夏热冬暖地区居住建筑被动式节能集成设计微探

夏热冬暖地区居住建筑被动式节能集成设计微探

深圳市建筑设计研究总院有限公司广东省深圳市518000

摘要:随着我国建筑行业的不断发展,建筑被动式节能技术越来越受到人们呢的关注。在本文中,笔者将根据自身的工作经验,对当下我国夏热冬暖地区居住建筑的被动式节能集成设计做详细的分析,以期为相关的工作提供借鉴。

关键词:夏热冬暖;被动式节能

前言

房地产行业作为当下我国国民经济主体中的重要组成部分,在经济市场化进程不断深化的时代中,房地产行业的规模也随着迅速扩大,成为了我国当下建筑行业的主要支撑行业。随着我国经济的不断发展,自然环境与经济发展之间的矛盾也随之不断突显,在我国环境污染状况日益严重的当下,节能减排已经成为了每个人在新时代中的必须遵守的社会法制之一。而在我国国民能源经济消耗的体系中,占据着较大的比例的就是我国建筑暖通能源消耗。从我国每年夏季用地高峰的状况我们可以看到,当下,建筑暖通对能源消耗的影响程度。因此,自改革开发以来,我国就夏热冬暖区域的建筑设计问题上,鼓励将建筑的被动式节能设计考虑到其中去,降低夏季的空调能源消耗,提高经济性。下文中,笔者将从夏热冬暖地区居住建节能的主要问题入手,进入本文的讨论分析环节。

1夏热冬暖地区居住建筑节能的主要问题

依据《民用建筑设计通则》(GB50352-2005),我国共分为5大气候类型区,其中夏热冬暖地区位于我国南部,在北纬27°以南,东经97°以东,包括海南全境,广东大部,广西大部,福建南部,云南小部分以及香港、澳门与台湾。该地区除比重不大的北区建筑物要兼顾冬季采暖外,满足夏季防热、遮阳、通风降温要求是共性要求。该区域部分处发达地区,伴随城市化进程加快和经济发展,居住建设数量大。同时,由于舒适度标准的提高,人们对空调与采暖设备的依赖增强,而节能设计标准并未相应提高,导致能源消耗的增加.

1.1地域性节能设计手段有待强化。夏热冬暖地区地处沿海,多数约有半年的东南风、西南风,炎热天气持续时间长,太阳辐射强,雨水充沛,气候潮湿,气候因素导致建筑通风、隔热成为重要的建筑能耗问题。但与相同纬度的国家(新加坡、马来西亚、泰国)地区(台湾)比较,气候导向的节能手段应用不足。例如,遮挡太阳辐射的固定外遮阳构件设计应用不够,结合多雨气候特点的蓄水、含水屋面使用尚不普遍,而这些被证实都是行之有效的隔热构造手段。倚重设备来满足舒适性的要求提高了建筑建造与运行成本,而如果优先考虑利用场址选择、朝向安排、形体调整、附加构件、空间布局、景观水体配置等设计手段来创造性地应对阳光、风、雨水等自然气候因素,可以赋予居住建筑地域特征,并在建筑生命周期内大幅度降低人工能源的使用.

1.2对节能手段的系统效益重视不足。早在2003年,我国就已经制定出台了《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》,其中具体建筑和建筑热工节能设计手段集中在单体住宅的朝向、体形系数、窗墙面积比、居住建筑屋顶和外墙的传热系数和热惰性指标、外窗的传热系数和综合遮阳系数等规定性指标上,而对于宏观层面的节能规划只有一句“住区的总体规划和居住建筑的平面、立面设计应有利于自然通风”,这显然有悖于居住建筑节能工程的系统性.毕竟住宅建筑存在于具体的城市、社区环境中,外部环境是其单体节能手段开展的背景,城市热岛、风影等不利因素会影响到节能构造与设施的节能效果,因而应重视居住环境各个空间尺度以及各影响因素的综合集成.

1.3建筑自然通风设计的占比较低

作为最为节能的环境调节方式,自然通风却很少受到建筑暖通工程师的青睐。很大一部分原因在于自然通风的调节方式具有很强的不可控性,在项目验收之后难以真正实现对室内环境的主动控制,由此引发的纠纷相对较多,这也导致了在当下的市场行情下,建筑环境的主要调节模式仍然以依赖能源消耗来达成目的。

2被动式节能与集成设计

2.1被动式节能

相比较一般仍借助于一定设施和常规能源的主动式节能手段,被动式节能手段强调充分应对与利用阳光、通风、降雨等气候因素和水体、绿化等环境因素和可再生资源,优化构造与布局等建构手段,趋利避害,减少对常规能源的依赖,因而具有适宜技术、地域主义的特征.

1)适宜技术特征使居住建筑被动式节能具有更好的普适性.各种节能技术手段在应用时都共同面临着一个使用、推广的问题,许多新技术无法付诸实施的瓶颈在于其本身的复杂性和高成本,毕竟在长期的低能耗与短期高投入的博弈中,经济性是必须要考虑的问题,如果一栋节能建筑需要上百年时间来收回额外的成本,人们可能更趋向短期利益.而反观基于当地气候的适宜技术手段由于具有低成本特征,更易被广泛接受.

2)地域主义特征使被动式节能手段更有利于塑造体现地方风土的居住建筑形象.地方的地理、气候具有稳定性,相对于人们借助主动式节能手段改善内部居住环境,外部环境因素是被动式节能的广阔用武之地,通过合理利用规划与设计构型手段,实施被动式节能,如传统的骑楼空间、天井、各种遮阳装置等均可为湿热环境提供活动场所,从而延续地方居民的生活习俗与建筑风貌,并形成地方特色.

2.2集成设计

集成设计观念是生态建筑的重要观点,其原理可归结为著名的“木桶效应”.由于生态系统的连通性,居住建筑及其外部空间应构成一个具有协同性的整体生态单元,在设计手段和空间层面上不应有所偏废.炎热气候条件下,生活空间序列,是在住宅及其周边很大范围展开,对于夏热冬暖地区被动式节能而言,更重要的是强调居住环境的空间层次整合,即不能就建筑论建筑,割裂环境的整体性,要看到所处的社区、城市环境规划与设计对居住建筑的影响。

2.3强化自然通风设计

在一些不具备污染源的厂房建筑、体育场馆建筑、交通设施建筑中加强自然通风的相关设计。从城市规范发展的角度来看,削弱这些区域的空调设备,是降低能源消耗的重要手段。原因在于笔者在上文中所提到的这一部分建筑其建筑暖通环境的利用率是相对较低的,在夏季时,完全可以通过自然通风获得一个合理的建筑环境,其次,从能源的性价比上来看,在这些建筑内强调舒适性空调的重要性要相对于居住建筑要弱一些,因此,从城市的角度来看,削弱这一部分的能源消耗,将是提高城市整体能源经济效益的重要措施。

结语

在上文中,笔者通过对我国的那个下夏热冬暖区域的居住建筑被动式节能设计现况进行了详细的分析,并就相关的问题提出了自己的一些观点,希望这篇文章能起到抛砖引玉的作用,引发读者更多的思考。

参考文献

[1]JGJ75-2012夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[2]汪芳.查尔斯•柯里亚[M].北京:中国建筑工业出版社,2003:164-165.

[3]ValeB,ValeR.Greenarchitecture:designforasustainablefuture[M].London:ThamesandHudsonLtd,1991.

[4]吴良镛.人居环境科学导论[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.

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