建筑周邊微環(huán)境設(shè)計(jì)與建筑節(jié)能

建筑周邊微環(huán)境設(shè)計(jì)與建筑節(jié)能【摘要】建筑節(jié)能途徑涉及建筑規(guī)劃、體形設(shè)計(jì)、建材等方面，通過(guò)規(guī)劃設(shè)計(jì)改善室外區(qū)域氣候微環(huán)境是建筑節(jié)能有效途徑。分析通過(guò)規(guī)劃設(shè)計(jì)改善周邊微環(huán)境的方法來(lái)達(dá)到建筑節(jié)能。包括室外風(fēng)環(huán)境的規(guī)劃、室外熱環(huán)境的規(guī)劃以及室外光環(huán)境的規(guī)劃來(lái)達(dá)到建筑節(jié)能的目的。【關(guān)鍵詞】建筑節(jié)能；建筑環(huán)境；區(qū)域氣候；風(fēng)環(huán)境；熱環(huán)境；光環(huán)境面對(duì)全球能源環(huán)境問(wèn)題，不少全新的設(shè)計(jì)理念應(yīng)運(yùn)而生，如低能耗建筑、零能建筑和綠色建筑等，它們本質(zhì)上都要求建筑師從整體綜合設(shè)計(jì)概念出發(fā)，堅(jiān)持與能源分析專家、環(huán)境專家、設(shè)備師和結(jié)構(gòu)師緊密配合。在建筑規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)大范圍的氣候條件影響，針對(duì)建筑自身所處的具體環(huán)境氣候特征，重視利用自然環(huán)境（如外界氣流、雨水、湖泊和綠化、地形等）創(chuàng)造良好的建筑室內(nèi)微氣候，以盡量減少對(duì)建筑設(shè)備的依賴。具體措施可歸納為以下三個(gè)方面：合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)（主要方法為：在建筑周圍布置樹木、植被、水面、假山、圍墻;合理設(shè)計(jì)建筑形體（包括建筑整體體量和建筑朝向的確定），以改善既有的微氣候;合理的建筑形體設(shè)計(jì)是充分利用建筑室外微環(huán)境來(lái)改善建筑室內(nèi)微環(huán)境的關(guān)鍵部分，主要通過(guò)建筑各部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)和建筑內(nèi)部空間的合理分隔設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)建筑外環(huán)境的規(guī)劃設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)能建筑節(jié)能的目的，主要從三個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)，第一是建筑的風(fēng)環(huán)境，二是建筑的熱環(huán)境，三是建筑的光環(huán)境。一、建筑周邊風(fēng)環(huán)境的設(shè)計(jì)建筑周邊空氣流動(dòng)情況對(duì)小區(qū)內(nèi)的微氣候有著重要的影響：局部地方網(wǎng)速太大則可能對(duì)人們的生活、行動(dòng)造成不便；在某些地主如果形成旋渦和死角，就有可能造成污染物聚集，不利于人體健康；夏季建筑前后壓差過(guò)小不利于建筑的風(fēng)壓自然通風(fēng)；冬季建筑前后風(fēng)壓差過(guò)大會(huì)增加建筑冷風(fēng)凈透能耗。風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)策略：冬季防風(fēng)設(shè)計(jì)，避免局部風(fēng)速過(guò)大（北風(fēng)和西北風(fēng)盛行）——要利于人們行走方便；抑制高層風(fēng)速，避免冷風(fēng)滲透，加大冬季采暖負(fù)荷以及損壞下班等不利情況的發(fā)生。利于夏季自然通風(fēng)（南風(fēng)和東南風(fēng)盛行）——盡可能保持申通風(fēng)道，避免某些地方出現(xiàn)一旋渦和死角；保證建筑兩側(cè)有足夠壓差，以利于自然通風(fēng)。