试论节能建筑的规划和设计

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摘要：节能环保是世界经济发展的主旋律，建筑节能也成了建筑行业新的发展方向。为提高建筑使用过程中的能源效率，为居住者所提供卫生舒适的居住条件，在建筑的规划建设中进行节能设计就成了题中之义。本文将会对节能建筑的规划及设计进行分析研究。 

关键词：建筑 节能 设计 0引言 节能建筑的规划设计是建筑节能设计的重要组成部分，它是与建筑所在地区的气候条以及建筑设计建筑微气候、建筑技术和能源相结合，达到有各方面效利用的建筑设计方法。最主要的特征就是建筑在冬季能最大限度地利用自然能来取暖，而夏季则能最大限度地减少得热，并能够利用自然能来降温冷却。 居住区规划设计中的节能设计主要是对建筑的地理因素、建筑体形、日照设计、绿化环境设计、等进行设计。特别是冬季湿冷、夏季闷热的夏热冬冷地区，更需要从建筑的规划布局、日照设计、建筑气候环境和建筑绿化环境进行优化设计。 1气候地理环境条件与节能设计 进行节能建筑设计，就应先做好准备工作，对建筑所在地的气候条件、地形地貌、地质水文资料进行调查和了解。根据调查的结果决定节能设计的基本方案。因为，我国许多地区都是夏热冬冷，地理环境的复杂多样性，因此，节能建筑的设计首先应该考虑如何充分利用建筑所在地区的自然环境资源和条件，在减少常规能源利用的前提下，按照节能的设计方法和建筑技术措施，创造出有利于人们生活和工作的居住环境。   1.1气候条件由于建筑所在地理环境的特殊性，建筑具有一定的地域性特征，而其中气候条件所起的作用最为重要。所以，要制定出科学的节能建筑设计方案，就必须要了解当地太阳辐射强度、冬季日照率、降水、冬夏两季主导风向频率等气候因素，并了解建筑所在地小区域环境的微气候条件。通过对这些气候条件的了解掌握，设计出于当地气候相符合的节能建筑。 1.2地形条件一般来说，建筑所在地区的地形地貌，会直接影响建筑室内外热环境和空调能耗的大小，进而影响建筑的能源消耗情况。因此，对不同地形地貌的建筑环境要区分对待，设计出不同的节能方案。 如在江河湖泊环境下，因为地表水陆分布、地势起伏、表面覆盖材料等不同，受太阳辐射作用下和地表长波辐射的影响，会产生水陆风，进而形成气流的流动，影响到建筑的受能情况。因此，在设计时要充分水陆风的影响，以取得建筑穿堂风的效果为设计的重要环节之一，这可以改善夏季热环境对建筑的影响，节约空调能耗。而如果在山区地带，就要充分考虑该地区的山谷风现象，因为通常情况下建筑周围的种局地热力环流表现得较为明显。因此，在设计时应重点考虑夏季防热、通风，兼顾冬季向阳、避风。在建筑的选址朝向上，要尽量选择通风的位置。合理地利用山谷风这一自然能源以实现建筑节能的最大效果。如图 1.3地表环境一般来说，居住区表面覆盖的植被或水泥地面都直接影响到建筑采暖和空调能耗的大小。在通常情况下，市区大气透明度远小于郊区，市区中直接辐射量小，而散射辐射量增大，造成总辐射量下降。而且，市区覆盖层的太阳辐射反射系数小，加上市区建筑物几会对反射率造成一定的影响，大大降低了居住区覆盖层长波辐射与天空的热量交换量，使得大部分热量仍留在地表和居住区近、，地下垫面内。而城市居住区植被少，地表长波向上辐射受到限制，大气长波辐射向下而产生大气逆辐射，就有可能造成市区温差变小，平均温度上升。此外，由于建筑物和铺砌的坚实路面大多为不透水层，降雨后雨水流失快，雨水蒸发到空气中，形成高温高湿闷热气候，居住区的建筑为降温就会大量使用常规能源，造成能源的大量消耗。