博罗县建筑设计院
摘要：基于低碳理念对夏热冬冷地区住宅建筑进行研究，结合地区太阳辐射、气温等因素，对建筑的空间、形体等方面进行节能设计，探索夏热冬冷地区住宅建筑低碳设计方法。
关键词：低碳理念；住宅建筑；设计方案
随着节能建筑的发展，在建筑设计中越来越重视低碳理念。尤其是在住宅建筑中，低碳理念成为设计的重点。建筑低碳设计涉及内容较多，从建筑材料、施工、规划等各个方面逐渐发展到运营管理方面。本文从建筑设计角度，基于低碳理念，对冬冷夏热地区住宅建筑设计进行研究。
炎热地区建筑设计重点考虑的是防热问题，如自然通风、防止太阳辐射等；寒冷地区建筑设计重点考虑保温问题，如缩小开窗面积、提高材料热工性能等。而在夏热冬冷地区住宅建设设计中，既要考虑保温，还要考虑防热，不能简单利用炎热地区或寒冷地区的设计经验。本文主要针对建筑单体形体、窗墙比控制、紧凑型户型设计、屋顶绿化等措施，并应用蒸发冷却技术、设置日光间等，实现住宅建设夏季降温、冬季保暖的低碳化需求。本文主要从以下几方面入手进行研究。
1、住宅体形控制
1.1控制体形系数
在降低住宅能耗方面，体形系数发挥着重要作用，主要是缩小建筑外表面积，实现减少散热，达到节能的目的。因为建筑体形不同，室内、外进行热交换中的面积也不同，给热传导存在差异。我国建设部对建筑体形控制进行了相关规定，层数在三层以内体形系数为0.55，层数在4-11层，体形系数为0.40，层数大于12层体形系数为0.35。本文设计中，在建筑外观美观满足下，使墙面凹凸程度尽量减少，并降低阳台与卧室凹凸在外的面积。本设计中，包含三种户型，各建筑体形系数均满足国家要求，详见表1。
2、附加阳光间
对于夏热冬冷地区来说，由于室内外的温差比较大，因此能耗相对较大，在住宅建筑设计中，需要考虑缓冲间，对室内外环境温度进行过渡，保证室内温度稳定。本设计中，在起居室南侧均设置附加阳光间。首先，对于起居室来说，是供家庭接待访客及家庭成员交流的区域，使用率非常高，所以对起居室的舒适度要求也比较高；其次，起居室进深、面积都较大，连接室内其它空间，有利于增大阳光间及通风空间的容积。此外，对遮阳方式合理制定，采用蒸发降温技术，可有效实现节能降耗目标。
2.1 Low-E玻璃
冬季由于温度比较低，所以，外表皮玻璃选择Low-E中空玻璃，保温性能较好。常用玻璃分为高头型和遮阳型，高头型Low-E玻璃的阳光透射性能好，可避免室内热量外溢，能够对太阳能充分利用；遮阳型玻璃，可阻止太阳进入室内，夏季降温效果好，但冬季降低了对太阳能的利用，且采光不好。综合分析，本设计中选择高头型Low-E中空玻璃。
2.2遮阳方式选择
遮阳是夏季降温的主要手段，遮阳板的效果明显不足，由于夏季太阳辐射较强，而冬季较小，如果要挡住夏季的阳光，也势必就会挡住冬季阳光，不利于太阳能的利用。此外，传统遮阳只是挡住了太阳辐射的直射部分，而对大大气的反射及散射热量无法阻挡。对于夏热冬冷地区来说，因夏季太阳高度角较大，即便是外墙与窗户齐平，不设遮阳板的情况下，进入室内的阳光也比较少，所以应该以反射与散射热量的控制作为遮阳的重点。所以，可采用遮阳百叶卷帘等装置，其可分为外遮阳与内遮阳两种。内遮阳卷帘散热与防热效果不好，只能挡住一部分太阳辐射；外遮阳可将紫外线等强烈光线第一时间阻挡，且空间负荷降低。因此，在本设计中应用外遮阳百叶卷帘，同时也起到美化建筑外立面的作用。
2.3蒸发冷却技术
蒸发冷却技术作为一种新型空调技术，在阳光间应用，水作为冷却剂使用可降低能耗及设备成本，也可降低氯氟烃、温室气体的排放，间接蒸发冷却技术由于在对空气冷却的时候不会加湿空气，因此适合夏热冬冷地区使用。该技术分直接与间接两种。直接蒸发冷却利用循环水直接对未饱和空气喷淋，实现增湿、降温的目的；间接蒸发冷却利用直接蒸发冷却后的空气通过热交换器冷却另一股空气，两次空气不直接接触，所以在降温的过程中，湿度不变。而换热器属于节能装置，其能耗非常低。对于夏热冬冷地区来说，夏季雷雨天气多，雨量充沛，空气湿度大多数时间也比较大，如果采用直接蒸发冷却，湿度过大人体舒适度会下降，因此本设计中采用间接蒸发冷却技术。
3、运行方式
3.1冬季保温
冬冷夏热地区，冬季气温较低，因此保温问题是冬季考虑的首要问题。主要对太阳辐射最大限度进行利用，高头型Low-E中空玻璃与外遮阳卷帘卷起同时应用，可增加太阳辐射进入室内，同时也防止室内热量过多外溢，太阳辐射对阳光间加热后，室内温度也会得到保持，通过热传导及空气循环，使整个室内温度升高。
3.2夏季降温
夏季该地区的温度通常在35℃左右，甚至出现极端高温天气，所以夏季主要考虑降温问题，要尽可能的防止太阳辐射进入室内，利用间接蒸发对新风冷却降温，组织室外温度传递到室内。将外遮阳卷帘拉下，可反射太阳辐射，而间接蒸发冷却器将冷却后的新风不断送入阳光间，使阳光间的温度降低。中空玻璃可阻断内外温度交换，保证室内温度舒适。
4、结语
基于低碳理念在住宅建筑设计中的应用，要求最大限度降低碳排放，尽可能的对自然资源进行利用。本文针对夏热冬冷地区住宅建筑设计方案进行分析，从建筑形体控制、增加日光间等设计方法的可行性进行研究，结果显示，该设计方案的可有效降低温室气体的排放，最大限度的利用了太阳能，建筑节能效果较好，所以，低碳住宅建筑的发展潜力较大。
参考文献
[1]潘洁贤.低碳设计理念在高层住宅建筑设计中的应用[J].建材与装饰,2015,46(24):56-57.
[2]陈强,王崇杰,李洁,刘兴民.寒冷地区被动式超低能耗建筑关键技术研究[J].山东建筑大学学报,2016,01(03):19-26.
[3]王欣.浅谈低碳环保概念下住宅建筑的设计理念[J].黑龙江科技信息,2010,27(11):317.
[4]李琮.高层住宅建筑设计中如何融入低碳设计理念[J].江西建材,2017,02(08):24.
[5]王浩,朱冬冬.基于低碳预制策略的住区规划设计——以徐宿地区为例[J].科技创新导报,2015,19(14):28-29.
论文作者:刘焕宁
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/23
标签：遮阳论文; 建筑论文; 地区论文; 住宅论文; 室内论文; 体形论文; 低碳论文; 《基层建设》2017年4期论文;