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温和地区绿色建筑的自然通风设计特点

时间:2023-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:在温和地区,自然通风与阳光调节一样,也是一种与该地区气候条件相适应的绿色建筑节能设计方法。温和地区的建筑,合理利用建筑地形,以有规律的“前低后高”和“高低错落”的处理方式为自然通风创造条件。在温和地区,建筑设计师应能够利用建筑的各种形式和构件作为太阳能集热构件,吸收太阳辐射热量,让室内空气在高度方向上产生不均匀的温度场造成热压,形成自然通风。

温和地区绿色建筑的自然通风设计特点

在温和地区,自然通风与阳光调节一样,也是一种与该地区气候条件相适应的绿色建筑节能设计方法。

(一)温和地区的建筑布局与自然通风的协调

1.选择有利于自然通风的朝向

温和地区在选择建筑物朝向时,应按该地区的主导风向、风速气象资料来指导建筑布局,并综合考虑自然采光的需求。当自然通风的朝向与自然采光的朝向相矛盾时,需要对优先满足谁进行综合权衡判断。如果某建筑有利于通风的朝向是西晒较严重的朝向,但是在温和地区仍然可以将此朝向作为建筑朝向,因为虽然夏季此朝向的太阳辐射强烈,但是室内空气的温度并不高。

2.居住建筑应选择有利于自然通风的建筑间距

建筑间距对建筑群的自然通风有很大影响,要根据风向投射角对室内风环境的影响来选择合理的建筑间距。在温和地区,应先满足日照间距,然后再满足通风间距,二者取较大值。需要注意的是,高层建筑不能单纯地按日照间距和通风间距来确定建筑间距,因为1.3H~1.5H对于高层建筑来说是一个非常大的建筑间距,需要从建筑的其他设计方面入手解决这个问题,如利用建筑的各种平面布局和空间布局来实现高层建筑通风和日照的要求。

3.有利于自然通风的平面布局和空间布局

(1)错列式建筑平面布局。建筑的布局方式既影响建筑通风效果,还关系到节约土地的问题,节约用地是确定建筑间距的基本原则。通风间距较大时,建筑间距也偏大。利用错列式的建筑平面布局可以解决这一矛盾,这相当于加大了前、后建筑物之间的距离,既保证了通风的要求,又节约了用地。在温和地区,从自然通风角度来看,建筑物的平面布局以错列式布局为宜,如图4-3所示。

图4-3 建筑的布局方式既影响建筑通风效果

(2)“前低后高”“高低错落”的建筑空间布局。温和地区的建筑,合理利用建筑地形,以有规律的“前低后高”和“高低错落”的处理方式为自然通风创造条件。例如,在平地上建筑应采取“前低后高”的排列方式,也可采用高、低建筑错开布置的“高低错落”的建筑群体排列方式;利用向阳坡地使建筑顺其地形按高低排列。这些布置方式使建筑之间挡风少,不影响后面建筑的自然通风和视线,同时减少了建筑间距,节约土地(图4-4)。

图4-4 高低错落的空间布局

(二)温和地区的单体建筑设计与自然通风的协调(www.xing528.com)

在温和地区,单体建筑设计中,除了满足围护结构热工指标和采暖空调设备能效指标外,还应考虑下列因素:(1)住宅建筑应将老人卧室在南偏东和南偏西之间布置,夏天可减少积聚室外热量,冬天又可获得较多的阳光;儿童用房宜南向布置;起居室宜南或南偏西布置,其他卧室可朝风北;厨房、卫生间及楼梯间等辅助房应朝北。(2)房间的面积以满足使用要求为宜,不宜过大。(3)门窗洞口的开启有利于组织穿堂风,避免“口袋屋”的平面布局。(4)厨房和卫生间进出排风口的设置要考虑主导风向和对邻室的不利影响,避免强风倒灌现象和油烟等对周围环境的污染。(5)从照明节能角度考虑,单面采光房间的进深不宜超过6m。

(三)温和地区的太阳能与建筑一体化设计

温和地区全年室外空气状态参数理想,太阳辐射强度大,为创造太阳能通风和使用太阳能热水系统提供了得天独厚的条件。

1.太阳能集热构件与建筑的结合

实现建筑与太阳能结合是将太阳能系统的各个部件融入建筑之中,使之成为建筑的一部分,成为太阳能一体化建筑。

太阳能与建筑的理想结合方式,应该是集热器与储热器分体放置,集热器应视为建筑的一部分嵌入建筑结构中,与建筑融为一体;储热器应置于相对隐蔽的室内阁楼、楼梯间或地下室内;另外,除了集热器与建筑浑然一体之外,还必须顾及系统的良好循环和工作效率等问题。还有,未来太阳能集热器的尺寸、色彩除了与建筑外观协调外,应做到标准化、系列化,方便产品的大规模推广应用、更新及维修。

2.太阳能通风技术与建筑的结合

温和地区全年室外空气状态参数理想,太阳辐射强度大,为实现太阳能通风提供了良好的基础。在夏季,通过太阳能通风将室外凉爽的空气引入室内可以降温和除湿;在冬季,中午和下午温度较高时,利用太阳能通风将室外温暖的空气引入室内,可以起到供暖的作用,同时由于有了新鲜空气的输入,改善了冬季为了保温而开窗少、室内空气品质差的问题。

在温和地区,建筑设计师应能够利用建筑的各种形式和构件作为太阳能集热构件,吸收太阳辐射热量,让室内空气在高度方向上产生不均匀的温度场造成热压,形成自然通风。这种利用太阳辐射形成的自然通风就是太阳能热压通风。

一般情况下,如果建筑物属于高大空间且竖直方向有直接与屋顶相通的结构是很容易实现太阳能通风的,如建筑的中庭和飞机场候机厅。若在屋顶铺设有一定吸热特性的遮阳,那么遮阳吸热后将热量传给屋顶使建筑上部的空气受热上升,此时在屋顶处开口则受热的空气将从孔口处排走;同时在建筑的底部开口,将会有室外空气不断进入以补充被排走的室内空气,从而形成自然通风。在这里若将特殊的遮阳设施设置为太阳能集热板则可以更进一步地利用太阳能,作为太阳能热水系统或者太阳能光伏发电系统的集热没备。

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