浅析建筑规划设计中的节能设计方法.doc

浅析建筑规划设计中的节能设计方法 摘要；随着中国经济的高速发展，中国工业进入了工业化中期，即重工业阶段，但是高消耗、高污染、低效率的粗放型扩张和外延为主的经济增长模式没有改变，经济增长对能源需求明显提高。为了实现我国可持续发展战略，建筑节能势在必行。住宅建筑作为人居空间环境的创造，不仅应满足人们居住的方便、舒适，同时也应满足生态、环境、节能和可持续发展。下面就对其节能设计进行讨论。 关键词；建筑规划；建筑设计；节能方法 Abstract： Along with the rapid development of Chinas economy, Chinas industrial into the middle industrialization, namely heavy industry stage, but high consumption, high pollution, low efficiency of the extensive expansion and extension of the economic growth pattern mainly has not changed, the economic growth of energy demand increased significantly. In order to realize the sustainable development strategy in China, it is imperative to building energy efficiency. Residential construction as a living space environment creation, not only should satisfy people live convenient, comfortable, also should meet the ecology, environment, energy conservation and sustainable development. Here is the energy saving design are discussed. Key words; Construction planning; Architecture design; Energy saving method 中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号： 0 引言 面对世界的能源危机和环境危机，世界各国提出了控制矿物能源用量的增长，提高用能效率，开发新能源和可再生能源，保护环境的目标，走可持续发展的道路。节约能源，保护环境，是我国长期的重大方针。近年来，国家及相关部门已经深切意识到节能问题的重要性和紧迫性，建筑节能工作已经全面展开并不断深化，建筑节能的管理工作不断加强，建筑节能技术的研究不断深化，建筑节能设计标准不断完善。但是建筑的节能设计是一个长期复杂且矛盾的工作，如果我们不对其进行系统、全面和综合的分析、研究和实施，要想做好建筑节能是十分困难的。因此我们必须加强这方面的意识并坚持到底。 1 规划节能设计 基地的选择需考虑其方位、风速、风向、地表结构、植被、土壤、水体等因素的综合影响。当然，在城市中扮演重要角色的办公建筑在基地选择时，要服从整个城市规划的宏观控制。这就有可能使建筑基地周围环境不太理想。但是，为了减少建筑在建造和使用过程中的资源消耗，我们仍需计算资源利用的程度和对现有自然系统干扰的程度。好的规划设计应尽量减小对现有自然系统的干扰。 1.1 建筑选址 (1)争取日照 在住宅的建筑设计中,对于居住内部空间而言，争取日照包括争取更长的日照时数、更多的日照量和更好的日照质量三个方面。应从以下几方面争取日照: 基地应选择在向阳的地段上，为争取日照提供先决条件。 最佳建筑朝向范围的选择。“坐北朝南”是我国北方民居的建筑朝向定式，对于严寒和寒冷区住宅朝向，应以南北向为主，这样可使每户均有主要房间朝南，对争取日照有利。各地城市最佳建筑朝向范围不同，因此合理选择建筑朝向对争取更多的太阳辐射量是有利的。 选择满足要求的日照间距。住宅建筑高密度的开发和建造容易造成楼栋之间因间距不足形成日照遮挡，为此各地区均有针对本地区所处地理纬度、日照卫生标准及城市环境条件而确定的日照间距标准。 合理布局住宅楼群。住宅楼群中各住宅的形状、布置走向都将产生不同的阴影区，地理纬度越高，建筑物背向的阴影区的范围也越大，因而在规划布局时，注意从一些不同的布局处理中争取良好日照。 (2)避风建宅 冷空气对建筑物围护体系的风压和冷风渗透均对建筑物冬季防寒保温带来不利的影响，尤其在严寒和寒冷地区。住宅建筑应该选择避风基址建造，采用错列式布局避免“风影效应”，以建筑物围护体系不同部位的风压分析图作为进行围护体系的建筑保温、建筑节能设计、开设各类门窗洞口和通风口的设计依据。主要避风手段有: 利用建筑物 通过适当布置建筑物，降低冷天风速，可减少建筑物和场地外表面的热损失，节约热能。建筑物紧凑布局，使建筑间距在1: 2 的范围以内，可以充分发挥风影效果，使后排建筑避开寒风侵袭;利用建筑组合将较高层建筑背向冬季寒流风向，减少寒风对中、低层建筑和庭院的影响。 设置风障 设置防风墙、板以及防风林带之类的挡风设施很有效果。防风墙的高度、密度与距离均影响其挡风效果。 