摘要:绿色建筑是当代建筑发展的必由之路,本文作者结合工作经验对绿色建筑技术在我国住宅设计中的应用进行分析,绿色建筑技术在住宅建筑的运用主要有以下几方面。以期参考交流。
关键词:绿色建筑技术;住宅建筑;运用
1 建筑绿化
建筑绿化即阳台、露台、屋顶、建筑构架以及室内等地方的绿化,能较好地解决建筑用地和绿化面积之间的矛盾,还使得建筑物与绿化景观更为融合,令居住在高层建筑中的人们感受到自然的氛围。建筑绿化和地面绿化一样可以起到改善室内热环境、调节微气候的作用,而且还与人们距离更为亲密,更能提供心理上的愉悦。
建筑绿化有附壁式、篱垣式、棚架式、窗台及阳台绿化、屋顶绿化等。其中附壁式即为墙面绿化,是利用爬山虎等藤本植物沿着墙面攀爬形成的绿化,无需额外的支架且养护简单,可以显著减少墙面吸收的太阳辐射热,能吸附飘尘净化空气,还有减弱城市噪音的作用。篱垣式和棚架式则是借助围栏、棚架等构件种植攀援植物,而窗台和阳台这种半室外空间则适宜种植花卉、盆景等。建筑的屋顶经过防水处理即可种植草坪、灌木等植物,许多耐寒植物都能够在 7cm 厚的浅层土壤或腐殖物中成活,更有很多蔬菜在不到 20cm 厚的土壤中就能种植,所以有许多屋顶庭院被开辟作为城市小农场,还能提供经济效益。
2 平面布局
由于各功能房间的使用要求和居住者活动频率的不同,不同房间对室内热舒适度的要求也有所区别。设计中一般将起居室、卧室等主要房间放置于南面及东南面以充分利用日照和太阳能,而将厨房、卫生间等辅助房间置于北面及西面,其对开窗面积的较小需求还能减少北面的开窗面积,达到降低热量散失的效果。
另外这样的布置还有利于主要功能房间接收夏季的东南风,而辅助房间则可成为冬季西北风的缓冲空间。大面积的南向窗户可以增加建筑得到的太阳能辐射量,阳光房的设计亦可以得到同样的效果,阳光房最佳是设计在南面,也可以设计在能得到南向日照的东西面。阳光房在冬季白天吸收太阳辐射得热,夜晚将白天吸收的热量释放给主要功能房间,因此应具备良好的保温性能,以防止热量流失。在夏季阳光房则可充当室内外的缓冲空间,还可形成热压效应强化自然通风。
建筑平面布置对室内的通风状况也有很大影响,一个简单开敞的长方形平面、长边两墙的窗户垂直于当地夏季主导风向是通风效果最好的平面形式。落实到住宅的平面设计上,房间中有两个不相邻且不直接相对的开口为宜,这样室内空气流场可均匀分布,而进气口和出气口面积的比值越小,通风的效果越好。为形成贯通风道还可以在适当位置加开通风槽、小天井等构造以改善室内通风条件,厨房、卫生间等容易产生气味的房间宜布置在下风向,同时还能利用小天井来排除污气。室内的家具陈设也适宜沿墙放置,不做阻碍通风的空间划分。
但是自然通风有其不稳定性,此时可以通过设置高侧窗、通风烟囱、双层围护结构等设施来形成热压通风,同时还可以在房屋的周围或者内部设置庭院绿化或水体作为热压通风的冷源。
3 门窗设计
一般住宅为充分利用较好的南面朝向,其单元门朝北较多,冬天开启时会有大量冷空气灌入,增加保温负荷。因此可以在入口处做转向东面的门斗,使出口避开冬季主导风向的西北面。门斗还能充当室内外的热量缓冲空间,保障楼梯间的温度,以减少楼栋内住宅的热损失。当建筑朝向不理想时,住宅中的窗户也可以采取类似的转向手法以获得更好的日照,窗户的基本功能是采光、通风、观景等等,一般来说外墙面积中窗户所占面积为 1/6 左右比较适当,既利于室内的采光观景,又不影响建筑的保温隔热。而不同的朝向适宜的开窗面积也不同,南向开窗利于冬季日照、北向开窗自然采光均匀、东西向开窗不易遮阳,而《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》中也有窗墙面积比中北向不大于 0.45、东西向不大于 0.30、南向不大于 0.50 的相关规定。
