如何在规划阶段融入建筑节能

(整期优先)网络出版时间:2017-12-22
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如何在规划阶段融入建筑节能

白雪芳

天水建筑设计院甘肃天水741000

摘要:能源问题是当今世界普遍重视的问题,各种能源短缺的现实警示着世人,而建筑行业与交通行业、工业是三个能耗最高的行业。随着人民生活水平的逐步提高、城镇化进程的加快,建筑能耗的总量在能源总消耗量的比例将会继续上升,因此建筑能耗成为经济发展中的软肋,建筑节能迫在眉睫,本文主要通过论证在项目规划阶段就注入节能思路的重要性,规划阶段的节能得失在整个项目寿命周期有着不可逆转的决定性作用。同时提出了节能设计的各种途径。

关键词:规划节能;节能途径

建筑是涉及到很多专业的复合体,因此完整的建筑节能工作包括了从最初的规划设计、方案设计、通风采暖、水电施工设计以及多年的运营使用直至最后拆除重建的全生命周期过程。因此我们要完全摆脱只注重直接建造成本的降低而轻运营阶段能耗的使用阶段,必须用全寿命周期的节能理念对建筑进行优化设计,这就要求设计师结合整体情况来设计最合理的方案,采用最有效的方法,实现最有效的建筑节能。

1、建筑节能的重要性

目前世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,我国能源发展主要存在四大问题:

1.1人均能源拥有量低、储备量低;

1.2能源结构依然以煤为主,约占75%

1.3能源资源分布不均,主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足,造成北煤南运、西气东送、西电东送;

1.4能源利用效率低,能源终端利用效率仅为33%,比发达国家低10%。

2、规划与节能的关系

在整个建筑工程之中,规划设计处于开始阶段,规划方案及相关设计理念最大程度的影响了整个项目的成败。在规划阶段很好的融入节能理念,对于推动建筑节能具有决定性的意义。

2.1规划方案影响建筑能耗

在规划阶段,通过对项目所处地域的气候了解、地形地势的分析、场地周边情况的论证、方案布局的摆布、建筑体形的控制、立面形式的权衡、材料与构造措施的选用、清洁能源的积极推广运用、建筑周边绿化软环境的塑造,这在很大程度上影响着整个建筑工程的能耗,并决定了建筑完工后使用时的节能。相关研究表明,在同等条件下,合理的规划设计能够在很大程度上降低建筑工程的能耗。

2.2规划方面影响后期使用

建筑业本身就是一个综合性的专业,它自身也涉及到各个学科的知识,具有较高的系统性。建筑节能涉及到整个建筑工程的整个生命周期,即在规划设计、方案选择、材料选取、施工过程等环节都应当考虑到节能。在我国传统的建筑业中,企业较为注重施工过程中的能耗节约,而忽视其他阶段的节能。发达国家则正好相反,他们更加注重使用过程中的节能,这也就要求在建筑的规划设计中就要考虑到节能因素。

3、规划设计中节能的融入

3.1、选址、布局、通风、采光

节能规划设计技术主要通过合理选择建筑选址、分区、建筑布局、道路走向、建筑方位朝向、建筑体形、间距,适当利用季风方向、太阳辐射和建筑外部环境达到改善建筑气温舒适度,节约能量。在建筑布局中要充分考虑夏季有利的主导风向(通风致凉)和避免冬季不利的主导风向(避风保暖),综合考虑采光、通风、保温和防晒等因素,合理安排群体布局和建筑朝向。

适当布置建筑物,冬季降低冷风风速,可减少建筑物和场地表面热损失,节省能耗;夏季可以组织良好的通风,在建筑物之间及建筑内部形成良好过堂风。以居住区规划阶段为例,几个要素对于节能影响的权重排序为:

