一文读懂啥是被动式建筑,海汇美术馆的“黑科技”有哪些?

2021-10-22 来源:郑报融媒 分享到:

近日,国内首个被动式美术馆——海汇美术馆举行首展,凭借“高颜值”和吸睛的展览迅速刷遍郑州人的朋友圈,成为又一网红打卡地。

不开空调暖气全年温度20℃~26℃,还能除霾除甲醛……其实,除了“高颜值”,这座被业内人士誉为绿色科技建筑“新物种”的“被动房”更拥有多项硬核“黑科技”。

它到底有什么神奇之处,来给你揭秘。

被动房也“主动”

海汇港(效果图)

炎炎夏日,室外温度30℃,而当你走进海汇美术馆,没开空调的情况下室内温度也能保持在22℃左右。用手触摸被太阳长时间照射的玻璃,依然能感觉很清凉。

冬天不用开暖气,夏天不用开空调,温度常年保持在20℃~26℃,相对湿度保持40%~60%,并自动过滤PM2.5颗粒物,即便是雾霾天,室内空气质量也能保持良好,还能比普通建筑节能90%以上……与普通住宅比起来,这栋被动式美术馆有很多让人眼前一亮的“黑科技”。

很多人不太理解“被动房”概念,被动房又称为节能建筑或超低能耗建筑,是一种高度节能和高舒适宜居的建筑。简单来说,就是用现代化的手段来取得像窑洞冬暖夏凉的效果,打造窑洞的“升级版”。

被动房为什么叫“被动”呢?

“被动房中的‘被动’是针对热能而言。”海汇美术馆被动式项目负责人、青风置业规划设计部副部长李殿起拿生活中常见的喝咖啡举例。

“人们喝咖啡时希望其保持一定温度,但过一段时间,咖啡就慢慢变凉了。这时候,人们就需要用电等能源来对咖啡进行加热,这就消耗了能源。”李殿起说,普通建筑的能源消耗也是同样的道理。冬天,人们需要暖气对房间进行加热;夏天,人们需要空调来给房间降温。

海汇美术馆夜景

这些采暖制冷方式都是“主动”的供暖或制冷技术,主要使用化石等一次性能源,这就会造成大量的能源消耗。如果不采取这些“主动”措施,仅靠建筑物本身的蓄热蓄冷防热保温等被动性设计措施,同样能达到室内冬暖夏凉的效果,这类建筑就是严格意义上的“被动式建筑”。

但“被动房”完全不需要主动能源系统吗?

“‘被动房’建筑强调最大程度地减少热损失,从而最小程度地依赖建筑能源系统,降低建筑的能源消耗。”李殿起说,“被动房”并不是完全没有主动系统,其技术路径可以概括为“被动优先、主动优化”,可以通过地热能和太阳能等可再生能源的使用最大程度地减小一次能源的消耗,而这些系统在设计与运行中都会有“主动”设备的介入。

李殿起拿海汇美术馆举例,其建筑内的空调系统采用了土壤源热泵系统。“地下100米是恒温层,土壤温度常年保持在14℃左右。”李殿起介绍,整个大楼周边铺设着密密麻麻的毛细管网,通过地源热泵系统控制水的流动,完成热量的交换。

多项技术叠加

被动式美术馆的“三大绝招”

历时4年建设、总投资1亿多元的海汇美术馆,地下一层,地上四层。作为海马集团旗下的海汇港打造的国内首个被动式美术馆,能达到超低能耗的效果,“绝招”又有哪些呢?

李殿起说,通俗来说就是“穿得厚一点,捂得严一点,耗能少一点。”

“相比传统建筑,海汇美术馆有保温强、气密好、用能少三大优势。”李殿起表示,这些优势来源于项目采用了高性能外墙外保温、屋面防水保温一体化、高性能被动式外门窗、冷热桥断热设计等十余项先进技术,从而实现了“恒温恒湿无空调,除霾除尘控甲醛”的目标。

海汇美术馆核心技术体系

“如同登山队员能够在保暖的睡袋里过夜一样,房间内部有足够的热量,就看用什么样的方式去留住它们。”李殿起表示,被动房的关键在于提高保温性和气密性,减少热损失,从而减少能源的消耗。