室外舒適概念（舒適的風(fēng)速v5m/s）風(fēng)級(jí)描述風(fēng)速（m/s）風(fēng)的效果2微風(fēng)1.6--3.3臉上能感覺到風(fēng)3溫和的風(fēng)3.4--5.4頭發(fā)會(huì)被吹亂4中等風(fēng)5.5--7.9灰塵被揚(yáng)起，紙張被吹亂5清閑的風(fēng)8.0--10.7身體能感覺到風(fēng)的壓力6強(qiáng)風(fēng)10.8--13.8撐傘很困難7接近大風(fēng)13.9--17.1行走覺得不便8大風(fēng)17.2--20.7一般可以阻止前進(jìn)9強(qiáng)烈的大風(fēng)20.8--24.4人會(huì)被吹倒住區(qū)風(fēng)環(huán)境的評(píng)價(jià)及其標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)玫瑰圖，對(duì)風(fēng)環(huán)境進(jìn)行典型擴(kuò)展名條件的模擬預(yù)測(cè)，優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)高安。達(dá)到：（1）在建筑物周圍行人區(qū)1.5m處網(wǎng)速小于5m/s;（2） 冬季保證建筑物前后壓差不大于5pa;（3） 夏季保證75%以上的板式建筑前后保持1.5pa左右的壓差，從而保證室內(nèi)有效的自然通風(fēng)；（4） 夏季小區(qū)內(nèi)部風(fēng)聲是否有較大面積局部旋渦和死角，不利于熱量及污染物的排放。

建筑周邊空氣流動(dòng)的模擬方法（圖一）建筑周邊空氣流動(dòng)的模擬方法（圖一）二、建筑周邊熱環(huán)境設(shè)計(jì)室外熱環(huán)境的作用：決定室外環(huán)境的舒適性和空氣品質(zhì)；影響室內(nèi)環(huán)境的建筑能否及自然通風(fēng)效果。分析室外熱環(huán)境的目的：指導(dǎo)建筑設(shè)計(jì)，建筑節(jié)能，舒適性；指導(dǎo)城市規(guī)劃，改善微氣候，減熱島效應(yīng)。住區(qū)熱環(huán)境評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)要求------進(jìn)行住區(qū)微環(huán)境分析評(píng)價(jià)與優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的是：利用園林綠化或建筑外部設(shè)計(jì)減小熱島效應(yīng)，使其對(duì)局部微氣候，居民和野生動(dòng)植物居住環(huán)境的影響降低到最低程度，保證在冬季和夏季也有舒適的室外活動(dòng)空間。建筑周邊熱環(huán)境設(shè)計(jì)-----綠地面積的增加，建筑表面的綠化，樹木的配置規(guī)劃，人工減少，建筑布局的優(yōu)化，街區(qū)的換氣效率，土地利用的規(guī)劃鳳水蒸汽蒸塩丸陽(yáng)輻射，太陽(yáng)遠(yuǎn)蔽的効采日光反射效果鳳遠(yuǎn)降低的影叱穌蒸汽的蒸垸水憊汽植物對(duì)室外熱環(huán)境具有多方面的影響太陽(yáng)遮蔽的效果日光反射效果網(wǎng)速降低的影響水蒸汽的蒸發(fā)動(dòng)量輸運(yùn)方程陽(yáng)輻射鳳太陽(yáng)汚染物人工利融人工排熱汚染物通鳳自由水面不透水地面（歩道）2.溫度輸運(yùn)方程（顯熱）3.（水蒸汽輸送方程式））輻射熱傳導(dǎo)〔長(zhǎng)波、短:鳳水蒸汽蒸塩丸陽(yáng)輻射，太陽(yáng)遠(yuǎn)蔽的効采日光反射效果鳳遠(yuǎn)降低的影叱穌蒸汽的蒸垸水憊汽植物對(duì)室外熱環(huán)境具有多方面的影響太陽(yáng)遮蔽的效果日光反射效果網(wǎng)速降低的影響水蒸汽的蒸發(fā)動(dòng)量輸運(yùn)方程陽(yáng)輻射鳳太陽(yáng)汚染物人工利融人工排熱汚染物通鳳自由水面不透水地面（歩道）2.溫度輸運(yùn)方程（顯熱）3.（水蒸汽輸送方程式））輻射熱傳導(dǎo)〔長(zhǎng)波、短:K蒸汽水議汽日射、J6人舛模型熱平衡式7.壁面地面的 &地表顯熱潛熱的平衡式熱傳導(dǎo)方程式圖二圖三室外環(huán)境的復(fù)雜傳執(zhí)八、、

過(guò)

