passivehouse.kcpc.com.cn 主办:住房和城乡建设部科技与产业化发展中心
1 前言
住房和城乡建设部科技与产业化发展中心组团于2017年8月29日~9月4日前往瑞典和芬兰学习被动式低能耗建筑、装配式建筑以及钢结构和木结构建造技术。该代表团由6人组成,由住房和城乡建设部科技与产业化发展中心副主任文林峰担任团长。
代表团通过实地学习、参观考察并与设计院的专业设计人员进行了深入沟通,与芬兰的政府管理部门有关人员进行了座谈交流,与当地大学的权威教授进行了专业交流,并在当地的社区与居民家中进行了实地调研与座谈沟通。代表团顺利地完成了各项考察任务,获得了大量的一手信息和资料。
2 被动房项目
2.1 哥德堡社区装配式被动房项目
8月29日代表团在liljewall设计公司总裁PeterRuge的陪同下,参观了哥德堡装配式被动房建筑。瑞典的装配式被动房构造节点在不断发展、日臻完善。例如,过去外挑阳台构造会出现明显的热桥(图1),而现在的构造完全避免了热桥(图2)。装配式被动房构件设有排汽构造如图3、图4所示,墙体外叶板中留有排汽孔如图5所示。瑞典装配式墙板均带有饰面,可以仿制石材、砖混、水磨石等各种效果,做工十分精良,如图6所示。瑞典所有的建筑均带有窗台板,预制装配式建筑也不例外。窗护角和窗台板安装考究,如图7所示。
图1 过去的挑出阳台节点
图2 现在的挑出阳台节点
图3 瑞典混凝土装配式建筑的排汽构造
图4 PeterRuge讲解排汽构造
图5 墙上设有排汽孔
图6 代表团成员研究饰面做法
图7 窗户护角与窗台板
2.2 SPARRAS学校项目
8月30日,代表团参观了SPARRAS学校(图8、图10)。参观过程中发现了高效热交换器、智能送风口等多项国内应用尚不多的产品。通过该项目,代表团了解到地道风空调技术在当地的使用情况,同技术人员共同探讨了本项技术的原理(图9)、过程及使用效果。SPARRAS学校项目在能源利用方面有很多亮点(图10~图19),厨房的余热回收被用于室内空调供热,冰箱制冷系统的热量也被有效回收至空调系统,智能变风量风口美观大方,关键地道风的使用大大节约了夏季的制冷能源及冬季的供热能源,取得了非常好的效果。虽然学校配置了采暖系统,但是从来没有启动过。
图8 SPARRAS学校
图9 地道风空调系统图
图10 SPARRAS学校
图11 用地道风变风量空调机组
图12 室外进风室
图13 室外进风口和风管上送风风扇
图14 利用厨房余热回收的新风热交换机组
图15 自行设计的厨房冰柜制冷系统(便于热回收)
图16 将冷柜的冷凝器释放
图17 地道风进风口
图18 送风管廊
图19 变流量送风口
图20 为本项目全年的监测数据,可以看到送风温度稳定,本项目夏季无需空调制冷,冬季地道风系统将提供新风的热源,配合采暖完成冬季供热;本项技术节约了制冷及大量的采暖能源,节能效果明显。
图20地道风的测试数据
3 装配式混凝土结构建筑项目
3.1 装配式混凝土建筑
3.1.1 芬兰赫尔辛基装配式住宅项目
在芬兰使馆精心安排下,代表8月31日团深入参观了位于芬兰赫尔辛基的一个采用装配式混凝土结构方式建造的住宅工地。该建筑高6层,采用预制装配式混凝土剪力墙结构,预制构件由ELEMATIC公司设备工厂提供(图21),由Elematic(混凝土预制)公司派来的工程师PetterLaitinen(佩特利•莱迪宁)与代表团成员在现场进行了全面深入的沟通交流。
图21 本项目施工平面图
项目特点:
(1)该建筑是当地的装配式低能耗建筑,围护结构做法很讲究。由于项目地处寒冷地区的北欧,其基础部分外保温层为250mm厚的挤塑聚苯板保温层,板与板之间有特殊做法避免冷桥(图22)。
