摘要:通過實際的調(diào)研與走訪,探討適應(yīng)陜北地區(qū)這一特定寒冷氣候區(qū)的中小學(xué)校建筑節(jié)能的策略。
關(guān)鍵字:陜北地區(qū) 中小學(xué)校 節(jié)能策略
1.陜北地區(qū)地形地貌及環(huán)境氣候特征
陜北地區(qū)屬寒冷地區(qū),這一氣候區(qū)的建筑以冬季保溫為主。又與處于寒冷地區(qū)的其他地區(qū)有所不同又不同與其他寒冷地區(qū),這主要有陜北地區(qū)所處的地理位置和氣候特點有關(guān)。陜北地區(qū)位于我國的西北地區(qū)的黃土高原,地形地貌復(fù)雜,氣候因處中溫帶區(qū),基本上都屬于中溫帶干旱大陸性季風(fēng)氣候,因此,夏季雨水不多,集中在6月中旬到8月份,冬季偏干旱,多沙塵。
2.陜北地區(qū)中小學(xué)?,F(xiàn)狀調(diào)研
在2012年夏季的6-7月份和冬季的12月底,筆者以陜北地區(qū)的楊家?guī)X希望小學(xué)、招安鎮(zhèn)中學(xué)等學(xué)校進行了平面測量,繪制建筑平立剖面圖,并進行了室內(nèi)外的溫度測量和隨機的問卷調(diào)查。如下圖所示:
從圖中,我們可以看出,學(xué)生認(rèn)為夏季最熱月份主要集中在6-8月份,以7-8月份為主,夏季所能接受的溫度為22℃-30℃之間,以26-30℃為主,在6-7月份,通過開啟北向走廊的窗戶、開啟電風(fēng)扇等一些了措施,基本上能滿足學(xué)生對是內(nèi)環(huán)境舒適度的要求,7-8份學(xué)校放假,利用“惡性氣候調(diào)節(jié)期”避開了高溫期,因此,夏季隔熱不是節(jié)能考慮的重點;冬季最冷月主要集中在11月到來年的1月份,冬季所能接受的溫度為16-20℃,對此,學(xué)校必須采取采暖措施才能達到要求,因此,冬季保溫是這一地區(qū)節(jié)能的重點。這一結(jié)果和建筑氣候分區(qū)對建筑基本要求相符合,寒冷地區(qū)建筑應(yīng)滿足冬季保溫,夏季部分地區(qū)兼顧防熱。
3.陜北地區(qū)中小學(xué)校建筑節(jié)能策略研究
建筑的節(jié)能策略是指“為了使中小學(xué)校建筑能達到節(jié)能的目的而采取的一系列的方法與措施,這一措施可能是前期基地規(guī)劃的一個細小改變,也可能是設(shè)計施工中的體形系數(shù)或者某個技術(shù)構(gòu)造的改變,也可能是后期維護中的一個管理方法的改變”。
3.1選址及總體布局與建筑節(jié)能
前期場地設(shè)計在建筑的節(jié)能策略中是個不可忽視的重要環(huán)節(jié),在以往的中小學(xué)校建筑設(shè)計中,我們往往只是重視建筑單體的節(jié)能設(shè)計,而很少考慮到前期場地設(shè)計對建筑節(jié)能的影響。
陜北地區(qū)的中小學(xué)校建筑場地的選址于布局主要從基地所處的地理位置、周圍的遮擋情況、環(huán)境氣候特征、適應(yīng)陜北地區(qū)的地面植被生產(chǎn)幾個方便考慮。比如陜北夏季炎熱而少雨,可以在場地的南向流出一定面積的空地,種植綠色植被,既能起到這樣的作用,又能改善室外微氣候,是一舉兩得的方法。在樹種的選址上,也以陜北常見的槐樹、柳樹、白楊樹等落葉樹種為主。夏季遮陽,冬季不影響采光??傮w設(shè)計常用的手法如下:
3.2建筑單體設(shè)計中的節(jié)能策略
