未来型集合住宅NEXT21的居住试验
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图 1 NEXT21 的外观
图 2
NEXT21 的住居试验理念
未来型集合住宅 NEXT21 的居住试验
志波 彻
1 、 前言
1984 年竣工的命名为「N E X T 」的户建试验住宅。
NEXT21 是 1990 年开始由公司外部的有关专家和公司内 部的职员共同实施了试验住宅计划。
NEXT21 是以 10 年后的未来型住宅为目标,由大阪燃 气公司在大阪市内建设的试验集合住宅。
大阪燃气公司
主要为日本的大阪、神户、京都、奈良 等地区的 650 万用户供应燃气,是日本第二大燃气公司。
此 外,还从事燃气相关设备、配管的开发和施工。
这些都和 住宅有着密切的关系。
面向未来型的住宅,燃气配管和设 备将如何进化是至关重要的。
为了对此进行验证,建设了 试验型住宅,在大阪燃气公司职员居住的情况下进行了一系 列试验。
3 、N E X T 2 1 概要
NEXT21 于 1993 年竣工。
居住试验 5 年为一期,1994 年4月开始第一期,2000 年4月实施第二期,现在正处在从 2007 年4月开始的第三 期的试验阶段。
每一期的试验都是由包括单身户型在内的 16 户家庭参 加 。
城市集合住宅的基本理念是与环境共存,营造舒适的
生
活空间。
特别是第三期的主题是,通过节约资源和节能来 实现环境的可持续发展,以及通过解决少子高龄化的社会问 题来实现社会的可持续发展。
以下是有关建筑物规模的数据:
占地面积:1542.92m 2 规模:地上6层、地下1层 住户规模:18 户 建筑占地面积:896.20m 2
2 、 以往的试验住宅
本文介绍的 NEXT21 是第三个试验住宅,首栋东丰试验
住宅是 1968 年竣工的(6 层 24 户的集合住宅)。
第二栋是
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图 3 NEXT21 的 SI 结构
图4 可变式配管系统
图 5 改变房间布局的改装试验
使用面积:4577.20m 2
结构:预制混凝土和钢筋混凝土
5 、 改装试验
改装试验是为了验证这个系统是否能够有效地对应改装
工程。
1996 年对一个用户进行了改装的验证试验。
对包括水 管配置的变更和外墙壁的移动在内的部分进行了改装,结果 证明这种改装施工完全是可能的。
4 、N E X T 2 1 的建筑体系
在 NEXT21 的住宅建设中使用的是躯体和住户分离的方 式 。
这种方式可以减少资源浪费,通过对内装和设备的
更
新,实现建筑物总体的长期使用,并使其变为良好的社会 财富。
这个系统可以对应居住者生活方式及家庭结构的变化, 满足各种各样类型不同的需求。
作为躯体的骨架部分做得很坚固,可以保证 100 年以上 的耐用性,内装和设备部分可以根据用户的各种需求进行变 化、 更新。
配管等设备 设置在公用走廊 内,然后引入各 个住户,这样在 设备老化,需要 交换或者更新设 备时随时可以施 工 。
墙壁也是
由
系统化的部件构 成,可以移动和 再利用。
因此, 这一
系统可以对应居 住者的生活方式的变化进行改装,随意变
换房间的布局和设
备,而建筑物总体可以长期使用。
1999年还做了把一个三代人居住的大户型分解为两个户
型的试验。
由于此前的内装是使用常规工法建设的,拆下
来的部件
很难再利用,结果制造出很多垃圾。
因此在1999年度
对405号住户进行户型分解改装时采用
了可移动性隔板,还有可以分解和再利用的墙壁和系统化的 收纳家具。
2003 年度进行了可移动性隔板的移动试验。
根据住户 的要求,通过移动隔板和收纳单元,改变了房间的布局。
这种方式大大减少了装修产生的垃圾,废弃的部件仅占移动 部件的 5% ,通过试验确认了可移动性隔板系统的有效性。
6 、 节能试验
为了减少住宅的能源消耗,提高建筑物的隔热
性能,采用了节能设备。
首先,在高密闭、高
隔热方面,3 层和 4 层的 住户的隔热性能远远高于竣工当时的节能标准。
在节能设备方面,使用了热电联产的综合系 统 。
在第一期试验中,用设置在地下的100 千瓦的磷 酸燃料电池发电来供应建筑物的用电。
同时,把发
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图 6 100千瓦的磷酸燃料电池系统 图7 改善温热环境的效果
图8 垃圾处理系统
电过程中所产生的热量用在空调和热水的供应上。
