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【摘 要】 随着我国社会经济的迅速发展,已有的建筑物已无法满足人们的生活需求.再加上我国人口较多,建筑资源缺乏,节能技术的使用,在满足人们生活需求的同时,还能
减少建筑成本,保障施工质量。由此就需要加大对建筑规划在建筑节能技术中应用的研究。
【关键词】 建筑节能;建筑规划设计;平面布局
建筑节能通常是指在居住建筑和公共建筑的规划、设计、建造和使用过程中,通过各种技术措施以及采用节能型系统和可再生能源利用系统,切实降低建筑能耗和最大限度使用可再生自然能源的活动。其实质是在满足人们对建筑舒适性需求的前提下,达到在建筑建造和使用过程中能源利用率尽量提高的目的。
建筑节能技术涉及面很广泛,可以从多个方面入手,通过规划、外墙、外窗、屋顶、遮阳、通风和采光等各个环节的节能设计处理,在有限的条件下将建筑功能与艺术和技术更好地结合,使建筑设计的各个方面都能体现节能的原则。我首先谈谈在建筑节能设计中如何利用建筑规划的技术措施去降低建筑能耗,营造舒适、自然、健康的建筑环境。
一、建筑规划设计
建筑节能,首先从源头开始,即从规划设计开始,一个好的建筑规划设计并通过有效的建筑技术措施可以降低2/3—3/4的建筑能耗,因此,在建筑规划和设计时,可根据大范围的气候条件影响,针对建筑自身所处的具体环境气候特征,重视利用自然环境(地形、水系、绿化等)创造良好的建筑室内、室外微气候,以尽量减少对建筑设备的依赖。
规划设计的重点是平面布局、开发强度及相关的配套设施。首先,设计师布置合理的平面布局对于建筑节能产生重要影响。
合理的平面布局:
(1)建筑朝向
建筑朝向的选择,涉及到当地气候条件、地理环境、建筑用地情况等,必须全面考虑。选择的总原则是:在节约用地的前提下,要满足冬季能争取较多的日照,夏季避免过多的日照,并有利于自然通风的要求。从长期实践经验来看,南北向的住宅排列方式可以保证住宅获得充足的日照,并且山墙面对西向则可以有效避免被日光曝晒。但在建筑设计时,建筑朝向受各方面条件的制约,不可能都采用南北向。这就应结合各种设计条件,因地制宜地确定合理建筑朝向的范围,以满足生产和生活的要求。
各种建筑朝向墙面及居室内可能获得的日照时间和日照面积。建筑物墙面上的日照时间和日照面积。建筑物墙面上的日照时间,决定墙面接受太阳辐射热量的多少。冬季因为太阳方位角变化的范围小,在各朝向墙面上获得的日照时间的变化幅度很大。以北京地区为例,在建筑物无遮挡情况下,以南墙面的日照时间最长,自日出至日没,都能得到日照。北墙面则全日得不到日照。在南偏东(西)300朝向的范围内,冬至日可有9小时日照,而东、西朝向只有4.5小时日照。
夏季由于太阳方位角变化的范围较大,各朝向的墙面上,都能获得一定日照时间。以东南和西南朝向获得日照时间较多,北向较少。夏至日南偏东及偏西600朝向的范围内,日照时间均在8小时以上。
各种朝向居室内可能获得的紫外线量,太阳光谱中的紫外线,有杀菌及改善室内卫生条件的效果。在一天中阳光紫外线的成份,是随太阳高度角的增加而增加,所以一天正午前后紫外线最多,日出以后及日没以前为最少。
根据实践证明,在冬季各朝向居室内接受紫外线,以南向、东南和西南朝向较多,东、西朝向较少,大约只南向的二分之一。东北、西北和北向的居室,接受紫外线更少,大约只有南向和东南向的三分之一左右。这是由于日照时间少或没有日照,仅接受天空中散射辐射中的微量紫外线的缘故。因此,从接受紫外线多少来考虑,南偏东45°到西偏西45°朝向的范围内为较佳的建筑朝向。如图所示,广州万科金沙花城的日照分析图。
