俄罗斯首栋Active House建筑

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项目信息
项目名称:Zapadnaya Dolina住宅小区
宗地面积:82.7公顷
项目位置:俄罗斯 莫斯科
建筑面积:218,700平方米
商用建筑:13,700平方米
住宅建筑:205,000平方米
居住人口:6000人
建筑设计:俄罗斯Polygon Lab建筑事务所
开发商:威卢克斯集团  ZAGORODNY PROEKT房地产公司
总建筑面积:229 平方米

2010年俄罗斯总统梅德韦杰夫在丹麦进行国事访问,表达了节能的必需性以及对可持续建筑的兴趣,激发了威卢克斯(VELUX)俄罗斯公司建设俄罗斯首栋Active House主动建筑决心。威卢克斯集团联合莫斯科地区领先的房地产开发公司Zagorodny Proekt公司共同合作开发。
俄罗斯首栋Active House主动建筑设计初衷是为俄罗斯住宅建筑树立一个新标准。它的设计以主动建筑(Active House)原则为基础,力求节能、健康的室内气候和环保问题的均衡处理,从各方面提高建筑质量和住户美好感受。项目位于莫斯科市纳罗夫明斯克区,距离莫斯科环城公路(MKAD)20公里的Zapadnaya Dolina住宅小区,这是一个正在建设之中的新住宅小区。


总体规划
Zapadnaya Dolina住宅小区的客户对象是那些希望远离都市喧嚣,最大限度实现工作与生活平衡的消费者。Zapadnaya Dolina项目人口容量将达到6000人,住宅类型包括别墅、联排别墅和公寓,同时还有零售、教育和社区性设施,它们全部集中在一个美丽的小区之中。客户具有丰富的选择余地,极为优美的街道风景,以及高质量的开放空间。
俄罗斯首栋Active House主动建筑位于此小区中,是一个样板性项目,旨在证明通过合理设计与规划,利用俄罗斯市场上现有的建筑材料和建筑技术,完全可以建造一座节能高效并拥有健康室内气候的住宅。

Zapadnaya Dolina住宅小区

Active House理念
Active House是一种建筑建筑标准体系,致力于在不影响气候的前提下为用户提供更加健康和更加舒适的生活环境,将我们引领到一个更加洁净、更加健康和更加安全的世界。
Active House建筑理念提出了一个目标性框架,通过关注室内和室外环境,利用可再生能源,引导人们在建筑设计和改造过程中突出用户的健康与舒适感。一座主动建筑的质量高低要综合考虑能源消耗,室内气候条件等因素,以及对外部环境的影响。

建筑设计
从房屋设计上来看,Active House传统理念通过现在手段得以体现,彰显了其独特魅力。房屋布局兼顾了功能性和特色性。规则的建筑平面满足了斜坡屋顶和建筑高度翻番的要求。建筑特色体现内与外的关系,展示形态与光照的相互作用。通过威卢克斯屋顶窗的策略布置,当人们从一个房间进入另外一个房间,可以感受环境带来的独特美感,可仰望清晰的天空景象。
建筑外观稳固而紧凑,建有辅助区域,与房屋的不同功能相联系,包括游廊、夹层和烟囱。房屋为东西走向,配南向斜坡屋顶。
建筑分为两层。第一层为公共区,设有厨房、客厅和办公区域。第二层为私密区,配有一个主卧和两个次卧。客厅从视觉上与两个楼层相互贯通,确保了充足的光照。立窗进行了精心布置,可以让用户欣赏到美丽的山景和周围的树林。屋顶窗则将光线引入了房屋深处。





Ground floor 1:200: 一层平面图,1:200
Second floor 1:200: 一层平面图,1:200
Section B-B 1:200: B-B剖面图,1:200
Ground floor 134m2    一层 134m2
Second floor 95m2 二层 95m2
Total 229m2  总面积:229m2
Terrace area 47m2阳台:47m2

主动得能的立面
建筑的南侧立面和斜坡屋顶在智能采光设计中占有非常重要的地位。精心布置的屋顶窗和立面窗,以及集成的威卢克斯太阳能集热器可以充分利用太阳提供的免费能源。
建筑立面也具有积极主动的品质,对创造宜人的室内气候具有至关重要的作用。它有效利用太阳热能和烟囱效应创造舒适的通风效果。屋顶窗和立面窗安装了智能电控遮阳产品,可以根据气温、太阳光照方向和用户需求自动调整采光效果。


