生態建築關鍵技術應用的研究
工程技術
作者：苗成傑
【摘要】本文以上海生態建築示範工程為例，研究生態建築成套集成技術體係的工程應用，建成具有國際先進水平的生態建築示範樓，為我國生態建築的建設和推廣提供可行的技術借鑒。
【關鍵詞】生態建築；技術集成；示範工程
當今世界建築可持續發展的必然趨勢是，變高消耗型為高效生態型發展模式，生態建築以高新技術為主導，針對建築全壽命的各個環節，通過科學的整體設計，創造高效、低耗、無廢無汙染、健康舒適、生態平衡的建築環境，提高建築功能、效率與舒適性水平，體現“節約資源、節省能源、保護環境、以人為本”的生態理念，充分展示建築與人文、環境及科技的和諧統一。
1、生態建築研究目標及特點
上海建成的生態辦公示範樓（簡稱“示範樓”），彙集了建築設計、結構、材料、節能、環境、智能和新能源利用、園林綠化、水處理等學科領域的眾多技術專家展開攻關，邊研究、邊設計、邊建設，總體設計將各學科領域最新研究成果，在辦公樓中集中應用，充分發揮了技術集成的綜合優勢。
示範樓占地麵積905m2，建築麵積1994m2，建築主體為鋼筋混凝土框架剪力牆結構，屋麵為斜屋麵結構。樓內設技術交流展示區、實驗室和辦公室。其研究總技術目標是：綜合能耗為同類建築25%；再生能源利用率占建築使用能耗20%；再生資源利用率達60%；室內綜合環境達到健康、舒適指標。
2.示範樓技術集成體係
2.1自然通風設計策略及氣流組織模擬技術
通過室外氣流組織的模擬計算及建築物外形的風洞實驗，對不同風向和風壓下建築各部分的自然通風效果進行分析，改進和優化建築外形及房間功能。利用屋頂排風道代替排風煙囪，保證良好的自然通風效果。在排風道內設置7組翅片管式換熱器，在過渡季節，利用太陽能熱水加熱排風道內的空氣，產生熱壓，提供自然通風所必需的動力，強化自然通風，實現舒適的室內風環境，減少夏季空調運行時間、降低空調能耗。
2.2超低建築能耗節能技術係統
根據示範樓各種建築工況，通過能耗指標和節能效果模擬分析，將多種低能耗建築圍護結構合理節能設計方案進行比較，確定適合生態示範樓的超低能耗節能技術係統：多種複合牆體保溫體係+屋麵保溫體係+雙玻中空LOW一E窗+多種遮陽技術。
（1）四種複合牆休保溫體係。從隔熱保溫性能考慮，示範樓采用了不同的保溫體係。其中東西向采用複合外牆構造體係，以混凝土空心小砌塊或砂加氣砌塊為主牆體，90混凝土空心小砌塊為外掛牆，中間填充發泡尿素、聚氨醋等高效保溫層，構成一種隔熱保溫性能優異的新型複合外牆構造體係，傳熱係數分別為0.3、0.34W/（m2·K）。該體係有如下特點：使建築節能與使用新型牆材相結合，不使用粘土製品；能消除熱橋和牆體裂縫及滲水；保護內結構層，延長建築物使用壽命；隔熱保溫性能優良，提高建築熱穩定性和改善建築熱舒適性。南北向采用聚苯板外牆外保溫體係，傳熱係數分別為0.39、0.38W（m2·K）。
（2）三種複合型屋麵保溫體係。示範樓綠化平屋麵采用倒置式保溫體係，保溫層采用耐植物根係腐蝕的XPS板和泡沫玻璃板置於屋麵防水層上，再利用屋麵綠化技術，形成一種冬季保溫、夏季隔熱又可增加綠化麵積的複合型屋麵。
（3）節能門窗。外門窗采用斷熱鋁合金雙玻中空LOW一E窗，天窗采用三玻安全LOW一E玻璃，其表層玻璃具有自清潔功能；南向局部外窗采用充氯氣中空LOW一E玻璃和陽光控製膜，提高外窗的保溫隔熱性能。
根據示範樓建築形式與日照規律，采用戶外電動遮陽百葉、水平、垂直鋁合金遮陽百葉、電動天頂篷遮陽、曲臂式電動遮陽篷等遮陽形式，提高外窗的保溫隔熱性能。（1）天窗根據節能與采光要求，外部采用可控製軟遮陽技術，達到有效節省空調能耗的作用。（2）南立麵根據當地日照規律，采用可調節的水平鋁合金百葉外遮陽技術，通過調節百葉角度，即能阻擋多餘光線照射，達到節能效果；也能使光線進入室內深處，提高舒適性。（3）西立麵考慮到夕曬對室內的影響，根據太陽能入射角度，采用可調節垂直鋁合金百葉遮陽技術。