在采光方面,高窗可以使得室内光线分布更为均匀,可配合浅色的顶棚加强光的反射,而略微倾斜的窗台和斜角或圆角处理的窗洞都可以减弱眩光。设置在高窗之下视线之上的反光板可以在遮阳的同时反射光线,是获得良好采光又不造成眩光的有效方法。在通风方面,穿堂风的效果更多的是由窗户的位置决定,而对于位置或朝向不利于通风的开窗还可以利用导风板来进行导风。
4 遮阳系统设计
在炎热的夏季,太阳辐射得热是造成室内热环境恶化的最主要原因,因此遮阳是夏季隔热的最有效措施。内遮阳设施因其方便易行而运用普遍,用户可以直接挑选百叶帘、卷帘、垂直帘等遮阳成品悬挂在室内即可隔离太阳辐射的 40%左右,但是内遮阳的隔热效果不好,阳光透过玻璃直接照射在遮阳设施上依然会使房间升温。然而室内的窗帘不能仅局限于这样的考虑,还有私密性的需求,因此内遮阳依然有其不可替代的重要性。
从建筑热环境的角度来考虑,首选的则是外遮阳设施,其优点在于吸收的辐射热不会对室内的制冷效果造成影响,相关研究表明外遮阳设施可以降低建筑表面80%的太阳直接辐射得热。外遮阳可以结合建筑本身的体形,如加宽挑檐、外走廊、凹凸阳台等,但更有效的还是外遮阳板的使用。水平式遮阳板适用于南向窗口,以有效地遮挡从窗口上方投射下来的阳光;垂直式遮阳板则适用于北向及东北、西北向窗口,可以遮挡斜射过来的阳光;而百叶、花格等挡板式遮阳则适用于东西向窗口,能有效遮挡高度角较小直射窗口的阳光。外遮阳挡板对建筑的外观有很大影响,所以在设计时宜将遮阳挡板与建筑整体风格统一起来,以不影响建筑的外观效果。而为避免遮阳措施对冬季采暖的消极影响,活动式遮阳是通常采用的方法,活动式遮阳的控制方式有手动控制、时间控制、温度控制、光照控制等,而更为高效的智能遮阳系统可以根据季节、气候、朝向、时段等不同条件进行阳光追踪和阴影计算。
5 太阳能利用
太阳能的利用方式主要有被动式和主动式两种。被动式太阳能利用指的是建筑不借助任何机械设备,仅利用建筑朝向、建筑构造、外部形式、内部空间以及周围环境的合理配置来利用太阳的辐射热。最简单的方法即是让阳光直接从外窗射入室内,并通过窗户、地板、墙体,或是阳光房、蓄热墙体、蓄热屋面等设施对太阳能辐射的吸收来采暖等,其优点是造价低、方便易用,是当前应用最为普遍的做法。
主动式太阳能利用则是通过集热器、蓄热器、控制系统及辅助能源系统等装备对太阳能加以利用,常用的有太阳能光热转换、太阳能光电转换等,如太阳能热水器、太阳能光电板。主动式太阳能利用设备一般安装在建筑的屋顶、南向阳台或南向墙面上,其集热器最佳安装位置是朝向正南,以使集热器表面的太阳辐射量最大化。
6 屋顶设计
虽然对多层及高层住宅而言,屋顶在整个围护结构中所占的比例较小,但是适当的设计仍然可以对建筑的热环境形成有益的影响,尤其是对于顶层用户,屋顶对室内热环境的影响更为显著。在屋顶加设保温隔热层是改善屋顶热工性能最为有效的方法,而植草屋面不仅可以优化其保温隔热性能,还能对屋顶排水系统的效果加以改善。反射屋面是利用屋顶表面材料的颜色和光滑度对太阳辐射起到反射作用,蓄水屋面则是利用水的蓄热容量大以及水面蒸发制冷的特点,取得良好的夏季隔热效果。
参考文献:
[1]王有为.实施绿色建筑对环境保护的重要意义[J].浙江建筑,2008(9).
[2]薛 明.绿色建筑发展现状及其在我国的应用探讨[J].后勤工程学院学报,2009(5).