触手可及的梦想
工程师罗德福·索拉罗利生于1948年,1990年从热内亚大学的核工程系毕业,随即成为了其家族企业的董事,活跃在电器元器件制造领域。然而,也因对建筑能效的激情,获得了环境顾问证书,并全职投入了该领域的活动,如担任了事故环境影响评估与研究组织的负责人。尤其是被动式低能耗的建筑设计适用的技术物理学始终贯穿于他的职业生涯。
作为亚历山德里亚省工程师公会中的绿色建筑和可再生能源委员会的发起人之一,他还是亚历山德里亚法院的技术顾问和咨询专家、米兰理工大学的兼职讲师,以及一系列建筑能效和能源认证会议的报告人。他是被动式建筑中心(PHZ)的共同创始人之一和总裁,之所以创建这个精悍的、独立的学会是为了能够向节能领域的新市场需求提供技术咨询。
Solaroli 先生是从遇到业内一位重要人士开始其专业生涯。“2003年,我儿子告知我有一个被动式房屋专业研讨会召开。我对此事很好奇,那时我正全职致力于家族企业工作,从来没想讨论这些问题,然而它们现在却变成了我的工作中心。被动式房屋研究所的创建人 Wolfgang Feist 参加了这次研讨会,他的演讲使我了解到以前我费时费力所做的规划类似于对建筑物能效的这类研究。因这种相似性,加之对环境问题越来越感兴趣,我开始深入钻研这个课题。”
尽管我们这个世界是由技术主宰的,但是理念的威力还是无与伦比的。“我们往往用‘空想家’来描写很多标新立异的人,如哲学家、梦想家、政治家、等。我也认为自己是个梦想家,很喜欢做个规划专家。不过,这是个触手可及的梦想,对于所有愿意费一点时间和金钱来追求一个简单目标的人来讲,至少是这样的。将他们的住宅变成经得起未来考验的家,一个值得至少三、四代人骄傲的家。自从核工程系毕业之后,我就致力于涉及环境事务的职业生涯,不过看起来似乎不太连贯。然而,就我本人而言,我是经典学科出身的技术人员,很遗憾总有一点“二加二等于四”那种刻板的味道。永恒怀疑的信条是曾经推动我而且仍将推动我探索新道路的动力,即使有时明显地与现行的观点相矛盾。”
被动式建筑中心(PHZ)是怎样诞生的?
“当时我决定成为一位设计师兼顾问,专门联系各种专业人士,其中就有 Alessandro Leardi,碰巧他和我同一天加入同一个委员会,他与我是一起毕业的大学同学。被动式建筑中心(PHZ)联合了一群专业人士,经过独立开展业务几年之后,决定分享他们在技术和管理上的经验,专门针对节能课题,在环境工程领域实施业务协作。譬如,Leardi 先生的公司经营与基础设施管网设计和建造有关的广泛业务。我们作为拟定复杂课题的唯一的对话者,建议他通过整合相关能力,在设计和建设技术方面,向客户提供全面的、优质的服务。”
哪些方案最适合建造被动式房屋,以恢复意大利所处的纬度的最佳舒适条件?
“一般对于建筑物不透明的外壳,需要考虑构件的热质、固定和临时遮阳设施、周期性传热系数 – 即定常传热系数与衰减系数的乘积 – 缩小房屋内外温差幅度,该要素与所用材料有关。以夏季舒适度的观点来看,可利用具有高热质的保温隔热材料获得最佳效果,但是,这类材料的综合隔热性能常常稍差。按照气候条件,将不同性能的保温隔热材料组合起来应用常常可以获得最佳效果。就我个人而言,我对所谓的环境友好材料及不是特别环保的材料都一视同仁。最终技术方案的抉择始终是与客户共享信息的结果。就本人经验来讲,除了注意在房屋正面门窗上应用遮阳措施之外,还采取有效策略以减小铺地材料对地面的隔热性,同时应用高性能的屋顶材料。这些被动式房屋的建造原则也适用于地中海气候区域。”
节能问题是怎样成为大众敏感问题的?
