探徽建筑的規(guī)劃節(jié)能

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1氣候分區(qū)與建筑風(fēng)土美學(xué)

在亞熱帶地區(qū)，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫與遮陽(yáng)的節(jié)能效果，都不能發(fā)揮最大的功效，即遮陽(yáng)效果比熱帶收稿日期：2013-03-01；修回日期：2013-03-26低，保溫效果不如寒冷氣候，必須巧妙地將保溫與遮陽(yáng)作最合理的組合，才能發(fā)揮最大的功效。根據(jù)以上節(jié)能要求來(lái)勾畫(huà)亞熱帶氣候的建筑特征，即“適當(dāng)?shù)拈_(kāi)窗”、“豐富的陰影”、“充分的通風(fēng)”。“適當(dāng)?shù)拈_(kāi)窗”即開(kāi)窗只需滿足基本的采光、通風(fēng)及眺望的需求即可，不要開(kāi)設(shè)大窗以免引進(jìn)太多的熱量，一般而言，辦公建筑的40%、居住建筑的20%的平均開(kāi)窗率就具有良好的采光、眺望的效果?！柏S富的陰影”就是在開(kāi)窗部位上部設(shè)計(jì)遮陽(yáng)板、陽(yáng)臺(tái)以遮擋日照輻射?！俺浞值耐L(fēng)”則要求建筑要有良好的通風(fēng)條件，即要求建筑平面以長(zhǎng)條淺短為主，居住空間深度不宜過(guò)大，方便通風(fēng)。

2規(guī)劃設(shè)計(jì)節(jié)能措施

2.1場(chǎng)地選址與規(guī)劃

2.1.1場(chǎng)地日照條件

被動(dòng)式太陽(yáng)能利用對(duì)建筑節(jié)能意義重大，充分利用好日照是達(dá)到舒適節(jié)能最經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的方法。城市中的場(chǎng)地受到周?chē)h(huán)境影響，周?chē)ㄖ锖妥匀画h(huán)境有可能對(duì)規(guī)劃場(chǎng)地產(chǎn)生遮擋，影響場(chǎng)地的太陽(yáng)能獲取，使場(chǎng)地內(nèi)的建筑物因缺乏足夠的被動(dòng)式獲熱，造成更多的采暖能耗，這對(duì)冬季寒冷氣候地區(qū)十分不利。因此，在場(chǎng)地選擇和規(guī)劃中分析場(chǎng)地的日照條件，進(jìn)行日照計(jì)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(yáng)日照不利處布置附屬功能建筑，比如停車(chē)場(chǎng)、配電房等，這對(duì)建筑整體節(jié)能是十分重要的。

2.1.2地形地貌

區(qū)域的地形地貌對(duì)區(qū)域內(nèi)不同地點(diǎn)的日照、風(fēng)環(huán)境等微環(huán)境產(chǎn)生影響，開(kāi)敞的場(chǎng)地一般會(huì)比背風(fēng)場(chǎng)地有更高的空氣交換頻率。在我國(guó)大部分地區(qū)，南向或東南、西南向的場(chǎng)地通常意味著更好的日照、風(fēng)環(huán)境等場(chǎng)地條件，更利于減少建筑的能耗需求，而背風(fēng)處的場(chǎng)地代表著冬季更大的風(fēng)速，加大了建筑的能耗需求。自然地形是場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在場(chǎng)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(fēng)，冬季可獲得更好的日照和輻射得熱，達(dá)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(huì)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(huì)取得節(jié)地降耗的目的。

2.2建筑形體和體形系數(shù)

建筑形體和平面方案對(duì)建筑能耗會(huì)產(chǎn)生重要的影響，在設(shè)計(jì)師選擇建筑形體和平面方案時(shí)，應(yīng)考慮不同形體的建筑對(duì)能耗的影響。建筑形體的復(fù)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(jiǎn)單，體形系數(shù)越低，較低的體形系數(shù)說(shuō)明相同的建筑面積下會(huì)有較小的外墻散熱面積，有利于減少能耗。我國(guó)相關(guān)研究表明，體形系數(shù)從0.4減到0.3，可使圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱損失降低25%。另外建筑作為一個(gè)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(yáng)照射角度等因素有關(guān)，所以在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，還需要根據(jù)不同的氣候條件、建筑類(lèi)型等多方面綜合考慮以獲得最佳的設(shè)計(jì)形體。

2.3朝向和布局

2.3.1朝向與太陽(yáng)輻射

建筑物上的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度取決于一天中的時(shí)刻、季節(jié)以及朝向。夏季太陽(yáng)升起較早并且以一個(gè)較低的角度照射東面，隨后太陽(yáng)照射角度越高并且輻射越來(lái)A-AAA北L1L2L2越強(qiáng)。由于太陽(yáng)照射角度很高，南面只獲得較少的太陽(yáng)輻射，隨后太陽(yáng)移動(dòng)照射西面。冬季時(shí)期，東西兩側(cè)輻射的強(qiáng)度大大減少，南面全天都可以獲得日照。因此，在我國(guó)大多數(shù)地區(qū)南北朝向布局最有利于建筑節(jié)能，根據(jù)用電量調(diào)查研究，在夏熱冬冷地區(qū)，在窗面積為30%時(shí)，東西向房間的空調(diào)運(yùn)行負(fù)荷比南北向要大24%～32%，東西向住宅比南北向住宅單位樓板面積年平均耗電量高出33%，以全年用電統(tǒng)計(jì)來(lái)說(shuō)，東西向住宅比南北向高出1.7倍。由此可知，朝向配置先影響住宅的空調(diào)能耗，接著再影響其建筑的總能耗。

