被动式绿色施工技术在住宅项目中应用路径分析

许亚明

(南通华汇建筑工程有限公司 江苏 南通 226600)

伴随着城市化进程的逐步加快,建筑行业迎来高速发展阶段,为了践行绿色可持续发展理念,建筑行业从业人员积极尝试运用绿色施工技术,减少施工活动所造成的环境污染以及能源消耗。不同地区的地理环境以及气候条件存在显著差异,因此在运用绿色施工技术时,要结合当地地理环境以及住宅项目施工需求,运用切实可行的绿色施工技术达到节能降耗目标。

1 被动式绿色施工技术特点

绿色施工技术的主要特点就是在不依靠机械设备的前提下,运用一些常见的施工技术,充分发挥项目所在地自然环境特点,降低施工能源消耗,尽可能减少施工活动对自然环境造成的影响,为居民营造舒适、绿色、安全的居住环境[1]。

被动式绿色施工技术的构成较为复杂,在使用过程中要根据住宅项目所在地实际情况进行合理选择。为了方便介绍,这里以南宁市某住宅项目为例。南宁市的气候特征为“潮湿”“闷热”“多雨”,春季会出现“返潮”现象,室内墙壁以及窗户会出现大量冷凝水,俗称“回南天”;夏季空气湿度大,气温高,常伴有暴雨,雷电等极端天气;秋季降雨较少,晴天较多;冬季时间较短,气候较为湿冷。考虑到南宁市上述气候特点,住宅项目设计人员要考虑建筑的通风、隔湿性能以及夏季的隔热能力,对于防寒与保温的要求不高。因此,在选择被动式绿色施工技术时,着重考虑自然通风、遮阳以及隔热技术,在确保室内温度较为舒适的前提下尽可能减少空调的使用频率,提升节能降耗效果。

2 被动式绿色施工技术具体应用

2.1 被动式通风绿色施工技术

2.1.1 室外通风技术

提升建筑物内外通风效果能够有效排出室内热量,在尽量不使用机械设备的前提下降低室内温度。该住宅项目以板式建筑为主,住宅小区整体呈现南偏东朝向,确保小区与当地夏季主导风向保持一致。在小区东侧建设高层建筑,增加建筑之间的距离,采用底层架空的方式增加东侧建筑物通风效率。小区中心区域以1～3层的低层建筑为主,夏季的东南风穿过东侧高层建筑,贯穿小区中心区域,通过这种方式提升小区外部通风效率。

在细节设计方面,打乱住宅楼的制式规则,令住宅楼形成“犬牙交错”、“纵横交替”的格局,利用建筑物之间的布局,形成自然通风通道,确保东南风能够顺畅穿过每一幢建筑物。此外,设计人员严格控制高层建筑与低层建筑之间的距离,避免由于距离过近而形成漩涡现象,通过上述设计形成对于夏季东南风的自然引导,利用自然风带走小区内热量,降低小区内的体感温度,为居民营造一个凉爽舒适的休憩、娱乐环境。

2.1.2 室内通风技术

该住宅小区建筑为板式住宅,室内空间较为宽敞通透。其经典户型的南面为上风口,并在上风口处设置阳台,引导夏季东南风由阳台吹入室内,阳台紧邻客厅,当东南风流入室内后,可以在不受阻挡的情况下向北侧流动,在客厅形成舒适的穿堂风。

客厅北侧墙壁设有飘窗,飘窗面积小于阳台窗户面积,利用“进风口大,出风口小”的设计技巧,使得东南风能够在室内均匀流动,带走室内各个角落的热量,实现室内环境整体降温目标。同时,北侧安装的飘窗控制较为简便,冬季时可以封闭飘窗,防止湿冷的空气由北侧进入室内,提升住宅建筑保温效果。在建筑设计细节方面,阳台采用镂空式栏杆,同时在客厅安装推拉门,进一步提高室内空间的通风效率[2]。

