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摘要：本文探讨了城市及住宅小区规划设计中的节能思想,提出建筑节能应从规划设计阶段入手,并从住宅建筑的选址、朝向、布局、建筑群和体型5方面分析了在建筑规划设计阶段应考虑的建筑节能措施。
关键词：建筑节能 规划设计节能措施
随着全球范围内能源需求的不断增长以及不可再生资源的快速消耗,能源供应日趋紧张。从资源消耗来看,全球约1／6的资源消耗和建筑行业直接相关，发达国家的建筑能耗占全国总能耗的比例达到了30％～40％。因此,作为耗能大户的建筑,其节能具有非常重要的意义。建筑节能是在我国倡导节约型社会的时期提出来的是贯彻国家可持续发展战略的重要组成部分,也是我国经济工作中的战略重点之一本文探讨了城市及住宅小区规划设计中的节能思想,提出建筑节能应从规划设计入手,并分析了在建筑规划设计阶段应考虑的建筑节能措施。
1 城市及住宅小区规划设计中的节能思想
建筑节能在实施中必须抓好规划设计和建筑材料的工作。规划设计工作不光要在住宅建设中节能,在城市规划中也要体现节能思想。
如何将节能思想体现在城市规划中,主要有以下三个方面：(1)在城市生态环境的保护和利用中倡导“偿还原则”；(2)在城市空间规划中提倡紧凑型的城市布局及绿色环保的交通方式；(3)对单体建筑的能源优化设计采用节能建筑,倡导新型的能源概念。
小区规划中,小区的选址、住宅建筑的朝向、间距、高低、体型以及小区路网结构、环境绿化等都会影响小区的日照、通风和小气候环境,从而影响住宅建筑的能耗。因此,小区规划也应注重对节能问题的研究。
住宅小区在规划总平面时,应注意以下几点：(1)住宅小区总体规划应考虑建筑物外表日照程度和周围空气流动。夏季通过规划尽可能提高居住区的风速,冬季应最大程度利用太阳能改善室内热环境,同时考虑建筑物外表面的风速,减少热量的散发,并保证冬季日照时数。(2)住宅小区总体规划应考虑小区的自然通风。应改变以往“横平竖直”的规划模式,大胆采用以曲代直布置为主、分散布置点式住宅为辅的规划设计手法。要严格控制建筑密度,提高绿化率及水景小品等。(3)高层住宅群的规划。在住宅小区中规划高层住宅群,应考虑其外墙立面热反射和阴影问题。
2规划设计中的建筑节能
如何针对各种不同气候地域的特点 ,进行是当代规划工作者需要深入探讨的问题。
2.1 选址
规划设计的建筑选址对节能影响十分巨大,建筑所处位置的地形地貌将直接影响建筑室内外热工环境和建筑耗热。不宜选之地虽说毕节市位于山区,地势高差较大,但规划设计时要尽量避免把建筑布置在山谷、洼地、沟底等凹地处。因为冬季寒气易在此处聚集 ,形成“霜洞”,使得位于凹地的底层或半地下层建筑为保持相同的室内温度而多消耗一部分采暖能量。如规划设计不得不选择凹地处 ,则要通过在斜坡上栽种高大的常绿乔木来避免冷风的侵袭。应选之地平坦、开阔之处可选为建筑用地。毕节市位于北纬地区,当不得不在山坡上规划时,山坡南向的太阳直射最强,北向最弱 ,设计时可将建筑布置在北部斜坡,建筑室内冬天较为温暖,夏天较为凉爽。
2.2 街道布置
街道宽度可决定地面得到的太阳直射量,其方位影响地面一天中得到太阳辐射的时间 ,