图22 基础外保温做法
(2)本项目采用装配式建造方式,水平构件如楼板、阳台、楼梯、空调板、梁等均采用预制构件。竖向构件如外墙、内墙、非承重隔墙以及烟道、水暖井等均采用预制构件。主体施工过程中现场湿作业较少,外墙竖缝之间采用预埋钢索后插连接钢筋、后浇混凝土的方式连接,外墙竖向之间采用预埋钢筋、套筒坐浆连接的方式连接,外墙外板之间在安装固定后打保温耐候胶进行封缝、防水处理(图23、图24)。
图23 三明治板保温做法细部
图24 预制外墙安装及细部处理
(3)本项目墙体主要采用三明治夹心保温墙板,其芯部保温层采用150mm厚岩棉,具有较好的防火性能及耐久性能,上下层墙板交接处局部采用后贴EPS保温板处理,确保保温层连续性及冷缝发生(图25)。部分外墙采用预制外墙板+外贴保温的形式,其中窗洞口处采用木质外附框,外窗安装在附框内,以保证保温连续、断热桥等作用,此部分外墙后贴外保温层设在墙体外侧,贴墙至附框处(图25)。
图25 预制外墙板+外保温做法
(4)本项目地下室顶板及楼板均采用了大跨度预制空心楼板,现场大量节省了现浇混凝土面层及施工顶板用的脚手架,提高了现场施工效率,节约了大量人工,同时较大的厚度也对楼层上下的隔音及保温性能有较好的提升作用。空心板的孔洞防护做得较好(图26)。
图26 预制空心楼板
(5)为增加室内空间布局灵活性,该项目梁-板节点做法采用预制空心钢梁承托预制空心楼板,并局部后浇混凝土提高建筑整体性。钢梁顶部标高及孔洞位置均与预制板面标高保持一致,施工简单高效(图27)。遇有局部降板位置采用不承托板高度不一致的做法配合现场混凝土浇筑达到要求,现场施工快捷(图28)。
图27 大跨度空间结构预制空心钢梁
图28 卫生间降板处理方式
(6)预制阳台往往是冷桥不易处理之处,本项目预制阳台与楼板之间采用了断热桥做法,既热桥部位采用高强度钢质专用连接件承担阳台荷载所产生的弯矩及剪力作用(图29)。
图29 预制阳台与楼板之间断热桥做法
(7)本项目竖向上下水管道、采暖通风管井均采用预制构件,在相应的楼板位置预留孔洞,对管道位置提前在预制构件中预留孔洞,现场安装混凝土预制管井,定位准确,表观效果良好(图30)。
图30 管道位置预留
(8)芬兰装配式建筑发展时间较长,积累了较多的经验,也带动形成了相关的产业,一些小的专用配件以及专用小工具成体系、方便应用,提高效率。例如板连接处设置调节板高度的塑料垫片,垫片厚度有5mm、10mm厚等几种型号,用于调控预制楼板标高,效率很高。预制外墙板连接处设有凹槽方便连接(图31)。
图31 墙板安装垫片及凹槽
(9)本项目部分外墙板采用带饰面的混凝土预制板(图32),在工厂预制时通过反打工艺直接成型,牢固可造,并现场装配完成。户内隔墙采用预制砌块的做法(图33)。
图32 带饰面外墙板
图33 室内预制隔墙
3.1.2芬兰赫尔辛基新建住宅及商业综合体项目
在Elematic(混凝土预制)公司工程师PetterLaitinen(佩特利•莱迪宁)陪同下,代表团成员9月1日参观了位于赫尔辛基Kalasatama的一个正在建设的大型住宅及商业综合体项目(图34),并在现场与该项目的现场施工人员、项目管理人员、设计师进行了深入交流。该项目是当地至今最大的建筑项目,建筑面积约30万平方米,采用装配式的方式进行建造,由SWECO设计事务所设计,预制混凝土构件由使用ELEMATIC公司生产设备的构件厂提供,SRV建筑公司进行施工。
图34 Kalasatama城市综合体项目
