。

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