建筑节能理念在建筑设计中的应用分析

发表时间:2021/3/23   来源:《建筑实践》2020年12月35期   作者:廖扬珺
[导读] 节能是当前建筑发展的主要方向,由于人类的大幅开发建设,生态环境面临着巨大挑战。
        廖扬珺
        深圳市建筑设计研究总院有限公司
        摘要:节能是当前建筑发展的主要方向,由于人类的大幅开发建设,生态环境面临着巨大挑战。节能可以指为低能耗、低排放的建筑模式 ,是一种高效利用资源的绿色建筑。本文主要就节能理念在建筑设计中的应用进行分析。
关键词:绿色建筑;节能理念应用;经济保障房
        一、节能理念在建筑设计中的原则
        (一)注重环境保护及协调
        建筑设计时需要充分考虑人文环境与自然环境的融合,从而形成有机的整体。设计时要因地宜地、与周边环境协调、以较少的成本为人们提供舒适环保的生活空间, 必须充分考虑,统筹规划,遵循可持续发展的理念,加强对周围环境、地形、水资源的归纳和分析,尽可能加强对周围自然环境的维护,减少有害气体的排放。
        (二)避免对自然环境的破坏
        设计工作过程中应充分了解项目周围的环境,合理运用绿色节能理念,避免后期施工时产生大量的污染物及废弃物,做好生态保护,尽可能与自然环境相协调。
        二、工程概况
          某居住区的总建筑面积约为45万平方米,项目共由6个地块组成,在建筑设计方面应用节能理念,通过通风、模拟光等方面的设计分析,营造节能环保、舒适的居住小区。
        (一)光环境分析
        自然采光不仅为室内环境提供采光,而且在节能方面也是比较突出的。我们利用软件对太阳和太阳高度角不同时段的四季进行模拟分析,建立阳光直射与建筑朝向的关系,以保证自然光的有效利用,减少阳光对空调负荷的影响,保证建筑自然光的利用结构和方向。在规划设计中,在满足规划和指标要求的条件下,住宅单元应尽量错开,优化日照。
        (二)建筑物最佳朝向分析
        通过分析该地区气象参数,得出了该建筑的最佳朝向(见图1)。其最佳取向是通过冷时间获得太阳的太阳辐射,避免夏季太阳辐射大及冬季阳光照射不足的现象,极大提升节能效果。

                         图1  
        (三)建筑物遮挡分析
        模拟冬至日上午11点所有建筑的阴影,从图2可看出,前边的建筑不会挡住后边的建筑,建筑之间的采光良好。
        
