一、前言
隨著能源日益成為一項(xiàng)對(duì)我國(guó)持續(xù)高速發(fā)展產(chǎn)生重大影響的問(wèn)題,如何合力充分的利用能源成為了舉國(guó)上下的關(guān)注焦點(diǎn)。近段時(shí)間更提出了建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、和諧發(fā)展等倡議以解決該問(wèn)題。作為與人類(lèi)活動(dòng)關(guān)系最為密切的住宅,如果在規(guī)劃及建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中體現(xiàn)“節(jié)約”、“和諧”的思想,創(chuàng)造出節(jié)能的生態(tài)社區(qū)和建筑,是一個(gè)十分有意義的課題。
二、規(guī)劃設(shè)計(jì)中的節(jié)能要點(diǎn)
對(duì)于建筑節(jié)能產(chǎn)生重要影響的有如下幾點(diǎn)自然因素:
●日照:適度的日照會(huì)讓住戶感覺(jué)舒適,但是過(guò)度曝曬或缺少陽(yáng)光則會(huì)對(duì)生活帶來(lái)不利影響。雖然空調(diào)可以調(diào)節(jié)室內(nèi)氣溫,但是也會(huì)消耗大量的電能。
●風(fēng)及空氣流通:建筑密集的住宅區(qū)會(huì)造成室內(nèi)外空氣的不流通,會(huì)造成由于熱量無(wú)法及時(shí)揮發(fā)而造成不必要的能源消耗。
●降雨:水是日常生活中必不可少的重要自然資源。如何充分利用雨水來(lái)為日常生活服務(wù)是一個(gè)在規(guī)劃及建筑設(shè)計(jì)中需要注意的課題。
首先談?wù)勗谝?guī)劃設(shè)計(jì)中如何利用這些自然要素。規(guī)劃設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是平面布局、開(kāi)發(fā)強(qiáng)度及相關(guān)的配套設(shè)施
1、合理的平面布局
●建筑朝向:南北向的住宅排列方式可以保證住宅獲得充足的日照,并且山墻面對(duì)西向則可以有效避免被日光曝曬。
●建筑間距:住宅之間保證合適的間距是滿足日照及通風(fēng)的重要保證,根據(jù)居住區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范,滿足日照要求為基礎(chǔ),綜合考慮采光、通風(fēng)、消防、防災(zāi)、管線埋設(shè)、視覺(jué)衛(wèi)生等要求確定。
●風(fēng)道:住宅區(qū)內(nèi)的空氣流通主要依靠建筑圍合形成的風(fēng)道。因此在平面布局時(shí)要注意避免在風(fēng)道上設(shè)置障礙物影響了空氣的流通。
●綠化及樹(shù)木種植:盡量減少建筑群間的硬化地面,推廣植草磚地面,提高綠地率,加強(qiáng)由落葉喬木、常綠灌木及地面植被組成的空間立體綠化體系,以便由樹(shù)冠和地面植被阻檔、吸收大部分的太陽(yáng)直射輻射,減小地面對(duì)建筑物的反射輻射,降低區(qū)域的夏季環(huán)境溫度,減輕區(qū)域的熱島現(xiàn)象。
2、合適的建筑密度
在住宅區(qū)的設(shè)計(jì)中,建筑密度對(duì)創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境有直接的影響。較低的建筑密度意味著住宅區(qū)內(nèi)會(huì)有更多的空間設(shè)置開(kāi)敞空間及綠地,同時(shí)較低的建筑密度也是合適建筑間距、充足日照、通暢的風(fēng)道的有力保證。所以,在規(guī)劃設(shè)計(jì)中,降低建筑密度是保證良好生活環(huán)境、有利于居住節(jié)能的有效的措施。
3、市政設(shè)施
住宅區(qū)的市政設(shè)施設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)注意能源的收集和循環(huán)使用。例如設(shè)計(jì)雨水收集系統(tǒng)、水利用循環(huán)系統(tǒng)、太陽(yáng)能利用裝置等,均可以起到充分利用能源的作用。
三、建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能要點(diǎn)
對(duì)于單體住宅建筑來(lái)說(shuō),在設(shè)計(jì)中注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題可以有效的降低建筑能耗。
