温和地区的绿色建筑设计策略

绿色建筑的建筑设计考虑自然通风和降温。 #生活知识# #生活小知识# #环保生活窍门# #绿色建筑知识#

阳光调节

1建筑布局与自然采光的协调

温和地区建筑的最佳朝向

温和地区大部分处于低纬度高原地区，距离北回归线很近；海拔偏高，日照时间比同纬度其他城市相对长。空气洁净度好，在晴天的条件下，太阳紫外线辐射很强。根据当地的居住习惯和研究表明，南向的建筑能获得较好的采光和日照条件。

以昆明为例，当地居住习惯喜好南北朝向；尽量避免西向，主要的居室朝南布置；建筑物朝向以正南、南偏东30°、南偏西30°的朝向最佳；东南向、西南向的建筑物能接收较多的太阳辐射；正东向的建筑物上午日照强烈，朝西向的建筑物下午受到的日照比较强烈。

温和地区建筑的最佳建筑间距

建筑获得足够阳光就必须与其他建筑间留有足够的距离。一般有良好自然采光的建筑都能满足日照标准，因此在确定建筑间距时不应单纯地只满足日照间距，良好的自然采光建筑间距是大于日照间距的。同时还应考虑到建筑是否能获得比较良好的自然通风。

日照标准是日照设计依据，是进一步对建筑进行自然采光优化的基础。昆明地区采用的是日照间距系数为0.9-1.0的标准，即日照间距D=（0.9-1.0）H，H为建筑计算高度，所以昆明地区建筑之间的最小距离为D=（0.9-1.0）H，在此基础上才能对建筑自然采光进行优化。

2夏季的阳光调节

窗与门的遮阳

温和地区东南向、西南向的建筑物接收太阳辐射最多；正东向建筑上午日照较强；朝西向的建筑下午日照强烈，所以建筑中位于这四个朝向的窗和门需要设置遮阳。对于温和地区，由于全年的太阳高度角都比较大，所以宜采用水平可调式遮阳或水平遮阳结合百叶的方式。

昆明，夏季（6-8月）平均太阳高度角为64°58’，冬季（12-2月）为36°79’，合理地选择水平遮阳确定尺寸后，夏季太阳高度角较大时，可挡住从窗口上方投射的阳光；冬季太阳高度角较小时，阳光可直射入室内，不会被遮阳遮挡。

图1 两种遮阳调节能力对比图

图2 一般水平遮阳 图3 留槽式水平遮阳

采用水平遮阳加隔栅的方式，不但使遮阳的阳光调节能力更强（图1），而且有利于组织自然通风（图2、图3）。

屋顶的遮阳

提供屋面植被生长所需的适量太阳光照的同时，遮挡过量太阳辐射，降低屋顶的热流强度，延长雨水自然蒸发时间，从而延长屋顶植物自然生长周期，将绿色植物与建筑有机结合，体现“环境友好”特性。

设置隔热层，在屋面上铺设太阳能集热板，将太阳能集热板作为一种特殊的遮阳设施，不仅挡住了阳光直射还充分利用了太阳能资源，也是绿色建筑“环境友好”特性的充分体现。

3冬季的阳光调节

主朝向上集中开窗

在建筑选取了最佳朝向为主朝向的基础上，应该在主朝向和其相对朝向上集中开窗开门，使在冬季有尽可能多的阳光进入室内。

昆明，建筑朝向正南、南偏东30°、南偏西30°时，可以在主朝向上集中开窗。昆明地区西南方向和东南方向之间的竖直墙面夏季接收的太阳辐射量少而冬季接收的多（图4）。为防止夏季过多太阳辐射，此朝向上的窗和门应设置加格栅的水平遮阳或可调式水平遮阳。

图4 昆明4个季节代表日在不同方位上墙面接收到的太阳辐射量

窗和门的保温

外窗和外门处通常都是容易产生热桥和冷桥的地方。在温和地区，冬季晴朗的白天空气温暖，夜间和阴雨天时气温比较低，但在冬季不管是夜晚和阴雨天还是晴朗的白天，室内温度都高于室外。

昆明地区的冬季，在各种天气状况下，其日均气温和平均最低气温均是室内高于室外。因此温和地区的建筑为防止冬季在窗门处产生热桥，造到室内热量的损失，就需要在窗门处采取一定的保温隔热措施。

设置附加阳光间

温和地区冬季辐射量充足，因此适宜冬季被动式太阳能采暖，其中附加阳光间是一种比较适合温和地区的太阳能采暖的手段。

昆明地区，住宅一般都会在向阳侧设置阳台或是安装大面积的落地窗并加以遮阳设施进行调节。这样冬季获得更多阳光，夏季利用遮阳防止阳光直射室内。

自然通风设计

1建筑布局与自然通风的协调

有利于自然通风的朝向

建筑朝向为自然通风创造条件：建筑布局应按地区主导风向、风速等气象资料指导，同时综合考虑自然采光。昆明地区全年均能看作通风季节，考虑到全年主导风为西南风，因此南向和西南向有利于通风，而且也满足自然采光的需求。

