10月14日是世界标准日,今年的主题是“标准与智能绿色建筑”,旨在通过标准的实施和推广,将绿色理念与信息通讯技术融入建筑之中,减少污染和能耗,为人类提供更加安全舒适的生活空间。
如今,南极已经越来越成为各个国家展示实力与国策的舞台,极地建筑如何节能降耗也越来越为人们所关注。我国已在南极相继建立中山站和长城站,昆仑站正在筹建中。长城站与中山站建站时由于时间紧、任务重,考察站在保温节能方面、建筑能耗方面等存在着诸多薄弱环节。如,房屋多为体型较小的单层装配式建筑,房间进深小,耗热量大;窗户大多为普通双玻璃单层可开启窗,密闭性差,导热系数大;房间多为深色墙面,大多数时候需要人工照明,增加了能耗;装配式建筑大多为蓄热能力较差的轻质建筑材料,室内温度日夜波动较大。这些都使中山站和长城站的建筑能耗偏高,其中,中山站的能耗要比澳大利亚站高58%。
对此,我国在南极考察站的改造建设方面做了许多研究与探索。近年来,针对目前极地考察站建筑保温节能的薄弱环节,考察站进行了重新的设计和改造,在节能方面采取了一系列措施。
一、改善建筑体型。考察站建筑改为曲线形外壳,使之符合空气动力学原理,减少风阻,避免积雪。新考察站建筑体型设计改为多边形,两层布置,减少了热传导的表面面积以及暴露的屋顶和地面面积,有利于建筑的节能。
二、提高建筑自然采光效率。在保证保温节能的前提下,选择适当的窗与墙的比例,增加窗户的层数和提高窗户的密闭性;设置天窗、高侧窗等高效采光窗;提高室内的光反射率,室内墙面、地面、顶棚尽量采用浅色。
三、提高建筑物外墙结构的保温性能。目前,长城站的外墙使用保温材料厚度是12厘米~15厘米,中山站的外墙使用的保温材料厚度是18厘米~20厘米。“十五”能力建设的建筑节能构造做了如下改造:建筑物外墙、底板、屋顶均采用双层金属夹芯保温板保温构造;外窗选用铝合金窗,中空充氩气,采用暖边技术,全部窗户均密闭不开启,以减少热损失。此外,所有的出入口都设计了风斗,减少流向室外的热损失。
四、提高建筑的蓄热能力。建筑采用预制混凝土楼板,增加了楼板的蓄热能力;内隔墙采用轻钢龙骨石膏板隔墙,热传导系数低。
五、合理选择采暖热源。由于柴油发电机的发电效率仅为30%~40%,而燃油锅炉在80%以上,考察站由以电暖气采暖为主,改为锅炉采暖。此外,南极站还初步建成了一座小规模的风力发电站,目前正在试用阶段,运行良好,每年为考察站节约了大量能源。
除了以上几项改造措施外,考察站还尽可能多地回收利用柴油发电机的废热。目前中山站新生活栋已经在部分房间采用了预热的地板采暖。同时,将度夏与越冬用房合理分区,通过规划缩短供暖管线长度,加强管线保温措施,采用节能型电气等措施。