(2)建筑间距
住宅之间保证合适的间距是满足日照及通风的重要保证,根据居住区设计规范,满足日照要求为基础,综合考虑采光、通风、消防、防灾、管线埋设、视觉卫生等要求确定。
但是近年来,因为政府缺乏城市规划和监管,城市住宅区向城市外围发展时,地产商为了尽量利用昂贵的土地,新建的建筑物向高空发展,大厦形成“屏风”,使旧区变得如盆地一样。例如在香港,就出现了“屏风楼”,是指在人口密集、土地有限的城市中,数幢连接在一起的摩天建筑物有如屏风,挡住了光线,令相对内陆的地区空气流动减弱、气温升高,加剧地区性空气污染问题,令区内居民患呼吸道病症的比例增加。因此要严格控制好建筑间距。
(3)风道
住宅区内的空气流通主要依靠建筑围合形成的风道。因此在平面布局时要注意避免在风道上设置障碍物影响了空气的流通。
主导风向与建筑朝向也存在一定的关系。主导风向对冬季室内热损耗程度及夏季室内自然通风影响很大,因此选择建筑朝向,应在考虑日照的同时注意主导风向。
在北方寒冷地区,冬季为了建筑防寒,大部分主要居室的布置,应避免对着冬季主导风向,以免热损耗过大,影响室内温度。如北京地区,冬季主导风向是北风和西北风,从北偏南偏东60°到南偏西60°朝向的范围内,处于背风面,是冬季建筑物防寒的适宜朝向。
在南方炎热地区,争取良好自然通风是选择建筑朝向的主要因素之一。应将建筑物朝向尽量布置在与夏季主导风向入射角小于45°的朝向上,使室内得到更多的穿堂风。
但当总平面布置是行列式方式时,应当避免建筑物正对夏季主导风(即风向入射角等于零冬),以避免两栋建筑物之间,产生旋涡区过大,对后排建筑物的自然通风不利。在这种情况下,建筑朝向宜采取与夏季主导风向入射角在30°-60°之间的朝向上,以利于室内自然通风。如图所示,重庆招商滨江花园城的风向分析图。重庆建筑最佳朝向为南、南偏东10度;适宜朝向为南偏东15度、南偏西5度;不宜朝向为东、西。
(4)绿化及树木种植
尽量减少建筑群间的硬化地面,采用高透水性与高保水性、低日照反射率的路面铺装材料;确保地面铺装被建筑或高大乔木的阴影覆盖。推广植草砖地面,提高绿地率,加强由落叶乔木、常绿灌木及地面植被组成的空间立体绿化体系,以便由树冠和地面植被阻档、吸收大部分的太阳直射辐射,减小地面对建筑物的反射辐射,降低区域的夏季环境温度,减轻区域的热岛现象。
建筑环境规划中应考虑到的水面和绿地合理分布。水面及绿地的配置,在调节环境的方面可以起到调节气温和增加空气湿度、遮阳防輻射、改善室内热环境,降低室内采暖空调能耗的作用。根据不同地区的地形及小气候情况,在规划中合理布置不同高度和种类的树木植被,可以起到在夏季创造建筑群内阴影遮蔽环境并疏导通风气流,而在冬季防寒风的效果。建筑墙壁、阳台、窗台以及屋顶的绿化,能有效缓解曝晒及骤雨造成建筑物表面的温差变化,使绝大部分辐射热被阻隔进入围护结构向室内传递,从而改善了生态和室内环境。如图所示,广州万科金沙花城的景观绿化分析图。
建筑节能是一项复杂的、全方位的、综合性的系统工程,也是一项长期而艰巨的任务。我们不应盲目照搬那些以高投入、高技术为代价的节能经验。节能建筑必须立足本土地具体条件,充分发掘传统建筑中深蕴着的文化,对技术的研究应侧重于对应自然环境的低技术和方法的扩展性考虑,重新开发建筑规划、外墙设计、外窗设计、屋顶设计等方面最基本、最珍贵的特征知识的应用,对这些方面进行细化设计。
参考文献:
[1]龙惟定,武涌.建筑节能技术.中国建筑工业出版社,2009.
[2]张超.建筑节能技术在建筑规划设计中的应用分析.建材与装饰,2013.