1、建筑朝向:這個(gè)在規(guī)劃布局中進(jìn)行了論述。
2、建筑面寬與進(jìn)深:住宅建筑保持合適的面寬與進(jìn)深有助于自然采光及充分享受日照,進(jìn)而降低空調(diào)等耗能工具的使用。每戶住宅的建筑面寬直接關(guān)系到其迎風(fēng)面的大小。單戶住宅建筑面寬越大,其迎風(fēng)面就會(huì)越寬,越有利于自然換氣。而建筑進(jìn)深則關(guān)系到建筑的自然采光及氣流在室內(nèi)的流通。一般來(lái)說(shuō),建筑進(jìn)深越窄,則空氣在建筑內(nèi)部流通的的距離就會(huì)越短,空氣受到的阻礙就會(huì)越少;同時(shí),在建筑受光面寬一定的情況下,建筑進(jìn)深越窄,則建筑內(nèi)部可受到日照的面積就會(huì)越大。當(dāng)然,建筑的面寬和進(jìn)深也同時(shí)受到用地形狀,內(nèi)部空間設(shè)計(jì)等因素的制約,在滿足使用及法規(guī)要求前提下,應(yīng)盡可能的加大建筑面寬,縮短建筑進(jìn)深。
3、窗戶的設(shè)計(jì)
3.1 窗戶的朝向
窗戶的朝向影響到風(fēng)如何進(jìn)入室內(nèi)及風(fēng)在室內(nèi)的流動(dòng)方向。入口與出口間的直接軸線經(jīng)常是空氣在房間內(nèi)流動(dòng)的路徑,當(dāng)進(jìn)風(fēng)口與風(fēng)向成正交(90度)時(shí),空氣流動(dòng)會(huì)直接朝向出口,對(duì)房間內(nèi)其他部分的作用很小。當(dāng)窗戶與風(fēng)向成一定角度時(shí),進(jìn)入室內(nèi)后,風(fēng)速會(huì)變快,風(fēng)所影響的區(qū)域也會(huì)變大,這種情況下,有利于空氣的自然流通及室內(nèi)散熱。
3.2 窗戶的大小
窗戶的大小決定對(duì)流的空氣速度。要使空氣進(jìn)入房間,也必須讓空氣有出口流通。需要注意,當(dāng)窗戶愈開(kāi)愈大時(shí),室內(nèi)風(fēng)速反而會(huì)下降。
對(duì)流提供自然換氣的最佳情況,設(shè)計(jì)時(shí)需要注意。當(dāng)出風(fēng)口大于入風(fēng)口時(shí),房間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生最大的風(fēng)速。出風(fēng)口與入風(fēng)口大小相同時(shí),風(fēng)產(chǎn)生最大的風(fēng)流量。不過(guò)如要達(dá)到?jīng)隹斓男Ч,最大的風(fēng)速比較重要。
3.3 窗玻璃色澤的選擇
窗玻璃是窗戶構(gòu)成中最重要的因素。玻璃材料的選擇直接關(guān)系到建筑受到日照的影響、氣流的流入及流出,這對(duì)寒冷地區(qū)的保暖十分重要。除去一般的玻璃材料而使窗玻璃對(duì)日照、反光、吸熱等產(chǎn)生的影響外,在一般的處理上,窗戶的色澤會(huì)對(duì)上述因素產(chǎn)生重大的影響。
一般來(lái)說(shuō),深色澤的玻璃會(huì)極大的降低照入室內(nèi)的日光量,所以,經(jīng)由玻璃透射的熱量較少,因此室內(nèi)溫度較低,有利于在炎熱地區(qū)使用。但是由于深色澤的玻璃反射陽(yáng)光現(xiàn)象較為嚴(yán)重,會(huì)影響建筑物周邊環(huán)境的溫度,同時(shí)反射所造成的眩光現(xiàn)象也是干擾行車(chē)安全的重要因素。
和深色澤的玻璃相反,淺色澤的玻璃可具有更好的透光性,吸收更多的熱量,比較適宜在寒冷的地區(qū)使用。
在新技術(shù)的支持下,開(kāi)發(fā)出的多層強(qiáng)化玻璃有效的解決了淺色玻璃和深色玻璃的缺陷,在雙層玻璃之間的中間膜層可以滿足各種顏色的要求,同時(shí)中間膜層具有阻擋透射的特性,在準(zhǔn)許光透射的情況下,對(duì)于噪音干擾的控制及降低熱透射與過(guò)度眩光等問(wèn)題,都能發(fā)揮良好的功效。
4、建筑的垂直綠化
目前,高層住宅樓在城市內(nèi)鱗次櫛比,高層建筑所帶來(lái)的適居性、生態(tài)結(jié)構(gòu)失衡、高能量消耗等問(wèn)題,通過(guò)垂直造園手段可以有效的解決這類(lèi)問(wèn)題。
垂直造園就是將高層住宅樓加以綠化,包括在高層住宅中導(dǎo)入植栽及其他生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成元素,垂直造園將改善建筑物立面的微氣候。
