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來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:建筑設(shè)計時間:瀏覽:次
本篇建筑設(shè)計論文淺談綠色節(jié)能建筑的設(shè)計與規(guī)劃,建筑節(jié)能設(shè)計本身是一種科學化、綜合化的建筑風土設(shè)計方法,能善用建筑節(jié)能原理的建筑設(shè)計,自然能展現(xiàn)氣候風土特色。一部符合氣候的建筑節(jié)能法令,就像一個建筑風格的雕刻師一樣,可以塑造優(yōu)美的都市風格。建筑節(jié)能設(shè)計的范圍甚為廣大,從大尺度的都市規(guī)劃至小尺度的建材要求,從建筑外形至機器設(shè)備效率,都市節(jié)能設(shè)計發(fā)揮的地方。
《環(huán)境科學與技術(shù)》Environmental Science & Technology(月刊)1978年創(chuàng)刊,是學術(shù)和技術(shù)類刊物,中文核心期刊,中國科技論文統(tǒng)計源期刊,中國科學引文數(shù)據(jù)庫來源期刊和中國學術(shù)期刊綜合評價數(shù)據(jù)庫來源期刊。刊登環(huán)境保護領(lǐng)域內(nèi)基礎(chǔ)研究和應用技術(shù)研究的科研成果。《環(huán)境科學與技術(shù)》主管單位:湖北省環(huán)境保護局,主辦單位:湖北省環(huán)境科學研究院。
摘要:目前我國的建筑業(yè)屬于高能耗產(chǎn)業(yè)。發(fā)展綠色節(jié)能建筑刻不容緩。在建筑設(shè)計時,要做好整體規(guī)劃、合理布局,提高圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能,減少建筑物的能耗,并且要積極利用持續(xù)能源,減少能源的浪費,提出了當下生態(tài)節(jié)能建筑設(shè)計的幾種策略,通過利用自然資源、因地制宜、健康化環(huán)境設(shè)計提高建筑業(yè)的能效。
關(guān)鍵詞:高能耗產(chǎn)業(yè);綠色節(jié)能;持續(xù)能源;建筑能效。
一、引言
綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約能源,保護環(huán)境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑,又稱為生態(tài)建筑,環(huán)境共生建筑,或可持續(xù)建筑。發(fā)展綠色建筑是促進生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展,和國民經(jīng)濟的重要舉措。綠色建筑將受到重視,但是隨著各項節(jié)能技術(shù)的迅速發(fā)展及運用,卻導致了各地建筑逐漸失去所在地氣候特征的現(xiàn)象。發(fā)展綠色建筑須遵循氣候分區(qū)特點劃分節(jié)能設(shè)計側(cè)重點的原則,從而營造良好的建筑氣候美學。
二、綠色節(jié)能建筑規(guī)劃設(shè)計
1、地形地貌的規(guī)劃設(shè)計。區(qū)域的地形地貌對區(qū)域內(nèi)不同地點的日照、風環(huán)境等微環(huán)境產(chǎn)生影響。開敞的場地一般會比背風場地有更高的空氣交換頻率。在我國大部分地區(qū),南向或東南、西南向的場地通常意味著更好的日照、風環(huán)境等場地條件,更利于減少建筑的能耗需求,而背風處的場地代表著冬季更大的風速,加大了建筑的能耗需求。自然地形是場地豎向設(shè)計的基礎(chǔ),在場地為坡地的情況下,建筑宜優(yōu)先選擇南向山坡平行于等高線布置,采用南低北高的布局,夏季擁有良好的通風,冬季可獲得更好的日照和輻射得熱,達到冬暖夏涼和節(jié)能降耗的目的。南坡的建筑日照間距需求會大大地低于水平地形的間距要求。因此,提高容積率,從宏觀上也會取得節(jié)地降耗的目的。
2、場地日照條件的選址與規(guī)劃。被動式太陽能利用對建筑節(jié)能意義重大,充分利用好日照是達到舒適節(jié)能最經(jīng)濟和環(huán)保的方法。城市中的場地受到周圍環(huán)境影響,周圍建筑物和自然環(huán)境有可能對規(guī)劃場地產(chǎn)生遮擋,影響場地的太陽能獲取,使場地內(nèi)的建筑物因缺乏足夠的被動式獲熱,造成更多的采暖能耗,這對冬季寒冷氣候地區(qū)十分不利。因此,在場地選擇和規(guī)劃中分析場地的日照條件,進行日照計算分析,以便留出日照通道,在日照條件較好的空間布置主要建筑,在太陽日照不利處布置附屬功能建筑,比如停車場、配電房等,這對建筑整體節(jié)能是十分重要的。