2.3.2朝向與風(fēng)環(huán)境

在夏季炎熱地區(qū)，良好的通風(fēng)是減少建筑制冷需求的最經(jīng)濟(jì)的方法。通風(fēng)一般分為風(fēng)壓通風(fēng)和熱壓通風(fēng)。風(fēng)壓通風(fēng)指當(dāng)風(fēng)吹向建筑物的正面時(shí)，因建筑物表面遮擋在迎風(fēng)面產(chǎn)生正壓，氣流在向上偏移的同時(shí)繞過(guò)建筑物各側(cè)面及背面，在這些面上產(chǎn)生負(fù)壓，這種因風(fēng)壓產(chǎn)生的通風(fēng)就是風(fēng)壓通風(fēng)。要想獲得有利的風(fēng)壓通風(fēng)，就要求建筑外部有較好的風(fēng)環(huán)境(風(fēng)速不宜小于2～3m/s)，再者建筑需面向夏季主導(dǎo)風(fēng)向，且建筑的進(jìn)深宜淺(深度一般要求低于14m)，以便形成“穿堂風(fēng)”。因此，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行布局時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮建筑進(jìn)深低于14m，可將建筑布局成一字形、L形、回形等形式，以達(dá)到良好的自然通風(fēng)。熱壓通風(fēng)即利用熱空氣上升從上部排出，室外新鮮冷空氣從下部進(jìn)入，室內(nèi)外溫差越大，熱壓作用越顯著。熱壓通風(fēng)一般用在建筑進(jìn)深較大的建筑，來(lái)彌補(bǔ)因進(jìn)深太大風(fēng)壓作用低的缺點(diǎn)。我國(guó)大部分地區(qū)受大陸性季風(fēng)氣候影響，夏季南風(fēng)為主，冬季北方盛行。利用這種冬季和夏季主導(dǎo)風(fēng)向的差別進(jìn)行城市和區(qū)域通風(fēng)的總體設(shè)計(jì)，可達(dá)到冬季防風(fēng)和夏季自然通風(fēng)的目的。為引導(dǎo)和加速夏季城市里風(fēng)的流動(dòng)，建筑群朝向與夏季盛行風(fēng)向的角度宜控制在0°～10°之間，并結(jié)合自然地形等高線，建筑朝向與正南向夾角保持在15°范圍內(nèi)。在區(qū)域建筑群體布局上，南側(cè)建筑宜開(kāi)放，密度相對(duì)較低，以留出風(fēng)口；可利用前后錯(cuò)列、斜列、前短后長(zhǎng)、前疏后密等導(dǎo)風(fēng)措施，導(dǎo)入夏季東南風(fēng)。冬季防風(fēng)時(shí)，將北側(cè)建筑盡量封閉，以阻擋冬季北向季風(fēng)?？傮w來(lái)說(shuō)北部宜布置高大和封閉的建筑形體，南側(cè)宜布置低矮和體量較小的建筑形體來(lái)利于夏季通風(fēng)和冬季擋風(fēng)。

3結(jié)語(yǔ)

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)本身是一種科學(xué)化、綜合化的建筑風(fēng)土設(shè)計(jì)方法，能善用建筑節(jié)能原理的建筑設(shè)計(jì)，自然能展現(xiàn)氣候風(fēng)土特色。一部符合氣候的建筑節(jié)能法令，就像一個(gè)建筑風(fēng)格的雕刻師一樣，可以塑造優(yōu)美的都市風(fēng)格。建筑節(jié)能設(shè)計(jì)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(jī)器設(shè)備效率，都市節(jié)能設(shè)計(jì)發(fā)揮的地方。建筑節(jié)能計(jì)劃必須由大至小，進(jìn)行系統(tǒng)化、層級(jí)化的節(jié)能設(shè)計(jì)，才能發(fā)揮最大成效。由越大尺度的層級(jí)開(kāi)始節(jié)能計(jì)劃，越能事半功倍；由越細(xì)部末端來(lái)講求節(jié)能對(duì)策，越難發(fā)揮節(jié)能之功效。因此，由規(guī)劃之源頭進(jìn)行建筑節(jié)能計(jì)劃，是最有效、最經(jīng)濟(jì)、最生態(tài)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，其效果遠(yuǎn)比由建材與機(jī)器設(shè)備方面來(lái)進(jìn)行節(jié)能對(duì)策更有成效。從場(chǎng)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(lái)進(jìn)行節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)，改善區(qū)域內(nèi)建筑節(jié)能的基礎(chǔ)條件，從而實(shí)現(xiàn)從源頭節(jié)能的目標(biāo)。

作者：劉承元 單位：上海景濟(jì)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司