1、浅谈生态节能建筑规划设计 摘要：环保低碳是现代生活的主调，房屋建筑作为人类生活的必要场所，生态节能是建筑设计发展的必然趋势，方案设计阶段的生态节能设计则是其中的关键所在。 关键词：生态节能；规划设计；布局；可再生能源 中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号： Abstract: Low carbon is the main building of modern life, as the human life necessary places, ecological energy saving building design is the inevitable trend of de
2、velopment, design phase of the ecological energy saving design is the gn; layout; renewable energy 引言 随着社会的发展，人们生活水平的提高，资源的短缺。从可持续发展的方针出发，绿色生态建筑愈来愈受到世人的青睐， “ 生态节能 ” 已经成为建筑领域发展的主要趋势，然而，很多建筑师认为生态节能只是在建筑材料与构造上采取措施而已，其实不然，方案设计阶段的生态节能恰恰是建筑节能的关键。如今我国建筑正处在由数量向质量转变的重要时刻，建设生态节能是建筑品质提高的重要标志，也是中国建筑业转向可持续发展的重要切
3、入点，因此建设生态节能住宅是 21 世纪中国建筑的发展目标。本文从建设选址、布局、 朝向、间距等方面进行深入研究，将生态技术和节能科学运用到建筑规划设计中，以提高能源利用率。 1、生态节能建筑的概念 生态节能建筑是根据自然环境，综合运用生态学、建筑学，并遵循气候特点设计的一种节能方法，在保证舒适、健康的室内外热环境基础上，从人、建筑、自然所构成的整体环境出发，对建筑规划设计和单体设计，采取科学有效的节能措施，最大限度地减少建筑对能源的需求，使建筑与环境之间成为一个有机的低能耗建筑。生态节能建筑具有节能和利用再生资源的典型特征。节能原理是通过技术措施减少能源消耗，提高能源 利用效率，并充分利用可
4、再生资源，包括太阳能、地热能等，减少对于不可再生资源的依赖。 2、生态节能建筑的规划设计 2.1 生态节能设计原则 首先注意与自然环境的结合和协作，使人的行为与自然环境的发展取得同等地位，这是生态节能设计的最基本内涵。善于因地制宜地利用一切可以利用的因素和高效地利用自然资源。以及重视自然生态环境的特点和规律，确定 “ 整体和生态优先 ” 的原则，加强自然环境的利用。还要注重生态建筑的地方性。 2.2 生态节能设计 根据上述原则，建筑规划应有利于冬季 利用日照并避开主导风向和夏季自然通风，这就需要深入研究以下要素，减少室内热环境质量对设备的过分依赖。 2.2.1 气候特征 我国居住建筑根据气候特
5、点的不同，将全国划分为五个气候区。各个区域气候条件差别非常大，要求在北方地区节能设计的重点是冬季保温，南方地区主要是夏季隔热，而中间则是冬冷夏热地区。现有建筑较少采暖设备，靠空调改善热环境，能源消耗大。因此在进行节能设计时要区别对待各地区的不同气候条件，充分利用太阳能、风能等自然因素，最大化利用区域气候的潜在优势。 2.2.2 建筑选址 建筑基地宜选在有良好日照和自然通风条件的地块。不宜布置在山谷、洼地、沟底等凹地等处，因冬季冷气流在凹地里易形成对建筑物的 “ 霜洞 ”效应。另外在临近大水面等条件下，可能形成特殊的热微气候。 坡地对建筑节能的影响，主要是日照得热和通风两个方面，效果因坡向和坡度
6、大小而不同。若坡向为南向或接近南向，则利于冬季太阳得热，提高容积率。若坡向与夏季主导风向一致（ 60 范围内），则利于夏季的自然通风。若坡向为北向或接近北向，为减少建筑物之间对日照的遮挡，建筑宜以点式为主。 2.2.3 建筑群布局 （ 1）建筑群的平面布局，可以通过以下建筑手法改善日照条件： 多排多列楼栋布局中，宜采用错列式、斜列式及自由式等形式，利用山墙空隙争取日照，不宜采用不利于自然通风的周边式和并列式布局； 条形建筑采用错位布局，利用山墙间隙提高日照水平； 当南北与东西向建筑围合时，只要组合得当，也有利于争取较长日照； 点、条组合布局时，应将点式建筑错位后布置在朝向较好位置，条式布置其后
7、，利用山墙争取日照； 冬季严寒地区，可利用组团建筑的布局，封闭西北向，使得建 筑群的组合避开不利风向，建立气候防护单元体系。 （ 2）建筑群的竖向布局，避开不利风向，减少冷空气对建筑的渗透是建筑群竖向布局的重点。主要避风手段有： 利用建筑组合将较高层建筑背向冬季寒流风向，减少寒风对中、低层建筑和庭院的影响； 设置防风墙、板以及防风林带之类的风障设施； 当低层与高层建筑布局时，应避免局部疾风入侵时形成风流旋风洞和风槽也有同样的特点。 2.2.4 建筑朝向与通风 我国大部分地区正东向或正西向的房屋同正南的房屋相相比，全年综合耗 电量约增加 20%。因此南北朝向是最有利的建筑朝向。朝向的选择还要受其
