建筑学每日一学第十一节——生态可持续建筑

第二章建筑设计原理——第六节 生态可持续建筑

(一)节能建筑和太阳能建筑

20世纪70年代,全球范围的“能源危机”导致了节能建筑的出现。节能的含义:狭义的理解是节约传统能源;广义的理解是“开发利用可持续能源”和“有效用能”。节能建筑在技术处理上有两种处理方式,一类是加强围护结构的绝热性能,另一类是利用太阳能。

太阳能是一种典型的可持续能源,具有清洁、安全、长期性的特征。太阳能建筑是指经过良好的设计,达到优化利用太阳能效果的建筑。以供暖为主的太阳能建筑可分为主动系统和被动系统两大类。

1.主动系统

主动式供暖系统主要由集热器、管道、储热物质以及散热器等组成。系统的循环动力由水泵或风机提供。这种系统初次投资较大,单纯采暖时较少采用,可用于提供热水或兼作釆暖系统。

2.被动系统

其特点是,将建筑物的全部或一部分既作为集热器,又作为贮热器和散热器,无需管道和风机、水泵。被动式系统又分为间接得热系统和直接得热系统两类。

(1)间接得热系统有:特朗伯(' robe)集热墙、水墙、载水墙(充水墙)和毗连日光间或温室四种类型。

1)特朗伯墙的主要构造为:在建筑物向阳面设400m厚的混凝土集热墙,墙的向阳面涂以深色涂层,以加强吸热。墙的上、下设可关闭的通风口,从而构成主要的集热储热和散热器。为保证集热效果.并保护墙面不受室外环境污染与侵蚀,在集热墙外80mm处装玻璃或透明材料,以构成空气间层。

2)水墙是利用水的比热较混凝士大得多的特点,以其取代混凝土作储热体的一种做法。由于水具有对流传热的性能,会把所吸收的太阳辐射热较快地传到墙体内表面,造成室温的较大波动、故储热性能不如混凝土稳定。

3)载水墙(充水墙)采用向混凝土墙的空腔内充水的办法,兼有水的储热容量大和固体材料无对流传热两方面的集热优势。

(2)毗连日光间既可以提高主要空间的使用效果,又可大幅度减少房屋的热损失;此外,日光间还可以构成良好的生态环境。夏季,日光间可以开窗逦风并采用遮阳措施,避免室内过热;因而具有较好的推广前景。

(3)直接得热系统一般利用向阳面的玻璃窗直接得到太阳辐射热,是一种最简单的太阳能建筑形式。为了减少热损失,夜间应覆盖绝热窗帘。夏季白天可将采光部位以外的透明部分用绝热材料覆盖,以减少进热;夜间则将绝热层全部移除,以利于向外散热。对于居住建筑,窗面积与地面面积比(窗地比)应为1/5~1/3。墙、地板以及其他储热构件的表面面积至少应5倍于向阳面玻璃的面积。

图片案例：被动式太阳能应用

(二)节能、节地与环境保护的关系

目前人类还在大量使用有污染的能源。因此节约能耗必然减少污染而有利于环保。

绿化是保护环境生态的重要措施。节约建设用地可以提供更多的绿化用地;发展立体

绿化而不直接占用土地进行绿化可以进一步节约用地;这就是节地与环保的关系。

致力于改善人类生存环境的建筑工作者,应当十分关注建筑节能和节地问题。

1.建筑围护结构的节能

通过对围护结构散热公式的分析可知,一个有着足够总热阻的房屋,只需一盏4W灯泡所产生的余热就可以在冬季保持室内适宜的温度。由此说明,提高围护结构的总热阻具有很大的节能潜力,这是建筑节能首先应解决的问题。

2.建筑平面形式的节能

(1)建筑体形系数

建筑热工学将建筑物的散热面积与建筑体积之比值称为该建筑的“体形系数”。体形系数越小越有利于节能。从建筑平面形式看,圆形最有利于节能;正方形也是良好的节能型平面;长宽比大的是耗能型平面。这一点,无论从冬季失热还是从夏季得热的角度,分析的结果都是一样的。耗能型平面的建筑,从总图上看相对的周边长度大,占地较多;围护结构消耗的材料、人工等费用相对也高。

(2)太阳能建筑的体形系数

太阳能建筑的体形系数应该考虑方向性,即应当分析不同方向的外围面积与建筑体积的比值与建筑节能的关系。例如,一座供白天使用的东西向建筑,东向体形系数大一些好,因为可以早得太阳热、多得太阳热,便于上午直接使用,并可贮热下午用。同理,如果是晚上使用为主的居住建筑,西向体形系数大些会更有利。

(3)建筑容积系数

对于太阳能建筑而言,还应当考虑建筑容积系数,即考虑建筑物的散热外表面积与建筑的内部容积的比值。建筑容积等于建筑体积减去围护结构体积。在体形系数相等的情况下,容积系数大的使用空间小、围护结构体积大,也就是使用面积小,结构面积大,构造方案欠佳。

3.建筑群体布局的节能

(1)通过简单分析可知,在面积与体积相同的情况下,分散布置的建筑外墙面积是集中布置的建筑外墙面积的3倍,因而两种布置的建筑能耗比也是3:1。

(2)分散布置的建筑,人流、物流路线较长,交通运输的能耗较大。

(3)集中布置的建筑在用地、耗材和造价等方面均低于分散布置的建筑。

(4)两种布置方案在噪声控制和自然通风组织上的差别并不明显,集中布置的方案完全可以处理好,从而获得很好的效益。

(5)集中布置建筑占地少,可以争取较大的绿地面积:污染性能源消耗少,对环境的污染也少;所以集中布置有利环保。

(三)生态可持续建筑

20世纪80年代后期,由于人口、能源、土地、环境等危机日益突显,危及全球的生态平衡和可持续发展,迫使人们寻求新的对策。

生态可持续建筑主要涉及:综合用能、多能转换、三向发展、增效资源、自然空调立体绿化、生态平衡、智能运行、持续发展、卫生、安全等。

注:生态通常是指生物的生活状态,即生物在一定的自然环境下生存和发展的状态。

1.联合国可持续发展目标

17个发展目标改变我们的世界,如表3-1所示。

联合国可持续发展目标

表3-1

2.绿色建筑

绿色建筑是指：在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材),保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。

为贯彻国家相关的技术经济政策,节约资源,保护环境,规范绿色建筑的评价,推进可持续发展,国家制定了《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014。绿色建筑的评价应以单栋建筑或建筑群作为评价对象。评价体系由7类指标组成,每类指标均包括控制项与评分项;评价指标体系还统一设置了加分项(详见本书第七章)。

好啦，小伙伴们，今天的干货分享就到此结束了，大家有兴趣可以进行尝试，欢迎在文章底部留言，把你在手绘学习过程中遇到的问题，告诉我们吧

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