2.2 被动式遮阳绿色施工技术

南宁市夏季较长,为了避免阳光直射导致建筑物升温,该住宅小区在设计时避免出现正西朝向的房间,在正西朝向上也不设置窗户,减少太阳落山时阳光对于室内的照射。此外,该小区住宅采用交错式布局,建筑物之间互为遮挡,在一定程度上也达到了减少太阳直晒的目的。

该住宅小区内每一幢建筑物,均由四个不同的户型以左右拼接的方式构成。在细节设计方面,四种不同的户型均设置了凸窗,通过这种方式提升建筑物外部轮廓的不规则性,呈现出内凹特点,利用建筑物自身结构进行遮阳。通过减少西向窗户数量并增大其他朝向窗户面积的方式,进一步提高建筑物的遮阳能力,遮挡高角度阳光直射。此外,在阳台玻璃门以及飘窗后方安装窗帘,或者通过设置木格栅、百叶窗等方式,阻挡阳光进入室内,提高建筑物室内采光可控性,在不增加外设遮阳设备以及特制反光玻璃的前提下,提升建筑遮阳效果,以免由于阳光直射而导致室内温度上升。

2.3 被动式隔热绿色施工技术

2.3.1 外窗隔热技术

该住宅小区建筑所使用的外窗规格为7 mm Low-E+11 mm 空气+5透明,外窗的传导系数为4.0 K[W/(m2·K)],SC(自遮阳系数)为0.85。与北方地区相比,南宁市冬季时间较短、气温较高,因此对于外窗的保温性能要求较低,设计人员综合考虑环境因素与建筑项目使用需求,决定使用铝合金作为外窗窗框,在确保窗框亲密性与耐久性符合设计标准的前提下,压缩施工成本。该住宅项目的属性为居住型建筑,对于室内采光具有较高要求,为了在满足采光率的同时,尽可能减少由于阳光直射所造成的热辐射,外窗玻璃采用夹层玻璃,在夹层玻璃的外层粘贴透明隔热膜,在不影响室内采光的前提下降低热辐射。与普通玻璃相比,夹层玻璃中间设计了空气层,减缓了热量由玻璃外侧向内侧传导效率,同时也进一步提升玻璃的隔音能力,在提升隔热效率的基础上,增强室内空间私密性。

2.3.2 外围护隔热技术

该住宅项目外墙体使用B06混凝土砌块,其导热系数为0.230 3 W/(m·K),热惰性为3.124。采用EVB无机保温砂浆,并将隔热层的厚度控制在20 mm。从结构方面来看,外墙隔热层主要由四部分组成:最外层为水泥砂浆层,第二层为B06混凝土层,第三层为EVB无机保温砂浆层次,最内层为抗裂防水砂浆层。前三层的厚度均为20 mm,抗裂防水层厚度为5 mm。这种由四种不同建筑材料组成的隔热结构,一方面能够利用混凝土砌块减少外墙整体重量,并保证外墙隔热性能符合施工标准。另一方面通过铺设抗裂防水层解决外围护隔热层容易开裂的问题。此外,在设计外围护隔热层过程中,其内部的钢筋混凝土导热系数,大于加气混凝土砌块,由于二者导热系数差异巨大,容易在外围或隔热层与建筑内部之间产生“热桥效应”,降低外围后隔热层的隔热能力。针对这一问题,施工人员在钢筋混凝土与室内连接处添加EVB 无机保温砂浆,避免外部热量通过“热桥”传递至室内。