在高層住宅的外觀、內(nèi)部空間、空中庭園、地面層和立面處理上,運(yùn)用植栽會(huì)產(chǎn)生下列益處:
●可以改善地區(qū)的生態(tài)。
●在高層住宅中增加植物數(shù)量,可以提升其生態(tài)價(jià)值,此價(jià)值在于增加基地內(nèi)生物的多樣性,有助于生態(tài)的穩(wěn)定。
●美化室內(nèi)空間環(huán)境,提高適居性。
●植栽除了提供內(nèi)部空間與外墻的遮陽(yáng)作用外,也可減少建筑物內(nèi)部產(chǎn)生的熱反射與眩光。
●植物的蒸發(fā)作用有助于降低建筑外墻溫度。
●植物可作為視覺(jué)屏障及聲音屏障。
●植物可以賦予建筑外立面以特殊質(zhì)感。
在垂直造園中,把建筑物系統(tǒng)和植栽整合的手段有如下兩種:
(1)將植栽區(qū)分為幾個(gè)不相聯(lián)結(jié)的種植區(qū)。在此情況下,雖然能維持物種的同質(zhì)性,不過(guò)需要更規(guī)律的人為照顧以確保其生態(tài)穩(wěn)定性。
(2)利用連貫的階梯狀花臺(tái)方式,在建筑物立面上創(chuàng)造連續(xù)的植栽區(qū)。垂直庭園可以使用藤架(便于垂直生長(zhǎng))及容易透水的花盆。這些方式可讓物種產(chǎn)生某種程度的互動(dòng)作用,并與地面層的生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)結(jié)在一起。相比較第一種方式,這種處理方式有利于生物的連續(xù)性,是最佳的處理方式。
在垂直造園中,需要重點(diǎn)處理好植物生長(zhǎng)的有機(jī)條件以及如何將這些條件納入摩天大樓的建筑結(jié)構(gòu)中。
●適宜的覆土深度。300毫米到400毫米的深度就可以滿足植物的生長(zhǎng)。
●需要處理好建筑物頂部滲漏的問(wèn)題。
●對(duì)植物按照科學(xué)時(shí)間進(jìn)行澆水、施肥。
●適宜的溫度:白天溫度21.5℃~24℃,夜間則不應(yīng)低于5℃。
●通風(fēng)及換氣:大部分的室內(nèi)空間中,二氧化碳含量應(yīng)該足夠,只需換氣補(bǔ)充被光合作用消耗的二氧化碳。
●需要特別注意的是,過(guò)冷或過(guò)冷都有可能傷害植物。因此,植物需要避免放在空調(diào)系統(tǒng)附近。
5、合理設(shè)置交通核的位置
交通核是高層住宅重要的結(jié)構(gòu)組成部分,一般來(lái)說(shuō),交通核位置有如下三種做法:1、中央核;2、雙核;3、單側(cè)核。
從節(jié)約能耗的角度考慮,將交通核設(shè)置在建筑物周邊有利于節(jié)能,具體有如下優(yōu)點(diǎn):
●不需裝設(shè)防火加壓風(fēng)管,降低裝置費(fèi)用與營(yíng)建運(yùn)用。
●電梯門(mén)廳有直接對(duì)外的視野,易于辨認(rèn)所在位置。
●提供自然換氣及采光
●服務(wù)核位于建筑側(cè)面,直接受到太陽(yáng)的照射,可以極大降低建筑內(nèi)部空調(diào)負(fù)荷(窗戶位于南北向,服務(wù)核位于東西向)。服務(wù)核的配置滿足上述要求,避免在比核區(qū)域更需要冷氣的使用空間中產(chǎn)生熱量,同時(shí)形成緩沖地帶,盡可能減少使用空間的冷氣(或暖氣)的流失。同時(shí)核安排在周邊也可以抵擋冬季寒風(fēng)。
三、結(jié)語(yǔ)
以上是在設(shè)計(jì)過(guò)程中,一些基本的降低能耗的規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)手段。能源是我國(guó)的戰(zhàn)略物質(zhì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力,又是后代人生存的必要條件,建筑節(jié)能是貫徹國(guó)家節(jié)約能源法和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的大事,所以節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)者又實(shí)際上承擔(dān)了一份牽涉到國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略和后代人生存條件的社會(huì)責(zé)任。規(guī)劃工作者和建筑工作者現(xiàn)在所做的工作是力圖和自然建立和諧對(duì)話的建設(shè),為可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。