在第二期的试验中,根据当时的情况改变为由两台 9.8 千瓦燃气发动机组成的非常实用的热电联产节能系统。
系统 排出的废热成为热水和暖气主要热量来源,并实施了与商业 电网同时运行的试验。
热电联产系 统不仅进行整栋试 验,还在进行了 分户试验。
2000 年 3 月,N E X T 21 实施了世界首例固 体高分子燃料电池 热电联产系统的居 住试验,并获得 了数个住户的居住 数据。
该试验以 城市燃气为原料实现了最大 700 瓦的发电能力,通过废热回
收供应热水和暖气。
而且系统运行的噪音很小,排放尾气 无污染。
根据以上试验的结果,使 2009 年 6 月以后“E N E F A R M ”的商品得以投放市场。
中,很多绿地的中心部分和当时的 35 ℃的气温大致相同。
8 、 厨房垃圾、 排水处理的试验
在 NEXT21 中,设置了可以处理住户的各种排水和厨房 垃圾的装置。
在各种废水排放处理上,使用了和下水道处
理场同样的 方法进行净化,并统一收集起来,用于厕所的冲洗和绿化 用的灌溉水,实现中水的再利用。
由于这种再利用的水量占 NEXT21 中总用水量的 20%, 从而减少了自来水的使用量。
厨房垃圾则是通过设置在
各住户的水槽下的垃圾粉碎
机,在地下被压缩,传送出去。
在第一期的试验中,把
在排水处理过程中产生的剩余污
泥和厨房垃圾使用催化剂在高温高压下进行氧化分解的系统 试验。
在第三期的试验中,将厨房垃圾进行生物处理,产生 的沼气通过燃气发动机燃烧后,作为能源进行回收利用。
7 、 住宅绿化试验
在 N E X T 21 ,从一层的中间生态庭院,到屋顶、凉台
都种植了植物,形成了共计 1,012m 2 的立体绿地,引来很多 附近的大阪城公园的野鸟在此安家落户。
绿化进展非常顺利,在开始的五年就观测到 22 种野鸟 以及野鸟的巢穴和雏鸟。
在第二期的试验中,绿地由住户负责进行管理。
通过 试验,明确了在集合住宅中住户(管理委员会)管理绿地 要解决的问题,并确认了对社区形成所起的良好效果。
而且绿化对热环境的改善的效果也得到了验证。
从这幅 在 8 月 12 日 15 点左右拍摄的红外线图片上可以看到,一般 的混凝土建筑物的墙壁温度均超过了 40 ℃,而在 N E X T 21
9 、 第三期试验——氢燃料电池的
热电联产系统
伴随家庭形态和生活方式的多样化,将来能源的利用形
式也会向多元化的方向发展。
现在正在进行的第三期的试
验,为了适应更加严峻的环
境问题,导入了氢燃料供给的能源系统。
该系统在屋顶
设置把城市燃气转化成氢气的转化装置,
通过管道把氢气输送到各家各户。
同时还在各户里设置了可 以用氢气发电和有效利用放出热量的氢燃料电池。
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图9 集中供氢气系统
图10 适应不同需求的房间布局变化
设置在屋顶的三台氢气转化装置,可以每小时将城市燃
气转化成 1.5m 3
的纯度接近 100% 氢气。
试验在五层和六
层的八个住户实施,每户装备一台氢燃 料电池系统。
独控制开关的接线板,分别控制家电,减少待机电力的消 费 。
在利用可再生能源方面,在屋顶设置 2.5kW 的太阳能电 池及太阳能热水器。
通过以上的方式在建筑、设备、生活方式,以及利用 可再生能源上下功夫来实现四分之一的节能目标。
上述试验 还可以得到十分宝贵的数据。
1 1 、 面向少子高龄社会的住居设计
及设备的试验
今后的住居设计中的重大课题就是如何应对少子高龄社
会问题。
日本以往的住宅都是 n L D K (n :卧室的间数、 L : 起居室、D : 餐厅、K :厨房)的形式。
今后应该考虑
上述形式无法对应的多样化家庭的房间布局的问题。
为进行这方面的研究,建设了“填充体试验室玻璃立 方体(G L A S S C U B E )”。
住宅的支撑体是长方形的空间,南侧与西侧有公共走 廊,其内部的较大空间由可移动式家具来分割空间,进行
房间的布局。
这种家具的下部装有可以收藏的脚轮,住户
可以自由地变化房间的布局,且不会因室内的改装而排出废
弃物。
这种玻璃立方体在为“高龄者的共同居住”以及“单
亲家庭”的住宅设计时采用。
对两种户型分别规划了入住
时与 10 年后的方案。
在玻璃立方体中实现了住居布局的变 化,并确认了从家具的移动试验到温热环境及隔音试验的实 用性。
这种燃料电池本身不需要内装制造氢气(城市燃气转化 器)的装置,体积变得很小。
同时发电量还可以随着氢气 的供给量进行调节,从而改善了对电力负荷变化的适应性。
电池的尺寸为 700 (宽)× 450 (深)× 1250 (高), 输出功率为 500W ,体积和重量大约是一户建住宅的固定型
