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建筑行業建設與發展中融合綠色建設技術,發揮建設設計的最優應用作用。中國本土綠色建筑被動式設計策略能夠提高資源的利用率,實現現代資源應用與設計結構的科學性發展,達到現代建筑結構的規劃與分析應用實際作用得到完善與增強,促進現代建筑設計的優化發展。
關鍵詞:
綠色建筑;被動式設計;現代科技
社會的發展,技術進步為社會的完善提供了更全面的經濟探索空間,我國具有豐富的綠色建筑發展資源,在社會資源應用領域具有重要的作用。建筑的被動式設計策略的發展與應用已經逐漸形成規模,為社會的綠色化建設提供更加完善的經濟發展策略,結合中國本土綠色建筑被動式設計策略的應用,分析策略的實際應用。
1綠色建筑被動式設計策略的概述
1.1內涵
被動式設計與主動化設計是現代太陽能采暖設計中兩種能源供應形勢。從建筑設計的整體方向來看,被動式設計主要從能源供應的器材、能源供應的風向和供應的客觀因素進行分析調節;主動式設計則是在內部空調系統中的調節。相比之下,被動式設計的建設領域更廣,為我國現代社會的整體供應系統的完善提供了更廣闊的發展空間。被動式設計進行太陽能轉化中,可以達到對供應資源的綜合應用,提高資源的應用率,實現現代資源的整合應用,實現我國現代社會資源應用效率的提升。
1.2特征
綠色建筑被動式設計為社會資源的優化應用提供更完善的應用發展渠道,結合被動式設計特征,對現代本土綠色建筑被動式的設計進行分析,將其基本特征進行總結分析,主要包括可持續特征和高效率性特征。實施綠色建筑被動式設計策略,可以將讓太陽能的應用領域實現進一步拓展。在現有太陽能供應的基礎上,實現現代資源應用的循環應用,保障太陽能資源的應用靈活性持續性,實現了現代建筑的水資源、材料資源的低損耗應用,具有可持續性的發展特征。被動式建筑設計策略能夠達到社會資源消耗與供應資源的循環供應,能夠為社會的發展提供良性資源應用循環系統。由此可見,被動式建筑資源的應用是符合本土綠色建筑的發展需求,是社會資源供應結構體系的未來發展趨勢。
2綠色建筑被動式設計策略的實現
2.1實現建筑資源應用的檢測控制
建筑被動式設計策略在中國本土設計中的應用,可以充分發揮本土建筑的資源優勢,促進本土綠色建筑被動式的發展。被動式設計理念在現代設計中的應用,可以實現社會綠色建筑領域的質量控制,實現多方面尋求建筑資源供應領域的資源供應結構的完善。例如:對現代建筑設計中太陽能制冷功能的設計,應用被動式設計原理進行設計。從建筑設計太陽能的應用的資源供應角度進行分析,或者從太陽能光傳播板的角度進行設計分析,實現我國綠色建筑領域的被動式設計院里的分析與應用。
2.2建筑細節完善
被動式設計在現代中國本土建筑中的應用,為本土建筑的細節完善提供了建筑的參考依據。建筑細節、城市以及建筑設計第三方面是本土設計師進行設計的重要部分,發揮被動設計在中國本土設計綠色建筑中的應用,建筑整體設計結構的層次性更加明確,城市建筑的設計質量和設計速率得到完善。例如被動式設計理念能夠在建筑設計的整體空間制冷的主題下,通過改善建筑設計的外部設計結構,對建筑的制冷效果進行研究分析,實現現代設計結構與設計完善水平的提高。被動式實施可以從本土資源的應用領域給予資源的應用,并賦予社會發展更大的細節變動發展空間,促進我國現代建筑領域的技術應用與發展水平逐步更新。
2.3建筑設計的效率性提高
實施本土綠色建筑被動化發展的策略實施,能夠實現建筑設計的效率性得到提高。被動式設計的實施,為現代建筑的施工建設提供更廣闊的設計空間。從我國現代建設施工建設的實際情況來看,被動設計可以將不同形態的建筑設計理念應用在實際設計中,達到建設設計的施工可以合理有序的開展施工活動。例如:施工建設的整體設計遵循建筑資源綠色化應用的設計原理,從設計的實際出發,將傳統的建筑設計要點與被動設計綠色資源分配的準則相互結合。而本土建筑的施工方案分析采取層次劃分的策略,為現代被動式設計提供了更廣闊的環境。實現現代本土綠色建筑的資源應用效率得到全面性提高,為社會的優化發展提供了廣闊的發展空間,為保障我國現代本土建筑資源的應用與發展提供更廣闊的創新發展空間。