“说起要找几位真正具有节能意识且对该问题有全局观点的人,并不那么简单。就像对于医生来讲,‘风险’最大的病人(对我们而言是客户)就是夜间互联网上的就医者。譬如,前些天我受托研究用于中央新风系统(Ventilation Mechanical Control System,VMC)入口处空气预热装置内预加热探头中不同 PE 管的传热情况,就像地热水换热器那样的。按对安装地块的各种假设,有无砂床并考虑到不同的换热系数进行计算。按经济观点讲,采暖用的最好/最差的管子与最好/最差的埋设状态的年费用差不足两欧元。鉴于获得如此的节约效果,这次科研成本可按四百多年折旧。人们有时会受唯一而单纯真实的目标迷惑,建造一幢冬天采暖不花钱或几乎不花钱的房屋。”
那么,如果房屋已经造好了呢?
“欲干预已建好的房屋,需与更复杂的案例作比较,首先分析可能必须面对的建筑系统和各问题点的重大差别。虽然已有不少方案,但是多数场合应选其中效果和成本都可以接受的方案。一般,从经济和节能的角度看,改造房屋外壳可获得最佳效果。譬如,改换门窗,对外周空心墙的房屋允许常常极快地注入空气,可以改善舒适度,虽然能源供应成本颇有增加。显然,这些工程可能需要设备再认证,而若不致力减少泄漏,只对设备进行改造往往不会有很好的效果。”
Mariano Comense (CO)的被动式房屋:PHZ 特别对冬季的能源需求(按照PHPP)、二氧化碳排放和生态足迹作了测算并验证了夏季舒适度。
Cogoleto(热内亚)的自给自足型综合性舒适房屋是利古里亚地区第一幢被动式房屋,获得了2011年能效奖,并位列当年三个意大利最佳项目之一
建筑项目
住宅区
按照不动产市场的提议在 Gavazzana 建造的五幢别墅已经建成了80%,别墅外壳均为不透明的,传热率极低(0.10~0.09W/m2K),配备了可控的机械通风系统,所开设的窗洞适应带辅助窗框的窗户,尺寸大小和朝向考虑到可获得最大的太阳能量供给。
除了选择地板以外,客户还可以定制建筑结构,选择设备和门窗类型;如果选择被动式房屋适用的门窗和热泵连接配余热回收的中央新风系统(VMC),能源指标可能达到13.5kWh/m2a。
于是,公司通过规定最多5年的投资回收期,限定墙体增加隔热保温和布置中央新风系统的成本超支,而未来的业主将面对比之于标准选房价格相应增加附加费的情况。
建筑设计:建筑师 Franco Marchi,Lorenza Mariotti – 建筑与环境工作室
改善能源效率
这座别墅位于 Novi Ligure,一共三层,最上面一层用于居住,而底层不供暖,用作车库、门厅、通道和公用设施间。根据能源审计的各种改造设想,设计师们决定对以下几处实施隔热保温:
– 顶楼楼顶采用不可踩踏的钢筋水泥板填充25cm厚纤维棉(U = 1.76~0.143W/m2K);
– 楼梯井顶内侧填充11cm厚纤维棉(U = 0.584~0.231W/m2K);
– 二层四周的墙体镶嵌10cm厚的挤出聚苯乙烯发泡板(U = 1.236~0.267W/m2K)。
将4.20 m2的窗户换成金属窗框或 PVC 窗框加双层玻璃(U = 4.3~1.3 W/m2K),保留其它全部现有的门窗框(木框加双层玻璃)。现有的锅炉换成一台新的冷凝式锅炉结合一些太阳能集热器。
此番改造大约花费38,400欧元,享受税收减免优惠55%(约为17,300欧元),冬季供暖费比改造前大约减少四分之一,投资回收期为4.4年。
新颖办公大楼
