李林
(廣州市亞森建筑設計有限公司)
近年來,隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,人們對自然生態(tài)環(huán)境的重視度越來越高,綠色節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為當前社會發(fā)展的重要理念之一。在建筑工程領域,將建筑結構設計和當?shù)氐纳鷳B(tài)氣候有效的結合,采取有效的技術手段,充分利用當?shù)氐臍夂蛸Y源和自然環(huán)境,對建筑構的布局進行適應性調(diào)整,達到了建筑結構綠色節(jié)能的目的。因此,研究分析適應地方生態(tài)氣候的建筑設計具有重要的現(xiàn)實意義。
(1)整體設計原則:在進行生態(tài)建筑設計過程中,應遵循總體的原則。不僅要考慮建筑本身的設計需求,而且要對建筑所在區(qū)域的自然、社會和經(jīng)濟環(huán)境充分考察,尊重當?shù)氐娜宋奈幕攸c,采用先進的技術從整體角度進行與生態(tài)環(huán)境相結合的建筑結構設計。
(2)高效無污染原則:首先在進行建筑結構設計過程中,應盡量采用新型的節(jié)能材料,或者選用節(jié)能結構體系,降低建筑結構對能源的消耗的和浪費。才外,在進行設計過程中,還可以加強對陽光、風能、雨水等自然能源的利用。其次,充分提升建筑材料的可回收性和循環(huán)使用性,杜絕或者避免使用高危害的建筑材料,避免對人身和周邊環(huán)境帶來嚴重的危害。最后整個建筑的設計要為住戶提供一個舒適健康的環(huán)境。
(3)靈活多適應性原則:為了提升生態(tài)建筑結構的使用使用壽命,在進行設計過程中,要充分考慮一些潛在的變化風險,避免建筑過早廢棄,使其能夠得到再次利用或多次利用,節(jié)省建造新建筑所需的重復建設費用。
建筑結構和地方生態(tài)氣候相輔相成,密不可分。在古代,建筑建造的目的就是為了有效的遮風擋雨。這就是說,從本質(zhì)上而言,建筑結構是人類為了適應當?shù)仄浜笞匀画h(huán)境的產(chǎn)物。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和進步,人們生活水平的要提高,對建筑結構的更多的在于外觀美化和多功能性方面,逐漸忽略了對自然氣候條件的適應性設計,不僅產(chǎn)生了嚴重的資源浪費,而且不利于當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境平衡。
因此,基于當?shù)厣鷳B(tài)氣候的建筑設計理念,是從人們的舒適性出發(fā),充分考慮當?shù)貧夂驅ㄖY構的影響,借助自然生態(tài)環(huán)境降低建筑結構中不可再生資源的使用,起到節(jié)能環(huán)保的設計目的。與傳統(tǒng)的建筑結構設計觀念相比較,其不同點如表1所示。
表1 基于生態(tài)氣候的建筑設計與傳統(tǒng)形式的設計的比較
地方生態(tài)氣候的不同,對建筑所處區(qū)域的微觀地形有著一定的影響。因此,在進行生態(tài)氣候建筑設計過程中,要結合現(xiàn)場的實際情況進行布置,對于日照時間較長,通風情況較好的區(qū)域。例如某國家城鎮(zhèn)設計過程中,為了有效的利用日照以及避免周圍山谷帶來了高速風。在設計過程中,將城鎮(zhèn)設置在西南山坡的半山腰處,整體布置成一個“陽光井”,其中借助最高的建筑物放置于風向的主要來源處,不僅可以對高速風進行一定的阻擋,而且也不會影響室外空間的光纖。城鎮(zhèn)中的住宅小區(qū)以及學校等都被設置在陽光井當中,一定程度上提升了冬季戶外的舒適度。
我國的大部分區(qū)域的氣候特征都表現(xiàn)為夏熱冬冷。因此在進行建筑設計過程中,應當重點考慮如何夏季提升室內(nèi)的自然通風,在冬季對冷風進行有效的阻擋。因此,建筑物在設計時,主要開敞面的方面,應是夏季風向的主要方向。此外,為了有效阻礙冬季寒冷的北風,建筑物的形態(tài)應當北密南疏,北高南低。
(1)庭院通風:在我國,傳統(tǒng)的建筑精華部分就是庭院,隨著太陽的照射時間延長,庭院當中的空氣不斷升溫,會形成熱壓氣流,使得周圍的空氣涌入到庭院,形成一種自然通風系統(tǒng)。此外,在庭院中設置一些綠植和水池,還能降低夏季庭院的和提升空氣的流通速度。
(2)通風豎井:對于一些高層建筑而言,設置通風豎井可以有效的對室內(nèi)污濁的熱空氣進行排出。通風豎井的高度差以及室內(nèi)外的溫度差都會對通風效果產(chǎn)生一定的影響。一般在進行建筑結構設計過程中,都會將通風豎井設置在能夠貫穿建筑物內(nèi)部的豎向空腔,例如樓梯間、中庭等區(qū)域。
在進行建筑結構設計過程中,對建筑的熱環(huán)境進行區(qū)分,借助一些門廊、走廊等作為建筑和室外溫度的過渡區(qū)域,從而降低一些室外氣候對建筑物主要使用空間的影響。
例如:在進行滑雪場的旅館設計過程中。將溫度要求較低的公共空間作為建筑物的最低處,和環(huán)境進行直接接觸。而對溫度要求較高的烹飪區(qū)域以及睡眠區(qū)域,設置在建筑物的最高層,通過公共空間的過渡,外界的低溫對室內(nèi)的影響降低了很多。
影響生態(tài)氣候建筑物的熱工性能的一種因素是體型系數(shù)。相同體積的建筑物,其散熱面積越大,其外面面積也就越大。因此,對于一些寒冷區(qū)域,應當減少建筑吳的體型系數(shù),從而不僅可以利于室內(nèi)的溫度保持,而且對夏季的高溫隔熱也比較有利。同時,借助靈活的空間布置,達到冬暖夏熱的目的。
通過借助綠植和水文環(huán)境,不僅可以有效的對建筑物的空氣環(huán)境進行凈化,而且還有利于對建筑物的局部氣候進行調(diào)整。在進行建筑結構設計過程中,減少硬質(zhì)材料鋪地,增加綠植的種植面積,可以選擇一些高大的喬木,提升遮陽通風的效果。此外,還可以借助高大喬木對冬季的寒風進行一定程度的阻擋。
(1)可以借助先進的科學技術,在進行建筑結構設計過程中,采用一些高校保溫材料,來提升建筑的保溫隔熱效果。
(2)在屋頂設置太陽能熱水器、太陽能發(fā)電器等設備,充分借助太陽光照,提升建筑物的可再生資源利用。
(3)在建筑物引入敞開的綠化空間,或者在建筑物的屋頂及外力表面進行綠植種植,可以有效的降低建筑物的熱島效應。
綜上所述,隨著人們生活水平的提高,對生活品質(zhì)的要求也越來越高。尤其是近年來,能源消耗不斷增大,人們的節(jié)能環(huán)保意識不斷加強。因此,借助地方生態(tài)氣候,合理的對建筑結構進行設計,形成和當?shù)貐f(xié)調(diào)一致的建筑空間和形態(tài),可不僅可以對建筑的室內(nèi)氣候進行有效的調(diào)節(jié),而且具有節(jié)能環(huán)保的效果。相關設計人員在進行建筑結構設計過程中,應當充分對當?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)氣候進行了解,推動我國生態(tài)氣候建筑的可持續(xù)發(fā)展。
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