2.3.3 屋面隔热技术

该住宅小区内建筑采用平屋面设计方案,没有对屋顶进行绿化设计。为了提升屋面的隔热能力,设计人员采用“倒置式屋面+架空遮阳”的隔热设计方案。一方面通过设置架空遮阳板,减少阳光对于屋面的直晒,在降低热辐射的同时,解决由于阳光直晒而导致的屋顶防水层老化问题。此外,架空式遮阳板的铺设,在遮阳板与屋顶之间形成通透的悬空空间,加速空气流动,带走聚集在屋顶的热量。另一方面,采用倒置式屋面,提升住宅项目屋面的起伏感,在屋面营造山水意象,同时利用倒置式屋面将雨水快速引至漏斗处,提高屋面排水效率。为了确保倒置式屋面能够发挥其应有的隔热效果,本项目设计人员使用绝热挤塑聚苯乙烯板作为屋面隔热主要材料,其厚度达到了32 mm,热传导系数仅为0.025 W/(m·K)。与其他部位相比,屋面与外界环境的接触最为密切,因此对于倒置式屋面结构的防水能力、隔热能力均具有较高要求[3]。

本次设计中,倒置式屋面结构由九种不同的材料组成,最外侧为10 mm 厚的地砖,通过铺设地砖的方式,保持屋面与建筑物外墙在外观上的一致性,方便运维人员打理清扫屋面;第二层为25 mm 厚的水泥砂浆找平层,找平层的主要作用是确保最外侧的地砖处于水平状态,避免由于地砖倾斜而导致屋面存在低洼区域;第三层为40 mm 厚的碎石混凝土层,铺设该层的主要作用是提升倒置式屋面的整体强度,确保屋面稳定性符合安全标准;第四层为32 mm 厚的绝热挤塑聚苯乙烯板,其主要作用在于隔绝热量传导,降低室内温度;第五层为5 mm 厚的自粘聚合物改性沥青防水卷材,提升屋面防水能力,避免雨水渗入室内;第六层为20mm 厚的水泥砂浆;第七层为20 mm 厚的陶粒混凝土层;第八层为120mm 厚的钢筋混凝土层;第九层为12 mm 厚的水泥砂浆层(见图1)。

图1 倒置式屋面剖面图

3 被动式绿色施工技术管理措施

3.1 加强施工现场能源、资源管理

为了达到节能减排目标,相关工作人员需要对施工现场的资源使用以及能源消耗问题给予足够关注,一方面要秉承着开源节流原则,尽可能减少能源消耗量,另一方面要科学使用建筑材料,做好建筑材料的储存、运输、使用以及垃圾回收等工作,降低施工活动对周围自然环境产生的污染。具体而言,可以从施工设备以及施工技术两方面进行优化。要根据项目所在地自然气候条件以及项目实际需求,选择绿色环保施工技术,并且采用能够循环利用的建筑材料。增加对于施工设备的投资,利用能耗更少的新型设备代替传统高耗能施工设备,并做好机械设备的维护与保养工作,在减少能源使用量的同时,降低施工设备运行中所产生的空气污染、水污染以及噪声污染。在资源管理方面,主要是对施工现场的水资源进行合理管控,提高水资源利用率,并利用排污设施以及雨水收集装置,避免出现水污染问题。在施工现场安装循环水处理装置,实现废水的循环利用[4]。

3.2 选择高品质施工建材

传统的施工理念下,施工人员只注重建筑材料的价格以及质量,对于建材成分缺少关注。因此,很多有毒有害建材流入施工现场,造成了严重的环境污染,并对居民的健康产生了一定的威胁。在绿色施工理念下,要尽可能选择高品质绿色施工建材,减少有毒有害物质的排放。构建完善的建材检测机制,对于进场材料进行严格的质量检测,将建材成分以及环保性作为评价建筑材料质量的重要指标,确保建筑施工活动符合绿色施工要求。

4 结语

综上所述,在住宅项目施工中运用被动式绿色施工技术,能够有效减少施工活动对于环境的污染并降低能源消耗。设计施工人员要根据项目所在地实际情况以及施工项目具体要求,灵活采用不同类型的被动式绿色施工技术,在不借助机械设备的条件下,通过自然通风、遮阳、隔热等措施,降低建筑室内温度,在为居民提供舒适的居住环境的同时降低能源消耗,构建和谐的人与自然关系。