赫尔辛基的建筑原本是体量和规模都较小,现在受到现代商业理念的影响,也开始搞大规模的城市综合体。本项目距离市中心相对较远,没有对现有城市主体既有的建筑群风格上造成影响。本项目由八栋塔楼及大地盘贯通裙房组成,最高塔楼134米。建筑物用途包括商场、酒店、写字楼以及火车、地铁及高速路(图35)。
图35 项目群概况
(1)本项目主体为36层高的钢筋混凝土结构,其中底部四层及第五层转换层采用现浇混凝土框架-剪力墙结构,上部30层采用装配式预制混凝土剪力墙结构(图35、图36)。底部裙房主体结构采用钢管混凝土与型钢梁组成的钢框架结构(图37)。为减少通过建筑物的高速路及地铁等对建筑产生的振动影响,支撑高速路及铁路的主体结构(梁、柱)与本项目主体结构设置分隔缝,分隔缝之间填充发泡物进行隔声处理(图38)。
图36 项目结构示意
图37 裙房采用钢框架结构
图38 主体结构与地铁站间采用的隔振措施
(2)本项目主体下部五层以及楼、电梯核心筒位置采用现浇混凝土结构,裙房采用钢结构,上部住宅部分大量采用预制构件,如预制楼板、预制楼梯、外挂三明治保温墙板等。现场施工工法、节点措施等与目前国内北方的预制建筑要求及做法基本相同。现场看到的楼梯也为预制混凝土楼梯,成品保护做得较好(图39)。
图39 预制楼梯及成品保护
(3)芬兰地处寒带,气候寒冷,建筑对保温的要求较高。本项目裙房的围护结构采用装配式的复合保温板,外覆铁皮,内夹250mm厚岩棉,窗口进行了较好的预留与保护,在现场进行安装拼接。外饰面采用外挂金属板幕墙的形式(图40)。裙房围护结构根部、顶部的连接形式以及安装窗前的成品保护如图41所示。
图40 裙房围护结构示意
图41 裙房围护细部做法
(4)由于防火性能、耐久性能以及建筑保温的要求,芬兰大量建筑都用岩棉作为保温材料及防火阻燃材料(图42)。特别是底层裙房钢结构构件的防火处理措施,由于钢构件较为“轻薄”,常规外涂防火涂料显然不能保证足够的涂料厚度,本项目采用包裹岩棉的形式,岩棉的材质及施工质量较好。为了充分利用房屋高度,钢梁主要使用格构梁或钢梁腹板穿孔,以便于设备管道通过,增大有效层高并降低构件重量、节省材料(图43)。
图42 保温岩棉用做保温及防火材料
图43 钢构件包裹岩棉防火处理
(5)考虑到垂直运输的问题,上部住宅部分的内部填充隔墙主要采用砌块砌筑的方式。本项目采用砂加气轻质砌块,在门窗洞口位置设有加筋砌体过梁(图44)。
图44 內隔墙及砌块
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
图60 预制与现浇混凝土钢筋用量比对
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
图67 哈马碧大道两边
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)
4.5 水综合利用
哈马碧滨水新城一个重要的环保目标是,将水消费量减少一半。斯德哥尔摩的居民人均日用水量180公升,而这里的目标是100公升。目前,人均日用量消费为150公升。另一个目标是更清洁的排水;废水处理后最终排入群岛海域,污水处理后产生的沉渣将能够重新用到农业中,有害物质含量副产品将减少50%,并且95%的磷将被分离出来,重新用到农业中。
对于生活排水,哈马碧建造了自己的净水厂,专门处理生活排水(因所含污染物比生产排水和自然降水少)并循环回居民家中。当排水沉积腐烂时,还提取生物燃气。腐烂的生物净水沉淀用于积肥。目前,他们正在研发和比较化学、物理和生物等多种净水方式的优劣。
海绵城市的理念在生态城里得到了充分的应用,对于自然降水例如雨水和融水,哈马碧模式通过海绵社区进行渗、蓄,还通过绿色屋顶、人工降水渠等设施将降水进行收集,最后通过蓄水池和水台阶进行沉淀和过滤,再汇入哈马碧湖与运河中(图74~图76)。