                               图2
        (四)建筑日照分析
        根据相关建筑规范,日照小时不应小于1小时。上图分析了建筑的日照小时数。图2左上角的图例显示,蓝色区域的日照时间在冬至不到一个小时。通过模拟可以看出,冬至当天社区内所有建筑的日照小时都在1小时以上,整个场地内没有日影区域。
        (五)风场分析
        结合当地气候及地形情况,在总平面布置时不同高度的树木与建筑物需要科学合理,对于气流和通风方面起到提升作用,冬季的冷风由后排的高楼大厦遮挡日照有足够的太阳能辐射供暖。通过植被的光合作用,将太阳的热能进行转化,降低温度,从而缓解建筑物被太阳暴晒引起的温差效应,阻止大部分辐射热进入围护结构,从而改善室内环境温度。
        (六)建筑设计
        ①户型设计
        住宅单元的平面设计,克服了项目地块过于分散、户型比例较高的情况。对内外部环境进行充分利用,从使用者的实际需求出发,经济实用的核心筒布局,将交通部分置于中间,加强南北空气对流,为户型带来良好的通风采光条件。方案设计从48m~77m不等,所有房间(包括卫生间)全部裸露。主要居住空间向南。功能用房布局合理。交通空间简洁紧凑。考虑到家具布局的合理性,提高了居住空间的实用性和效率。阳台剪力墙可与卧室或起居室结合形成扩展空间,为住宅的灵活性和可变性提供了最大的可能性。
        ②外立面设计
        我们建筑的立面设计定位为新中式风格,结合当地民居的特点和设计元素,进行整合和简化,与现代设计元素有机结合,呈现出黑、白和格雷、平屋顶和坡屋顶最本质的建筑结构和穿插布局,带来丰富的立面变化,诠释地域特色。同时,在每组的设计中,灵活应用色彩的组合和比例,有效地提高了建筑的认知度和多样性,创造性地展现了东方建筑的朴素情怀,塑造了东方水墨画的意蕴魅力。
        (七)标准化设计及绿色节能材料选用
        ①优化结构体系
        为了达到建筑日常使用的节能效果,在单体建筑的设计中,要注意控制形状系数,尽量减少过多的凸凹面,适当提高外墙的保温效率,提高热阻,而增加空调建筑的热惯性,有利于在建筑主体结构外使用高效保温材料,减缓热量进入墙体。局部墙体设置空气夹层,提高保温效果。在满足各类房屋使用要求的前提下,努力规范功能空间,既节约了成本,又加快了施工和装修周期,也体现了节能环保的目的。
        ②应用可循环和地方材料
        建筑中的可回收材料包括两部分:首先是建筑中使用的材料是可回收材料;其次,建筑物拆除时的可回收材料。充分利用可回收材料,可以减少新材料生产加工过程中的资源消耗、能源消耗和环境污染。金属材料(钢、铜)、玻璃、石膏制品、木材等都是可回收材料,应该广泛使用。如再生混凝土等外墙材料。应尽量减少使用不可降解的建筑材料,如聚氯乙烯(PVC)。在选材方面,原则是采用区域性建筑材料进行工程建设,可以有效减少材料运输造成的二氧化碳排放,同时刺激当地经济。
       
        (八)节能环保与舒适的家园
        ①社区环境
        该居住区设置各种层次的场景及生活环境。高层住宅建筑被许多渗透的群体所分隔,这些群体被大面积的绿地所分隔。设置丰富的活动场所和人文景观,构建属于每个居民的社区核心,满足人们的归属感和认同感,形成独特的社区环境。绿化设计与环境设计紧密结合,净化调节基地空气质量,降低外部噪声,改善小气候。在形式上,点、线、面相结合,树种合理搭配,形成水景、素描、草坪、小路、建筑等优美的整体居住环境,为居民提供良好的活动和娱乐场所,使每家每户都有一个良好的窗外景观。
        一个舒适的居住区必须是一个生态绿色的小区。从一开始,我们就不局限于基地内部。在规划设计中,通过绿化带和景观设计,实现居住区生态脉搏与周边环境的自然联系,与城市整体风貌的自然联系。在此基础上,通过多种植物设计和景观系统规划,提高居住区的生态质量,营造多样化的生态环境,进而营造出有机诗意的居住环境。同时,要注意房屋之间的绿地建设,让居民出门时能充分感受到绿色,一步一步地感受到不同的风景。
        ②活动空间及配套
        整个居住区的规划考虑了居民的娱乐和社会需求。除了地块内的配套设施外,位于居住区中心的公共绿地还配备了阳光草坪和组团绿化。整个环境设计典雅通俗,促进了居民的交流。设计结合不同年龄段的需求,为老人和儿童提供活动场所。此外,考虑到残疾群体需求,无障碍设计及各种盲文标志设置需要精心设计,同时活动场所的中心景观布置,重点是草坪、路面、人工水景和丰富的观赏植物等,“以人为本”的设计原则,利用整体环境,因势利导,精心布局,从而形成社区生态绿化体系。
三、结束语
        该项目作为保障性住房,在设计上我们主要注重注重紧凑型和小户型。楼距及宽度、消防等方面在当前国家规范的前提下,尽可能做到科学合理,在设计时不单纯局限于内部用地,通过绿化带实现居住区生态脉搏与周边环境的自然衔接,与城市整体风貌的自然衔接,提高居住区的生态品质,营造绿色环保、舒适的居住区。
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