建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)階段應(yīng)重視建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。建筑規(guī)劃節(jié)能應(yīng)從分析地區(qū)的氣候條件出發(fā),將設(shè)計(jì)與建筑技術(shù)和能源利用有效結(jié)合;使建筑在冬季最大限度的利用自然能采暖,多獲得熱量和減少熱損失,夏季最大限度的減少得熱和利用自然條件來降溫冷卻。
在規(guī)劃設(shè)計(jì)方案階段應(yīng)滿如下要求:a、建筑的主體朝向宜采用南北向或接近南北向,主要房間宜避開夏季最大日射朝向。建筑平面布置時(shí),不宜將主要辦公室、客房等設(shè)置在正東和正西、西北方向。不宜在建筑的正東、正西和西偏北、東偏北方向設(shè)置大面積的玻璃門窗或玻璃幕墻。 b、辦公建筑、賓館飯店等建筑的平面布置宜結(jié)合外門窗洞口位置、門、通道等組織好自然通風(fēng)。
在進(jìn)行設(shè)備房和冷熱源布置時(shí):建筑總平面布置和建筑物內(nèi)部的平面設(shè)計(jì),應(yīng)合理確定冷熱源和風(fēng)機(jī)機(jī)房的位置,盡可能縮短冷、熱水系統(tǒng)和風(fēng)系統(tǒng)的輸送距離。確定建筑所在地的氣候分區(qū),根據(jù)氣候分區(qū)和規(guī)范規(guī)定的其他條件確定建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的要求。
建筑規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括建筑選址、建筑組團(tuán)布局設(shè)計(jì)、建筑朝向、建筑間距、建筑與風(fēng)環(huán)境。
1)建筑選址:注意地形條件對(duì)建筑能耗的影響、爭(zhēng)取使建筑向陽、避風(fēng)建造。
a、選址時(shí)建筑不宜布置在山谷、洼地、溝底等凹形地域,主要是考慮冬季冷空氣流在凹地里形成對(duì)建筑物的“霜洞”效應(yīng)。
b、江河湖泊豐富的地區(qū),易產(chǎn)生水陸風(fēng)而形成氣流運(yùn)動(dòng),充分利用水陸風(fēng)以取得穿堂風(fēng)的效果,改善夏季熱環(huán)境,節(jié)約空調(diào)能耗。
c、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,并應(yīng)利用植被和水域減弱城市熱島效應(yīng),改善居住環(huán)境。
d、居住建筑的基地應(yīng)選擇在向陽、避風(fēng)的地段上。
e、注意選擇建筑的最佳朝向,以南北向?yàn)橹鳌?/span>
f、選擇滿足日照要求、不受周圍建筑嚴(yán)重遮擋的基地。
g、利用住宅建筑樓群合理布局爭(zhēng)取日照。
2)建筑組團(tuán)布局方式:建筑組團(tuán)布局的方式有行列式、錯(cuò)列式、周邊式、混合式、自由式等。
3)建筑朝向
朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導(dǎo)風(fēng)向,夏季能利用自然通風(fēng)并防止太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面設(shè)計(jì)應(yīng)考慮多方面的因素,尤其是公共建筑受到社會(huì)歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約,使建筑物的朝向?qū)ο募痉罒帷⒍颈囟己芾硐胧怯欣щy的,因此,只能權(quán)衡各個(gè)因素之間的得失輕重,選擇出這一地區(qū)建筑的最佳朝向和較好的朝向。通過多方面的因素分析、優(yōu)化建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì),采用本地區(qū)建筑最佳朝向或適宜的朝向,盡量避免東西向日曬。
建筑朝向選擇需考慮如下的因素:a、冬季有適量并具有一定質(zhì)量的陽光射入室內(nèi);b、炎熱季節(jié)盡量減少太陽直射室內(nèi)和居室外墻面;c、夏季有良好的通風(fēng),冬季避免冷風(fēng)吹襲;d、充分利用地形并注意節(jié)約用地;e、照顧居住建筑組合的需要。
4)建筑間距
建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合建筑日照標(biāo)準(zhǔn)、建筑節(jié)能、節(jié)地原則,綜合考慮各種因素來確定建筑間距。居住建筑的間距系數(shù),按現(xiàn)行住宅設(shè)計(jì)規(guī)范執(zhí)行。冬至日底層南向房間應(yīng)保證日照時(shí)數(shù)不少于1小時(shí)。
5)建筑與風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)要考慮以下方面:a、建筑主要朝向注意避開不利風(fēng)向;b、利用建筑的組團(tuán)阻隔冷風(fēng);c、減少建筑物冷風(fēng)滲透耗能。
6)自然通風(fēng)設(shè)計(jì)
建筑群的布局對(duì)自然通風(fēng)的影響效果很大??紤]單體建筑得熱與防止太陽過度輻射的同時(shí),應(yīng)該盡量使建筑的法線與夏季主導(dǎo)風(fēng)向一致。根據(jù)風(fēng)向投射角(風(fēng)向與房屋外墻面法線的夾角)對(duì)室內(nèi)風(fēng)速的影響來決定合理的建筑間距,同時(shí)也可以結(jié)合建筑群體布局的改變以達(dá)到縮小間距的目的。
①圍護(hù)結(jié)構(gòu)開口的設(shè)計(jì)。建筑物開口的優(yōu)化配置以及開口的尺寸、窗戶的型式和開啟方式,窗墻面積比等的合理設(shè)計(jì),直接影響著建筑物內(nèi)部的空氣流動(dòng)以及通風(fēng)效果。根據(jù)測(cè)定,當(dāng)開口寬度為開間寬度的1/3~2/3時(shí),開口大小為地板總面積的15%~25%時(shí),通風(fēng)效果最佳。開口的相對(duì)位置對(duì)氣流路線起著決定作用。進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口宜相對(duì)錯(cuò)開布置,這樣可以使氣流在室內(nèi)改變方向,使室內(nèi)氣流更均勻,通風(fēng)效果更好。
