基于自然采光、通風(fēng)及取暖的低碳建筑設(shè)計(jì)理念與技術(shù)研究

【摘 要】實(shí)際上，低碳建筑和節(jié)能建筑從某些方面來看相同，它們的基本原則就是對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的改進(jìn)，以進(jìn)一步增強(qiáng)建筑對自然能源的充分利用，從而將礦物資源的實(shí)際消耗不斷的降低。筆者根據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)，對自然采光、通風(fēng)及取暖的低碳建筑設(shè)計(jì)理念與技術(shù)進(jìn)行了一番深入的分析研究。

【關(guān)鍵詞】低碳建筑；設(shè)計(jì)思路；自然采光；合理設(shè)計(jì)

低碳建筑和節(jié)能建筑從某些方面來看相同，它們都是將樸實(shí)、流暢作為主要設(shè)計(jì)思路，無論從選址到格局，還是從單體到群體都會利用到自然資源，以確保碳能源消耗量的進(jìn)一步降低；所重視的是對光線及通風(fēng)等充分的利用，從而將其轉(zhuǎn)變?yōu)榕c建筑功能相符的采光、通風(fēng)及取暖等。所以，低碳建筑設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分考慮這些因素，每一環(huán)節(jié)都必須將自然基本原則全面的體現(xiàn)出來。筆者根據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)，對自然采光、通風(fēng)及取暖的低碳建筑設(shè)計(jì)理念與技術(shù)進(jìn)行了一番深入的分析研究，以供參考。

1．低碳建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)

該建筑必須通過合理的規(guī)劃才能實(shí)現(xiàn)其預(yù)期設(shè)計(jì)目的，應(yīng)結(jié)合我國國情進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃。其實(shí)際中所運(yùn)用的方法是根據(jù)低碳需求對小區(qū)域環(huán)境進(jìn)行一番打造，把建筑與區(qū)域環(huán)境進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合；然后，將低碳運(yùn)行模式全面的體現(xiàn)出來，對建筑自身功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行合理的布局，要在建筑群內(nèi)部中實(shí)現(xiàn)低碳化服務(wù)模式；另外，要盡可能的利用已有的自然條件減少對環(huán)境的危害度，不斷增強(qiáng)建筑的適應(yīng)性能，最終達(dá)到預(yù)期的低碳目標(biāo)。低碳建筑規(guī)劃過程屬于宏觀的建筑設(shè)計(jì)思路和系統(tǒng)性工程，它和低碳建筑設(shè)計(jì)、低碳運(yùn)行模式等各方面有著緊密的關(guān)系，所以，實(shí)際規(guī)劃過程中，應(yīng)盡可能的把低碳能源開發(fā)和環(huán)境保護(hù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合并應(yīng)用到建筑規(guī)劃之中，從而將整個(gè)系統(tǒng)所具有的低碳效果全面的體現(xiàn)出來。比如，我們可以在建筑系統(tǒng)中進(jìn)行綠色生物鏈的打造，從而將其構(gòu)成一個(gè)完整的生物鏈，應(yīng)在規(guī)劃過程中以足夠的水域及植物系統(tǒng)當(dāng)做規(guī)劃的基礎(chǔ)，這時(shí)可以將所需的水域與植物系統(tǒng)進(jìn)行合理的開發(fā)和移植，從而將低碳建筑提升到低碳建筑群上來。其中，水域要是全季節(jié)性的，面積和深度都要充足。其次，在水的基礎(chǔ)上留下一定的空間，以進(jìn)一步增強(qiáng)指標(biāo)覆蓋率，科學(xué)的搭配各種植物，在各個(gè)生長階段有季節(jié)性的進(jìn)行規(guī)劃，從而營造出一種常綠的景象。這些植物除了可以制造氧氣外，同時(shí)，其還可以當(dāng)做動(dòng)物或者植物等的生存基礎(chǔ)，以形成完整的微觀生態(tài)體系。生物鏈構(gòu)建時(shí)間應(yīng)在冬季御寒夏季降溫時(shí)進(jìn)行，具有吸收與凈化空氣功能。建筑規(guī)劃過程中應(yīng)充分的利用屋頂、露臺以及道路等截取雨水，且將其收集到地下水池中，通過一種簡單的處理方式對水域加以水量的補(bǔ)充，從而構(gòu)建一個(gè)在建筑群內(nèi)的微循環(huán)系統(tǒng)。