2.4現代科技應用的基礎
實現被動式設計策略在現代社會建筑中的應用,可以優化社會資源的應用效率,并為現代建筑綠色發展提供了現代科技應用的基礎。我國社會資源的應用中實施被動式的設計理念,能夠實現現代資源的應用與分析結構多角度發展,而傳統的設計分析主要采用單一的分析原理進行建筑設計規劃,實施被動式設計分析技術,可以從建筑設計的材料、能源供應的風向以及建筑設計的角度等多角度進行分析。從而拓展了現代建筑綠色化設計發展的相關因素,促進我國整體建筑規劃水平的優化發展,為現代資源在建筑領域的綜合應用提供了更廣闊的資源循環利用空間。例如:現代綠色建筑被動式設計中,對實際建筑設計應用的自動檢測技術,智能化分析建筑空間內部分析技術,自動化制冷技術等做種技術手段的應用,是我國建筑領域的新技術探究發展直接體現。綠色建筑被動式設計策略上的應用,可以實現現代建筑施工資源應用效率得到全面性提高,為我國社會的發展提供更加完善的設計理念支持,優化我國本土建筑綠色化發展。
3結束語
綠色建筑被動式設計策略是社會發展的能源供應渠道之一,為了實現現代社會建設中資源應用效率的全面提高,對中國本土建筑綠色被動式設計策略進行探究分析,實現現代社會資源應用效率得到創新開發與應用。
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【關鍵詞】被動式建筑 設計策略 研究
一、 幾種相關的建筑形式
不同于傳統建筑的是,當前的建筑形式不單單要滿足形式與功能等方面的追求,同時還要兼顧建筑自身、使用者、環境發展等方面的相互關系。在此情況下,很多建筑形式與理念得以產生,其中與被動式建筑相關的建筑形式主要有綠色建筑、生態建筑、節能建筑等。
綠色建筑指的是在整個建筑生命周期之內,對材料、水、土地、能源等方面進行最大程度上的節約,減少環境污染,保護生態環境,使人們能夠享受高效、適用、健康的生存空間,提供與大自然共處的和諧性。
生態建筑住的是以生態學原理為基礎,對群體進行建設和管理,同時要構建建筑及其周圍的環境體系。在管理、維護、建造、設計等方面,其基本宗旨必須是對內外生態服務功能的強化。這樣才能達到人文、自然、經濟等生態目標,同時對文化、活化、美化、綠化、凈化等方面的要求進行滿足。對于建筑物和其他相關因素來說,應對其相互之間的關系進行合理地安排和組織。
節能建筑指的是利用節能型的產品、器具、材料、結構等設計和建造的建筑物類型,其中,對可再生能源進行了全部或部分的應用。在節能建筑中,應當對節能的技術方法和遵循氣候條件的設計加以滿足,細致的研究建筑物的外部空間環境、風向、太陽輻射、間距、朝向、單體群體、規劃分區等方面的內容。該類型的建筑物具有很多指標,例如在平面布局和建筑規劃當中,應當對自然通風有利,同時應當保證 35%以上的綠化率。在建筑物間距方面,應當確保在冬季的時候,每戶每天至少有一個房間接受的光照在 2 h 以上。
二、 被動式建筑及其設計策略
被動式建筑最早是在德國產生的,具體指的是利用密閉結構進行房屋的建設,選擇保溫建筑構件作為基本的建筑材料。此種類型的建筑無需進行傳統空氣系統和供暖系統的安裝,在一年四季當中,都能夠使人體保持舒適的感受,建筑能耗非常低。該建筑類型的產生出現和發展應用,對世界建筑領域產生了極大的影響,逐漸形成了一種低能耗、舒適、健康的建筑標準和生活方式。
早在 20 世紀末期,德國建筑師研究所的費伊斯特博士對被動式建筑這一概念首次進行了提出。在當時的理念當中,費伊斯特博士認為采取該類型的建筑形式,能夠使室內保持冬夏均舒適的溫度條件,并且不需要安裝空調和供暖設備。在被動式建筑當中,其核心標準主要在于保證每年 15kw?h/m2以內的能耗,也就是保持 22℃~26℃恒溫區間時,每年用于制熱和取暖所消耗的電量不能超過 15°/m2。家庭用電、生活熱水以及采暖制冷每年的一次能源消耗應當控制在每年 120 kw?h/m2時以下。同時其氣密性 n50 應當保持在 0.6/h 以內。