屋顶和立面采用的均质材料参考了俄罗斯传统建筑风格。这种建筑风格符合生态规律,木制墙面经久耐用,且碳排放率较低。木制框架结构是特意选定的,因为多层墙壁结构可以将冷桥效应降到最低。为获取所需热量,内墙使用了特重型石膏板。


室内气候
通过科学的日照和通风设计,此项目创造了一个健康和舒适的室内气候环境。通过精心布置窗体位置,建筑师使室内不同区域呈现出不同光照效果,同时又可以确保用户欣赏到周围不同方向的风景。通过与顾问工程师的密切合作,以及利用3D模拟技术测试室内气候效果,设计达到了最佳水平。在项目组内部,主动建筑原则创造了一个平台,建筑师、工程师和能源技术专家的密切合作成为创造性设计过程不可或缺的一部分。这种科学组合,有助于利用市场上最具环保性的产品和方案。
炎热夏季的气温舒适度是通过自然通风实现的,空气对流和烟囱效应确保了最大换气率。为营造舒适的室内气候,所有屋顶窗和立面窗都安装了室内、外窗帘和遮阳篷。夏季的强光和高温可以通过智能自动控制的遮阳装置得以抵消。


先进的自动控制系统WindowMaster调节自然通风水平,实现了舒适的室内气候。系统可以根据室内二氧化碳的水平自动打开或关闭窗体。威卢克斯智能电控屋顶窗、立面窗和所有遮阳产品都被集成到这个独具特色的系统当中。WindowMaster系统操作界面简单友好,用户可以很容易观察产品的工作状态并进行相应操作。房间中使用的系统可以根据用户的喜好进行调节设置。

自然采光设计
充沛的阳光可以创造一种轻松愉悦的室内居住环境。建筑朝向和设计有助于更加积极地利用阳光。因为阳光的有效利用,建筑内部大部分区域仅需基本照明水平,大大降低了能源消耗。

能源设计
一座主动建筑应该具有较高的能源利用率,大部分所需能源应来自内置在建筑中的可再生能源或来自附近的集体能源系统。


Energy from VELUX solar collectors: 源自威卢克斯太阳能集热器的能量
Energy from solar cells: 源自太阳能光伏电池的能量
Electricity:电能
Natural ventilation:自然通风
Stack effect: 烟囱效应
Energy for floor heating from VELUX solar collectors: 威卢克斯太阳能集热器提供地暖
Water tank and heat pump: 水箱和热力泵
Section A:截面图A
South facade: 南立面图

俄罗斯Active House建筑节能高效,且易于操作。为降低二氧化碳排放,优化能源水平,建筑设计必须整体考虑,而不是各个部件的简单堆砌。
建筑利用了内置在总体设计中的多个能源。免费的太阳能是建筑的主要能量来源。促成正能量平衡效果的因素包括一个高效的热力泵,提供热水的太阳能集热器和一个发电的PV太阳能光伏电池系统。
威卢克斯太阳热能系统为家庭生活提供热水和房间取暖,该系统致力于能源利用效率的最大化、改善美学感受和操作的便利性。与所有威卢克斯产品一样,该装置同样具有很高的质量水准。它外观优美,可以方便地与威卢克斯屋顶窗连接,从而提供了一个外观漂亮和技术优化的解决方案。威卢克斯太阳能集热器提供的热能可以为建筑提供65%的热水。
建筑的朝向和设计使其可以更大程度地利用太阳光照。窗体应该看作能源贡献的一个组成部分。它们的位置经过了精心布置,确保科学合理的热能利用和自然通风效果。由于日光的充分利用,建筑内部大部分区域的基本照明要求得到了最大程度的降低。
高度密封的建筑结构对热量消耗具有至关重要的作用。墙壁采用多层结构,具有很高的绝缘效果。内墙中添加了高压制作的石膏材料,进一步提高轻质木框架结构的热能效率。 