8、他因素的制约，若以正南向垂直墙面所获日照强度为 100%，偏东西15 为 30 为 88%，则认为生态节能建筑的朝向偏角在 15 之内时，都属于好朝向。在实际运用中，还须进一步核对季节主导风向。因此，应避免建筑长轴垂直于夏季主导风向（即风向入射为零度）。所以规划朝向应与夏季主导风向形成一个角度，最好控制在 30 60 之间。 2.2.5 建筑间距和建筑密度 建筑间距是指一年中太阳高度角最小的冬至日为其准点，满足北向 底层房间获得照时南北房之间的外墙间距。在实际设计中不宜只为满足日照间距而选择不利朝向，牺牲日照质量。必须研究在保证节能效益的前提下提高建筑密度。其最直接有效的方法是适当缩短南墙面的
9、日照时间，提高日照质量。此外在建筑单体设计中，还可以采用南高北低的退层设计或斜坡屋顶处理、降低层高等方法有效地缩小建筑间距，提高建筑密度。 2.2.6 绿化和水面 绿化率是生态节能住宅的一个重要指标，要求不低于 35%。绿化系统可有效地改善建筑的热微环境，具备防晒、防尘、调节气候等生态功能。据实测，夏季草地的平 均表面温度比沥青地面低 7 ，比混凝土地面低 4.4 。在改善室外空气质量方面，乔木效果最好，灌木次之，草地最差。因此小区绿化在保证绿化率的同时，考虑乔、灌、草相结合，在建筑的东、南、西侧多栽植落叶乔木，以便夏季的遮荫降温，冬季的日照充足。另外在步行道、停车坪等处，可以采用草地砖。 绿
10、化型式除了地面种植外，还有墙面、屋顶、阳台、窗台甚至室内附在墙面，可缓和阳光直射，降低墙面的温度，降温效果可达 3 7 。对东、西日照的建筑来讲，墙面绿化更具有实际意义。此外对造型呆板、质地粗陋、色何须深暗的建筑起着美 化作用。屋顶绿化，具有保温隔热节能作用，是值得推广应用的节能措施。在隔热上除了土壤的隔热效果外，由于植物的蒸腾作用和绿荫效果，能够发挥很高的隔热效果外，由于植物的蒸腾作用和绿荫效果，能够发挥很高的隔热效果；在保温上由于绿化屋顶结构的热化，具有使绿化保持持续性的较好效果。 3、可再生能源规划设计 可再生能源是可循环利用的清洁能源，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源。因此，在生
11、态节能规划设计中，除了考虑减少建筑能源散失外，还要充分考虑利用太阳能、地热能等可再生能源。 3.1 中水系统 节水是生态节能住宅规划设计一个很重要的内容。在节水方面，要充分考虑废水利用的问题：一是雨水利用，建筑物屋面和地面的雨水经过收集、处理、储存、回用等过程，可以归入中水系统；二是一般的生活用水经过简单处理后，也可以归入水系统。中水可重复使用于冲厕、绿化浇灌、洗车等需求，提高了水资源的利用率，有效降低生活成本。 3.2 地热能应用 地源热泵以大地为热源和热汇，通过埋入地下的换热器与大地进行冷热交换，减少空调系统对地面空气的热，且不向外排放废气、废水、废渣，是一种理想的 “ 生态 节能技术 ”
12、 。与地面上的环境相比，地热源温度较为恒定，可以分别在夏冬两提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。在冬季，地源热泵将大地中的低位热能提高向建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存热量，以备冬用。夏热冬冷地区供冷和供暖天数大致相当，冷暖负荷基本相同，用同一系统，可以充分发挥地下蓄能的作用。 3.3 太阳能利用 生态节能建筑的太阳能应用主要是通过被动式太阳能设计方式进行，主要有：直接受益式，即利用阳光透过窗户照入室内并设置一定的贮 热，调整室内的温度；对流环路式，是将建筑围合体设计成 “ 双星系统 ” ，通过向最侧开口部分玻璃后的空气层在太阳
13、能作用下形成热循环，整体性地加热住宅外壁；蓄热墙式，主要由混凝土、空气层、密闭玻璃部分组成了太阳能 “ 空气加热器 ” ；附加日光间，是结合封闭阳台，设置物理、政策法夫等多个专业领域，需要多个行业部门协同行动下才能实现。况且我国占地面积大，自然资源与能源的储备和环境生态状况也不一样，各地区有明显的地域差异与特点，因此建筑生态节能的设计需要各部门的配合，不能采用一个模式、一个标准。如今国家的建筑节能设计标准已经开始 实施，一些相应的地方法规也相继制定，开发商和建筑师也应及时强化生态节能意识，会同政府职能部门、材料研发商等，大胆创新，积极实践，将生态技术和建筑节能科学运用到建筑设计中，达到充分提高
14、能源利用率。 4、设计应用实例 贵州省贵阳市某休闲体育公园配套用房工程总用地面积 30500m2，建筑面积 19000m2，地上 4层。工程设计特点：结合地势变化，将高尔夫出发大厅，健身用房，内部管理用房，车库及设备用房位于首层大堂之下，直接与北侧高尔夫球场等水平高度。首层大堂西侧配置餐饮功能，东侧为会议和娱乐功 能用房，二层中央公共部分为美容健身，东西侧为客房空间，三层全部为客房。建筑将部分内部服务办公，车库利用地形高差高度做夹层布置，北侧有自然采光通风。地下层也是桑拿水疗服务区，休闲区。 结语： 从建筑设计的角度出发，从环境、生态、节能意识中去分析，从建筑选址、布局、朝向、建筑间距和太阳能利用等方面进行深入研究，将生态技术和建筑节能科学运用到规划设计中，以提高能源利用率。强调建筑规划应结合当地的气候因素和场地因素，充分利用以自然采光通风为主的生态环境，同时，尽可能利用可再生能源的潜力，综合性进 行节能规划设计，形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。