在被動式建筑當中,對建筑構件有著很高的要求。材料應當選用保溫、外隔熱、高性能的,窗戶應當選用保溫、隔熱的。還要防止出現熱橋,建筑外殼應當具備較高的氣密性能,同時需要對能夠高效回收熱量的新風系統進行配備。在該類型的建筑形式當中,應當將熱損失降低到最小。同時應當對太陽輻射入室進行充分的利用,使得用于產生熱量所消耗的電能在每年 15kw?h/m2以下。
三、 被動式建筑與其他相關建筑形式的對比
雖然被動式建筑通前文中提高的幾種建筑形式在本質上都是以節約能源、保護環境為基礎進行設計和建筑的,但是,在這些建筑形式之間,也存在著很大的聯系和區別。其中,綠色建筑對建筑物和環境之間的關系更加注重,其最為突出的建筑設計理念是“四節一環保”,也就是節能、節地、節水、節材和環境保護。自從上個世紀末期,聯合國環境發展大會在巴西里約熱內盧召開之后,我國政府對很多相關的法規、導則、綱要等進行了頒布,對綠色建筑的發展和應用起到了極大的推動作用。
在生態建筑的設計當中,則具有不同的要求,建筑物必須具備可持續發展、舒適實用、自潔自凈、節能降耗等方面的性能和作用。在建筑措施方面,應當對生物能、風能、太陽能等可再生資源進行應用,對可循環利用和生態價值較高的材料進行選擇。同時還應當利用相應的工藝和技術手段,從而達到生態建筑形式的各方面要求。該類型的建筑形式對建筑物及其周邊的環境體系進行了強調,同時注重良好室內環境的營造,確保使用者能夠保有一個較為滿意的舒適度。這樣,建筑物在人類活動與生態環境之間,提供了一座良好的溝通橋梁,從而提高建筑物的人文關懷和人性化。
節能建筑在我國已經經歷了數十年的發展和應用,相關的法律法規和規范標準等也逐漸趨于完善。經過長時間的不斷實踐應用,證明了在建筑節能方面,節能建筑所發揮出的作用十分明顯。但是相比于被動式建筑,在一次能源消耗值方面,節能建筑并沒有給出強制性的規定和標準,沒有對節約能源進行具體的分項要求。因此,在當前建筑領域的發展過程中,被動式建筑在當前建筑節能的發展趨勢下,結合其自身對于各方面的嚴格要求,能夠更好的順應時展的潮流和趨勢,是一項十分明智的舉措和選擇。在今后的發展中,被動式建筑必將成為建筑領域當中的重要理念和主要方向。
四、 被動式建筑的發展歷程
在 20 世紀末期,德國達姆施塔特房屋與環境研究所的沃爾夫岡?費伊斯特博士在于瑞典隆德大學的博?亞當姆森教授在一次談論當中,第一次提出了被動式房屋的概念。隨后,在德國黑森州政府的大力資助與支持下,經過了大量的研究和試驗,正式確立了被動式建筑的建筑理念。在兩年后的 1990年,在德國中南部城市達姆施塔特市的一個城區,建立了世界上第一個被動式標準的建筑物,它是一幢三層高的普通民居建筑。一年后,該建筑經過了節能改造,并且被投入使用。經過監測發展,該建筑的年終端耗能降低了78%,從過去每年160kw?h/m2的能耗,降低到當時的每年 35kw?h/m2。而在 1996 年,在德國達姆施塔特市,正式成立了被動房屋協會,該協會的宗旨是對被動式建筑的相關技術標準進行規范和推廣。在此影響下,被動式建筑形式在德國本國得到了越來越廣泛的發展和應用。
在實際應用中,從建筑成本的方面來說,相比于傳統建筑形式的房屋,被動式建筑僅僅高出 6%左右。在新一代的被動式建筑設計當中,對精巧的中央通風系統進行了應用。其中進氣管和排氣管的安置位置為并排安置,在排出溫暖空氣的同時,能夠引進來清潔的冷空氣,從而達到了超過 90%的熱交換率。
五、 被動式建筑在我國的發展和應用
隨著節能減排理念的不斷發展和深化,在我國建筑領域當中,對建筑物的節能要求也越來越高。近年來,隨著被動式建筑技術和工藝的不斷完善和改進,以及我國對被動式建筑的迫切需求,在很多經濟發達的地區,已經存在了一些被動式建筑。
六、 結語
能源問題和環境問題是當前的兩個世界性的問題。在我國建筑領域當中,源于德國的被動式建筑能夠有效的解決這些問題,起到良好的節能減排效果。在實際應用中,應當對被動式建筑設計策略進行細致地研究,使其能夠得到不斷地發展和完善,從而推動我國建筑領域更高的發展。