为检测利用太阳能建筑的能量平衡,必须测算总体能量框架。这意味着,我们不仅要考虑窗体导致多少热量损失,同时还要考虑窗体对冬季取暖的作用。俄罗斯被动建筑研究所实施的一项能量测算表明,取暖期取暖消耗的能量是38kWh/m2year。 
计算数据显示这栋建筑总能耗为一年每平米110千瓦时,这个数字大约是现有建筑法规规定的五分之一,是俄罗斯建筑平均能耗的七分之一至八分之一。

智能遮阳
为营造舒适的室内气候,所有屋顶窗都配备了内部和外部窗帘和遮阳装置。该建筑配备了先进的家居自动化系统WindowMaster。该系统可以根据二氧化碳水平,自动控制建筑室内气候。威卢克斯 INTEGRA电动屋顶窗、墙面窗和所有遮阳产品都被整合在这个特别的系统之中。


充足的室内的阳光,需要自由调控。威卢克斯窗帘与屋顶窗配合使用,可将热量损失降低21%。不仅增加用户的舒适感,还可节省取暖费。威卢克斯室外遮篷式遮阳帘有效阻碍热量传播,当阳光抵达玻璃前便被阻拦下来,即可以阻止热量传播,又确保了室内凉爽通风。最重要的是,它并不妨碍用户欣赏外部风景。威卢克斯室外电控防护卷帘集成了六个防护功能,夏季隔热,冬季节能,安全保护,降低噪音,控制光照,安全私密。
 
(下侧图片)
No solar shading: 无遮阳装置
Intelligent solar shading: 智能遮阳装置
Time of day:时钟时间
Experienced indoor temperature: 实际室内温度
Overheating without solar shading:无遮阳装置的过热状态
With intelligent solar shading:装配智能遮阳装置的状态


系统方案
威卢克斯设备可以确保威卢克斯屋顶窗以最节能高效的方式安装在屋顶上。无论一个建筑组件多么节能高效,都必须与建筑的其他部分完美结合。60多年以来,威卢克斯集团形成了一个广为业界称道的安装程序。它可以确保与屋顶之间的最佳结合,消除屋顶与窗体之间不必要的能量损失。
这一安装程序的基本原理是,将窗体深深嵌入屋顶,利用合适的遮雨板、BDX绝缘框架和BBX水蒸汽防渗套圈,确保与其他建筑部件的紧密结合。绝缘框架还确保了最高的安装质量,同时最大限度地降低了窗体与屋顶材料之间不必要的热量损失。
为满足目前极为严格的能耗标准,住宅必须具有很高的气密性。建筑物气候防护层出现的任何孔隙,都会不利于标准的实现。威卢克斯安装程序可以有效避免这一问题,并确保最有效的安装效果。
境保护
该建筑对环境和文化资源产生的影响极小。它使用的建筑材料具有很高的回收率,而且具有自行回收和再利用能力。屋顶和立面采用了相同的建筑材料,沿袭了俄罗斯传统的建筑方法。这个建筑方法也具有经济适用的特点,木质墙面经久耐用,二氧化碳排放较低。建筑采用了桩基础,软木松框架采取就地组装方式。
NLK房屋建筑公司负责俄罗斯第一座主动建筑的木结构工程施工。该公司是俄罗斯一家著名的木材深加工企业。该公司贴有FSC标签的产品表明,木材砍伐过程中没有对环境造成损害,没有影响居住在森林中的动物和鸟类,也没有妨碍森林附近居民的生活质量。
威卢克斯屋顶窗具有很长的使用寿命高达四十年。制作这些窗体的木材大多来自可持续发展的PFEC或FSC认证的森林。此外,窗体使用的玻璃和铝材也都可以重新回收利用。 


该建筑竣工以后面向公众开放了六个月。为了解建筑在现实生活条件下的具体表现,我们将继续收集数据,对房屋质量进一步评估报告。目前已邀请当地一个家庭在其中生活12个月。这一检测过程有利于确定建筑和技术方案的实际效果。
该项目得到了俄罗斯建筑师联盟(Russian Union of Architects),主动建筑联盟(Active House Alliance),俄罗斯可持续建筑理事会(Russian Sustainable Building Council),生态标准小组(Eco Standard Group),俄罗斯被动建筑研究院(Passive House Institute Russia),木质建筑联合会(Wooden House Association),建筑物理科学研究院(Construction Physics Scientific and Research Institute)和圣彼得堡俄罗斯国立建筑大学(Russian State Construction University in St. Petersburg)等单位的大力支持。         

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