因此，节能居住小区规划设计时，应有足够的绿地和水面，严格控制建筑密度，尽量减少水泥地面，利用植被和水域减弱热岛效应，进而改善居住区的湿热环境，减少因降温所需的能源消耗量。 2日照环境设计利用太阳能是建筑节能的重要途径。根据我国太阳能资源的利用的三级区划，即以地区总辐射年总量为分区指标的一级区划；以各月日照时数大于6小时的天数这一要素为指标的二级区划；以太阳能日变化的特征值为指标的三级区划，建筑节能设计应该根据建筑所在地的太阳能资源划分，进行科学的研究分析，采用较为科学的设计方案。日照环境的设计主要是对建筑的日照间距和建筑适宜的朝向来确定的。 2.1建筑的日照间距为保证阳光不受遮挡，并可以直接照射到建筑室内，在建筑的规划设计中，就必须在建筑物之间留出一定的距离，也就是建筑物的日照间距。影响建筑物的日照间距的因素有许多方面，包括当地日照标准、地理纬度、建筑朝向、建筑物的高度、长度以及建筑用地的地形等。   因此，在建筑节能设计时，在节约用地的前提下，应该综合考虑各种因素来确定建筑的日照间距。根据以往经验，夏热冬冷的地区建筑要保证日获得日照l小时的要求，日照间距系数就应该控制在1.2以上，按2小时的标准则日照间距系数应大于1.3。由于不同城市的纬度、土地资源及经济发展水平等条件的不同，规定日照间距的标准也有所差异，但是总体上是控制在1.1一1.3H(H为建筑高度)，即日照间距系数为1.1一1.3的范围以内，以保证建筑的采暖。在居住区平面规划中，要保证建筑群体错落排列，以利于改善日照时间。具体来说，可以把建筑设计成高层点式住宅，一是加大建筑的南北进深，增加电梯服务量，减少交通面积，二是缩小建筑物之间的间距系数并能充分保证采光日照量，达到节约用地、节约能源的目的。 2.2适宜的朝向建筑物主立面的方位角称为朝向，一般由建筑与周围道路之间的关系确定。建筑朝向的选择要考虑两个方面，首先是在冬季能获得足够的日照，主要房间要避开冬季风向，其次，在夏季能有效防止太阳辐射与暴风雨的袭击。 3建筑体形 众所周知，建筑的体形会直接影响建筑采暖空调的能耗大小。因此，在建筑设计的过程中，设计人员应该从节能的角度出发，尽量使建筑的体形能够实现在夏季白天防止太阳辐射，在夜间利于自然通风、散热的目标。 建筑单位面积对应的外表面积越小，外围护结构的热损失也就相应的减少，因此，从降低建筑能耗的角度出发，应该将建筑物的体形系数控制在较低的范围内。因此，在设计的过程中，要严格控制体形系数，从面积因素考虑，保证建筑物的外围护部分接受的冷、热量最少，从而减少冬季的热损失与夏季的冷损失。 4绿化环境设计绿化对建筑的节能起着十分重要的作用，它可以调节改善气温，调节碳氧平衡，减少温室效应，同时可以遮阳隔热，可以有效地改善居住区的外部微气候以及建筑室内热环境，降低建筑能耗。小区内的植物不仅可以起到遮阳蔽荫，减低风速的作用，还可以通过蒸腾的作用和植物的“光合”作用，起到调节居住地的气温，并适当地增加空气湿度的作用。 5结束语 环保低碳是现代生活的主调，房屋建筑作为人类生活的必要场所，在绿色环保的趋势下，也必须向节能环保低碳方向发展。为此，在房屋建筑设计中加入节能环保的设计，就成了当前房屋建筑设计的重要理念之一。设计者应该从各个方面进行节能的规划和设计，保证建筑的节能低碳。   参考文献： [1]杨善勤编著.民用建筑节能设计手册.北京市.中国建筑工业出版社.出版日期:1997. [2]付祥钊主编.夏热冬冷地区建筑节能技术.北京市.中国建筑工业出版社.2002.