“自維持建筑”的技術是以建筑節能技術為基礎的,以其“完全獨立運轉”的特點區別于一般的“可持續發展建筑”“綠色建筑”或“低碳建筑”等概念。在研究節能環保建筑發展歷史的過程中不難發現,可自維持建筑的理念比可持續發展建筑理念先行。這種雛形的建筑可持續理論的先行性也正突顯了最初建筑師對于節能的理想化和絕對化設想。所以,當“自維持技術”在微型建筑上使用時,要求其達到的首要目標即為實現脫離市政管網下的建筑運轉。首先是根據微型建筑的具體用途計算耗能(E1),通過獲得太陽能、風能等能源(E2)以保證獲得大于或等于微型建筑的耗能,即E2≥E1。使得微型建筑在完全脫離市政管網的能源支持下,亦能獨立完成正常生活運轉。其次是在設計過程中盡可能地減少建筑耗能(E1),增大建筑自維持的可行性。具體而言,自維持的技術策略分為三方面:a)用電和采暖制冷自維持;b)用水自維持;c)排污自維持,主要包括生活污水處理和生活垃圾處理兩方面。
2小型建筑自維持的技術策略
2.1用電及采暖制冷自維持技術建筑供給使用需滿足人對于基本用電、供暖的要求,不同建筑根據功能和使用環境產生的能耗也有所不同。由于自維持建筑強調能源可持續性,要求使用清潔能源,目前較成熟的清潔能源一般采用太陽能、風能或生物能(如沼氣等)等。太陽能作為一種最為普遍且最為成熟的清潔能源一直被優先利用,中國也是太陽能資源十分豐富的國家,2/3國土面積年日照在2200h以上,年輻射總量大約在每年3340MJ/m2~8360MJ/m2,相當于110kg標準煤/m2~250kg標準煤/m2[2],所以太陽能利用具有廣闊前景。對于微型建筑來說,采用太陽能供能的技術也較為普遍且成熟。從能源利用角度來說,太陽能集熱板和太陽能電池板具有儲能率高、利用率高、可行性強等特性。微型建筑據利用太陽能的方式可分為兩類:主動式太陽能建筑和被動式太陽能建筑。a)主動式太陽能建筑是通過集熱設備將熱量傳入建筑物內分配使用,對太陽能的利用高,功率大,便于控制,但需要設備投入并占用室外空間。其中利用太陽能主要分為發電和集熱兩方面。目前中國國內性價比較高的太陽能發電技術主要為光伏技術,主要依靠太陽能光伏發電方陣來實現。太陽能發電技術與微建筑結合時一般有兩種方式,見表1;b)被動式太陽能建筑被定義為不通過傳統采暖方式和主動空調形式來實現舒適的冬季和夏季室內環境的建筑[3]。被動式太陽能技術是一個抽象概念,可以被許多具體技術策略與技術手段來實現。比如被動式自然調節可以分為被動式太陽能采暖、被動式降溫、天然采光與自然通風這四方面[4],而后每一個方面下又有更為細致具體的技術手段支撐。被動式太陽能建筑的采暖方式主要有直接受益方式、新型集熱墻的使用和應用多種供暖或降溫措施,如以水為媒介的蓄熱器,或采用對流式散熱等[5]。對于微型建筑來說,完全依賴主動式太陽能來供給采暖、制冷是不經濟的,這不僅要耗費過多的設備費用,也不符合生產過程中的可持續生態要求。故要實現建筑采暖制冷自維持應一方面在設計上盡可能利用被動式太陽能,微型建筑可通過調整建筑朝向,選擇適當建筑材料(最好是在當地產出的材料),巧妙處理建筑的空間和形體,進行合理建筑構造設計使建筑物自然地應用太陽能供暖、采光并維持建筑能耗。綜上可知,主動式和被動式太陽能利用方式應在自維持微型建筑中綜合運用,利用先進技術手段和綠色設計理念,合理利用每一束可利用的太陽光,必將創造出更加節能、環保的建筑空間[6]。
2.2用水自維持技術微型建筑用水自維持的水源主要來自雨水或附近水源(如江、河、湖、海等,具體情況適建筑周邊環境而定)。雨水凈化是目前微型建筑自維持用水最常用也是最容易的措施。微型建筑可以采用坡屋面集水或獨立裝置儲水方式,獨立雨水收集系統根據初期棄流后的雨水水質情況和實驗結果,采取雨水-雨落管-初期棄流裝置-貯水池-泵-加藥裝置-濾池-中水-消毒裝置-中水的處理流程,其出水可滿足CJ25.1-89生活雜用水水質標準[7],該水可用作灌溉、沖廁、拖地等雜用。生活雜用水經過特殊專業處理后才能供給生活用水,以煮飯、洗澡、飲用。
