浅谈长江中下游地区居住建筑节能设计与应用?

气候是影响建筑设计的重要因素。在不同的地域条件下,建筑形式应有不同的空间布局,即适应气候的地域技术。根据长江中下游地区的气候特点,从建筑布局、建筑遮阳、空气隔热、室内空间组织、围护结构等方面探讨了该地区居住建筑的节能设计。尽量减少建筑能耗,创造建筑小气候,从地域技术和结构设计上创造适应本地区气候的居住建筑。

1,长江中下游的气候特征

长江中下游地理纬度大致为北纬30 ~ 32°,属于气候过渡区。该地区的气候特点是夏季气温高,持续3 ~ 4个月,太阳辐射强度大;冬季寒冷,持续2 ~ 3个月,相对湿度大,季节风强。该地区的住宅建筑保温没有理论依据。居住建筑室内热环境质量普遍较差。冬季寒冷潮湿,最冷的月份室内平均温度只有4 ~ 6℃。夏天闷热,最热的月份室内温度高达32℃,尤其是顶楼和西边的阳光房。

一般情况下,体积、材质、质量相同的物体,在相同的环境条件下,吸收的太阳辐射热是一样的,根本的区别在于热量在体内的分布。这座建筑不同于一般的形式。已经从普通的形态转变为居住空间形态,需要采光通风,必然需要门窗,太阳热辐射会通过门窗传入室内。如何保证室内采光通风,尽可能有效地防止热辐射?因此,有必要了解该地区太阳一年四季的运行规律,分析该地区的生物气候特征,采取适宜的建筑造型和朝向,并采取有效的建筑遮阳措施。

2.生物气候地方主义理论。

气候和地域是两个密切相关的概念。自20世纪20年代和30年代以来,人们开始研究建筑与气候以及建筑与地域之间的关系。随着科技的进步和研究的深入,建筑节能也取得了一定的成果。

1963年,V. Ogoya写了《与气候相结合的设计:建筑地方主义的生物气候研究》,总结了20世纪60年代以前建筑设计与气候、地域关系研究的各种成果,提出了“生物气候地方主义”的设计理论,以满足人体生物舒适性(冷、热、干、湿等,)作为设计的出发点,并注重对气候和地域的研究。生物气候地方主义的理论极大地影响了未来的建筑设计,如20世纪70年代德国对适应气候和节能建筑的研究。印度的科雷亚提出了“形式追随气候”的设计方法论。从生物气候学的角度,结合地域气候条件,设计师用来表达地域主义文化特征的重要手段也是为了适应当前社会发展的需要。

长江中下游地区住宅建筑设计中的地域性技术

为了适应长江中下游的气候特点,必须产生一系列与之相适应的空间形态。

围护结构的隔热性能

在自然通风的情况下,使室内温度低于室外温度的有效方法是加强外墙和窗户的保温性能。根据建筑物的隔热机理,当太阳辐射投射到建筑物外表面时,一部分立即被反射,另一部分被吸收。建筑外表面吸收的热量一部分传递到室内,另一部分以长波辐射和空气对流的形式辐射到室外。投射在建筑外部的太阳辐射最终分布在室内和室外。显然,散发到外部的热量越多,传递的热量就越少。因此,增加建筑外部的反射,有利于减少传递到室内的热量。因此,在夏季高温持续时间较长的长江中下游地区,通常采用白色涂料或浅色饰面来达到外墙反射隔热的效果。从图中还可以看出,为了使传递到室内的热量更少,应该降低建筑围护结构的传热系数,即在建筑围护结构中设置保温层,隔绝室外热量传递到室内,这样建筑外部吸收的大量热量就会聚集在外表面, 这将促进建筑外表面的温升,进一步改善建筑外表面与环境的温差,有利于室外散热。

窗户的保温性能一直是围护结构设计中最重要的因素,主要是如何提高和防止空气渗透。对于长江中下游地区来说,要解决的问题就是窗户的保温问题。目前,最常用的方法是采用双层玻璃窗、中空、隔热和反射玻璃等。,但空气夹层一般只有20mm左右,不能有效地达到隔热的目的。需要40mm才能达到一定的效果,使得空气夹层的压力更小,使用的玻璃必须有更大的强度,势必增加成本。如果在空气夹层中填充反光材料,效果会更好。

3.建筑布局和内部空间的组织与划分

在长江中下游,为了缓解炎热的夏季气温。建筑的整体布局应该紧紧围绕这个问题。在建筑的布局上,要铺开,开敞,开口大,有利于自然通风。深门廊和遮阳板的使用有助于引导风和降温。

随着社会的发展和人民生活水平的提高,人们对住宅建筑各方面的要求越来越高,更加注重居住空间环境。住宅设计中的“厅中小卧室”概念是适应现代住宅观念的变化而产生的。它反映了住宅建筑的发展趋势,是住宅设计进步的标志。

4.结构设计在长江中下游住宅建筑设计中的应用。

根据不同的地域气候特点,构建一套相应的建筑结构设计是建筑领域不断追求的目标。其基本思想是在建筑形式、空间布局和结构上采取措施,改善建筑环境,实现不依赖耗能设备的小气候建设。印度建筑师科雷亚的作品对这一设计思想做出了好评。为了解决干热气候下的建筑和通风问题,科雷亚提出了“开放空间”和“管状住宅”,前者体现了遮阳的室外或半室外空间更适合干热地区公共活动的信念;后者将烟囱排气原理运用到剖面设计中,既能在底层高密度住宅群体中营造出小阴影的室外空间,又能有效解决室内空气流通问题,直接产生一种直接反映气候特征的建筑形象。

根据冬夏两季太阳高度角的不同,制定有效的利用阳光和遮阳措施。住宅楼内设置阳光房和中央温室。冬季,阳光房和中央温室可以充分吸收太阳辐射热,为住宅提供一定的热量。此时遮阳百叶窗拉起,通风屋顶的进风口和出风口关闭。夏季,阳光房和中央温室的百叶打开遮挡阳光,双层屋顶的进风口和出风口的百叶在夜间和白天的一些时间打开,带走空气夹层中受热的空气,避免室内温度过高。此外,地下风道系统用于冷却室外空气,并将其引入中央庭院。

在建筑设计中,我们应该在气候环境的设计中找到一种传承文脉的思路,因为气候不仅是影响建筑的自然环境,而且与文化密切相关,我们应该贯彻“形式追随气候”的思想。尽量去追求和深入思考这方面的建筑文化。

结束语

人居环境的讨论一直是建筑界关注的问题。在建筑节能、降低建筑能耗、提高人居舒适度、创造新型居住建筑等方面取得了巨大成就。但是面对这个庞大的建筑领域,建筑能耗是显而易见的,能耗的微小变化都会决定能源如何分配。

在不同的地点,采用的节能措施也不尽相同,对区域技术的研究也是第一个关键问题。文中提到的建议是微不足道的一部分。要想在建筑领域实现真正的节能,需要建筑行业同仁的不懈努力。

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