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瑞典芬兰被动式低能耗建筑技术考察报告(中)
发布者:本站 发布时间:2018-08-16

 

来源:被动房网

 

3.2 装配式木结构建筑项目
3.2.1 瑞典哥德堡装配式木结构学校项目

8月30日,在liljeWall设计公司负责人PeterRW陪同下,代表团成员参观了位于瑞典哥德堡的一个主体结构为钢框架、采用木材进行装饰的学校建筑,该建筑主体两层,采用钢-木结构方式进行建造(图45)。

图45 钢框架木围护学校

(1)本项目充分利用了木材本身良好的装饰效果及保温性能,由于木质构件的轻质、容易加工等特性,使本项目的内部空间效果极为丰富(图46~48)。

图46 木结构楼梯

图47 木结构风口

图48 木制家具

(2)该学校由于采用钢框架-木构件的建造方案,其内部空间设置极为丰富,既有一通到顶的共享空间作为图书室,也有分隔非常灵活多变的房间作为上课及活动室,还有高低错落的活动区供老师及学生进行集体活动。根据本项目的设计师介绍,在瑞典木结构与钢结构的混合结构的应用非常广泛,技术体系成熟,也体现了装配式建筑的一个重要发展方案。

3.2.2 瑞典斯德哥尔摩市装配式木结构住宅项目
9月3日,在瑞典建筑师兼教授VarisBokalders先生陪同下代表团参观了位于瑞典斯德哥尔摩Folkhems一幢九层全木结构住宅公寓楼,并进入了在社区居住的房屋协会主席GoranGustavsson夫妇家中进行内部参观考察(图49)。

图49 九层高层木结构房屋

(1)本工程为一栋现代住宅项目,无论是作为承重材料的结构构件、还是建筑装饰、墙体、楼板、楼梯以及屋面板等全部采用木构件制作。外檐墙体为原木本色,非常古朴大气,室内墙面为白色的木质墙面,具有温馨舒适的气氛(图50、图51),使人们无论是在建筑周围还是在室内都有被木材环抱的感觉。

图50 室内木质的空间

图51 木结构住宅室内空间

(2)据GoranGustavsson夫妇介绍,该房屋比他们之前居住的别墅更加舒适,被天然材料包围的居住体验是非常宝贵的,尤其是该建筑良好的隔声效果、良好的地面感觉等。

3.2.3 其他装配式建筑
考察团在瑞典与芬兰的有限时间内,除了重点参观了上述装配式建筑外,还在行车路上以及休息时对沿途的建筑进行了观察了解,发现两国的建筑外立面大都设计简单,但装配式建筑所占的比例非常高。
(1)装配式方式建造的商业综合体
位于哥德堡的商业综合体项目分为地下两层、地上三层,采用装配式方式建造,与国内要求的抗震构造措施及节点不同,这栋建筑的梁-柱节点、次梁-主梁节点处理得非常简单,均为简支方式。停车楼楼板是跨度约为12米的大跨度双T楼板,未见到采用后浇的方式进行连接以保证其整体性,如图52、图53所示。商业综合体停车楼的主梁-柱节点采用简支,这种节点与国内规范及抗震要求不一致,这是由于北欧地区抗震设防烈较低以及欧洲的结构设计思路与中国不同有关,在荷载考虑时重点考虑竖向荷载作用。

图52 商业综合体停车楼的主梁-柱节点采用简支构造

图53 商业综合体停车楼的次梁-主梁、悬挑梁节点做法

(2)哥德堡市内的建筑大都体型非常简单,外立面的变化主要体现在外墙颜色、开窗形式以及外遮阳设置的方式,如图54所示,建筑竖向体型变化则较小,层数一般不超过七层,外墙开窗比较小,这一方面是由于北欧地区节能采暖的要求,另一方面也有利于结构概念设计的要求,有利于结构布置。如图55所示,正在施工的一栋钢结构建筑的梁柱同中国的钢结构建筑比起来显得细小。

图54 采用装配式方式建造的停车场(梁-柱节点简支)

图55 采用钢结构建造的高层建筑,细梁细柱

(3)本次考察行车中经过芬兰银行大厦,该大厦采用预制混凝土的形式建造,外形简约而有动感,是采用ELAMATIC公司预制混凝土构件的项目。在我国业内普遍关注装配式建筑是否会使建筑造型及外立面呆板的情况下,芬兰的这种简约但不简单的做法值得我们借鉴(图56)。

