四川夏热冬冷地区生态住区规划及被动式节能住宅设计初探

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3.1.3
窗户设计
采用高能量穿透率和地传热系数的玻璃和窗框窗扇材料。
成都西晒严重,因此西向应注意遮阳,而东向外窗玻璃的遮阳系
数可降低,并提高外窗的气密性。根据功能、预算等选择合适的
节能玻璃,如中空玻璃、热反射玻璃、吸热玻璃、玻璃替代品(聚
碳酸酯板)等。除了材料,窗户的大小也会直接影响建筑能耗,
应根据房间功能设置合适的窗墙比。
kWh/m2,冬季约为 400kWh/m2。成都地区建筑最佳朝向 165°,最
78

图3
焓湿图
2021 年第 8 期(总第 404 期)
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2.3



被动式策略分析
如图 4 所示,采用被动式太阳能采暖可以提高成都 3、4、5、
需合理设置进、出风口的高差。
在实际案例中,在对角布置门窗位置,增加其高差,以及空
6、9、10、11 月的室内舒适度,但效果不显著。采用自然通风可以
间夹层的设计,都是利用风压与热压的共同作用,增强建筑自然
构或附加构件一起使用时,
可改善3~6 月,
3
图 5 被动式策略总效果图
节能设计方法与案例分析
被动式住宅的节能需要考虑多方面因素。其中外围护结构
是耗能最严重的部分;建筑设备,生物景观等都可以辅助降低能
耗;
而能耗也与室内舒适度相关。
3.1
3.1.1
围护结构的节能设计
墙体设计
外围护结构首先应满足规范需求,节能方面可采用保温技
术减少建筑对能源的依赖,根据成都地区环境特征,选择适当的
能方式的效果也有待评估与反馈。
成都是夏热冬暖地区,建筑无供暖,存在能耗大、通风差的
问题,同时城市发展也带来了环境污染问题,
热岛效应日趋严重。
1.1
研究意义
生态节能建筑能减少耗能从而改善环境污染;优化居住区
生态,提高生活质量,间接体现城市的现代化水平;能够为单一
的市场发展提供更多更合理的生态节能方式,避免节能技术的
代人工机械设备在建筑中的作用,但可以有效减短依赖设备的
时长,
相比传统建筑全年依靠设施设备,
其能源消耗大幅减小。
3.3.1
垂直循环系统
垂直循环系统主要指建筑内的竖向联系空间,如楼电梯、自
动扶梯、坡道等,通常是整个建筑的“服务核”,同时是高层建筑
交通、支撑的重要部分,是保障多高层建筑正常使用的核心。
图 4 被动式策略逐月效果图




四川夏热冬冷地区生态住区规划及
被动式节能住宅设计初探
——以成都市为例
李虹霖 (成都大学,四川 成都
610000)
摘要:能源消耗已成为当今社会的热点话题,我国的能源消耗大,随之带来的环境问题也日益严重,建筑耗能巨大,其
节能设计因此得到广泛关注。作者通过实地调研、已有资料的收集并结合成都市夏热冬冷地区生态住区的地域特征
保温隔热材料,于墙体结构增设一层或多层保温材料形成内保
温、夹心保温和外保温复合墙体。
3.1.2
屋顶设计
适用于成都市的屋顶热工设计方法有:加隔热保温材料、倒
置屋面(改变围护结构的传热系数)以及屋顶通风防热设计(利
用风压、热压)。
Ecotect 中对屋顶热工分析主要也是通过对屋顶材料的替换
对比来实现,
即改变屋顶材料的热阻和传热系数。
简单堆砌;将生态节能设计从二维提升到三维,以实际工程为基
础,辅以计算机模拟及环境测试突破传统研究模式。
生态住区规划及被动式节能住宅的推广对减少不可再生能
源的消耗及我国大气污染的改善有着明显作用,对优化自然环
境起到积极作用。
1.2
研究现状
图 1 太阳辐射量
图 2 最佳朝向分析
差朝向 75°,全年平均辐射量最多的朝向 108°,过冷时间内辐射
被动式节能住宅
中图分类号:TU984.18
1
文献标识码:A
文章编号:
1001-6945(2021)08-078-03
研究背景
建筑耗能在整个能源消耗格局中占较大比例,其消耗世界
资源并产生环境污染。在中国,城镇化促使各地居住用地和住
宅不断增多,住宅规划和设计开始受到广泛关注。然而,目前住
宅设计多停留在依靠机械设备的主动式节能,所采用的生态节
量最多的朝向 166°,过热时间内辐射量最多朝向 88°。根据分析
得出的太阳能利用角度对初步设计有着重要作用,影响建筑朝
向、体形系数以及建筑的窗墙比。
2.2
焓湿图(图 3)
焓湿图可提取舒适区域范围,其同时考虑了空气温度、相对
湿度、气流速度和周围环境的辐射温度。焓湿图中显示的地域
数据资料同时也决定了该地区室内被动式节能的设计方式对建
3.2
3.2.1
从生物气候学角度,认为服务核应设在建筑表面“热”的一
9~12 月的室内舒适度。
3.3
ห้องสมุดไป่ตู้
提高成都 5~10 月的室内舒适度。夜间通风与高蓄热性的围护结
如图 5 所示,被动式策略在 3~10 月效果明显,自然通风在夏
通风效果。调节室内温度的同时,
保证空气质量,
也能辅助节能。
生物气候层
生物气候学建筑是生态建筑的基础,其原理是学习生物体
季作用显著,
综合运用各种被动式策略可提高全年舒适度约 3 倍。 的有机特性实现连续自我调节。生物气候学方法并不能完全取
及被动式节能住宅的研究均未有结合软件模拟对设计方法进行
论证阐述的先例。
2
地理位置基本信息收集
将 成 都 的 地 理 信 息 输 入 Autodesk Ecotect Analysis 中 的
WeatherTool,提取以成都为代表的夏热冬暖地区的气象资料。
2.1
太阳辐射分析
如图 1 和图 2 所示,成都地区夏季平均曝辐射量约为 1400
分析,建模后利用 Autodesk
Ecotect
Analysis 进行分析,对住宅的外围护结构、
内环境、
景观等能耗进行计算,通过模
拟实证提出优化策略,让生态居住区及被动式节能住宅的设计能够经济化、合理化,减少建筑环境对机械设备的依赖
程度,以达到减少能耗的目的。
关键词:成都市;
夏热冬冷地区;
生态住区;
筑热舒适的影响,以此可确定最有效的被动式节能设计方式。
如图 3 所示,
黄色区域为热舒适区间,
蓝色的深浅表示逐日频率。
生态建筑的研究国内已有学者涉及,多数为生态学理论在
建筑领域运用、指导的设计理论框架、原则,学习国外先进的建
筑经验等,但对实际工程、实践项目的研究较少,以计算机模拟、
环境效果测试进行分析的研究较为缺乏。国内外对于生态住区
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