試論節(jié)能建筑的規(guī)劃和設(shè)計(jì)

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摘要：節(jié)能環(huán)保是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主旋律，建筑節(jié)能也成了建筑行業(yè)新的發(fā)展方向。為提高建筑使用過(guò)程中的能源效率，為居住者所提供衛(wèi)生舒適的居住條件，在建筑的規(guī)劃建設(shè)中進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)就成了題中之義。本文將會(huì)對(duì)節(jié)能建筑的規(guī)劃及設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究。 

關(guān)鍵詞：建筑 節(jié)能 設(shè)計(jì) 0引言 節(jié)能建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要組成部分，它是與建筑所在地區(qū)的氣候條以及建筑設(shè)計(jì)建筑微氣候、建筑技術(shù)和能源相結(jié)合，達(dá)到有各方面效利用的建筑設(shè)計(jì)方法。最主要的特征就是建筑在冬季能最大限度地利用自然能來(lái)取暖，而夏季則能最大限度地減少得熱，并能夠利用自然能來(lái)降溫冷卻。 居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)主要是對(duì)建筑的地理因素、建筑體形、日照設(shè)計(jì)、綠化環(huán)境設(shè)計(jì)、等進(jìn)行設(shè)計(jì)。特別是冬季濕冷、夏季悶熱的夏熱冬冷地區(qū)，更需要從建筑的規(guī)劃布局、日照設(shè)計(jì)、建筑氣候環(huán)境和建筑綠化環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 1氣候地理環(huán)境條件與節(jié)能設(shè)計(jì) 進(jìn)行節(jié)能建筑設(shè)計(jì)，就應(yīng)先做好準(zhǔn)備工作，對(duì)建筑所在地的氣候條件、地形地貌、地質(zhì)水文資料進(jìn)行調(diào)查和了解。根據(jù)調(diào)查的結(jié)果決定節(jié)能設(shè)計(jì)的基本方案。因?yàn)?，我?guó)許多地區(qū)都是夏熱冬冷，地理環(huán)境的復(fù)雜多樣性，因此，節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該考慮如何充分利用建筑所在地區(qū)的自然環(huán)境資源和條件，在減少常規(guī)能源利用的前提下，按照節(jié)能的設(shè)計(jì)方法和建筑技術(shù)措施，創(chuàng)造出有利于人們生活和工作的居住環(huán)境。   1.1氣候條件由于建筑所在地理環(huán)境的特殊性，建筑具有一定的地域性特征，而其中氣候條件所起的作用最為重要。所以，要制定出科學(xué)的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)方案，就必須要了解當(dāng)?shù)靥?yáng)輻射強(qiáng)度、冬季日照率、降水、冬夏兩季主導(dǎo)風(fēng)向頻率等氣候因素，并了解建筑所在地小區(qū)域環(huán)境的微氣候條件。通過(guò)對(duì)這些氣候條件的了解掌握，設(shè)計(jì)出于當(dāng)?shù)貧夂蛳喾系墓?jié)能建筑。 1.2地形條件一般來(lái)說(shuō)，建筑所在地區(qū)的地形地貌，會(huì)直接影響建筑室內(nèi)外熱環(huán)境和空調(diào)能耗的大小，進(jìn)而影響建筑的能源消耗情況。因此，對(duì)不同地形地貌的建筑環(huán)境要區(qū)分對(duì)待，設(shè)計(jì)出不同的節(jié)能方案。 如在江河湖泊環(huán)境下，因?yàn)榈乇硭懛植?、地?shì)起伏、表面覆蓋材料等不同，受太陽(yáng)輻射作用下和地表長(zhǎng)波輻射的影響，會(huì)產(chǎn)生水陸風(fēng)，進(jìn)而形成氣流的流動(dòng)，影響到建筑的受能情況。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要充分水陸風(fēng)的影響，以取得建筑穿堂風(fēng)的效果為設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一，這可以改善夏季熱環(huán)境對(duì)建筑的影響，節(jié)約空調(diào)能耗。而如果在山區(qū)地帶，就要充分考慮該地區(qū)的山谷風(fēng)現(xiàn)象，因?yàn)橥ǔＧ闆r下建筑周圍的種局地?zé)崃Νh(huán)流表現(xiàn)得較為明顯。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮夏季防熱、通風(fēng)，兼顧冬季向陽(yáng)、避風(fēng)。在建筑的選址朝向上，要盡量選擇通風(fēng)的位置。合理地利用山谷風(fēng)這一自然能源以實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的最大效果。如圖 1.3地表環(huán)境一般來(lái)說(shuō)，居住區(qū)表面覆蓋的植被或水泥地面都直接影響到建筑采暖和空調(diào)能耗的大小。在通常情況下，市區(qū)大氣透明度遠(yuǎn)小于郊區(qū)，市區(qū)中直接輻射量小，而散射輻射量增大，造成總輻射量下降。而且，市區(qū)覆蓋層的太陽(yáng)輻射反射系數(shù)小，加上市區(qū)建筑物幾會(huì)對(duì)反射率造成一定的影響，大大降低了居住區(qū)覆蓋層長(zhǎng)波輻射與天空的熱量交換量，使得大部分熱量仍留在地表和居住區(qū)近、，地下墊面內(nèi)。而城市居住區(qū)植被少，地表長(zhǎng)波向上輻射受到限制，大氣長(zhǎng)波輻射向下而產(chǎn)生大氣逆輻射，就有可能造成市區(qū)溫差變小，平均溫度上升。此外，由于建筑物和鋪砌的堅(jiān)實(shí)路面大多為不透水層，降雨后雨水流失快，雨水蒸發(fā)到空氣中，形成高溫高濕悶熱氣候，居住區(qū)的建筑為降溫就會(huì)大量使用常規(guī)能源，造成能源的大量消耗。