2.3排污自維持一般排污包括生活污水處理、生活廢料處理兩方面。一般生活污水包括廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖廁用水,其特點有三:a)沖廁水中含糞便,是多種疾病的傳播源;b)生活污水濃度低;c)生活污水可降解性較好,適用于厭氧硝化制取沼氣。根據以上特點,生活污水一般處理方法有:生活污水凈化池技術、無動力多級厭氧復合生態處理系統、土壤滲濾生態處理系統。其中,生活污水凈化池技術由于凈化池后期維護成本較高,需要每年精心管理、清潔。另外,土壤滲濾生態處理系統針對土地較少情況提出,對土地特性有一定要求。因此微型建筑中應首先考慮無動力多級厭氧復合生態處理系統。即針對獨戶或聯戶生活污水的處理,基本形成一套成熟的厭氧處理與生態床相結合的處理方法。生活廢料生活中產生的可降解和不可降解的垃圾,可降解一般采取回收利用,不可降解垃圾則一般歸置到城市不可降解垃圾進行統一處理。
2.4具體小型自維持案例分析近年來,國內外建筑師將自維持理論和技術運用于構思或實踐,有了諸多微型自維持建筑的概念模型或實踐案例。如JoseManuelPequeno設計的“可搬運的游客塔”、倫佐•皮亞諾設計的“第歐根尼”小屋,及東南大學設計的鋁合金太陽能小住宅“未來屋111”等,均在不同程度上實現了建筑在供水、用電、排污等多方面的自維持。現具體就一個實際建造案例介紹如下。“第歐根尼”小屋[8]由著名建筑設計師倫佐•皮亞諾(意大利)設計(見圖1)。造價約1.72×104英鎊(約合2.64×104美元)。主體為木結構,外墻是一層鋁板。長3m,寬2.5m,屋頂是三角形,最高處是3.7m。室內面積為6m2,空間包含了起居室、廚房和衛生間。囊括食宿、辦公、排泄、沐浴、儲物等功能,空間設置合理,環保節能。房屋可以依靠太陽能和雨水實現自維持,屋頂一側鋪設太陽能板,利用太陽能轉化為的電能可足以維持廚房和起居室的用電;生活用水由雨水供給,屋子地板下鋪設雨水采集系統和凈化系統,以此解決生活用水問題,且造價相對低廉,故此案例對于一般意義的微型自維持建筑具有一定參考價值。
3結語
關鍵詞:適宜技術;綠色改造;江南水鄉;村鎮住宅
引 言
江南水鄉地區是中國獨具人文特色的區域,也是當今中國村鎮經濟較發達的區域。隨著當地村鎮經濟快速發展,住宅舒適度要求日益提高,住宅能耗持續增長。與城市住宅相比,江南村鎮住宅熱環境質量普遍較差。如果以當前城市住宅熱舒適度水平為標準,同等條件下村鎮住宅能耗量將大大超過目前水平。這將對江南水鄉建筑和經濟社會可持續發展形成巨大挑戰。
綠色住宅改造實踐中,如果盲目堆砌綠色技術,反而可能與綠色理念背道而馳[1]。鑒于實際情況,筆者認為應采用因地制宜的適宜性綠色技術來促進村鎮住宅的優化升級。所謂適宜技術,即能夠適應本地風土條件,并發揮最大效益的多種技術組合,其中既包括適當的先進技術,也包括中間技術,以及經改良的傳統技術[2]。
1 江南特色綠色建筑材料的使用
建筑材料是綠色建筑的重要方面。一般來說,綠色建筑材料是指在建筑全壽命周期內用清潔生產、不用或少用自然資源和能源,有利于環境保護的健康建筑材料。當在綠色建筑視野下審視傳統建筑材料時可以發現曾廣泛使用的傳統建筑材料,如夯土,木材,石材,竹材等,無一不是綠色建筑材料的優秀范例。
夯土在江南村鎮住宅中有很長的使用歷史,廣泛用于墻體和地面。夯土材料的準備以及建造只需要“低技術”和極少量能源消耗。夯土墻保溫性能良好,夯土建造的住宅冬暖夏涼。由于一些缺點和居民的認知原因,夯土墻在現代住宅中逐漸淡出了人們的視野。但夯土墻經改良后,是一種十分契合綠色理念、具有江南特色的綠色建筑材料。浙江安吉環保衛士任衛中用夯土建造的農房是夯土作為現代村鎮住宅綠色材料的優秀實例[3]。
竹是一種優質純天然綠色建材。同夯土一樣,竹材在江南使用歷史悠久。同時,江南具有優秀的制竹工藝。竹材廣泛用作夯土墻的骨料,也可作室內裝飾材料如門窗、頂棚等處。諸多建筑師在現代江南住宅中發展出竹材新的使用方式。王澍在南京二分宅中將竹材作為室內裝飾材料,獲得獨具江南特色的良好效果。
