住宅設計中生態技術運用研究

袁理

摘? 要：本文闡述了如何將雨水收集與生活污水處理技術、熱交換通風系統和太陽能加熱系統運用到住宅設計中。生態技術與建筑設計相結合，不僅創造了良好的空間環境，而且大幅度降低了能源消耗。利用生態大師軟件對節能效果進行模擬評估，為生態技術的運用提供了有力依據。

關鍵詞：生態技術;雨水收集;生活污水處理;熱交換通風系統;太陽能加熱系統

分類號：X92

一、雨水收集與生活污水處理

如圖1所示，落在屋頂上的雨水通過管道被收集到蓄水池中;室內的沖廁污水通過管道引向室外的污水凈化池中凈化，又被引入到花壇中繼續凈化，最后被引入蓄水池中儲存;盥洗水通過管道被引入到花壇中凈化后，也被儲存到蓄水池中;蓄水池中被凈化過的水再通過管道被引入到室內用來沖廁，還可以用來灌溉和洗車。如果蓄水池中的水收集過多，可以通過管道被引入到排水溝中去，避免水溢出蓄水池。室外的污水凈化池需要定期做污泥清理，否則達不到理想的凈化效果。

雨水收集與生活污水處理計算的研究對象是標準住宅單體，通過計算得出了每年各部分用水的體積和各部分用水之間的轉換關系。用來洗滌每年消耗的飲用水量是157680L，通過屋頂每年收集到的雨水量是188206.4L，每年用來沖廁的水量是236520L。洗滌與沖廁的廢水需要經過多次凈化，在凈化的過程中有所損失，最后得到的凈化水量為275940L，再加上每年收集到的雨水量，總共得到的凈化水為464146.4L。凈化水再被用來沖廁，還剩下227626.4L，這些水可以被用來灌溉和洗車，最后多余的水可以通過溢流被引入排水溝中。

二、熱交換通風系統

熱交換通風系統為室內提供充足的新鮮空氣，同時將污濁空氣排出室外，也為室內的采暖和制冷節省了能量。

它的工作過程可分為三種情況：（如圖2所示）

⑴夏天白天，從樹蔭處吸收溫度較低的新鮮空氣，通過地下管道的過濾和冷卻進入室內，同時污濁的熱空氣通過廢氣管道排出室外，起到了通風和制冷的作用。

⑵夏天夜晚，系統關閉，打開所有窗戶形成自然通風。

⑶冬天，從室外吸收新鮮空氣，通過地下管道的過濾和加熱進入室內，污濁的熱空氣通過廢氣管道排出室外，同時開啟設置在太陽能煙囪盡端的熱回收裝置，將廢氣中的熱量回收到地下新鮮空氣管道中重復利用，節省了能量。

三、太陽能加熱系統

利用太陽能板收集太陽輻射能量，通過管道輸送到放置在屋頂的冷熱水交換箱中，給冷水加熱，熱水再通過管道輸送到各層的暖氣中為室內供暖。另一部分熱水則通過管道輸送到各層供日常生活使用。（如圖3所示）

四、生態大師能量模擬與計算

1.研究的對象與方法

研究的對象是標準住宅單體，在生態大師中建立單體的模型，然后附上相應的材質。利用此模型可以模擬計算出太陽能收集器每年收集到的太陽輻射能量，每年采暖、制冷消耗的能量以及各部分能量之間的關系。（如圖4所示）

2.太陽能收集器每年收集到的太陽輻射能量計算

研究對象為單體模型中的太陽能板，計算出太陽能收集器每年收集到的太陽輻射總能量為50629.49kWh，但這些能量不能被完全使用，估算有50%的損失，因此實際被利用的能量大約是25314.75 kWh。

3.每年采暖消耗的能量計算

利用單體模型計算出每年采暖消耗的總能量為89712.85kWh。

4.每年制冷消耗的能量計算

利用單體模型計算出每年制冷消耗的總能量為12596.08kWh。

5.標準住宅單體每年能量輸入與輸出的差值估算

住宅單體每年總的能量輸入約120814.75kWh，每年總的能量輸出約115808.93kWh，它們之間的差值約5005.82kWh（如表1所示）。這表明在輸入與輸出的過程中，能量損失約5005.82kWh。能量輸入與輸出的差值越小，說明住宅越節能。

五、結論

在住宅設計中，把建筑設計和生態技術相結合，使技術設備成為建筑中不可缺少的一部分;在創造良好的空間環境同時，節省了基礎能源的消耗。特別是生態大師軟件在能量計算中的應用，將節能效果數字化，增強了生態技術運用的說服力。

參考文獻：

[1]Gerhard Hausladen，ClimaSkin，München，HOCHTIEF Construction AG，2006

[2]Roberto Gonzalo，Karl J. Habermann，ENERGIEEFFIZIENTE ARCHITEKTUR，München，2006

[3]Gerhard Hausladen，Michael de Saldanha，ClimaDesign，München，Saint Tropez，2004

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