P E F C 的一半。
设置在五层和六层的八台氢燃料电池的电力实现了负荷
共享,提高了整个系统的效率。
即使在各种不同的生活方
式的家庭中使用,也可以达到良好的节能效果。
模拟试验的结果显示,氢燃料电池系统设置在 100 户规
模的集合住宅,比以前的独立系统节能 12% 。
1 0 、 充分利用可再生能源的超级节
能住宅试验
通过充分利用可再生能源,可以大幅削减住宅的能耗。
301 号在 N E X T 21 竣工时被称为《花园住房》,在起居室 种植植物以实现与自然共生的理念。
在削减空调能耗的改装 时,导入新型节能设备,并通过住户有意识的节能生活方 式,进行了以一次能源能耗削减至四分之一为目标的试验。
在外墙及开口部进一步提高隔热性能,将通风换气的部 分设置在中间使空调的负荷大幅减少。
在南面的大玻璃窗的外侧设置可以根据日照强度自动开 闭的遮光屏,在夏季遮断日光的直接入射。
在设备方面,采用节能型家电包括冰箱、厕所供暖便 器、节能照明灯具,燃气设备采用潜热回收型供热水及空 调设备如《生态专家》(译者注:供热水系统)、固体 氧化物燃料电池等。
在住户方面,通过有意识的节能生活方式,如设置单
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日本长崎依山而建的住宅
方面,NEXT21 由于其高隔热性和节能设备的使用可以大幅 削减能源的消耗。
总体计算结果显示可比通常型住宅少排
放 27% 的 CO ,
2
同时实现 100 年以上使用寿命,可以说这种高隔热性和使用 节能设备的住宅对环境更友好。
1 2 、生命周期评价
本研究对 NEXT21 这样的 100 年以上寿命的住宅进行了
节能性能的评价,并对通常 35 年周期的住宅在重新翻盖 后,同样维持 100 年的情况进行了比较。
从初期的第一次施工来看,NEXT21 的 CO 排放量是通 2
常型住宅的 1.6 倍。
但通常型住宅在100 年期间要施工三次, 因此总的排放量发生逆转。
另外,在比例较高的运行能耗
1 3 、结束语
NEXT21 作为试验性住宅在建设中,成本和经济性不作 为首要因素来考虑。
但以此理念应用到实际的住宅建设中 时,完全有可能适用于实际的设计方案。
例如在大阪府东 大阪市建设的大阪府住宅公社的“伸缩型住宅吉田”住宅 建设中实现了水路管线在一定程度上的可移动,并在控制层 高上下了功夫。
NEXT21 这样的新型住宅的普及,是从现在开始要做的 事情。
但 N E X T 21 作为未来型住宅的住居试验,还会继续 进行下去。
作者:大阪燃气株式会社 翻译:株式会社 K R I 李大寅
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《住宅远传抄表系统》行业标准 6 月 1 日起实施
本刊讯 日前,“中华人民共和国建筑工业行业标 点。
他表示,住宅建筑节能是实现上述目标的重要内 准《住宅远传抄表系统》发布实施暨标准化示范基地 容之一。
真正做到住宅建筑节能,就必须实时掌握住 新闻
发布会”在京举行。
新闻发布会由住房和城乡建 宅各类资源的消耗情况,必须解决好水、电、气、热 设部政策研究中心厨房卫生间研究所、北京都龙科技发 等住宅能源管理的智能化抄表问题。
新标准的发布实 展有限公司共同主办,宁波东海集团有限公司承办。
施,将规范远传抄表行业市场,促进行业技术进步,
据悉,根据中华人民共和国住房和城乡建设部发布 推动远传抄表技术在工程建设市场上的应用,提高住宅 关于《住宅远传抄表系统》行业产品标准的第 407 号 的科技含量,推动我国智能化住宅的建设,促进我国 公告,由住房和城乡建设部厨房卫生间研究所主编, 住宅产业化进程。
宁波东海集团有限公司、成都千嘉科技有限公司、山 为了推动新标准的贯彻执行,发挥标准化示范基地 东三龙智能技术有限公司等参与编制的中华人民共和国 的积极作用,厨房卫生间研究所还将积极组织专家对标 建筑工业行业标准《住宅远传抄表系统》将于 2010 年 准化基地企业进行技术指导,鼓励企业技术创新,研 6 月 1 日起实施。
原《住宅远传抄表系统数据专线传 发具有自主知识产权的先进技术,以实现能源节约为目 输》 同时废止。
标,运用智能化抄表技术,标准化手段和方法,推动 发布会上,住房和城乡建设部政策研究中心厨房卫 稳定、成熟、先进、适用远传抄表技术的应用,推 生间研究所所长林润泉代表主编单位回顾了标准的编制 动我国智能化小区的建设。
背景、过程,介绍了标准发布实施后的下一步工作重。