②注重“穿堂風(fēng)”的組織 ,“穿堂風(fēng)”是自然通風(fēng)中效果最好的方式。所謂“穿堂風(fēng)”是指風(fēng)從建筑迎風(fēng)面的進(jìn)風(fēng)口吹人室內(nèi),穿過房間,從背風(fēng)面的出風(fēng)口流出。顯然進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口之間的風(fēng)壓差越大,房屋內(nèi)部空氣流動(dòng)阻力越小,通風(fēng)越流暢。
③在建筑設(shè)計(jì)中形成豎井空間,來加速氣流流動(dòng),實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)
在建筑設(shè)計(jì)中豎井空間主要形式有:a、純開放空間。目前,大量的建筑中設(shè)計(jì)有中庭,主要是平面過大的建筑出于采光的考慮,另外可利用建筑中庭內(nèi)的熱壓形成自然通風(fēng)。b、“煙囪”空間,又叫風(fēng)塔——由垂直豎井和幾個(gè)風(fēng)口組成,在房間的排風(fēng)口末端安裝太陽能空氣加熱器以對(duì)從風(fēng)塔頂部進(jìn)入的空氣產(chǎn)生抽吸作用。該系統(tǒng)類似于風(fēng)管供風(fēng)系統(tǒng)。風(fēng)塔由垂直豎井和風(fēng)斗組成。在通風(fēng)不暢的地區(qū),可以利用高出屋面的風(fēng)斗,把上部的氣流引入建筑內(nèi)部,來加速建筑內(nèi)部的空氣流通。風(fēng)斗的開口應(yīng)該朝向主導(dǎo)風(fēng)向,主導(dǎo)風(fēng)向不固定的地區(qū),則可以設(shè)計(jì)多個(gè)朝向的風(fēng)斗或者設(shè)計(jì)成可以隨風(fēng)向轉(zhuǎn)動(dòng)。
英國(guó)貝丁頓零能耗發(fā)展項(xiàng)目的風(fēng)斗
英國(guó)諾丁漢大學(xué)朱比麗分校的樓梯間拔風(fēng)井
④屋頂?shù)淖匀煌L(fēng)
通風(fēng)隔熱屋面通常有以下兩種方式:a、在結(jié)構(gòu)層上部設(shè)置架空隔熱層。這種做法把通風(fēng)層設(shè)置在屋面結(jié)構(gòu)層上,利用中間的空氣間層帶走熱量,達(dá)到屋面降溫的目的,另外架空板還保護(hù)了屋面防水層。b、利用坡屋頂自身結(jié)構(gòu),在結(jié)構(gòu)層中間設(shè)置通風(fēng)隔熱層,可得到較好的隔熱效果。
屋頂自然通風(fēng)方式
⑤通風(fēng)墻體
通風(fēng)墻體即將需要隔熱的外墻做成帶有空氣間層的空心夾層墻,并在下部和上部分別開有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。通風(fēng)間層厚度一般為30㎜~100㎜。夾層內(nèi)的空氣受熱后上升,在內(nèi)部形成壓力差,帶動(dòng)內(nèi)部氣流運(yùn)動(dòng),從而可以帶走內(nèi)部的熱量和潮氣。外墻加通風(fēng)間層后,其內(nèi)表面溫度可大幅度降低,而且日輻射照度愈大,通風(fēng)空氣間層的隔熱效果愈顯著,故對(duì)東西向墻更為明顯。通風(fēng)墻體的示意圖和典型構(gòu)造做法見圖。
通風(fēng)墻體
⑥雙層玻璃幕墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)
雙層(或三層)幕墻是當(dāng)今生態(tài)建筑中所普遍采用的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù),被譽(yù)為“會(huì)呼吸的皮膚”,它由內(nèi)外兩道幕墻組成。其通風(fēng)原理是在兩層玻璃幕墻之間留一個(gè)空腔,空腔的兩端有可以控制的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。在冬季,關(guān)閉進(jìn)出風(fēng)口,雙層玻璃之間形成一個(gè)“陽光溫室”,提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面的溫度;夏季,打開進(jìn)出風(fēng)口,利用“煙囪效應(yīng)”在空腔內(nèi)部實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng),使玻璃之間的熱空氣不斷的被排走,達(dá)到降溫的目的。在節(jié)能上,雙層通風(fēng)幕墻由于換氣層的作用,比單層幕墻在采暖時(shí)節(jié)約能源42%~52%,在制冷時(shí)節(jié)約能源38%~60%,是解決建筑節(jié)能的一個(gè)新的方向。
⑦太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)
太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng),充分利用了太陽能這一可持續(xù)能源轉(zhuǎn)化為動(dòng)力進(jìn)行通風(fēng)。其利用太陽的熱量,加熱采熱構(gòu)件,并使建筑內(nèi)部的空氣上升,形成熱壓,引起空氣流動(dòng)。方案在西側(cè)設(shè)置了太陽能通風(fēng)井。通風(fēng)井受太陽輻射溫度升高,內(nèi)部空氣上升并從上部開口排出,在井內(nèi)形成負(fù)壓,迫使各層走道的空氣流向通風(fēng)井,形成自然通風(fēng),同時(shí)帶走過道內(nèi)的熱量。
太陽能辦公樓的太陽能通風(fēng)井
太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)在建筑的實(shí)現(xiàn)上常見的有三種方式:屋面太陽能煙囪、Trombe墻和太陽能空氣集熱器。
太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)的方式
聯(lián)系客服