(沈陽建筑大學(xué) 遼寧 沈陽 110168)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工業(yè)化水平的提高,與其他工業(yè)化國(guó)家一樣,我國(guó)的環(huán)境污染問題是與工業(yè)化相伴而生的。五十年代前,我國(guó)的工業(yè)化剛剛起步,工業(yè)基礎(chǔ)薄弱。環(huán)境污染問題尚不突出,但生態(tài)惡化問題經(jīng)歷數(shù)千年的累積,已經(jīng)積重難返。五十年代后,隨著工業(yè)化的大規(guī)模展開,重工業(yè)的迅猛發(fā)展,環(huán)境污染問題初見端倪。到了上個(gè)世紀(jì)七十年代,人們開始逐漸認(rèn)識(shí)到工業(yè)的飛速發(fā)展給環(huán)境帶來了各種各樣的問題。我國(guó)雖然資源豐富,但我國(guó)人口眾多,資源的人均占有量少,并且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對(duì)于居住舒適度要求的增加,使得空調(diào)的使用越來越普遍,使得資源的消耗量增加,人均資源占有量減少。因此,在建筑設(shè)計(jì)中,節(jié)能設(shè)計(jì)是我們應(yīng)該重點(diǎn)考慮的設(shè)計(jì)因素,其中,被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)是節(jié)能設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要方面,“被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)是指在規(guī)劃建筑方案設(shè)計(jì)過程中,根據(jù)建設(shè)基地區(qū)域氣候特征,遵循建筑環(huán)境控制技術(shù)基本原理,綜合建筑功能要求和形態(tài)設(shè)計(jì)等需要,合理組織和處理各建筑元素,使建筑物不需依賴空調(diào)設(shè)備而本身具有較強(qiáng)的氣候適應(yīng)和調(diào)節(jié)能力,創(chuàng)造出有助于促進(jìn)人們身心健康的良好建筑內(nèi)外環(huán)境”[1]本文將對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)中的被動(dòng)式節(jié)能進(jìn)行簡(jiǎn)單的列舉與總結(jié)。
環(huán)境因素可以分為氣候、場(chǎng)地風(fēng)環(huán)境及場(chǎng)地地形環(huán)境三方面。首先是關(guān)于氣候,我國(guó)土地廣闊,南北緯度跨度達(dá)近五十度,東西經(jīng)度跨度達(dá)六十多度,因此我國(guó)不同地區(qū)氣候差異較大,對(duì)于不同的氣候地區(qū),其被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)的方法也不同。綜合來看,我國(guó)的氣候大致可以分為五種類型,即嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)、溫和地區(qū)。對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)與寒冷地區(qū),要重點(diǎn)考慮保證冬季的保溫,減小建筑的體型系數(shù),在保證室內(nèi)采光的情況下盡量降低窗墻比;對(duì)于夏熱冬冷地區(qū),要重點(diǎn)考慮夏季的隔熱問題以及冬季的保溫問題,建筑的體型系數(shù)不宜過小,適當(dāng)增加窗戶的面積,設(shè)置遮陽板并考慮室內(nèi)的自然通風(fēng);對(duì)于夏熱冬暖地區(qū),要重點(diǎn)考慮太陽的輻射問題,外墻面盡量采用淺色飾面,屋頂要考慮隔熱,同時(shí)設(shè)置遮陽板;對(duì)于溫和地區(qū),墻體及屋頂?shù)葒o(hù)結(jié)構(gòu)要采用蓄熱性能材料,同時(shí)也要設(shè)置遮陽板。其次是關(guān)于場(chǎng)地風(fēng)環(huán)境,風(fēng)環(huán)境是建筑室外環(huán)境的重要因素,良好的風(fēng)環(huán)境可以提高場(chǎng)地的舒適性,同時(shí)也為單體被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)減輕負(fù)擔(dān)。場(chǎng)地風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)重點(diǎn)從兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。一方面,“冬季防風(fēng)設(shè)計(jì):利用建筑阻隔冷風(fēng),即通過適當(dāng)布置建筑物來降低風(fēng)速;設(shè)置風(fēng)障;避開不利風(fēng)向,主要開口部位和街道避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向”[2]。