高寒草原牧區(qū)氣候惡劣，晝夜溫差大，常規(guī)住宅供暖能耗高、施工條件受限，可移動裝配式陽光蓄熱住宅以太陽能利用和結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化為核心，集成被動采暖、蓄熱墻和模塊構(gòu)造，達到舒適性和低能耗的統(tǒng)一。本文以性能優(yōu)化為目標，從圍護結(jié)構(gòu)熱工性能、蓄熱系統(tǒng)配置、裝配構(gòu)造與移動性四個方面建立綜合優(yōu)化路徑。研究結(jié)果可以為牧區(qū)住宅的低碳化、標準化以及提高居住品質(zhì)提供技術(shù)支持。

　　一、氣候特征與設(shè)計導(dǎo)向

　　高寒牧區(qū)冬季長、 氣溫低、太陽輻射強，被動式太陽能建筑的適用性較好。住宅需要考慮快速搭建、保溫蓄熱、易拆裝。以蓄熱充足、散熱慢和結(jié)構(gòu)輕巧為目標開展性能優(yōu)化工作，根據(jù)仿真與實驗的結(jié)果來評價建筑在各種條件下的熱環(huán)境狀態(tài)。

　　建筑朝向應(yīng)為南偏東5°～15°，以便獲得最大的冬季日照量。立面開窗面積要控制在25%之內(nèi)，窗戶采用三層中空低輻射玻璃，并與活動的保溫簾一起形成日夜雙重防護。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要采用輕鋼框架形式，可以降低基礎(chǔ)工程的量、便于移動并容易實現(xiàn)重復(fù)使用。

　　二、性能優(yōu)化策略

　　(一)圍護結(jié)構(gòu)與保溫構(gòu)造

　　外墻用真空絕熱板和巖棉復(fù)合而成，導(dǎo)熱系數(shù)小于0.03W/(m·K)，內(nèi)設(shè)反光膜來增加室內(nèi)的熱反射率，減少夜晚熱量散發(fā)。屋面使用了雙層保溫與通風腔的方式來進行隔熱。地面使用高密度的保溫墊進行隔熱，降低冷橋形成的可能。節(jié)點密封、插接式構(gòu)造，保證整體氣密性。

　　(二)陽光蓄熱系統(tǒng)優(yōu)化

　　陽光間屬于主要采暖區(qū)，配置高透明度的雙層PC板屋面以及低位蓄熱墻，蓄熱墻體采用相變儲能材料與混凝土組成的復(fù)合層結(jié)構(gòu)，在白天時吸收能量，夜晚再緩緩釋放，達到溫度穩(wěn)定的目地?？烧{(diào)式反射板引導(dǎo)低角度太陽輻射，提升采光及蓄熱能力。結(jié)合自動通風控制，在晴暖時導(dǎo)入熱空氣，在夜間關(guān)閉保溫，達到被動管理熱量效果。

　　(三)裝配與移動模塊設(shè)計

　　模塊化單元分為功能艙、 蓄熱倉、服務(wù)倉通過插拔式的連接組成一個可分拆的整體。墻體、屋頂和地面用輕質(zhì)復(fù)合材料做成，在螺栓和快卡扣的作用下裝配，單體可以幾小時之內(nèi)完成搭建工作。移動性由底部的滑輪及可調(diào)支撐裝置來完成，以適應(yīng)牧民的遷徙需要。裝配接口留有能源、通風管路等空間，保證了系統(tǒng)完整性以及擴展性。

　　可移動裝配式陽光蓄熱住宅主要采用被動式供暖方式，并結(jié)合建筑自身結(jié)構(gòu)來進行熱量收集利用，從而使得寒冷草原地區(qū)也能達到較低能耗水平和較高的居住質(zhì)量。性能優(yōu)化體現(xiàn)出太陽能使用、裝配技術(shù)和地域性協(xié)調(diào)一致的優(yōu)勢，在使建筑具備可移動性，重復(fù)利用功能的同時還提升了熱量儲存的效果，從而給牧區(qū)可持續(xù)居住方式找到切實可行的途徑。

　　【作者 張順山 任明明 作者單位：青島建設(shè)裝飾集團】