避开不利风向 应封闭西北向，合理选择封闭或半封闭周边式布局的开口方向和位置，使得建筑群的组合避风节能。 避免局部疾风 当低层与高层建筑布局时，在冬季季风的入侵时，会形成比较大的湍流，称为风旋，使风速加大，进而增大风压，造成热能损失大;风洞和风槽也有同样的特点。 1.2 建筑朝向 朝向对能耗的影响也是较大的，正东向或正西向的房屋同正南的房屋相比，全年综合耗电量大约增加20%。在住宅设计中，坐北朝南似乎已成为一种定律，户户朝南也是房产商的售房招牌口号，但这种做法不一定与当地的太阳入射角和主导风向存在因果关系，理想的日照方向有时恰恰是最不利的通风方向。朝向选择需要考虑的因素有: 冬季能有适量并具有一定质量的阳光射入室内，炎热季节尽量减少太阳直射室内和外墙面;夏季有良好的通风，冬季避免冷风吹袭。由于冬夏季太阳入射角的差别和朝夕日照阴影的变化，我们应利用合理的朝向，使建筑在夏季尽量避开南向烈日的炙烤，而冬季争取尽可能多的温暖阳光，使建筑获得冬暖夏凉的宜人室内环境。 1.3 建筑间距 (1)间距与日照 阳光对于人除了有卫生学上的意义外，对人的精神和心理上同样具有一定影响。它不但是个热源，还可以提高室内的光照水平。保证住宅室内一定的日照量，从而决定住宅建筑的最小间距，并结合其他条件来综合考虑住宅群的布置。住宅组群中房屋间距的确定首先应以能满足日照间距的要求为前提，当日照间距确定后，再复核其它因素对间距的要求。太阳直射强度也是确定日照间距时必须考虑的。经测定，正午的太阳辐射强度比日出或日没时的辐射强度约大6 倍。因此，确定日照间距的日照时间一般取正午(一天中太阳高度角最大时)前后。 (2)间距与通风 间距对风向和漩涡风的产生及正负风压值的大小有着直接的影响。建筑物越长、越高、进深越小，其背风面产生的涡流区越大，流场越紊乱，对减少风速、风压有利。建筑的迎风面产生正压，侧面产生负压，背面产生涡流，有气压差存在就会产生空气流动，根据地区的主导风向设计合理的间距，为建筑组织良好的自然通风提供了可行性。 2 建筑节能设计 2. 1 通风设计 (1)自然通风 过去由于对能源问题缺乏足够的重视，使建筑师在塑造舒适稳定的室内环境时，往往把变化不定的室外环境因素排除在外，而基本依赖于空调系统，窗户的开启都是多余的，新鲜空气的进入与室内空气的排除只有依靠复杂的管道系统，风机耗能在整个办公建筑的能耗中占据了重要的比重。事实上，如果设计师通过与自然界充分的合作而不是对立，在过渡季节主要依靠自然通风满足室内环境的需求，不但可以节省大量的空调能耗，还能塑造一种较之以往更加健康的室内环境。 (2)通风组织 自然通风不仅可以降低室内温度，减少热负荷，节约能源，还可带走室内的异味及有毒气体，提高室内的空气质量，保障人们的健康。在总平面设计中，应选择合适的朝向及排列方式，使房屋迎向夏季主导风从低到高依次布置。确定合理的建筑间距，避免前排房对后排房屋的遮挡，建筑间距愈大，后排房屋受到的风压也愈强，自然通风效果愈好。但为了节约用地，房屋间距不可能很大。一般在满足日照的要求下，就能满足通风的要求。风的入射角对通风的效果影响很大，房屋与风向入射角保持30-60通风效果最好。 (3)风向调节 在建筑中布置角度偏向夏季主导风的实体片墙以引导自然风，是减少对空调依赖性行之有效的措施。在适当部位设置立转窗甚至可多向调节的窗户也能起到这种效果，避免了推拉窗无法导风的遗憾。 竖向拔风空间的设置对室内通风的改善效果可达60% 以上。在夏季酷热期可将地下室的凉风抽到地上楼层用于降温;为加强热压对通风的促进作用，可在竖向空间顶端设蓄热墙吸收热能，利用热空气上升产生对流来解决通风和排除室内浊气，又可兼作冬季采暖;通过调整竖向上部窗口开启面积的大小来控制自然通风量;另外，将利用风力的简单机械装置安装在屋顶，可加强竖向空间的拔风作用。 2. 2 平面设计 住宅平面设计的合理性很大程度上能够节约能耗。在住宅平面设计中，夏季穿堂风和全明房是建筑物节能的关键因素，但实际中能达到这一要求的并不多。住宅房间进深对穿堂风的形成和效果有决定性的影响，一般房间进深不应大于15 米。将电梯和楼梯间、卫生间等服务性空间布置在建筑外层或西侧，可以有效地减少太阳对内部空间的热辐射。阳光间(开敞式室内空间)是住宅降低能耗的一个有益补充，与之相连的房间不仅可以减少大量的热量损失，同时可以减少制冷需耗。阳光间也是北方日照充足地区利用太阳能的主要手段之一。根据需要亦可将开敞式空间设计成室内花园，进一步改善室内小气候。平面突出部位和实体片墙的合理设置，应对引导自然通风和遮阳有十分明显的效果。 2.3 立面设计 根据当地的气候情况改变墙体的角度，可提高住宅对气候的适应性和对自然资源最大限度的利用:如内倾斜南墙面或层层退台以获得更大的阳光照射面，外倾斜南墙面或层层出挑产生更大的遮阳面;北向墙面结合屋顶作适度的内倾斜，可将冬季寒风导向天空，减少冬季北风对建筑的风压，以此降低围护结构的热渗漏，并可创造优美的住宅外观形象。西墙绿化和遮阳架有助于降温隔热，并注意植物与墙体之间的距离，如在墙面和植物之间设置通风构架，从而加强西墙的散热性能，避免直接种植所带来的弊端。 2. 4 建筑体型设计 体形系数对能耗的影响还是较大的，体形系数每增加10%，全年综合性指标同比增加5%-10%;所以从影响住宅建筑物体型系数的角度出发，来探讨与建筑节能的关系是非常有必要的。只要建筑物的总体积和长宽比一定，那么该建筑物就能得出一个最佳节能设计尺寸。选好长宽比的前提是该建筑物的朝向必须先确定下来，因为朝向与建筑物的日辐射得热量有关。对于正南朝向而言，