廢舊建筑材料的循環利用是江南優良傳統,同時也吻合綠色理念。舊建筑材料常常在建筑翻新或者重建時得到重復使用。在江南水鄉村鎮住宅綠色改造中,一方面要盡量使用可再循環利用的建筑材料;另一方面,也要善于利用廢舊建筑材料。在這方面建筑師王澍做了成果卓著的探索。中國美術學院象山校區中大量將廢棄的建筑材料用于新建筑的屋頂、墻體,鋪地等,甚至創造性的將舊瓦用于新建筑的遮陽中,獲得獨具江南特色效果。
2 被動式綠色改造策略
被動式策略主要是指在住宅中采用合適的朝向、蓄熱材料、遮陽裝置、自然通風等策略。研究證明,通過建筑師的優化設計可提供較之常規建筑節能80%的可能性[1][4]。
2.1 氣候緩沖策略
氣候緩沖空間是建筑內部與外部環境之間的過渡空間,能在一定程度上防止各種極端氣候條件變化對室內舒適度的影響,滿足居住者舒適度要求。氣候緩沖空間包括入口,屋檐和檐廊,天井,陽臺等。
檐廊是江南雨季時節理想的戶外活動場所,同樣起著組織通風、調節室溫的功效。在江南住宅中設置檐廊和挑檐設計,可達到冬季滿足日照、夏季遮擋陽光的要求。屋檐,外遮陽和架空屋頂,也是一種小型氣候緩沖空間。通過對太陽直接輻射的屏蔽,屋檐和外遮陽在其下部形成一個微型氣候緩沖帶,有效改善住宅室內環境。
2.2 自然通風策略
自然通風對改善室內環境有重要意義。江南水鄉地區空氣濕度大,良好的自然通風能夠保證室內空氣及時更新。運用自然通風系統達到與江南氣候相適應,節能意義顯著。在江南水鄉村鎮住宅的改造設計中,與自然通風相關的設計部位包括窗、中庭、天井等。
窗的設計需根據住宅所在地主導風向合理開口,將風導向人活動的地方。有些部分可將窗臺位置降低甚至做成落地窗,以加大進風量。還可采用高側窗,可以利用熱壓通風原理促進室內空氣由于氣壓關系上升排出,加大室內空氣置換頻率來改善空氣質量。漏窗也是一項充分利用風壓的綠色技術手段。天井及中庭則是利用熱壓通風的傳統智慧。在改造設計中,還可以通過風帽有效地將自然風引入室內。
2.3 微氣候調整策略
水體對住宅微氣候有很大的調節作用。水的比熱容較大,冬季白天能吸收太陽輻射熱貯存,晚上釋放熱量以提高中庭溫度。夏天,由于水吸熱的溫度升高和中庭的氣溫升高之間存在時間差而形成熱壓差,形成對流,帶走室內空氣中的熱量。植物對微氣候熱環境方面的調節也有明顯效果。房屋周圍樹木的布置位置在一定程度上可以影響和引導風的方向,促進室內的空氣流通。植物可以遮擋和減少對地面的熱輻射,同時植物的蒸騰作用對熱空氣起到冷卻的作用。建筑表面覆蓋的植物可降低墻面溫度達5℃以上,而冬季的熱損失也會因植物的存在而減少30%以上[5]。
3 主動式綠色改造技術
隨著當地居民對住宅舒適度的提高,單獨利用被動式技術已難以滿足極端氣候條件下對住宅舒適度的要求。根據江南自然資源的特點,適應村鎮住宅的主動式適宜技術主要包括太陽能利用技術,地源熱泵技術以及生物質能技術等。
太陽能作為一種清潔能源,在綠色住宅改造中應積極利用。主動式太陽能利用主要分為兩種:太陽能光熱利用和太陽能光電利用。地源熱泵是將傳統的空調器的冷凝器或蒸發器延伸至地下,使其與淺層巖土或地下水進行熱交換,或通過中間介質作為熱載體,并使中間介質在封閉環路中通過在淺層巖土中循環流動,從而實現利用低溫淺層低能對建筑物內供暖或制冷的一種節能環保型新能源利用技術。對地熱能源的利用分為淺層地熱和深層地熱兩種方式。生物質能包括自然界可用作能源用途的各種植物等轉化為沼氣使用的技術。
應該指出,在適宜技術的指導原則下,主動式技術應避免簡單堆砌,追求與被動式策略有機融合,發揮整合優勢。主動式技術因操作復雜、更新換代快、維護成本和技術復雜等,在改造設計中需謹慎使用。
4 結 語
江南傳統民居中,有許多典與環境相和諧的綠色建筑,具有明顯的地方特色。它適應當地氣候和環境條件,并遵循綠色建筑原則。在江南水鄉村鎮住宅綠色改造中,建筑師需對這些傳統綠色智慧深入挖掘,從更高更廣的角度對這些原則進行繼承與發展,從而創造出適合于當代江南地區的綠色村鎮住宅模式。另一方面,我們也應該積極探索現代綠色新技術,如新型建筑圍護結構,新型多功能節能材料、新型能源技術等在江南村鎮住宅中的利用,創造出滿足既滿足現代舒適度要求又具有地域特色的新江南村鎮綠色住宅,促進江南水鄉地區住宅的優化升級。
