生态节能建筑规划设计初探

  随着我国经济的不断发展,生态节能建筑越来越受到人们的重视,其规划设计也越发为广大建筑师所其中。本文从生态节能建筑的概念处入手,简分析了其规划设计的基本原则以及一些基本方法。强调建筑规划设计需尊重当地的自然规律,充分利用好气候因素和场地因素,用好可再生能源,综合进行节能规划设计。 
  关键词生态节能;建筑规划;建筑设计 
  中图分类号TE8 文献标识码A 文章编号 
  “生态节能”已渐成为建筑领域发展的新趋向。但是,不少建筑师只认为生态节能是建筑材料与构造上的节能,而没有认识到建筑设计阶段生态节能的重性。现在我国的建筑发展正处在从数量向质量转变的时期,建筑的生态节能是高建筑品质的重方式,也是建筑业向可持续发展转变的重切入点,建设生态节能建筑已成为我国建筑业发展的新目标。 
  一、生态节能建筑的概念 
  生态节能建筑指的是从自然环境出发,综合建筑学、生态学等内容,遵循气候特点而设计出的节能建筑。生态节能建筑需保证健康、舒适的室内外热环境,从建筑、人、自然所成整体出发,对建筑单体设计和规划设计用更加科学有效的节能措施,降低建筑能源需求,保持建筑与环境间的有机协调。生态节能建筑有节能和利用再生资源的典型特征,其节能原理是利用技术手段降低能耗,高能源利用率,充分用好可再生资源,减少对不可再生资源的利用。 
  二、生态节能建筑的规划设计 
  1、生态节能建筑的设计原则 
  注意建筑与自然环境的协调,保证人行为与自然环境同等重,这是生态节能建筑设计的最基本内涵。因地制宜用好周围可用的一切因素,高效地利用自然资源。尊重自然生态的特点和规律,把握“整体和生态优先”的原则,利用好自然环境。此外,还注意生态建筑的地方性。 
  2、生态节能设计 
  建筑规划应更利于冬季利用日照并避开主导风向和夏季自然通风。 
  2.2.1气候特征 
  依据不同的气候特点,全国建筑可分为五个气候区,各区域气候千差万别,北方节能设计重点是冬季保温,南方则为夏季隔热,而中间则是冬冷夏热地区。特别是北方以外的地区,建筑很少有使用采暖设备的,大部分是利用空调来改善热环境,消耗较大。所以,对于生态节能建筑的设计,区别对待不同地区的不同气候,利用好风能、太阳能等自然因素,充分利用好区域气候的潜在优势。 
  2.2.2建筑选址 
  建筑基地尽量选在通风和日照都较好的地区,尽量避免在洼地、山谷、沟底等凹地,因为在凹地,冬季冷气流里更容易形成对建筑物的“霜洞”效应。此外,临近大水面也可能形成特殊热微气候。坡地对建筑节能的影响,因坡度和坡向的不同而不同。如果坡向为南向或近南向,则更利于冬季太阳得热,可高容积率。如果坡向与夏季主导风向一致,则利于夏季自然通风。如果坡向为北向或近北向,为减少建筑对日照遮挡,宜以点式为主。 
  2.2.3建筑群布局 
  对于建筑群布局,可用以下方法改善日照条件对于多排多列楼栋布局,采用斜列式、错列式及自由式等,用山墙空隙争取日照,避免不利于自然通风的并列式和周边式布局;对于条形建筑,则可采用错位布局,用山墙间隙高日照水平;当东西与南北向建筑围合时,组合只得当,也利于较长日照;对于采用点、条组合布局的,则应把点式建筑错位后布置在朝向较好位置,条式布置其后,利用山墙争取日照;冬季严寒地区,可组团建筑布局,封闭西北向,让建筑群组合避开不利风向,建立气候防护单元体系。 
  建筑群竖向布局重点是躲避不利风向,降低冷空气对建筑的渗透。其主避风方法有用建筑组合把较高层建筑背向冬季寒流风向,降低寒风对中、低层建筑和庭院影响;设置防风板、墙及防风林、带等风障设施;如果高层与低层建筑布局,则尽量避免局部疾风入侵时造成的风流旋风洞和风槽。 
  2.2.4建筑朝向与通风 