调整街道宽度和方位可有效调节太阳辐射。毕节市的气候总的说来是冷的时间长,既使到了五月份,一下雨,冷风吹来,感觉和冬天差不多,故得热和存贮所接收的热量很重要。在做规划设计时,尽量设计东西走向的宽阔街道,能使建筑物得到来 自南向的阳光照射。为了存贮所接收的热量,住宅区应当布置较密,南北走向的街道应当狭窄,建筑物宜低不宜高,这样能最大限度地通过楼顶得热,同时可通过减少建筑物的体型系数减少热量损失。
2.3朝向、通风
2.3.1朝向
建筑朝向不同,室内热环境差异较大。不同的朝向,建筑室温可相差一摄氏度。规划时,可按太阳高度角和方位角的变化规律设计建筑朝向。一般情况,南北朝向为最好的朝向,该朝向的建筑在夏季可以减少太阳辐射得热,冬季可以增加太阳辐射得热。当然,由于条件限制 ,规划设计时,建筑物的朝向不可能都布置成南北朝向,但也应尽量接近南北朝向。
2.3.2通风
室内热环境较差的原因之一是夏季室内无空气流动,室内热量聚集,而冬季的寒风又导致室内热量散失,气温降低。毕节市处于亚热带湿润季风气候区,这种气候区是热带海洋气团和极地大陆气团交替控制、互相角逐的地带,其特征主要表现为存在两支主要的季风环流。毕节市冬季盛行西北风,一般在北偏西度左右,约有三个月夏季盛行东南风,一般在东偏南 度左右,约有八个月。夏季晴天时,建筑物室内温度超过摄氏度以上。冬季室内、室外温差只有摄氏度左右。毕节市的规划设计可结合风向布置建筑朝向,在朝向上使房屋的纵轴垂直于夏季的主导风向,也就是建筑布置成东南方向,这样,可获得较好的通风效果 。
夏季通风还要考虑涡流问题。夏季通风,建筑的规划布局如严格使建筑长轴垂直于主导风向时,各幢建筑之间易产生涡流,影响通风效果。从总体安排,建筑群朝向与主导风向形成一定角度,建议南偏东巧度左右。
另外,建筑物的背风面会产生一个涡流区。在涡流区内,风力弱 ,风向也不稳定,如果另一幢建筑处于前面建筑的涡流区内,就很难利用风压组织起有效通风。规划设计时,应尽可能增大建筑物之间的间距,最好大于日照间距以上。建筑群比较密集时,可采取“前低后高” 、 “高低错落”的处理方式及设置过街楼加强自然通风。
规划设计时 ,如主要研究冬季,则在朝向上应使房屋的纵轴平行于冬季的主导风向,也就是建筑布置成西南方向。对于冬季防风,规划设计时,宜将高层建筑背北或北偏西方向减少寒风对中、低层建筑和庭院的影响。
从上面分析可知,规划设计时,按太阳辐射及季风方向,可得到三种不同的建筑朝向布置。综合考虑太阳辐射和全年大部分时间盛行东南风的实际情况,规划设计以南偏东为最佳朝向,这种朝向对于冬季室内热环境稍有不利 ,可通过其他手段解决。
2.4 建筑群体平面组合形式
建筑群体平面组合的基本形式有三种:行列式、周边式、点群式,此外还有混合式。（1）行列式。条式单元住宅或联排式住宅按一定朝向和合理间距成排布置的方式。这种布置方式可使每户都能获得良好的日照和通风条件 ,便于布置道路、管网、方便工业化施工。但如果处理不好形成的空间往往会有单调、呆板的感觉 ,并且产生穿越交通的干扰。如果能在住宅排列组合中,注意避免 “兵营式” 的布置,多考虑住宅群体空间的变化,如采用山墙错落、 单元错落拼接以及用矮墙分隔等手法仍可达到良好的景观效果。（2)周边式。住宅建筑沿街坊或院落周边布置的形式,这种布置形式形成封闭或半封闭的内院空间,院内较安静、安全,利于布置室外活动场地、小块公共绿地和小型公建等居民交往场所。这种形式组成的院落较完整,一般较适用于寒冷多风沙地区,可阻挡风沙及減少院内积雪。周边布置的形式有利于节约用地,提居住建筑面积密度。但这种布置方式部分住宅朝向较差,对于炎热地区较难适应。