这幢综合办公大楼将建在 Basaluzzo(亚历山德里亚),共有三层,计划采用玻璃棉作为隔热保温层(四周墙体填充22cm厚的玻璃棉,屋顶填充23cm厚的玻璃棉,车库顶板镶嵌20cm厚的玻璃棉)并选用高性能门窗(Umedio = 0.914W/m2K),这样会使整幢建筑的能源指数低于4kWh/m3a,可以期待将是意大利境内现有这类用途大楼的最低值之一。
冬季热负荷的减小(10.3W/m2)将使得 VMC 系统完全可以满足大楼供暖的能源需求,而此 VMC 系统由3台后处理机组(每个楼层一台)供应,后者由一台6kWe可逆热泵供热。
建筑设计:建筑师 Franco Marchi, Josephine Tartaglione -建筑与环境工作室
修复与改造
建在 Novi Ligure(亚历山德里亚)的一个迷人的冬季花园 – 园丁之家及附属的柠檬温室 – 是一处19世纪的贵族地产。这座建筑体现了该房子的原先设计构思:依靠朝南的波状玻璃门窗在冬季时分获得很珍贵的太阳光,而在夏季的几个月内利用适合的设施遮阳。
对于这次改造,房屋外壳的改建和新设备的安装涉及以下几项:
– 安装新门窗(1.2 W/m2K);
– 应用超厚的保温材料(U = 0.127 W/m2K);
– 应用带余热回收装置(效率90%)和地下换热器(效率33%)的中央新风系统。
这座建筑的改造已实际完成,遵照被动式房屋的标准,四个居住单元的平均能源指数为12.6kWh/m2a。与法规规定的标准相比,每年在供暖方面的综合节能(按现行价格)将达3,263欧元,且温室气体排放急骤减少(从每年9.51吨CO2变为1.49吨CO2)。
建筑设计:建筑师 Franco Marchi, Guido Massucco – 建筑与环境工作室
罗德福·索拉罗利的乐事和回报
虽然我在三个大区担任了能源认证师,而且在米兰理工大学教授《建筑物外壳的技术物理学》课程,但是我对能源认证感到越来越缺乏信心。
20多年前,针对建筑物的能源认证创建一个明确而协调的法律框架存在着各种先决条件。如果我们考虑到就在1942年瑞典就在建筑物的能源性能的最低要求方面制订了一项法律(并在1960年、1967年、1980年、1986年、2006年和2007年作了修订),那时候无疑真是美好的时代。
那个著名的10/1991号法令几乎完全是从德国拷贝过来的,唯一一处可以忽略的区别是前者是立即适用,而后者则不是。意大利人的惰性首先需对有关认证的地区性标准激增负责(有时还包括市级标准):虽然不能说两个标准一模一样,但至少可以说是同质的……
我们不谈论自发的认证。那些怀着最美好意图欣喜地签发证书的认证团体先是毫无疑问地填补了立法的空档,但随后不可避免地变成了真正的权力中心,有时甚至成了其它一些令人趋之若鹜的权力中心。结果是外行不得不自己造房子,或者直接买房子,或者甚至只是凭激情走入迷宫,寻找一些可停留点,最终还是退出迷宫,仅遗留下最大的不确定性。人们若是理解这种混乱的情况,那就已经很幸运了。
技术物理学确是一门科学。正如“被动式房屋之父”- Wolfgang Feist 所说,在整个地球上,热力学的规律到处是一样的。只需区区几个数据就可以定义一幢节能建筑,使之可与所有其它类型的建筑媲美。这些就是仔细检查并精确计算的数据结果。其它内容可与互联网上以40欧元代价购买到的 ACE 信息比较。
说到底,能源认证证书始终是客户满意的证明。我认识这些家庭,他们为每一份新到的燃气账单欢呼庆祝,并邀请我去吃饭:我正在以这种方式,依靠这些节能礼单挣一种补充养老金的啊!