探徽建筑的规划节能

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1气候分区与建筑风土美学

在亚热带地区，建筑围护结构的保温与遮阳的节能效果，都不能发挥最大的功效，即遮阳效果比热带收稿日期：2013-03-01；修回日期：2013-03-26低，保温效果不如寒冷气候，必须巧妙地将保温与遮阳作最合理的组合，才能发挥最大的功效。根据以上节能要求来勾画亚热带气候的建筑特征，即“适当的开窗”、“丰富的阴影”、“充分的通风”。“适当的开窗”即开窗只需满足基本的采光、通风及眺望的需求即可，不要开设大窗以免引进太多的热量，一般而言，办公建筑的40%、居住建筑的20%的平均开窗率就具有良好的采光、眺望的效果。“丰富的阴影”就是在开窗部位上部设计遮阳板、阳台以遮挡日照辐射。“充分的通风”则要求建筑要有良好的通风条件，即要求建筑平面以长条浅短为主，居住空间深度不宜过大，方便通风。

2规划设计节能措施

2.1场地选址与规划

2.1.1场地日照条件

被动式太阳能利用对建筑节能意义重大，充分利用好日照是达到舒适节能最经济和环保的方法。城市中的场地受到周围环境影响，周围建筑物和自然环境有可能对规划场地产生遮挡，影响场地的太阳能获取，使场地内的建筑物因缺乏足够的被动式获热，造成更多的采暖能耗，这对冬季寒冷气候地区十分不利。因此，在场地选择和规划中分析场地的日照条件，进行日照计算分析，以便留出日照通道，在日照条件较好的空间布置主要建筑，在太阳日照不利处布置附属功能建筑，比如停车场、配电房等，这对建筑整体节能是十分重要的。

2.1.2地形地貌

区域的地形地貌对区域内不同地点的日照、风环境等微环境产生影响，开敞的场地一般会比背风场地有更高的空气交换频率。在我国大部分地区，南向或东南、西南向的场地通常意味着更好的日照、风环境等场地条件，更利于减少建筑的能耗需求，而背风处的场地代表着冬季更大的风速，加大了建筑的能耗需求。自然地形是场地竖向设计的基础，在场地为坡地的情况下，建筑宜优先选择南向山坡平行于等高线布置，采用南低北高的布局，夏季拥有良好的通风，冬季可获得更好的日照和辐射得热，达到冬暖夏凉和节能降耗的目的。南坡的建筑日照间距需求会大大地低于水平地形的间距要求。因此，提高容积率，从宏观上也会取得节地降耗的目的。

2.2建筑形体和体形系数

建筑形体和平面方案对建筑能耗会产生重要的影响，在设计师选择建筑形体和平面方案时，应考虑不同形体的建筑对能耗的影响。建筑形体的复杂程度决定了建筑体形系数的大小。一般而言，建筑形体越简单，体形系数越低，较低的体形系数说明相同的建筑面积下会有较小的外墙散热面积，有利于减少能耗。我国相关研究表明，体形系数从0.4减到0.3，可使围护结构热损失降低25%。另外建筑作为一个整体，其最利于节能的形状还与本地区的室内外温差、空气温度、空气湿度和太阳照射角度等因素有关，所以在规划设计中，还需要根据不同的气候条件、建筑类型等多方面综合考虑以获得最佳的设计形体。

2.3朝向和布局

2.3.1朝向与太阳辐射

建筑物上的太阳辐射强度取决于一天中的时刻、季节以及朝向。夏季太阳升起较早并且以一个较低的角度照射东面，随后太阳照射角度越高并且辐射越来A-AAA北L1L2L2越强。由于太阳照射角度很高，南面只获得较少的太阳辐射，随后太阳移动照射西面。冬季时期，东西两侧辐射的强度大大减少，南面全天都可以获得日照。因此，在我国大多数地区南北朝向布局最有利于建筑节能，根据用电量调查研究，在夏热冬冷地区，在窗面积为30%时，东西向房间的空调运行负荷比南北向要大24%～32%，东西向住宅比南北向住宅单位楼板面积年平均耗电量高出33%，以全年用电统计来说，东西向住宅比南北向高出1.7倍。由此可知，朝向配置先影响住宅的空调能耗，接着再影响其建筑的总能耗。

2.3.2朝向与风环境

在夏季炎热地区，良好的通风是减少建筑制冷需求的最经济的方法。通风一般分为风压通风和热压通风。风压通风指当风吹向建筑物的正面时，因建筑物表面遮挡在迎风面产生正压，气流在向上偏移的同时绕过建筑物各侧面及背面，在这些面上产生负压，这种因风压产生的通风就是风压通风。要想获得有利的风压通风，就要求建筑外部有较好的风环境(风速不宜小于2～3m/s)，再者建筑需面向夏季主导风向，且建筑的进深宜浅(深度一般要求低于14m)，以便形成“穿堂风”。因此，设计师在进行布局时，应优先考虑建筑进深低于14m，可将建筑布局成一字形、L形、回形等形式，以达到良好的自然通风。热压通风即利用热空气上升从上部排出，室外新鲜冷空气从下部进入，室内外温差越大，热压作用越显著。热压通风一般用在建筑进深较大的建筑，来弥补因进深太大风压作用低的缺点。我国大部分地区受大陆性季风气候影响，夏季南风为主，冬季北方盛行。利用这种冬季和夏季主导风向的差别进行城市和区域通风的总体设计，可达到冬季防风和夏季自然通风的目的。为引导和加速夏季城市里风的流动，建筑群朝向与夏季盛行风向的角度宜控制在0°～10°之间，并结合自然地形等高线，建筑朝向与正南向夹角保持在15°范围内。在区域建筑群体布局上，南侧建筑宜开放，密度相对较低，以留出风口；可利用前后错列、斜列、前短后长、前疏后密等导风措施，导入夏季东南风。冬季防风时，将北侧建筑尽量封闭，以阻挡冬季北向季风。总体来说北部宜布置高大和封闭的建筑形体，南侧宜布置低矮和体量较小的建筑形体来利于夏季通风和冬季挡风。

3结语

建筑节能设计本身是一种科学化、综合化的建筑风土设计方法，能善用建筑节能原理的建筑设计，自然能展现气候风土特色。一部符合气候的建筑节能法令，就像一个建筑风格的雕刻师一样，可以塑造优美的都市风格。建筑节能设计的范围甚为广大，从大尺度的都市规划至小尺度的建材要求，从建筑外形至机器设备效率，都市节能设计发挥的地方。建筑节能计划必须由大至小，进行系统化、层级化的节能设计，才能发挥最大成效。由越大尺度的层级开始节能计划，越能事半功倍；由越细部末端来讲求节能对策，越难发挥节能之功效。因此，由规划之源头进行建筑节能计划，是最有效、最经济、最生态的建筑节能设计，其效果远比由建材与机器设备方面来进行节能对策更有成效。从场地选择与规划、建筑形体和体系系数、朝向和形体布局等方面来进行节能规划设计，改善区域内建筑节能的基础条件，从而实现从源头节能的目标。

作者：刘承元 单位：上海景济建筑规划设计有限公司