2．基于自然采光、通風(fēng)及取暖的低碳建筑設(shè)計(jì)思路

2.1以被動(dòng)采暖思路為主

低碳建筑設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注重為使用者設(shè)計(jì)出良好的環(huán)境氛圍，人們對于建筑的基本要求無非是要冬暖夏涼，因此，當(dāng)前建筑中最需要處理的一項(xiàng)問題就是熱舒適。設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對影響室內(nèi)熱環(huán)境所具有的諸多因素如空氣溫度、相對濕度、風(fēng)速等加以全面的考慮，但是這些因素都與自然陽光輻射脫不了關(guān)系。所以，對于低碳或者節(jié)能而言，建筑設(shè)計(jì)都必須高度重視陽光的合理利用，不僅可以大大節(jié)約礦物能源，而且還達(dá)到了低碳的效果。比如，通過被動(dòng)式的太陽能建筑，也就是說按照建筑朝向和周圍環(huán)境的合理布局，內(nèi)外部空間與形態(tài)的合理設(shè)計(jì)，把建筑自身和結(jié)構(gòu)、材料等進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，確保建筑能夠?qū)崿F(xiàn)冬季汲取太陽能，保持并儲存，均勻分布，以將建筑物冬季采暖問題進(jìn)行有效的處理，當(dāng)夏季來臨時(shí)，可以采用相應(yīng)的遮蔽阻隔太陽輻射，將室內(nèi)的熱量散發(fā)，這樣，建筑物就實(shí)現(xiàn)了降溫的目標(biāo)。其中，最簡單的設(shè)計(jì)就是合理的利用通過穿透南向玻璃窗所射入進(jìn)室內(nèi)的陽光，通過材料對其加以吸收轉(zhuǎn)化成能量為建筑所用，最終為人們營造一個(gè)適宜的室內(nèi)溫度。要想設(shè)計(jì)出成功的太陽能建筑，就需要具有下列幾種條件：建筑外部必須將質(zhì)量高的隔熱材料作為維護(hù)；室內(nèi)布置應(yīng)盡可能的使用儲熱材料，這樣能夠儲存大量的熱量；設(shè)計(jì)時(shí)必須主次分明，一些關(guān)鍵的采暖房間，應(yīng)考慮和集熱表面以及儲熱體間有機(jī)的結(jié)合，而一些次要的房間和非采暖房間可以布置在東西兩側(cè)。

2.2對窗體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

所有的建筑中，其能耗基本上集中在外圍結(jié)構(gòu)上，具體涵蓋了屋面、墻體門窗等都屬于能耗較大的部分。建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱和結(jié)構(gòu)的材料間息息相關(guān)，而處理空氣滲透現(xiàn)象的方法是將材料或者結(jié)構(gòu)的密閉性進(jìn)一步提高，而要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就必須將門窗的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以進(jìn)一步增強(qiáng)門窗氣密性，所以，對于維護(hù)門窗，應(yīng)選擇傳熱系數(shù)低的材料，具有良好的節(jié)能效果。此外，還可以將建筑設(shè)計(jì)過程中增加窗戶密閉、減少維護(hù)開孔和縫隙面積的原理應(yīng)用到提高建筑密閉性上來。比如，在設(shè)計(jì)建筑外墻開窗時(shí)，由于窗戶與墻體面積所朝向的墻面不同，故對能耗的影響有著不同，這主要是因?yàn)橥獯暗膫鳠嵯禂?shù)通常而言要大于外墻，對外圍護(hù)的保溫效果造成了一定的影響。隨著窗戶與墻體面積比的不斷增加，會進(jìn)一步降低外窗傳熱系數(shù)，具有良好的降低散熱的效果。因此，朝向不同的窗戶與墻體面積比對于外窗的傳熱系數(shù)有著一定的影響。

2.3關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施

眾所周知，建筑系統(tǒng)中能耗最高的要屬中央空調(diào)系統(tǒng)，它實(shí)際提供的環(huán)境溫度和自身的運(yùn)行模式對于系統(tǒng)的能耗均會造成一定的影響，因此，應(yīng)制定高效的節(jié)能措施，以降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗，筆者認(rèn)為，應(yīng)從以下兩方面進(jìn)行。一方面，通過所制定的空調(diào)系統(tǒng)控制方案與冷源方案，能夠?qū)⒄麄€(gè)空調(diào)系統(tǒng)能耗進(jìn)一步降低。空調(diào)能耗通常是由風(fēng)系統(tǒng)與水系統(tǒng)而組成，在風(fēng)系統(tǒng)中，能耗最大的就是風(fēng)機(jī)，而在水系統(tǒng)中能耗最大的是水泵和冷水機(jī)組，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，對其控制與運(yùn)行方式進(jìn)行合理的改進(jìn)，能夠?qū)⒛芎倪M(jìn)一步降低，也就是說，機(jī)組智能化控制是一種較為理想的方法。另一方面，應(yīng)用暖通系統(tǒng)；對空調(diào)節(jié)能造成影響的另一要素是空調(diào)新風(fēng)量，如果新風(fēng)量太多，就會使得系統(tǒng)自身能耗載荷不斷增加，很難達(dá)到節(jié)能的效果，而新風(fēng)量太小會使得空氣質(zhì)量進(jìn)一步下滑，因此，對空調(diào)能耗影響較大的就是空氣環(huán)境，應(yīng)在送風(fēng)溫度和新風(fēng)比例上設(shè)置一套智能化的控制系統(tǒng)，對其比例進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而降低能耗。另外，要想提高空調(diào)節(jié)能效果，就必須采用合理的控制方式，變頻技術(shù)在諸多的領(lǐng)域中已被廣泛的應(yīng)用，其具有的智能控制和保障環(huán)境舒適性特點(diǎn)正是空調(diào)節(jié)能所需的技術(shù)，所以，在空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)盡可能的將變頻技術(shù)與智能化技術(shù)兩者進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，充分體現(xiàn)出智能控制和變頻控速的節(jié)能模式，以確保空調(diào)系統(tǒng)能耗進(jìn)一步降低。

3．結(jié)論

綜上所述可知，低碳建筑設(shè)計(jì)過程中應(yīng)合理的協(xié)調(diào)采光、通風(fēng)、取暖，通過合理利用自然資源的基本模式設(shè)計(jì)，適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)建筑中的重要部位，以實(shí)現(xiàn)良好的利用效果。

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