[3]刘华斌.夏热冬冷地区围护结构建筑节能技术.建筑技术,1998
减少建筑成本,保障施工质量。由此就需要加大对建筑规划在建筑节能技术中应用的研究。
【关键词】 建筑节能;建筑规划设计;平面布局
建筑节能通常是指在居住建筑和公共建筑的规划、设计、建造和使用过程中,通过各种技术措施以及采用节能型系统和可再生能源利用系统,切实降低建筑能耗和最大限度使用可再生自然能源的活动。其实质是在满足人们对建筑舒适性需求的前提下,达到在建筑建造和使用过程中能源利用率尽量提高的目的。
建筑节能技术涉及面很广泛,可以从多个方面入手,通过规划、外墙、外窗、屋顶、遮阳、通风和采光等各个环节的节能设计处理,在有限的条件下将建筑功能与艺术和技术更好地结合,使建筑设计的各个方面都能体现节能的原则。我首先谈谈在建筑节能设计中如何利用建筑规划的技术措施去降低建筑能耗,营造舒适、自然、健康的建筑环境。
一、建筑规划设计
建筑节能,首先从源头开始,即从规划设计开始,一个好的建筑规划设计并通过有效的建筑技术措施可以降低2/3—3/4的建筑能耗,因此,在建筑规划和设计时,可根据大范围的气候条件影响,针对建筑自身所处的具体环境气候特征,重视利用自然环境(地形、水系、绿化等)创造良好的建筑室内、室外微气候,以尽量减少对建筑设备的依赖。
规划设计的重点是平面布局、开发强度及相关的配套设施。首先,设计师布置合理的平面布局对于建筑节能产生重要影响。
合理的平面布局:
(1)建筑朝向
建筑朝向的选择,涉及到当地气候条件、地理环境、建筑用地情况等,必须全面考虑。选择的总原则是:在节约用地的前提下,要满足冬季能争取较多的日照,夏季避免过多的日照,并有利于自然通风的要求。从长期实践经验来看,南北向的住宅排列方式可以保证住宅获得充足的日照,并且山墙面对西向则可以有效避免被日光曝晒。但在建筑设计时,建筑朝向受各方面条件的制约,不可能都采用南北向。这就应结合各种设计条件,因地制宜地确定合理建筑朝向的范围,以满足生产和生活的要求。
各种建筑朝向墙面及居室内可能获得的日照时间和日照面积。建筑物墙面上的日照时间和日照面积。建筑物墙面上的日照时间,决定墙面接受太阳辐射热量的多少。冬季因为太阳方位角变化的范围小,在各朝向墙面上获得的日照时间的变化幅度很大。以北京地区为例,在建筑物无遮挡情况下,以南墙面的日照时间最长,自日出至日没,都能得到日照。北墙面则全日得不到日照。在南偏东(西)300朝向的范围内,冬至日可有9小时日照,而东、西朝向只有4.5小时日照。
夏季由于太阳方位角变化的范围较大,各朝向的墙面上,都能获得一定日照时间。以东南和西南朝向获得日照时间较多,北向较少。夏至日南偏东及偏西600朝向的范围内,日照时间均在8小时以上。
各种朝向居室内可能获得的紫外线量,太阳光谱中的紫外线,有杀菌及改善室内卫生条件的效果。在一天中阳光紫外线的成份,是随太阳高度角的增加而增加,所以一天正午前后紫外线最多,日出以后及日没以前为最少。
根据实践证明,在冬季各朝向居室内接受紫外线,以南向、东南和西南朝向较多,东、西朝向较少,大约只南向的二分之一。东北、西北和北向的居室,接受紫外线更少,大约只有南向和东南向的三分之一左右。这是由于日照时间少或没有日照,仅接受天空中散射辐射中的微量紫外线的缘故。因此,从接受紫外线多少来考虑,南偏东45°到西偏西45°朝向的范围内为较佳的建筑朝向。如图所示,广州万科金沙花城的日照分析图。
(2)建筑间距