程汚染物螯運(yùn)方程式三、建筑周邊光環(huán)境設(shè)計(jì)陽(yáng)光是地球萬(wàn)物賴以生存的重要?dú)夂蛞蛩刂?。?yáng)光照射室內(nèi)，不僅具有殺菌、清潔空氣、增高室溫的作用，還可以使居民的精神爽快，體質(zhì)增強(qiáng)，工作效率提高。在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中合理地布置住宅群體，道路寬度，以及綠化植物的配置規(guī)劃，有效地利于自然光源，達(dá)到冬日陽(yáng)光充裕，夏日避免陽(yáng)光直射，從而有效減少建筑的能耗。1.住宅群體的布置1）錯(cuò)落布置------利用太陽(yáng)方位角，通過(guò)山墻間隙提高日照水平。圖四2） 點(diǎn)條結(jié)合------利用更多的山墻間隙采光:在保證采光日照的條件下，可大大縮小住宅間距。（圖五）3） 成角度布局------住宅方位偏東（或偏西）布置，相當(dāng)于加大了間距，但陽(yáng)光的入室照射面積比南向小。（圖六）點(diǎn)條結(jié)合住宅群體布置圖五成角度布局圖六點(diǎn)條結(jié)合住宅群體布置圖五成角度布局圖六4）.適當(dāng)運(yùn)用東西向住宅-----東西向住宅的優(yōu)缺點(diǎn):冬季可兩面受陽(yáng)，十分溫暖，夏季西曬卻非常嚴(yán)重。適當(dāng)增加?xùn)|西向住宅不但可增加建房面積，還可擴(kuò)大南北向住宅的間距，形成院落式的室外空間，利于抵擋寒風(fēng)。東西向住宅布置時(shí)必須考慮其與南北向住宅的相互遮擋關(guān)系。（圖七）東西向住宅與南北住宅的交接（圖七）適當(dāng)增加?xùn)|西向住宅不但可增加建房面積，還可擴(kuò)大南北向住宅的間距，形成院落式的室外空間，利于抵擋寒風(fēng)。東西向住宅布置時(shí)必須考慮其與南北向住宅的相互遮擋關(guān)系。（圖七）東西向住宅與南北住宅的交接（圖七）道路布置居住區(qū)道路中日照時(shí)間的長(zhǎng)短不僅隨緯度改變，還與道路的走向和相對(duì)寬度有關(guān)。緯度越高，道路相對(duì)寬度越大。此外，同一緯度各走向的道路具有不同的日照特點(diǎn)。東西走向的道路在冬季的某些日子里，因太陽(yáng)高度角較低，甚至全天都可能處于陰影中，因而十分寒冷:夏季因高度角較大，中午時(shí)分，街道僅有部分被遮蔭，因而特別熱。南北向道路要好于東西向道路。冬季中午可以很好的接受日照，道路溫暖而明亮:夏季除了中午暫時(shí)全都有日照外，各道路都有部分被遮蔭，避免了道路的過(guò)熱現(xiàn)象。采用與子午線成一定角度(如朽“)時(shí)，有較大的優(yōu)點(diǎn)，在9:戊卜?15:oo的有效日照時(shí)段里，冬季各條道路都能獲得一定的太陽(yáng)直接輻射，夏季中午時(shí)刻各條道路都有部分被遮蔭，基本上避免了冬季過(guò)冷、夏季過(guò)熱現(xiàn)象。綠化布置住宅的南側(cè)適宜種植枝條張開、樹葉松散、分支點(diǎn)較高的落葉植物，樹木應(yīng)盡量靠近住宅〔2］。這樣，在冬季，由于太陽(yáng)高度角較低，充足的陽(yáng)光可通過(guò)樹干直接照射住宅的墻壁和窗戶，而在夏季，較高的太陽(yáng)高度角使部分陽(yáng)光透過(guò)樹冠照射住宅屋頂，起到遮陽(yáng)作用。避免在南向近距離種植常青樹木和建造人造構(gòu)筑物遮擋南向采光。室外活動(dòng)場(chǎng)地的布置室外活動(dòng)場(chǎng)地可在住宅附近露天布置，最好在場(chǎng)地西南側(cè)種植落葉喬木，讓居民在冬季享受更多的日照，夏季減少陽(yáng)光的照射。尤其是托兒所、老年公寓的附近更應(yīng)有開闊的場(chǎng)地，以保障特殊人群獲得更多的日照。充分利用太陽(yáng)能天然光不僅是人們身體生長(zhǎng)發(fā)育必不可少的重要因素，同時(shí)它也是無(wú)污染的可再生資源，居住區(qū)中可利用太陽(yáng)能加熱涼水，用于洗浴和澆花等。結(jié)束語(yǔ)通過(guò)對(duì)建筑周邊微環(huán)境的設(shè)計(jì)----建筑周邊風(fēng)環(huán)境，建筑周邊熱環(huán)境及建筑周邊光環(huán)境的設(shè)計(jì)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境位置及氣候條件進(jìn)行綜合分析合理布置建筑群體，合理規(guī)劃綠化植物配置設(shè)計(jì)等方式來(lái)達(dá)到建筑節(jié)能的目的，充分有效的利用自然資源，