  我国绝大多数的地区,其正东向或正西向房屋同正南向房屋相比,全年耗电增加 2%,南北朝向是最有利朝向。同时,朝向还受其他因素制约,若以正南向垂直墙面所获日照强度为 1%,生态节能建筑朝向偏角在15°之内均为好朝向。实际还须核对季节主导风向,需尽量避免建筑长轴垂直于夏季主导风向。因此,规划朝向应与夏季主导风向有一角度,在3-6°之间。 
  2.2.5 建筑间距和建筑密度 
  建筑间距指的是在一年当中,将太阳高度角最小的冬至日作为其准点,在此期间能够满足北向底层房间获得光照时的南北楼房之间的外墙间距。但是,在进行实际的设计时,不能只为满足日照间距而选不利朝向牺牲日照质量。须在保证节能的前下,高建筑密度,最有效方式是适当缩短南墙面日照时间,高日照质量。此外,单体建筑设计可用南高北低的退层设计或斜坡屋顶处理、降低层高等缩小楼间距,高建筑密度。 
  2.2.6 绿化和水面 
  生态节能建筑绿化率需不低于35%。绿化系统能有效改善建筑热微环境,起到防尘、防晒、调节气候等功能。夏季草地均温比沥青低7℃,比混凝土低4.4℃。对于改善室外空气质量,效果最好的是乔木,次之为灌木,草地最差。所以,在保证绿化率的同时,将乔、灌、草结合起来,在建筑东、南、西侧多植落叶乔木,达到夏季遮荫降温冬季日照充足的目的。而对于停车坪、步行道等则可用草地砖。 
  对于绿化形式,除了地面种植外,还有屋顶、阳台、墙面、窗台及室内附墙的绿化,其能够起到缓和阳光直射,降低墙面温度的效果。如果建筑为东、西日照,则墙面绿化效果更好。此外,还能美化质地粗陋、造型呆板、色泽深暗的建筑。屋顶绿化有保温隔热节能功效。除了土壤隔热,植物的蒸腾作用和绿荫效果也能发挥较好的隔热效果;在保温上,绿化屋顶结构的热化,能让绿化有持续性的效果。 
  三、可再生能源规划设计 
  可再生能源指的是可循环使用的清洁能源,其是能够满足人类社会可持续发展的最终能源。所以,生态节能建筑的规划设计除了考虑如何降低建筑能源浪费外,还充分利用好地热能、太阳能等可再生能源。 
  1、中水系统 
  生态节能建筑规划设计很重的一个方面就是做好节水的设计。在节水上,可考虑利用好废水一类是雨水的利用,地面和建筑物屋面雨水通过适当的收集、处理、储存、回用等归入到中水系统中来;另一类是我们日常的生活用水,其在经过简单的处理之后,也可以归集到水系统中。对于中水,其可以重复使用在冲洗厕所、洗车、绿化浇灌等方面,高水资源利用效率,降低生活成本。 
  2、地热能应用 
  地源热泵将大地作为热源和热汇,通过深埋在地下的换热器,其与大地之间进行冷热的交换,并且不会向外界排放废水、废气、废渣,可以说是一种较为理想的“生态节能技术”。相比地面环境,地热源温度较恒定,可在夏冬分别供较低的冷凝温和较高的蒸发温。冬季,地源热泵高大地低位热能来给建筑供暖,同时蓄冷量备夏用;夏季,经热泵将建筑内热量转到地下,对建筑降温,同时蓄热量备冬用。我国大部分冬冷夏热的地区,其供热和供冷天数大致相当,冷暖负荷基本一致,同一系统可更好地发挥地下蓄能功能。 
  3、太阳能利用 
  生态节能建筑太阳能主通过被动式太阳能设计的方式体现出来,主有直接受益式,阳光经窗户进入室内后,设置一定的贮热来调节室内的温度;对流环路式,把建筑围合体设计成“双星系统”的样式,通过向最侧开口部分玻璃后的空气层,在太阳能作用下形成热循环,整体加热外壁;蓄热墙式,由空气层、混凝土、密闭玻璃组成太阳能“空气加热器”;附加日光间,结合封闭阳台,牵扯大气动力学、力学等多个专业领域,需多部门协同。 
  四、结论 
  文章从建筑设计的角度出发,从建筑选址、朝向、布局、建筑间距及可再生能源的利用等方面深入研究了生态节能建筑的规划设计,综合利用生态技术和建筑节能并运用到规划设计中去,不断高能源利用效率。 
  参考文献 
  1 曾光.刍议如何做好城市的建筑规划J.经营管理者.211(4) 
  2 宋端菊.芜湖市城东新区学校建筑的规划和设计J.建筑.211(12)