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隨著我國對保障性住房綠色建筑的高度重視及大力發展,在此背景下,探究保障性住房綠色建筑設計當中應遵循的原則及發揮其實用性具有十分重要的現實意義。本文通過對保障性住房綠色建筑相關設計原則進行分析,并結合洋唐居住區保障性安居工程項目對其實用性的充分發揮進行探討。
關鍵詞
保障性住房;綠色建筑;設計原則;實用性
0、引言
隨著社會經濟技術的不斷發展,作為反映一個城市人民生活狀況形象標識的住房條件,對于社會經濟的發展及環境保護起到至關重要的作用。針對保障性住房來講,其主要是為那些困難及低收入家庭提供住房保障,因此,在具體的房屋建筑設計方面,也提出相應更高的目標和要求。如何設計好保障性住房,促使其在有限的面積上發揮更大的作用,這與市場需求相符合。不僅可以解決民居問題,而且還有利于資源節約型及環境友好型社會的構建。本文以洋唐居住區保障性安居工程為例,其中采用集成設計理念及被動式設計手法,并將更為成熟且適宜的綠色技術應用其中,實現居住發展模式的可持續性。
1、保障性住房綠色建筑設計應遵循的基本原則
首先,被動優先原則。針對綠色建筑技術來講,其主要可以分為兩種,即被動技術及主動技術,在對住房進行設計的過程中,應對被動式技術給與優先考。采用被動式技術不僅投資較少及環境影響小,而且還特別適宜人居住。在開展設計時,可對項目相關背景資料諸如濕度、降雨量及溫度等進行深入調研分析,根據項目的實際狀況,對設計內容進行優化完善,例如太陽輻射較大影響建筑的室內熱環境,在設計原則的使用上,要盡可能對冬季太陽輻射方面的使用給與盡可能增加,當建筑在夏季之時,應針對太陽輻射能量在吸收方面給與盡量減少。對于建筑物具體的朝向、建筑的蓄熱能力及窗戶的設計等,對于太陽輻射的充分利用具有十分重要的作用。其次,實用優先原則。當對綠色保障性建筑進行設計的過程中,應對那些實用性較強且比較成熟的技術進行首先考慮,例如節水器具的選擇、節能燈具的選用、圍護結構的具體優化、地下室的合理設置、及布局的合理性等。又如為了較為合理的對有限土地予以節省,應對那些具有高效性的空間體系予以建立,對地上空間的效益進行增加。對地下空間相應綜合利用效率進行充分開展,促使建筑地下與地上實現有機結合,并建立更為合理、協調的立體化實用網絡。對于一切可使用的資源給與因地制宜的利用,比如對自然資源給與高效利用等。最后,經濟優先原則。針對保障性住房來講,其在我國整個城鄉住宅建設體系當中,具有一定特殊性及實用性的住宅類型,通常情況下,政府對其給與統一規劃,并將其向那些特定的人群提供使用,還可以限定其租金標準、銷售價格及建造標準等。因此,從傳統的經濟保障性住房轉變為綠色建筑,應對與之相適應的有關成本增量狀況進行綜合考量。例如針對那些可再生能源方面的選擇來講,當對太陽能熱水技術及太陽能光伏技術進行進行同時選擇時,應對那些投資回收期段且使用經濟性較高的太陽能熱水技術進行首先考慮;還可以對諸如建筑自遮陽技術、固定遮陽及活動外遮陽技術等進行同時選擇,針對固定遮陽及建筑自遮陽技術來講,由于其成本比較低甚至是零成本,因此,可作為首選技術。
2、項目實例分析
2.1技術特點分析
針對早期的綠色建筑來講,其對許多高端技術予以探索,最終造成綠色建筑成本過高的狀況,并且還低效益,然而對于綠色建筑的本質來看,其主要目的在于創造高效、適用及健康的使用空間,而不僅簡單的高端技術的堆積,,更不是那些高成本的外在代名詞,在綠色建筑具體的設計過程中,要始終堅持“被動技術優先及主動技術為輔”的技術應用理念,在技術手段的使用上提倡采用成熟且因地制宜,以此達到對資源予以節約及保護環境的效果和目的。至此,本項目在技術應用上,著重為比較成熟的被動式技術,利用計算機模擬分析技術,對規劃設計及單體建筑設計進行優化,針對綠色建筑技術具體的選用上,對其相應的可靠性、成熟性及適宜性給與特別強調,在成本盡可能低的狀況下,促進工程綠色及可持續發展的得以完成及實現。本項目通過對國內一些比較成熟的技術進行整合,實現建筑一體化集成設計,并對水資源回用、自然通風、建筑遮陽及生態綠化等方面進行深入設計剖析。