2.5建筑体型
在住宅建筑的单体设计中,建筑单体的形状、层数、户型对住宅建筑的节能影响极大。体形系数是指住宅建筑物的外表面积和外表面所包围的体积之比,体型系数越大,说明单位建筑空间所分担的热散失面积越大,能耗就越多。有研究资料表明,体型系数每增大0.01,耗热量指标约增加2.5％。一般宜控制在0.30以下。单纯从建筑节能角度考虑,一般来说正方形、圆形等规整的平面对建筑节能有利。在建筑面积一定的情况下,建筑物层数越多、高度越高,其体形系数就越大,所接受的太阳辐射热也越大,能源消耗量也越大。因此,在容积率、建筑密度、建筑占地等规划指标许可的前提下,单纯从节能的角度讲,建筑并非越高越好。在户型设计中要充分考虑到住户的均好性和共享性,平面布局要紧凑、实用,空间利用合理充分、见光通风。
2.6其他
(1)适宜进深。根据有关实验资料证明,住宅进深在 11～12m,有利于形成冬暖夏凉的室内环境,也可降低造价。(2)设双阳台,即南北阳台(生活阳台和服务阳台)和必要的遮阳板,避免阳光直射。(3)装塑钢窗,密闭性好。(4)确定合理窗墙比。南窗与墙面积比 35％,南窗在 1.5m × 1.5m 可以满足,少数 1.5m × 1.8m；北窗与墙面积比为20％,窗宽要小于 1.2m 则可以满足。(5)封闭楼梯间。开敞楼梯间比封闭楼梯间耗热指标上升l0％～20％。
3 结束语
目前,建筑中的规划设计对建筑节能具有重要影响,设计中应引起足够重视。节能技术在建筑方面是多方位的,在建筑规划设计阶段主要涉及到体型、朝向、布局和外部环境等方面的因素。在工程设计中,要始终保有节能意识,遵照有关法规精心设计,才能做到节约能耗,提高热效率,达到节能的目的。
关键词：建筑节能 规划设计节能措施
随着全球范围内能源需求的不断增长以及不可再生资源的快速消耗,能源供应日趋紧张。从资源消耗来看,全球约1／6的资源消耗和建筑行业直接相关，发达国家的建筑能耗占全国总能耗的比例达到了30％～40％。因此,作为耗能大户的建筑,其节能具有非常重要的意义。建筑节能是在我国倡导节约型社会的时期提出来的是贯彻国家可持续发展战略的重要组成部分,也是我国经济工作中的战略重点之一本文探讨了城市及住宅小区规划设计中的节能思想,提出建筑节能应从规划设计入手,并分析了在建筑规划设计阶段应考虑的建筑节能措施。
1 城市及住宅小区规划设计中的节能思想
建筑节能在实施中必须抓好规划设计和建筑材料的工作。规划设计工作不光要在住宅建设中节能,在城市规划中也要体现节能思想。
如何将节能思想体现在城市规划中,主要有以下三个方面：(1)在城市生态环境的保护和利用中倡导“偿还原则”；(2)在城市空间规划中提倡紧凑型的城市布局及绿色环保的交通方式；(3)对单体建筑的能源优化设计采用节能建筑,倡导新型的能源概念。
小区规划中,小区的选址、住宅建筑的朝向、间距、高低、体型以及小区路网结构、环境绿化等都会影响小区的日照、通风和小气候环境,从而影响住宅建筑的能耗。因此,小区规划也应注重对节能问题的研究。