因此，節(jié)能居住小區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)有足夠的綠地和水面，嚴(yán)格控制建筑密度，盡量減少水泥地面，利用植被和水域減弱熱島效應(yīng)，進(jìn)而改善居住區(qū)的濕熱環(huán)境，減少因降溫所需的能源消耗量。 2日照環(huán)境設(shè)計(jì)利用太陽(yáng)能是建筑節(jié)能的重要途徑。根據(jù)我國(guó)太陽(yáng)能資源的利用的三級(jí)區(qū)劃，即以地區(qū)總輻射年總量為分區(qū)指標(biāo)的一級(jí)區(qū)劃；以各月日照時(shí)數(shù)大于6小時(shí)的天數(shù)這一要素為指標(biāo)的二級(jí)區(qū)劃；以太陽(yáng)能日變化的特征值為指標(biāo)的三級(jí)區(qū)劃，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)建筑所在地的太陽(yáng)能資源劃分，進(jìn)行科學(xué)的研究分析，采用較為科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。日照環(huán)境的設(shè)計(jì)主要是對(duì)建筑的日照間距和建筑適宜的朝向來(lái)確定的。 2.1建筑的日照間距為保證陽(yáng)光不受遮擋，并可以直接照射到建筑室內(nèi)，在建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，就必須在建筑物之間留出一定的距離，也就是建筑物的日照間距。影響建筑物的日照間距的因素有許多方面，包括當(dāng)?shù)厝照諛?biāo)準(zhǔn)、地理緯度、建筑朝向、建筑物的高度、長(zhǎng)度以及建筑用地的地形等。   因此，在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，在節(jié)約用地的前提下，應(yīng)該綜合考慮各種因素來(lái)確定建筑的日照間距。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，夏熱冬冷的地區(qū)建筑要保證日獲得日照l(shuí)小時(shí)的要求，日照間距系數(shù)就應(yīng)該控制在1.2以上，按2小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)則日照間距系數(shù)應(yīng)大于1.3。由于不同城市的緯度、土地資源及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等條件的不同，規(guī)定日照間距的標(biāo)準(zhǔn)也有所差異，但是總體上是控制在1.1一1.3H(H為建筑高度)，即日照間距系數(shù)為1.1一1.3的范圍以內(nèi)，以保證建筑的采暖。在居住區(qū)平面規(guī)劃中，要保證建筑群體錯(cuò)落排列，以利于改善日照時(shí)間。具體來(lái)說(shuō)，可以把建筑設(shè)計(jì)成高層點(diǎn)式住宅，一是加大建筑的南北進(jìn)深，增加電梯服務(wù)量，減少交通面積，二是縮小建筑物之間的間距系數(shù)并能充分保證采光日照量，達(dá)到節(jié)約用地、節(jié)約能源的目的。 2.2適宜的朝向建筑物主立面的方位角稱為朝向，一般由建筑與周圍道路之間的關(guān)系確定。建筑朝向的選擇要考慮兩個(gè)方面，首先是在冬季能獲得足夠的日照，主要房間要避開(kāi)冬季風(fēng)向，其次，在夏季能有效防止太陽(yáng)輻射與暴風(fēng)雨的襲擊。 3建筑體形 眾所周知，建筑的體形會(huì)直接影響建筑采暖空調(diào)的能耗大小。因此，在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從節(jié)能的角度出發(fā)，盡量使建筑的體形能夠?qū)崿F(xiàn)在夏季白天防止太陽(yáng)輻射，在夜間利于自然通風(fēng)、散熱的目標(biāo)。 建筑單位面積對(duì)應(yīng)的外表面積越小，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失也就相應(yīng)的減少，因此，從降低建筑能耗的角度出發(fā)，應(yīng)該將建筑物的體形系數(shù)控制在較低的范圍內(nèi)。因此，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要嚴(yán)格控制體形系數(shù)，從面積因素考慮，保證建筑物的外圍護(hù)部分接受的冷、熱量最少，從而減少冬季的熱損失與夏季的冷損失。 4綠化環(huán)境設(shè)計(jì)綠化對(duì)建筑的節(jié)能起著十分重要的作用，它可以調(diào)節(jié)改善氣溫，調(diào)節(jié)碳氧平衡，減少溫室效應(yīng)，同時(shí)可以遮陽(yáng)隔熱，可以有效地改善居住區(qū)的外部微氣候以及建筑室內(nèi)熱環(huán)境，降低建筑能耗。小區(qū)內(nèi)的植物不僅可以起到遮陽(yáng)蔽蔭，減低風(fēng)速的作用，還可以通過(guò)蒸騰的作用和植物的“光合”作用，起到調(diào)節(jié)居住地的氣溫，并適當(dāng)?shù)卦黾涌諝鉂穸鹊淖饔谩?5結(jié)束語(yǔ) 環(huán)保低碳是現(xiàn)代生活的主調(diào)，房屋建筑作為人類生活的必要場(chǎng)所，在綠色環(huán)保的趨勢(shì)下，也必須向節(jié)能環(huán)保低碳方向發(fā)展。為此，在房屋建筑設(shè)計(jì)中加入節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)，就成了當(dāng)前房屋建筑設(shè)計(jì)的重要理念之一。設(shè)計(jì)者應(yīng)該從各個(gè)方面進(jìn)行節(jié)能的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，保證建筑的節(jié)能低碳。   參考文獻(xiàn)： [1]楊善勤編著.民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)手冊(cè).北京市.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.出版日期:1997. [2]付祥釗主編.夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能技術(shù).北京市.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2002.