图72 鱼的洄游通道
图73 阶梯式水道
图74 砂石渗透地面
图75 雨水收集水沟
马路地沟水在开放或封闭的净水厂被处理,然后被导入哈马碧湖。值得注意的是,为了保证处理水含有足够的氧气,水道设置台阶(图73、图76),水系统中设置了鱼的洄游通道(图72)。
图76 水道中设有台阶
4.6 垃圾利用
垃圾不再是垃圾,而是一种必须加以利用的资源。回收的材料用于生产新的物品以节约自然资源。垃圾被分为三个各自独立的级别进行处理:就近楼宅、就近街区和就近地区。垃圾分为生活垃圾、食物垃圾、报纸和废纸等,被放入楼内不同的垃圾投掷口,或者放在楼宅旁边(图77、图78)。不适合投入就近楼宅垃圾投掷点的废弃物,送到就近街区的垃圾回收房。属于这类废弃物的有包装、大件废弃物,电子废弃物等。危险废弃物例如油漆、电池和化学品等,分拣后交给地区垃圾集散站。垃圾投掷点通过地下管道,连接至一个中央收集站,垃圾通过真空抽吸技术输送到这里。在中央收集站,不同性质的垃圾将再次被进行分类评估,有些即被当场再利用,而剩下的则必须被运输到更远的专业处理工厂。垃圾车可以不开进小区就取走垃圾集装箱,并且收垃圾的工人免去了繁重的举升工作。
图77 小区垃圾回收口
图78 楼内垃圾回收口
哈马碧的住宅室内装修简约,人们注重健康的饮食、纯棉等质地的衣着与可再利用的日常品。还有一类回收装置是旧衣物的回收箱(图79)。人们可以把废旧衣物投放在回收箱,供旧衣物回收利用公司捡走,一部分进行清洗后资助其他人使用,另一部分进行翻新后另做它用。
图79 旧衣物的回收投放箱
4.7 人与自然
这里的小学以及社区儿童活动场所非常有趣(图80、图81),即以人为本又与自然非常和谐,相比之下我国设置的各类儿童活动设施显得过于单调。
图80 小学生们在屋顶行走玩耍
图81 社区儿童游乐园
居住建筑的高度不超过五层楼(图82)。Bokalder先生解释说,这样做的理由是保证住在顶层的住户可以经窗户喊回自家的小孩。大阳台和露台、大窗户、楼顶平台及对着水的色彩明亮的外墙均是建筑师精心实现建筑与码头设施和水域情景相融的手段。
图82 不高于五层的建筑
在这个生态城区中能明显感到生物的多样性,能够看到各种植物以及一些动物,如图83、图84所示。
图83 河里的鱼类得到保护
图84 鸭子在水中悠闲游荡
4.8 小结
迄今为止,哈马碧滨湖城的开发进程运作得很成功(图85)。据了解,居住于此的人不仅仅是瑞典国内居民,来自世界各地的居民占了很大的比例。该地区的公寓价格由一期的8000瑞典克朗/平米涨到了现在的3万瑞典克朗/平米(相当于人民币7400元/平米涨到了27752元/平米),而2006年瑞典的人均收入约2.5万欧元。因此,对于瑞典的普通百姓来说,这里也算是较昂贵的住宅区了。而对于来自其他国家的居住者来说,这里的门槛更不可谓不高。在参观过程中考察团也观察到业主大多数是中年夫妇家庭,问询陪同人员,他们也说这里居住的人基本上是收入较高的人士。
哈马碧也是由之前的工业区、棚户区改造而来的,该项目最大的特点在于它以一种集成的方式实现了可持续的都市生活。例如对水资源、垃圾和能源的处理整合到了一个系统之中。通过设计导则,对建筑、景观和水的处理,哈马碧创造了一个统一和谐的都市景观,同时,总体实现了预先规划的生态低碳目标。
哈马碧生态城的建设经验——可持续的发展理念、低碳的发展模式,对于我国生态城区建设尤其是雄安新区、通州副中心等建设具有积极的指导意义。但是也了解到有一些居民对该城区缺少人文气息而抱怨,同样我国的新建的生态城区中,例如天津的中新生态城也有类似的问题。