图56 芬兰银行大厦外立面

(4)在考察过程中代表团观察到一幢既有建筑利用装配式进行改造加层的例子,远眺建筑,充满艺术与浪漫气息,对我国采用装配式的方法进行加层改造很有启发(图57)。

图57 加层改造实例

3.3 装配式建筑考察部分总结
通过此次考察发现,瑞典与芬兰的装配式+被动式结构做法非常值得国内借鉴。根据统计资料,与传统现浇方式相比,采用预制混凝土可分别节省20.7%的混凝土和30.7%的钢筋,达到了节材、现场整洁、节约工期等效果。另外,装配式项目采用预制空心楼板的比例非常高,达到70%~80%(图58),值得国内借鉴和思考。
芬兰装配式建筑成本构成见表1,装配式建筑的主要成本为发生在构件生产阶段,占整体成本的70%~80%,而项目设计阶段发生的成本仅占整个项目成本的3%~6%,现场装配成本占项目总成本的10%~15%,可供国内装配式建筑项目参考。

图58 芬兰预制空心板使用率
表1 芬兰装配式建筑的成本构成

由于占项目成本的最大比例为原材料,芬兰预制混凝土与现浇混凝土用量对比如图59所示。由图60可见,与传统现浇模式相比,预制混凝土可节约20.7%的混凝土用量和30.7%的钢筋用量,从而节约大量项目成本。

图59 预制混凝土和现浇混凝土结构材料用量比对

瑞典与芬兰的装配式建筑,无论是装配式混凝土结构、钢结构还是木结构都应用得非常成熟及普及。受气候及居住习惯的影响,两国的建筑风格简单、以多层为主,门窗洞口比较小。瑞典属于非抗震地区,适合采用装配式建造方式,其房屋的构造连接方式较简单,便于预制构件安装施工。
瑞典及芬兰已经在大力发展木结构建筑。现代木结构建筑已经克服了传统木结构的缺陷,具备防火、防腐、防虫(白蚁)性能。瑞典在发展木结构建筑的同时,其森林资源在逐年增加。如果木结构建筑成为主要建筑体系,则建筑业将实现可持续发展,它将彻底改变建筑业对资源的耗费,并可持续减少大气中的CO2。 

4 生态城市——哈马碧滨水新城

9月3日,VarisBokalders先生陪同代表团参观了瑞典哈马碧滨水新城(HammarbySjostad)(图61、图62)。“哈马碧”滨水新城是瑞典首都斯德哥尔摩市十余年来最大的市政建设项目。上个世纪80年代,这里还是一处破旧的老工业仓库用地,到处凌乱不堪,污染严重。当时,随着公路的建设,哈马碧地区的河流被部分填埋,社会局势混乱,土地的无人管理与规划的未知性,使当时许多企业纷纷来此随意建造了大量的仓库和临时棚屋。短短几十年内,这里便成了“棚户区”——一个小规模的工业区,这样的状况一直持续到1998年。

图61 重新建设前的哈马碧

图62 重新建设后的哈马碧

当时,斯德哥摩市政府为了申请举办2004年奥运会,终于下决心改造这里,计划将老工业区与港湾区作为内城的延伸,转变成为一座能够代表瑞典,甚至是全世界最先进科技与人居理念的现代居住新城。市政管理者与规划师就为今日的哈马碧勾画了第一张设计草图,规划聚焦于水和环境友好的解决方案。由于种种原因,申奥未能成功,但哈马碧项目却得到了政府的努力延续。经过30的开发建设,取得了骄人的成绩,这里每年迎接来自世界各地的13000名访客。当整个计划完成之后,这里将拥有11500套住宅,供26000多人居住,整个城区将有约36000人在此生活和工作。

4.1 哈马碧模式
由于首都政府对于新时期居住环境的苛刻要求,哈马碧滨水新区在建设伊始便面临着强大的挑战。于是,当地的技术官员和设计者们聪明地采用了一种全新的设计规划工作方法:即在规划设计的全部阶段中,所有规划设计、技术和管理部门的工作人员都必须整合在同一地点办公。这就产生了独特的工作链,其中某一部门所遇到的问题将会被另一个部门很好地利用和解决。资源的再利用得到了充分的发挥,并最终设计出了一整套社区人居生活的资源循环链,为达成环境目标提供了成功的可能。如今,在哈马碧滨水新城的宣传册上,当地人将这种人居资源循环模式称为“哈马碧模式”。在这个模式中,哈马碧滨水新城制定了特殊的环境计划,这是一套有机的循环理念与技术,目标是与上世纪90年代初期建设的小区相比,将整体环境负荷减少一半。他们创立了生态循环链,其中阐述了能源、垃圾和上下水的环境方案。目前,它主要针对人们生活中的三类资源进行运作——生活垃圾、水资源与电热能源,相信未来它会被完善得更好。