建筑單體的節(jié)能策略主要是從建筑的形體設(shè)計、建筑的內(nèi)部空間、建筑的色彩等方面入手。建筑的形體設(shè)計主要考慮建筑造型規(guī)整,考慮到寒冷地區(qū)建筑節(jié)能以保溫為主,建筑形體的規(guī)整可以有效的降低建筑的體型系數(shù)。體形系數(shù)每增大0.01,耗熱量指標(biāo)約增加2.5%。所以控制建筑的體型系數(shù)可以有效的提高節(jié)能效率。利用建筑空間節(jié)能主要是指利用現(xiàn)有國家規(guī)范中對建筑場邊間距要大于25米的要求,結(jié)合庭院空間的設(shè)計手法改變室外微氣候環(huán)境來達到節(jié)能。
建筑色彩對建筑節(jié)能的影響是一個全新的概念,一般來說,暖色調(diào)(紅色,橘黃色等)的房間能給人溫暖的感覺,讓人的感覺比房間的實際溫度高出1℃至2℃。以相反的,冷色調(diào)(綠色、藍色)的房間讓人心里平靜,會產(chǎn)生寒冷的感覺,使得房間的心理溫度比實際的溫度會底1℃至2℃。
3.4建筑材料與節(jié)能
合理的利用建筑材料,既能達到節(jié)能的目的,又可以有效的控制建筑造價,以毛寺生態(tài)小學(xué)、阿里蘋果小學(xué)等為例,在建筑的設(shè)計過程中,創(chuàng)造性的應(yīng)用當(dāng)?shù)氐牡胤叫圆牧蟻磉_到節(jié)能和控制造價:
陜北地區(qū)因地處黃土高原,生土技術(shù)的利用有著很大的應(yīng)用前景,浙江大學(xué)的王竹老師、西安建筑科技大學(xué)的劉加平老師等以陜北的窯洞等居住建筑為研究對象,對生土技術(shù)很有研究,可以借鑒到中小學(xué)校建筑等公建的設(shè)計中來??梢圆捎藐儽焙煌翂Φ男问胶恢部梢宰龀缮链u進行砌筑,都能達到很好的節(jié)能和節(jié)省投資的效果。其他材料比如鋼材,可以回收利用,對基礎(chǔ)也沒有太大的限制,從長遠角度看是一種節(jié)能的材料。再比如LOW-E玻璃則是另一種很好的節(jié)能材料,在窗墻比相同的情況下,節(jié)能效果非常突出。
3.4后期維護與管理中的節(jié)能策略
建筑在后期的投產(chǎn)使用過程中有很大的能耗需求,合理的采用節(jié)能設(shè)備并科學(xué)的利用可再生能源來平衡建筑后期使用過程中對能耗的需求對節(jié)能有著很大的作用。陜北地區(qū)夏季炎熱、干旱,綠色植被少,在太陽光的照射下室外溫度很快就會超過人體舒適的溫度。在對陜北地區(qū)幾所學(xué)校的調(diào)研走訪中,通過和校長的實際交談中,每年用于改善室內(nèi)熱環(huán)境的費用,楊家?guī)X小學(xué)是4-6萬,招安鎮(zhèn)中學(xué)是7-10萬,調(diào)研的學(xué)校也愿意把每年用于維護舒適的教學(xué)環(huán)境的費用用在教學(xué)設(shè)施(室外空間環(huán)境和教學(xué)主體)的改造上,通過改造而達到舒適的環(huán)境。所以在陜北地區(qū)的建筑節(jié)能中對可再生能源的利用有著廣闊的前景,利用淺層地?zé)崮艿牡卦礋岜眉夹g(shù),利用太陽能采暖、太陽能空調(diào)等都可以橫好的達到節(jié)能。
在建筑的照明系統(tǒng)中,改變傳統(tǒng)照明系統(tǒng),采用節(jié)能燈具,也能達到能好的節(jié)能效果。
4.結(jié)論
建筑節(jié)能不是簡單的進行節(jié)能計算,做外保溫,節(jié)能是一個整體,一個系統(tǒng),節(jié)能要從建筑前期的選址到方案設(shè)計到施工再到后期的使用等各個環(huán)節(jié)進行考慮,只有合理的前期布局,系統(tǒng)的方案設(shè)計,科學(xué)的管理與維護才能使學(xué)校建筑達到更好的節(jié)能效果。
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