图85 VarisBokalder先生介绍哈马碧滨水新城
5 既有建筑改造项目
5.1 GARDSTEN社区被动房改造项目
8月30日,代表团成员考察了距哥德堡市13公里的GARDSTEN社区,人口约7000人,1962~1972年建造,属于预制混凝土大板装配式建筑。在2005年改造之前居民基本上是低收入者,Lijiwell设计公司设计了改造方案——重新规划了建筑立面和建筑内部空间布局。改造内容包括建筑立面、建筑内部使用空间、外围护结构保温系统、暖通系统、太阳能利用、生活辅助设施的增加等(图86~图91)。改造之后,建筑室内环境得到极大改善的同时,建筑用能大大减少,一些城市中产阶层开始在这个街区购置房产,社区的犯罪率极大下降。
图86 GARDSTEN社区
图87 社区改造之前的外景
图88 改造前的街道
图89 改造设计方案
图90 改造前后街景对比
图91 建筑室内空间改造方案
5.2 哥德堡社区改造项目
哥德堡社区改造项目(图92~图97)很有特色,结合了被动式装配式的相关技术,搭建快捷,社区环境优美,通过建筑技术和材料实现了住宅建筑的自然通风、隔声降噪、保温隔热等目的,社区垃圾收集采用管道压力输送方式收集垃圾。对建筑形体及立面均做了新的优化布局,改造后的建筑外观现代时尚,同时加装了装配式阳台,对居住建筑非常实用。这个社区原本是低收入者聚集区,被动房改造之后,街区环境得到了极大改善。一些中产阶级也把这个区域作为住房选择。
图92 社区平面图
图93 装配式住宅被动房
图94 装配式被动房
图95 社区内垃圾分类收集系统
图96 改造后的住宅,建筑造型美观现代
图97 装配式阳台
在随后的参观过程中,团队成员重点参观了这个社区中的住宅项目,其中采用了大量的装配式构件,例如外墙、阳台、隔墙构件。团队成员对改造时采用的节能技术、装配式方法以及构件、节点做法等与Peter进行了沟通(图98~图100),特别是对其采用的外墙保温做法进行了讨论。上述建筑的外墙由内至外主要是承重墙、保温层以及保护层构成。但是与国内采用的三明治保湿墙板做法不同的是,由于上述建筑的保温层非常厚(约200mm),其保温层并未与承重墙做成一体,而是分开进行施工,并在现场采用锚栓进行连接,同时为了保证雨水能够尽快排出,在外墙不同位置设置了一些排水孔,并在窗口上下位置设置了不锈钢的泛水板。在楼与楼之间设置了大体块的玻璃幕墙,用以隔绝社区外部的噪音,并能保证社区内的采光。
图98 团队与当地设计师PeterRW进行现场讨论
图99 该社区住宅采用的阳台连接、隔墙连接节点做法
图100 该社区住宅外立面
5.3 旧有的重工业厂房改造而成的旅馆
在当地设计院liljeWall设计公司Peter的带领下,代表团到当地一个低碳改造旧社区进行参观,参观的建筑类型包括旅馆建筑、办公建筑以及住宅建筑。给代表团留下较深印象的是其中的一个由重工业厂房改造而成的旅馆(图101~图104),这个建筑高度约30米,内部为七层,对外部立面和内部空间都进行了改造和调整。这个项目的改造不仅保留了原有的柱、屋面梁等主体承重结构,在此基础上又增加了一些辅助承重梁、柱,而且在原屋顶上部又新建了一层。内部每一层都设置了形式各异的共享空间。在参观过程中,Peter详细介绍了这个社区改造前后的情况以及进行节能改造所采用的各项技术。
图101 由重工业厂房改建而成的旅馆
图102 保留原始工厂钢结构部分
图103 内部钢结构部分
图104 改造后的酒店大堂
6 其它
6.1 与SWECO公司座谈装配式建筑建造技术和BIM的应用