住宅小区在规划总平面时,应注意以下几点：(1)住宅小区总体规划应考虑建筑物外表日照程度和周围空气流动。夏季通过规划尽可能提高居住区的风速,冬季应最大程度利用太阳能改善室内热环境,同时考虑建筑物外表面的风速,减少热量的散发,并保证冬季日照时数。(2)住宅小区总体规划应考虑小区的自然通风。应改变以往“横平竖直”的规划模式,大胆采用以曲代直布置为主、分散布置点式住宅为辅的规划设计手法。要严格控制建筑密度,提高绿化率及水景小品等。(3)高层住宅群的规划。在住宅小区中规划高层住宅群,应考虑其外墙立面热反射和阴影问题。
2规划设计中的建筑节能
如何针对各种不同气候地域的特点 ,进行是当代规划工作者需要深入探讨的问题。
2.1 选址
规划设计的建筑选址对节能影响十分巨大,建筑所处位置的地形地貌将直接影响建筑室内外热工环境和建筑耗热。不宜选之地虽说毕节市位于山区,地势高差较大,但规划设计时要尽量避免把建筑布置在山谷、洼地、沟底等凹地处。因为冬季寒气易在此处聚集 ,形成“霜洞”,使得位于凹地的底层或半地下层建筑为保持相同的室内温度而多消耗一部分采暖能量。如规划设计不得不选择凹地处 ,则要通过在斜坡上栽种高大的常绿乔木来避免冷风的侵袭。应选之地平坦、开阔之处可选为建筑用地。毕节市位于北纬地区,当不得不在山坡上规划时,山坡南向的太阳直射最强,北向最弱 ,设计时可将建筑布置在北部斜坡,建筑室内冬天较为温暖,夏天较为凉爽。
2.2 街道布置
街道宽度可决定地面得到的太阳直射量,其方位影响地面一天中得到太阳辐射的时间 ,
调整街道宽度和方位可有效调节太阳辐射。毕节市的气候总的说来是冷的时间长,既使到了五月份,一下雨,冷风吹来,感觉和冬天差不多,故得热和存贮所接收的热量很重要。在做规划设计时,尽量设计东西走向的宽阔街道,能使建筑物得到来 自南向的阳光照射。为了存贮所接收的热量,住宅区应当布置较密,南北走向的街道应当狭窄,建筑物宜低不宜高,这样能最大限度地通过楼顶得热,同时可通过减少建筑物的体型系数减少热量损失。
2.3朝向、通风
2.3.1朝向
建筑朝向不同,室内热环境差异较大。不同的朝向,建筑室温可相差一摄氏度。规划时,可按太阳高度角和方位角的变化规律设计建筑朝向。一般情况,南北朝向为最好的朝向,该朝向的建筑在夏季可以减少太阳辐射得热,冬季可以增加太阳辐射得热。当然,由于条件限制 ,规划设计时,建筑物的朝向不可能都布置成南北朝向,但也应尽量接近南北朝向。
2.3.2通风
室内热环境较差的原因之一是夏季室内无空气流动,室内热量聚集,而冬季的寒风又导致室内热量散失,气温降低。毕节市处于亚热带湿润季风气候区,这种气候区是热带海洋气团和极地大陆气团交替控制、互相角逐的地带,其特征主要表现为存在两支主要的季风环流。毕节市冬季盛行西北风,一般在北偏西度左右,约有三个月夏季盛行东南风,一般在东偏南 度左右,约有八个月。夏季晴天时,建筑物室内温度超过摄氏度以上。冬季室内、室外温差只有摄氏度左右。毕节市的规划设计可结合风向布置建筑朝向,在朝向上使房屋的纵轴垂直于夏季的主导风向,也就是建筑布置成东南方向,这样,可获得较好的通风效果 。
夏季通风还要考虑涡流问题。夏季通风,建筑的规划布局如严格使建筑长轴垂直于主导风向时,各幢建筑之间易产生涡流,影响通风效果。从总体安排,建筑群朝向与主导风向形成一定角度,建议南偏东巧度左右。
另外,建筑物的背风面会产生一个涡流区。在涡流区内,风力弱 ,风向也不稳定,如果另一幢建筑处于前面建筑的涡流区内,就很难利用风压组织起有效通风。规划设计时,应尽可能增大建筑物之间的间距,最好大于日照间距以上。建筑群比较密集时,可采取“前低后高” 、 “高低错落”的处理方式及设置过街楼加强自然通风。