3、建筑形體和體形系數(shù)的規(guī)劃。建筑形體和平面方案對建筑能耗會產(chǎn)生重要的影響,在設(shè)計師選擇建筑形體和平面方案時,應考慮不同形體的建筑對能耗的影響。建筑形體的復雜程度決定了建筑體形系數(shù)的大小。一般而言,建筑形體越簡單,體形系數(shù)越低,較低的體形系數(shù)說明相同的建筑面積下會有較小的外墻散熱面積,有利于減少能耗。我國相關(guān)研究表明,體形系數(shù)從0.4 減到0.3,可使圍護結(jié)構(gòu)熱損失降低25%。另外建筑作為一個整體,其最利于節(jié)能的形狀還與本地區(qū)的室內(nèi)外溫差、空氣溫度、空氣濕度和太陽照射角度等因素有關(guān),所以在規(guī)劃設(shè)計中,還需要根據(jù)不同的氣候條件、建筑類型等多方面綜合考慮以獲得最佳的設(shè)計形體。
4、朝向和布局的設(shè)計與規(guī)劃。建筑物上的太陽輻射強度取決于一天中的時刻、季節(jié)以及朝向。夏季太陽升起較早并且以一個較低的角度照射東面,隨后太陽照射角度越高并且輻射越來越強。由于太陽照射角度很高,南面只獲得較少的太陽輻射,隨后太陽移動照射西面!冬季時期,東西兩側(cè)輻射的強度大大減少,南面全天都可以獲得日照。因此,在我國大多數(shù)地區(qū)南北朝向布局最有利于建筑節(jié)能。
在夏季炎熱地區(qū),良好的通風是減少建筑制冷需求的最經(jīng)濟的方法。通風一般分為風壓通風和熱壓通風。風壓通風指當風吹向建筑物的正面時,因建筑物表面遮擋在迎風面產(chǎn)生正壓,氣流在向上偏移的同時繞過建筑物各側(cè)面及背面,在這些面上產(chǎn)生負壓,這種因風壓產(chǎn)生的通風就是風壓通風。因此,設(shè)計師在進行布局時,應優(yōu)先考慮建筑進深低于14m,可將建筑布局成一字、形L形、回形等形式,以達到良好的自然通風。
三、生態(tài)節(jié)能建筑設(shè)計的幾種策略
中國地域遼闊,氣候差異巨大。建筑師不能指望掌握一兩種標準節(jié)能設(shè)計手法解決所有設(shè)計問題,而是需要潛心研究每個項目的具體情況特點,尋找對策和切人點。根據(jù)地域及項目特點,探索獨特解決方案。大量較低成本的建設(shè)項目將被迫采用被動式為主的節(jié)能措施。 高檔次的大型公建采用被動式節(jié)能措施將有更大的節(jié)約投資運營成本空間。具體來說:
1、群體規(guī)劃。在這階段主要考慮建筑群體布局,組團空間形式,結(jié)合建筑朝向與地形等因素,最大限度地利用自然通風、采光,形成有效遮陽,以及綜合解決總圖功能、外觀獨特性,業(yè)主價值體系取向,價值最大化等多方面要求。
2、建筑單體及內(nèi)部空間設(shè)計組合使用特點,功能平面布局與結(jié)構(gòu)形式有機結(jié)合、互動,可能采用的設(shè)備體系對建筑形體的影響,太陽能、自然通風、自然采光的優(yōu)化等各方而深人研究,包括與結(jié)構(gòu)工程師,生態(tài)節(jié)能、暖通工程師密切合作,尋求最優(yōu)的解決方案。
3 、室內(nèi)、室外建筑界而的整合設(shè)計,特別是與建筑最終效果密切相關(guān)部分:包括室內(nèi)空調(diào)末端與室內(nèi)設(shè)計的結(jié)合,可見設(shè)備;風口、照明燈具、聲學材料構(gòu)件;外窗遮陽、控光、通風、減噪、除塵等構(gòu)造的細部設(shè)計等。建筑師要深入細致了解各種不同建筑的能耗特點。
4、在群體布局景觀規(guī)劃設(shè)計層盡可能為建筑被動式節(jié)能創(chuàng)造條件;建筑自身節(jié)能設(shè)計保證建筑較低的得熱(夏季)與失熱(冬季);特殊的設(shè)計與構(gòu)造實現(xiàn)被動式制冷或供熱以維持室內(nèi)舒適度;建筑與構(gòu)造的特殊設(shè)計增強自然采光的效果與范圍;輔助設(shè)施的采用以擴大被動式調(diào)節(jié)的應用并增強其效果;自控系統(tǒng)的應用有機組合被動式與主動式系統(tǒng),僅在需要時才開啟主動式系統(tǒng);建立以單位面積能耗指標為核心的節(jié)能設(shè)計評估體系;節(jié)能設(shè)計需要同其他生態(tài)綠色設(shè)計同步進行,包括綠色屋面、雨水收集利用、宗合綠色環(huán)保減排目標的實現(xiàn)。
四、結(jié)語
建筑節(jié)能計劃必須由大至小,進行系統(tǒng)化、層級化的節(jié)能設(shè)計,才能發(fā)揮最大成效。由越大尺度的層級開始節(jié)能計劃,越能事半功倍;由越細部末端來講求節(jié)能對策,越難發(fā)揮節(jié)能之功效。因此,由規(guī)劃之源頭進行建筑節(jié)能計劃,是最有效、最經(jīng)濟、最生態(tài)的建筑節(jié)能設(shè)計,其效果遠比由建材與機器設(shè)備方面來進行節(jié)能對策更有成效!從場地選擇與規(guī)劃、建筑形體和體系系數(shù)、朝向和形體布局等方面來進行節(jié)能規(guī)劃設(shè)計,改善區(qū)域內(nèi)建筑節(jié)能的基礎(chǔ)條件,從而實現(xiàn)從源頭節(jié)能的目標。