SWECO公司派出技术工程师分别介绍了装配式建筑技术、体育建筑、BIM应用技术和一些建筑案例(图105~图109)。代表团在认真听完技术讲座后,观摩了设计人员使用BIM的情况。芬兰不仅所有的项目均采用BIM设计,并且结合了VR、AR及MR技术指导项目的施工。芬兰的装配式建造技术、体育建筑设计技术和BIM的应用技术有许多值得我们学习的地方。
图105 SWECO公司专家为代表团介绍装配式建筑发展技术
图106 BIM方式进行设计
图107 结合VR模拟现实设计场景
图108 SWECO公司在设计及施工中采用VR、AR及MR等技术
图109 建筑师向代表团介绍BIM使用情况
6.2 参观哥德堡市城市规划展览馆并座谈讨论
8月29日在Peter的带领下,代表团在规划馆的会议室了解讨论哥德堡市的建设规划(图110、图111),liljeWall设计人员介绍了哥德堡城市规划的情况,该城市规划到2035年,围绕着主河沿线,对原有建筑进行大量改造及拆除,并兴建高层公共建筑。设计人员还介绍了之前存在的环境污染问题以及后期所采取的处理措施,现在的城市发展理念以及能源使用情况(主要采用的是水电)。
图110 规划展览馆
图111 当地设计师进行专题交流沟通
6.3 与liljeWall设计公司交流可持续发展理念
8月30日,代表团来到liljeWall设计公司进行技术交流。这家公司是瑞典中等规模的设计院,承接了大量的城市规划和被动房项目。liljeWall设计公司的办公
空间体现了该公司的设计水平(图112、图113),有
如下几个特点:
(1)室内空间布局合理,利用率高。比如入口大厅右侧空间与讲座空间重叠,投影系统布置在吊顶上,非常实用;入口大厅左侧是会议区,半开敞空间的设计使会议区也可以接待客人;夹层空间利用巧妙。
(2)办公区(图114)极大体现人性化的该设计公司有业余乐队,且有独立的活动室;每层均设有茶歇区,有固定的休息时间,在顶层设置有外露台,是员工休息或工作时的交流空间;工作台面可以调节高度,员工可以坐着也可以站立工作,避免长期固定姿势而产生的疲劳,非常人性化。
图112 liljeWall设计公司会
图113 轮椅体验区
图114 liljeWall设计公司办公区
图115 NiklasWennberg专家作技术介绍
验区、建筑材料体验区等,为工作提供方便。该公司邀请了哥德堡NiklasWennberg教授(图115)为代表团介绍了建筑可持续发展概念和他们的研究成果,核心理念是如何实现社区的资源与能源的自给自足。
6.4 参加芬兰使馆组织的交流会
芬兰使馆组织了交流会(图116、图117)。参加会议的芬兰代表有参赞习梓莫先生、欧洲设计平台EsaSallinen先生、预制混凝土构件专家PetterLaitinen(佩特利•莱迪宁)和木材进出口商JannaLiplainen向代表团介绍了中芬合作情况。芬兰Elematic(混凝土预制)公司佩特利•莱迪宁工程师介绍了芬兰预制混凝土构件的技术与应用情况。文林峰介绍了中德、中意合作中的成功经验。双方希望加强交流与合作以取得实质性的突破。
图116 代表团与当地官员与专家进行交流
图117 参加交流会的中外代表合影
在与芬兰Elematic(混凝土预制)公司交流中印象最深的是“以最少的钱做最好的建筑,是从建筑设计开始的……”。在做预制建筑时,在设计上应该花钱,在其他地方应该省钱,这与国内目前设计行业周期快、精细度不够而造成的各种浪费形成了鲜明对比。
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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