12345

选址、通风日照(不宜布置在洼地)朝向(宜为南偏西5度制南偏东30度之间)布局合理(不宜周边式、混合式)满足日照

间距绿化率

0.330.190.180.160.14

由表中可以看出:由于居住区选址是城市规划阶段确定的,建筑师更改的可能性不大,因此,选址通风日照排在难易程度的首位,建筑物的朝向对建筑的采光节能有很大影响,对建筑尤其是居住建筑的日照条件有决定性作用,在建筑规划设计中影响建筑朝向的因素很多:如地理纬度、地段环境、局地气候特征及建筑用地条件等。合理的布局能够充分利用和争取日照,避免季风的干扰,组织内部气流,利用建筑的外界面做成对冬季恶劣气候条件的有效防护,改善建筑的日照和风环境。为了合理利用城市中宝贵的土地基地资源,朝向和布局是需要考虑的重要问题,排在第2、3位。

3.2、体形

建筑的外围护结构主要包括体形、外墙、门窗、屋顶等因素,围护结构中的热传导效果和冷风渗透等决定了建筑使用过程中的能耗。几项因素对于节能影响的权重及排序为:

1234567

体形

系数建筑

遮阳屋面墙体门窗底层车库顶板楼梯间隔墙

0.250.190.160.180.140.080.07

因此,体形系数是很重要的一部分内容,但日常我们在做城市设计或则方案外观的时候,规划师、建筑师为了考虑建筑的功能、外观、基地以及与周围建筑的呼应问题,很少在这个阶段充分压缩体形,甚至还会为了造型,丰富体形空间。我们尽可能通过以下几个因素来控制体形系数:1)加大建筑体量2)外形变化尽可能减至最低3)合理提高层数4)对于体型不易控制的点式建筑,可用裙楼连接多个点式的组合体形。

3.3立面造型之遮阳隔热

值的一提的是在立面设计当中,对节能有明显改变的措施:建筑遮阳对建筑节能至关重要,然而,我们建筑师历来非常重视建筑的立面形式和效果,设置安装在建筑立面上的建筑遮阳构建势必对建筑的整体外观效果产生影响,反而产生“光污染”现象,建筑对设置遮阳显得信心不足,其实不然,如果遮阳构件所涉及得当完全可以增加层次感、强化立体效果。

3.4绿化环境设计

在利用城市生态环境时要求严格遵守偿还原则,即当对影响城市生态环境的土地等资源利用时,必须从其它方面给与“占补平衡”偿还进而减少对城市生态环境的影响,绿色系统具备防晒、防尘、降温、调节气候、提高空气负氧离子浓度、减少二氧化碳含量,保障居住区温度、湿度和风速等生态功能,有利于降低居住区的噪音。采取有效措施发展阳台绿化、屋顶绿化和攀悬植物,扩充宅前绿地,改善绿地种植质量,将会产生有效的节能作用。

3.5清洁能源的利用

在节约能源、保护环境方面,新能源的利用起至关重要的作用,新能源通常指非常规的可再生能源,包括太阳能、地热能、风能、等太阳能是我们取之不尽、用之不竭的可再生能源,我国的太阳能资源丰富,大部分地区太阳能辐射量大,具有开发利用太阳能的优良条件。利用地下水、深层土壤和水库、湖泊等深水层受自然季节气候影响小、温度相对保持稳定的特点,通过水作为媒介,与地能进行冷热交换提供热泵的冷热源。在生态建筑和低能耗建筑中,太阳能技术和地源热泵技术往往采用联合运行方式,可以克服自身技术存在的局限性,提高资源利用效率。

3.6选用建筑节能材料

建筑各部位的节能构造设计主要是在其满足作为建筑的基本组成部分功能的同时,通过对各部位的构造、材料等方面加以设计,充分利用建筑外部的气候条件,达到节能和改善室内气候环境的效果。合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。

4、结语

总体来讲,建筑节能不但是一项复杂的、全方位的、综合性的系统工程,也是一项长期而艰巨的任务。节能在规划设计中的地位和影响越来越重要。节能不仅仅是建筑师在单体建筑的节能数据上做控制,而在规划前期,就从更加宏观的角度,做出顺应地形、地势、气候、环境的和谐布局,后面单体建筑节能指标的控制才会显得更加有意义。