“海汇美术馆能实现超级节能、冬暖夏凉的绝招之一就是为建筑穿上‘棉衣’,也就是‘穿得厚一点’,大幅减少室内冷热能量的损失。”李殿起自豪地介绍,普通建筑外墙保温材料一般7厘米厚,而海汇美术馆要大约25厘米,用的还是特殊材料,这样保温性能更好。

捂得严一点,就是要保持气密性。

为了保持气密性,海汇美术馆还建造了专门的气密层,用气密性薄膜、专用膨胀密封条、专用气密性涂料等做特殊处理。

海汇美术馆高性能门窗系统

比如它的门窗系统就大有文章。“与一般窗户不同,这种窗户都是向外突出的,采用三玻两腔,内部填充惰性气体,四周有暖边条保护,保温性能是普通窗户的2倍多,可以减少整体建筑的热损失。”李殿起说。

无热桥设计也是它的保持良好气密性的绝招。

“在建筑物保温层不连续的地方,热量会从高温处向低温处扩散,这些围护结构中的薄弱部位是热量容易通过的桥梁,称为热桥,比如金属梁、柱等。”李殿起说,被动房要求严格控制热桥的产生,施工中尽量不破坏或穿透外围结构,不开洞或少开洞。

但一栋偌大的美术馆,不开洞是不可能的。“遇有穿墙管道安装,被动房处理得会更细密。比如,管道与外墙保温间隙,要填塞密封材料。”

海汇美术馆屋顶

与此同时,海汇美术馆还巧妙应用自然采光和遮阳技术,减少用能负荷。在海汇美术馆,外立面由百叶等组成的智能化外遮阳系统,可跟随太阳高度和室内外温度自动调节,夏季向下倾斜以有效屏蔽太阳辐射,冬季向上倾斜以最大限度获取热量。

瞄准碳中和

绿建新物种将成为行业主流

近些年,我国住建部大力推进节能建筑,在建及建成的采用被动房技术的建筑项目约1000万平方米,增长非常迅速,前景广阔。据了解,以现行的节能设计标准为基准,超低能耗建筑的能耗水平要降低50%以上,不仅可以减少空调、暖气等产生的二氧化碳排放,还对实现碳达峰、碳中和目标具有积极意义。

“被动式建筑是绿色建筑‘新物种’。”青风置业董事长邱宗勋介绍,2016年公司制定了“奔绿”之旅,启动绿色转型,开创“青风公园”除霾住宅新品类,打造“会呼吸的房子”,海汇美术馆是青风置业绿色转型、迭代升级的集大成之作。

海汇美术馆不仅是河南省第一个中德联合认证被动式超低能耗建筑示范项目,获得过绿色建筑三星级认证、健康建筑三星级认证等多项认证。2019年度,还获得河南省住建厅科技计划项目和超低能耗示范项目。

在邱宗勋看来,绿色建筑往深层次的发展就演变成了被动房,它将改变人们的室内外环境,改变建筑对传统能源的依赖,改变我们的生活和生态环境,成为未来主流建筑的一场革命。

中国首个被动式美术馆——海汇美术馆揭幕

“一个作品,能同时拥有数学、艺术和科技,是设计师的一生梦想。”作为海汇美术馆的创办人,海马集团董事长景柱表示,海汇美术馆就是这样一个追梦之作。在他看来,数学是万物之本,艺术是万物之美,科技是万物之力。“颜值是生产力,科技是竞争力”,海汇美术馆作为“颜值与科技”融合之作,将使城市有温度,同时有靓度,进而有黏度。

海汇美术馆首展作品《国王》

据了解,海汇美术馆首展“由中而生”已于10月17日正式开幕,为期3个月。该展由国内一线策展人、艺评家鞠白玉担任策展人。倪军、马可鲁、景晓雷、田晓磊四位国内一线当代艺术家参展,旨在表达从中国当代艺术的起点到未来所基于空间与时间的思考和诠释。

郑讯


分享到: 编辑:李冬生 统筹:刘书芝

相关新闻