4.2 空间规划
哈马碧滨水新城位于斯德哥尔摩市区的东南部,离市中心的老城保护区GamlaStan岛约4.5公里。哈马碧新区的规划,总体上可以概括为围绕着哈马碧湖(Hammarbylake)及其河道的西北、南、东北三个部分区域。每个区域又分别以各自的中心公园向四周展开,图书馆、商店和为社区公共服务的办公机构被分置在整个城区的交通重点上。在哈马碧新城的三个区域中,在西北区域地块的中段,设计师规划了一条长约600米的滨水步行道(图63),禁止机动车穿行,为居民提供了晨练、跑步的良好环境。

图63 哈马碧社区滨水一侧

地块西南段虽然规划较为简单,只建造了四组居住楼体(图64)及其附属的公共服务空间,但从实际使用情况看,这里的居民不仅可以方便地利用临近的滨水步道,同时社区北边也拥有独立而开阔的大花园及足球场;地块东北部分是大型的艺术机构——Sparvags muséet和Leksaks muséet两家艺术博物馆。区域在整体规划上较为丰富,不论居住模式、景观类型都具有多样化的特征。尺度随地势降低逐渐减小的滨水住宅以及半岛中心隆起的山地公园(图65),都给人以悠闲浪漫的温馨感觉。

图64 依山就势休闲浪漫

图65 哈马碧社区内景的居住楼体

建筑手法中所采用的有限的楼深、内拢式顶层公寓、大阳台和露台、楼顶平台及明亮色彩外墙等都体现了简洁的现代风格;同时,材料选用上也多采用玻璃、木材、钢材和石料等经久耐用的类型,总体上给人以清新愉快的感觉。

4.3 绿色交通
这里的交通尤为绿色,哈马碧滨水新城由一条三公里长、中有林荫隔开的大马路维系起来,交通和服务设施集中在两边(图66)。围绕着新城,建有公园、码头和风格各异的步行小路,中央水域构成一个景观集中的公园。沿着哈马碧大道两边(图67),以古典的内城风格建设了临水高楼。这是一个半开发的街区,它将封闭的传统内城与更加现代化和开放的规划的新区融汇结合。内城街道的规模、街区大小、建筑物高度、密度与功能性的混合等,与一种新的开放性、临水景色(图68)、公园和阳光集合起来。

图66 哈马碧大道 

生态城中设置了大面积的步行区、自行车道(图69),人们出行稍远时多搭乘有轨电车、渡轮,去往斯德哥尔摩城内有方便的铁路运输和公交。此外,当地的私家车主们还组织了“汽车共有团体”,所有会员均可通过手机获得就近汽车的开车密码,在指定场所还车。人们通过种种办法,减少私家车的数量,以保证空气质量。类似于我国的共享单车,这样就使个人拥有车辆的必要性大为减少,有效减少了私家车的拥有量和使用量。目前有350位成员,共25辆汽车。

图68 哈马碧码头

图69 自行车道

4.4 能源综合利用
在当地政府与开发商签订协议之时,舒适、健康的环境友好理念就成为了该社区的最高宗旨。所有的建筑材料都必须是节能、环保的,所有家用电器都要达到最高的能效标准,否则就解除合同;家用能源50%来自太阳能,其余50%则依靠垃圾发电、沼气发电和废水处理产生的余热;经过排水净化和家庭垃圾处理,转化成热力、空调降温、电力和沼气,同时居民区也使用了太阳能电池和太阳能热水器。
Hogdalen热电厂(图70、图71)利用垃圾焚烧生产远程供热和发电。电热厂的排水在冷却过程中所产生的“余冷”也被利用,提供城区内夏天的制冷所需。Henriksdal净水厂处理过的污水中的热也通过污水源热泵进行集中供热。食物垃圾和废水淤泥经生物降解生产沼气,用于市政公交客车,同时也为新城内近1000个家庭提供厨房燃气,腐烂的淤泥用作肥料。
除了其他环保环节中的再回收能源以外,哈马碧的绿色能源生产链条还包括安装在许多住宅楼外墙和房顶上的太阳能设备,它们包含太阳能电池、太阳能取热器和燃料电池。例如,在SicklaKannalgata的两栋房屋之间所安置的太阳能电池板,足以满足它们之间公共空间的电力消耗。而在Viken街区,有一处大屋顶上朝南安装了390平方米的太阳能取热器,它供应了该楼全年热水需求量的50%。

图70 Hogdalen三联供

图71  哈马碧热电厂(依山顺势做的滑雪道)

(未完待续)

作者
住房和城乡建设部科技与产业化发展促进中心 文林峰 张小玲
中建科技有限公司 李丛笑
中国建筑标准设计研究院有限公司 朱滨 曹彬
天津住宅科学研究院有限公司 李军华

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