自然通风朝向与自然采光朝向相矛盾：需要对谁优先满足进行权衡判断。如，某建筑有利通风朝向虽然西晒较严重，但在温和地区仍可以此朝向为建筑朝向。因为在二者共同作用下，室外综合温度并不高；另外，良好的通风条件可进一步带走传入室内的热量。

有利于居住建筑自然通风的建筑间距

结合地区的日照间距和风向资料：先满足日照间距，再满足通风间距。当通风间距小于日照间距时，应按日照间距来确定；当通风间距大于日照间距时，按通风间距来确定。除了通风和日照的因素外，节约用地也是确定建筑间距时必须遵守的原则。

对于高层建筑：不能单纯地按日照间距和通风间距来确定建筑间距，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。

有利于自然通风的建筑平面布局

解决土地占用量过多的问题：建筑的布局方式不仅会影响建筑进行通风的效果而且还关系到土地的节约问题。有时候通风间距比较大，按其确定的建筑间距也就偏大，这就与节约用地原则相矛盾，可以用建筑平面布局解决这一矛盾。

采用错列式的平面布局：采用错列式的平面布局，相当于加大了前、后建筑物之间的距离。采用这种布局方式时，可适当地缩小前、后建筑物之间，这样既保证了通风的要求，又节约了用地。

并列式平面布局

错列式平面布局

有利于自然通风的建筑空间布局

前低后高：合理利用建筑地形，做到“前低后高”和有规律的“高低错落”的处理方式。如，利用向阳的坡地是建筑顺其地形高低排列一幢比一幢高，在平地上建筑采取“前低后高”的排列方式，使建筑逐渐加高。

高低错落：也可采用建筑之间“高低错落”的建筑群体排列，使高的建筑和较低的建筑错开布置。这些布置方式，使建筑之间挡风少，尽量不影响后面建筑的自然通风和视线，同时减少建筑间距，节约土地。

高低错落的空间布局

2单体建筑与自然通风的协调

单体建筑设计中应考虑的因素

满足围护结构热工指标和采暖空调设备能效指标；

老人卧室南偏东和南偏西之间；儿童房南向；起居室宜南或南偏西，其他卧室朝北，辅助房朝北；

房间的面积以满足使用要求为宜，不宜过大；

门窗洞的开启位置有利于提高居室利用率，并有利于组织穿堂风，避免“口袋屋”的平面布局；

厨卫进出排风口考虑主导风向和对相邻室的不利影响，避免强风倒灌现象和油烟对周围环境的污染；

从照明节能角度考虑，单面采光房间的进深不宜超过6M。

3通风策略

夏季的通风策略

白天打开室内门和外窗组织穿堂风进行全面通风；夜间外窗可打开，关闭部分房间的门，降低室内风速，避免组织穿堂风和进行大范围通风。采用这种策略的原因是：白天空气温湿度都不高，空气品质好，其热湿状态比较理想，可以直接将空气引进室内进行降温除湿；晚上由于昼夜温差大，气温比较低，继续通风的话不但不会使人感觉凉爽，反倒会使人感觉偏冷。

冬季的通风策略

冬季不宜进行大面积通风，但可进行太阳能通风。由于温和地区有丰富的太阳能资源，这为太阳能通风提供了非常好的条件。冬季晴天或中午气温较高时，利用太阳辐射将空气加热后送入室内可以起到供暖的作用。目前在温和地区，太阳能在建筑方面的应用还主要是在太阳能热水系统上，如果能将太阳能资源应用在建筑通风和空调系统上，那将进一步降低温和地区建筑的能耗。

太阳能与建筑一体化

1太阳能集热构件与建筑的结合

理想结合方式是集热器与储热器分体放置，集热器视为建筑的一部分，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；

除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；

未来太阳能集热器的尺寸、色彩除了与建筑外观相协调外，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

太阳能热压通风：建筑师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。

太阳能通风示意图

集热设备：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很容易实现太阳能通风。将特殊的遮阳设施设置为太阳能集热板则可进一步利用太阳能，作为太阳能热水系统或光伏发电系统的集热设备。

3太阳能热水系统与建筑的结合

在外观上：合理布置太阳能集热器，无论在屋面、阳台或在墙面都要使太阳能集热器成为建筑的一部分，实现两者的协调和统一；

在结构上：妥善解决太阳能热水系统的安装问题，确保建筑物的承重、防水等功能不受影响，使太阳能集热器能抵御强风、暴雪、冰雹、雷电等；

在管路布置上：合理布置太阳能循环管路以及冷热水供应管路，尽量减少热水管路的长度，建筑上事先留出所有管路的接口、通道；

在系统运行上：要求系统可靠、稳定、安全，易于安装、检修、维护，合理解决太阳能与辅助能源加热设备的匹配，尽可能实现系统的智能化和自动控制。

【第230条】被动房在瑞士：瑞士低能耗建筑认证标准分为Minergie、Minergie-P、MinergieECO/P-ECO三类，其中Minergie-P能效要求参照德国被动房的认证标准，相当于瑞士被动房。

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