规划设计时 ,如主要研究冬季,则在朝向上应使房屋的纵轴平行于冬季的主导风向,也就是建筑布置成西南方向。对于冬季防风,规划设计时,宜将高层建筑背北或北偏西方向减少寒风对中、低层建筑和庭院的影响。
从上面分析可知,规划设计时,按太阳辐射及季风方向,可得到三种不同的建筑朝向布置。综合考虑太阳辐射和全年大部分时间盛行东南风的实际情况,规划设计以南偏东为最佳朝向,这种朝向对于冬季室内热环境稍有不利 ,可通过其他手段解决。
2.4 建筑群体平面组合形式
建筑群体平面组合的基本形式有三种:行列式、周边式、点群式,此外还有混合式。（1）行列式。条式单元住宅或联排式住宅按一定朝向和合理间距成排布置的方式。这种布置方式可使每户都能获得良好的日照和通风条件 ,便于布置道路、管网、方便工业化施工。但如果处理不好形成的空间往往会有单调、呆板的感觉 ,并且产生穿越交通的干扰。如果能在住宅排列组合中,注意避免 “兵营式” 的布置,多考虑住宅群体空间的变化,如采用山墙错落、 单元错落拼接以及用矮墙分隔等手法仍可达到良好的景观效果。（2)周边式。住宅建筑沿街坊或院落周边布置的形式,这种布置形式形成封闭或半封闭的内院空间,院内较安静、安全,利于布置室外活动场地、小块公共绿地和小型公建等居民交往场所。这种形式组成的院落较完整,一般较适用于寒冷多风沙地区,可阻挡风沙及減少院内积雪。周边布置的形式有利于节约用地,提居住建筑面积密度。但这种布置方式部分住宅朝向较差,对于炎热地区较难适应。
2.5建筑体型
在住宅建筑的单体设计中,建筑单体的形状、层数、户型对住宅建筑的节能影响极大。体形系数是指住宅建筑物的外表面积和外表面所包围的体积之比,体型系数越大,说明单位建筑空间所分担的热散失面积越大,能耗就越多。有研究资料表明,体型系数每增大0.01,耗热量指标约增加2.5％。一般宜控制在0.30以下。单纯从建筑节能角度考虑,一般来说正方形、圆形等规整的平面对建筑节能有利。在建筑面积一定的情况下,建筑物层数越多、高度越高,其体形系数就越大,所接受的太阳辐射热也越大,能源消耗量也越大。因此,在容积率、建筑密度、建筑占地等规划指标许可的前提下,单纯从节能的角度讲,建筑并非越高越好。在户型设计中要充分考虑到住户的均好性和共享性,平面布局要紧凑、实用,空间利用合理充分、见光通风。
2.6其他
(1)适宜进深。根据有关实验资料证明,住宅进深在 11～12m,有利于形成冬暖夏凉的室内环境,也可降低造价。(2)设双阳台,即南北阳台(生活阳台和服务阳台)和必要的遮阳板,避免阳光直射。(3)装塑钢窗,密闭性好。(4)确定合理窗墙比。南窗与墙面积比 35％,南窗在 1.5m × 1.5m 可以满足,少数 1.5m × 1.8m；北窗与墙面积比为20％,窗宽要小于 1.2m 则可以满足。(5)封闭楼梯间。开敞楼梯间比封闭楼梯间耗热指标上升l0％～20％。
3 结束语
目前,建筑中的规划设计对建筑节能具有重要影响,设计中应引起足够重视。节能技术在建筑方面是多方位的,在建筑规划设计阶段主要涉及到体型、朝向、布局和外部环境等方面的因素。在工程设计中,要始终保有节能意识,遵照有关法规精心设计,才能做到节约能耗,提高热效率,达到节能的目的。