住宅之间保证合适的间距是满足日照及通风的重要保证,根据居住区设计规范,满足日照要求为基础,综合考虑采光、通风、消防、防灾、管线埋设、视觉卫生等要求确定。
但是近年来,因为政府缺乏城市规划和监管,城市住宅区向城市外围发展时,地产商为了尽量利用昂贵的土地,新建的建筑物向高空发展,大厦形成“屏风”,使旧区变得如盆地一样。例如在香港,就出现了“屏风楼”,是指在人口密集、土地有限的城市中,数幢连接在一起的摩天建筑物有如屏风,挡住了光线,令相对内陆的地区空气流动减弱、气温升高,加剧地区性空气污染问题,令区内居民患呼吸道病症的比例增加。因此要严格控制好建筑间距。
(3)风道
住宅区内的空气流通主要依靠建筑围合形成的风道。因此在平面布局时要注意避免在风道上设置障碍物影响了空气的流通。
主导风向与建筑朝向也存在一定的关系。主导风向对冬季室内热损耗程度及夏季室内自然通风影响很大,因此选择建筑朝向,应在考虑日照的同时注意主导风向。
在北方寒冷地区,冬季为了建筑防寒,大部分主要居室的布置,应避免对着冬季主导风向,以免热损耗过大,影响室内温度。如北京地区,冬季主导风向是北风和西北风,从北偏南偏东60°到南偏西60°朝向的范围内,处于背风面,是冬季建筑物防寒的适宜朝向。
在南方炎热地区,争取良好自然通风是选择建筑朝向的主要因素之一。应将建筑物朝向尽量布置在与夏季主导风向入射角小于45°的朝向上,使室内得到更多的穿堂风。
但当总平面布置是行列式方式时,应当避免建筑物正对夏季主导风(即风向入射角等于零冬),以避免两栋建筑物之间,产生旋涡区过大,对后排建筑物的自然通风不利。在这种情况下,建筑朝向宜采取与夏季主导风向入射角在30°-60°之间的朝向上,以利于室内自然通风。如图所示,重庆招商滨江花园城的风向分析图。重庆建筑最佳朝向为南、南偏东10度;适宜朝向为南偏东15度、南偏西5度;不宜朝向为东、西。
(4)绿化及树木种植
尽量减少建筑群间的硬化地面,采用高透水性与高保水性、低日照反射率的路面铺装材料;确保地面铺装被建筑或高大乔木的阴影覆盖。推广植草砖地面,提高绿地率,加强由落叶乔木、常绿灌木及地面植被组成的空间立体绿化体系,以便由树冠和地面植被阻档、吸收大部分的太阳直射辐射,减小地面对建筑物的反射辐射,降低区域的夏季环境温度,减轻区域的热岛现象。
建筑环境规划中应考虑到的水面和绿地合理分布。水面及绿地的配置,在调节环境的方面可以起到调节气温和增加空气湿度、遮阳防輻射、改善室内热环境,降低室内采暖空调能耗的作用。根据不同地区的地形及小气候情况,在规划中合理布置不同高度和种类的树木植被,可以起到在夏季创造建筑群内阴影遮蔽环境并疏导通风气流,而在冬季防寒风的效果。建筑墙壁、阳台、窗台以及屋顶的绿化,能有效缓解曝晒及骤雨造成建筑物表面的温差变化,使绝大部分辐射热被阻隔进入围护结构向室内传递,从而改善了生态和室内环境。如图所示,广州万科金沙花城的景观绿化分析图。
建筑节能是一项复杂的、全方位的、综合性的系统工程,也是一项长期而艰巨的任务。我们不应盲目照搬那些以高投入、高技术为代价的节能经验。节能建筑必须立足本土地具体条件,充分发掘传统建筑中深蕴着的文化,对技术的研究应侧重于对应自然环境的低技术和方法的扩展性考虑,重新开发建筑规划、外墙设计、外窗设计、屋顶设计等方面最基本、最珍贵的特征知识的应用,对这些方面进行细化设计。
参考文献:
[1]龙惟定,武涌.建筑节能技术.中国建筑工业出版社,2009.
[2]张超.建筑节能技术在建筑规划设计中的应用分析.建材与装饰,2013.
[3]刘华斌.夏热冬冷地区围护结构建筑节能技术.建筑技术,1998