2.2設計目標
洋唐居住區保障性安居工程建筑設計將“低成本及可持續發展”作為工程建設目標,對于低收入人群相應可持續居住發展相符的模式進行探索,并依據《綠色建筑評價標準》對樂色建筑進行相應設計和規劃,并將目標確定為福建省綠色建筑二星級,以下就洋唐居住區保障性安居工程綠色建筑設計特點予以分析。
2.3設計特點分析
(1)天然通風和采光
各住宅建筑的主朝向為南向,日照良好;建筑房型合理,室內天然采光及自然通風效果良好;建筑平、立面布局合理,本項目采用Low-E中空玻璃,每幢住宅外門窗可開啟面積均大于45%或所在房間窗地面積的8%,有利于自然通風和采光。
(2)生態綠化
室外通風順暢,綠化率達到46%,有效緩解小區熱島效應;選擇適應當地氣候和土壤條件的鄉土植物,每100m2綠地上5.3株喬木。小區的綠地率達46%,人均公共綠地面積達1.87m2,采用屋頂綠化、垂直綠化等方式增加綠化覆蓋率。
(3)天然采光
室外景觀照明采用了太陽能路燈;太陽能光電系統安裝在9#平屋頂上,共計207塊295Wp/塊太陽能光伏發電系統,并采用并網方式,總裝機容量在61.065kW。該系統設計平日為地下車庫部分一般照明提供電源,當太陽能電池板不能滿足要求時自動轉為市電供電。建筑均朝南向,體形系數為0.35;兩樓最小的前后間距均不小于37m。地下室采光采用光導照明系統,在日照充足的情況下,光導覆蓋區域地下室照明無需耗電。
(4)水資源回用
采用雨水收集系統,雨水處理采用人工濕地系統,通過漫流至人工濕地后用來綠化灌溉及道路澆灑;使用雨水系統,年節約自來水9454.8噸;本項目所采用的灌溉方式為噴灌,噴灌面積率達到70%以上,能夠充分實現水資源回收利用的目的。
(5)建筑遮陽
本項目采用Low-E中空玻璃,同樣能夠起到遮陽的效果。建筑在遮陽系統設計方面,主要對住宅相應立面特點給與綜合考慮,在外遮陽的設計上,比較使用那些陽臺是太陽能熱水器的設置,從而形成與建筑物合為一體的外遮陽系統形式,針對南向來講,其與室外空調機位置以及太陽能熱水器相結合,對水平遮陽板予以設置,最終實現夏季南向遮陽效果。針對東西方向的客廳,與相應立體構造技術相結合和,采用能夠對窗戶予以覆蓋的活動卷簾外遮陽,對于東西方向遮陽相應需求予以滿足。采用外遮陽舉措,能夠對于建筑物的能耗予以降低,對于住宅室內的熱舒適具有很好的改善作用,并且對于住戶采暖及空調費用還起到減少支出的作用。
(6)本項目采用陽臺壁掛式太陽能熱水器
該熱水器不僅實用且美觀,促使太陽能光熱應用及澆筑一體化得以實現。并且在樓層不會限制熱水器的安裝和使用,能夠實現高層住宅對太陽能產生的熱水充分應用的目的,對于社會發展過程中對于產品環保節能的未來趨勢相符合。為了對太陽能更為充分合理的運用,在陽臺欄板外側給與集熱器安裝,并且集熱器與陽臺外飄板呈現出75°的夾角,促使太陽垂直光照能夠最大限度的得以運用。
(7)成品房一體化裝修
對于保障性住房當中的公共租賃住房及廉租房來講,其為政府對那些低收入人群提供住房保證,比較適合采用成品房全裝修,并且在建設設計與裝修設計上要做到同步展開,同時給與施工,以此對于裝修質量提供有力保障,并且還可達到節約裝修材料的目的,與此同時,在衛廚的使用上,采用大量工廠預制成品,進行現場安裝,減少建筑垃圾的產生。
3、結語
針對保障性住房來講,由于其是政府支撐下特別為那些低收入或貧困家庭給與提供的住房類型,因此,應盡可能促使其舒適性及環境得到保證,對其相綠色建筑予以轉變,需要與其自身特點相結合,采取那些較為成熟及被動式的技術手段,因地制宜的開展設計工作,在承辦得以保證的前提下,促進住房建設的可持續發展得以實現。
作者:劉永波 張海靜 陽傳 單位:中建三局集團有限公司
參考文獻:
[1]趙文軒.綠色建筑技術在保障性住房中的應用[J].城市建設理論研究:電子版,2015.12:126-129.