另一方面,“夏季或過渡季通風(fēng)設(shè)計(jì):建筑主立面宜以一定的夾角迎向過渡季和夏季的主導(dǎo)風(fēng),建筑面寬不宜過大;建筑間距應(yīng)適當(dāng)避開前面建筑的漩渦區(qū);為了促進(jìn)通風(fēng),建筑布局應(yīng)盡量采用行列式和自由式”[2]最后是關(guān)于場(chǎng)地地形環(huán)境,場(chǎng)地按地形來分共分為兩種,一種是平地,另一種是坡地,平地設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單,“對(duì)于坡度較大的地形要盡量保護(hù)地表原有的地形和植被,盡量采用少接地的被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì);合理設(shè)計(jì)建筑形體達(dá)到與地段整體環(huán)境的和諧”[3]對(duì)于不同的地形,要采取不同的被動(dòng)式規(guī)劃設(shè)計(jì),這樣既減少了在施工前期平整場(chǎng)地的麻煩,降低成本,同時(shí)又能使建筑與環(huán)境更好的結(jié)合,還能形成新穎的建筑造型,例如賴特的流水別墅。
文化因素包括歷史、風(fēng)俗習(xí)慣及凝聚地方特色的事物這三方面。歷史是指當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)的歷史事件、遺留的歷史事物等,例如我國(guó)的古建筑中的寺廟、佛寺、佛塔等。風(fēng)俗習(xí)慣指的是該地區(qū)內(nèi),人們的生活習(xí)慣,即在特定社會(huì)文化區(qū)域內(nèi)歷代人們共同遵守的行為模式。凝聚地方特色的事物指的是能代表地區(qū)精神或者該地區(qū)特產(chǎn)的事物等。這三項(xiàng)因素將會(huì)控制著建筑設(shè)計(jì)中的多個(gè)方面,如建筑的朝向、平面的形式、建筑使用的材料等。所以在建筑設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中,建筑師應(yīng)該注意考慮當(dāng)?shù)氐奈幕?,設(shè)計(jì)出合理、符合當(dāng)?shù)靥厣谋粍?dòng)式建筑。
技術(shù)因素主要包括結(jié)構(gòu)、材料及細(xì)部設(shè)計(jì)這三方面。結(jié)構(gòu)是建筑能夠建成的重要因素,結(jié)構(gòu)直接影響著建筑的空間形式、建筑形態(tài)、屋頂形式以及建筑的造價(jià)等。材料既是建筑表現(xiàn)的重要方面,又關(guān)系著建筑的保溫隔熱、建筑的采光以及建筑的遮陽等,建筑師在選擇建筑材料時(shí),要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn),盡量選擇當(dāng)?shù)氐牟牧?,例如我?guó)西北部地區(qū)的窯洞,巧妙的利用當(dāng)?shù)氐狞S土材料,使室內(nèi)環(huán)境保持冬暖夏涼的特點(diǎn),既保證了室內(nèi)的舒適度,又減少了能源的消耗,節(jié)約了環(huán)境,同時(shí)還降低了建筑的造價(jià)。
在建筑的總體布局上,考慮建筑朝向的同時(shí)也應(yīng)考慮太陽的角度的變化。在西方國(guó)家曾經(jīng)出現(xiàn)過可以旋轉(zhuǎn)的建筑,即采用向日葵始終朝向太陽的仿生原理,建筑也會(huì)隨著太陽的旋轉(zhuǎn)而不斷調(diào)整角度,進(jìn)而最大限度的接收太陽能來進(jìn)行太陽能發(fā)電,而且這幢建筑追蹤太陽所消耗的電力僅為太陽能發(fā)電的1%。
在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí),要考慮季節(jié)、氣候等的變化,盡可能的利用自然界中的風(fēng)能、光能,從而減少建筑中的人工照明及通風(fēng),減少能源的消耗。
建筑的維護(hù)結(jié)構(gòu)即建筑的墻體、門窗以及屋頂。對(duì)于建筑的墻體,盡量采用空心墻體,即在墻體中形成空氣層,由于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)較小,這樣既減少了室內(nèi)外熱量的傳遞,起到很好的阻隔作用,同時(shí)又減少了建筑用料,降低了造價(jià)。對(duì)于建筑的門窗,是整棟建筑內(nèi)熱量損失最大的部位,隨著建筑技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)并普及了雙層玻璃、low-e玻璃等,對(duì)于減少熱量傳遞、提高室內(nèi)的舒適程度起到了很大的作用。在我國(guó)南部地區(qū),建筑設(shè)計(jì)時(shí)在門窗部位要考慮遮陽板的設(shè)置。
在我國(guó),隨著生活水平的不斷提高,建筑的能量消耗的在不斷增加,在我國(guó)環(huán)境惡化、資源緊缺的情況下,被動(dòng)式建筑是減少建筑能耗的重要方法,在減少建筑耗能的情況下,提高人們生活環(huán)境的舒適程度。
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