基于气候适应性的住宅小区设计.pdf

生态住宅有助于减少碳排放，对抗全球气候变化。 #生活乐趣# #生活质量# #绿色生活方式# #生态住宅#

第39卷第5期
四川建筑科学研究
2013年10月
Sichuan Building Science
基于气候适应性的住宅小区设计
陈红',李琼,王恩东
(1.郑州大学建筑学院,河南郑州450001;
2.中国海洋大学工程学院,山东青岛266100
摘要:从气候适应性角度对住宅小区设计进行分析,从对生态的关注为出发点,对住宅小区的气候适应性设计策
略进行研究。联系气候条件,从风、光热环境对住宅小区总体规刘建筑单体的影响等方面做出论述,希望得出促
进住宅小区营建可操作性的结论。
关键词:气候适应性;建筑气候区;住宅小区
中图分类号:TU241.2
文献标志码:B
文章编号:1008-1933(2013)05-309-04
严寒和寒冷地区冬天寒冷且持续时间长,供暖
能耗大,所以,国家针对这类地区的节能设计研究起
气候和地域是紧密联系的两个概念,人们从来步较早,也较为全面。但实际上,此类地区夏季的舒
没有停止对建筑与气候、建筑与地域关系的研究。适性一般仅需良好的通风就能保证,而其他地区由
气候适应性建筑( climate adaptable architectural)又于夏季雨热同期导致高温高湿环境,因而通风、降温
称为生物气候建筑( bioclimatic architectural),是指要求高,能耗大;冬季虽然没有严寒和寒冷地区温度
不仅在结构形式上,而且在功能上体现建筑的气候低,但湿冷的天气使得室内热舒适度并不理想,只能
自适应性、自我调节性、自我完善性,有效地利用能通过人工干预进行保温除湿,这也增加了能耗。特
源和材料,达到与生态环境和谐共生的目的。
别是夏热冬冷地区更是如此,一年之中,需要空调制
全球能源与资源的短缺、环境的破坏迫使人们冷和采暖的时间就约占半年左右。如果在前期建筑
从一个新的角度去思考建筑设计师所应担负的社会设计中能重视这些因素,则不仅提高居住的舒适度,
责任。从我国国情出发,由于经济发展永平的限制,更有益于节约能源。
以及技术和材料不太完善的原因,在住宅小区建设
基于气侯适应性分析,可将居住建筑的共同需
中,整体建立在高新技术的基础上比较困难。而结求概括为:最大限度地提供良好的自然通风条件;提
合现有气候和地域环境,充分利用现有物质技术条高环境的热锊适性并降低空调所需的能源消耗;同
件,采用传统的、直观的节能技术,才最为适用
时,既要防止夏季高温辐射,又要阻挡冬季寒流侵
袭
1建筑的气候适应性设计
2气候适应性设计策略
我国的气候特征有三点
1)季风气候显著、大陆性强
干燥少雨地区冬瞹夏凉的窑洞,高温高湿地区
2)雨热同期
防潮避湿的吊脚楼,温暖湿润的江南水乡四水归堂
3)气候复杂多样。
的天井民居,风大少雨的高原地区挡风隔热的碉房
建筑气候区划是指按不同地理区域气候条件对等,在居住建筑漫长的发展过程中,设计者和使用者
建筑工程影响的差异性所做的建筑气候分区。我国始终自发地践行着大量的气候适应性设计原则,以
建筑气候区划根据空气温度、湿度和太阳辐射等因尽可能节约的方式最大限度地满足舒适度的需求,
素将全国分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区
并影响着现代居住建筑的设计一普遍重视风环
温和地区和夏热冬暖地区。
境、光环境、热环境等气侯因素的影响,如限制窗墙
比和体形系数,依照纬度规定住宅日照间距,依照气
温变化规律确定采暖与空调期等,这些已作为设计
收稿日期:2012-03-12
标准和原则写人了设计规范和专业教科书,成为降
作者简介:陈红(195-),女,教授,一级注册建筑师,研究方向:低能耗和提高舒适度的技术保障。
建筑设计及其理论。
基金项目:河南省重点科技攻关计划(0623031600)
2.1居住建筑设计中对风环境的考虑
E-mail:chenhong@zzu.edu.cn
居住区选址首先要因地制宜,充分利用原有自
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四川建筑科学研究
第39卷
然资源并结合当地气候状况和建筑物的物理性能进
底层架空也是常用的风环境优化处理的手法之
行规划设计,而舒适的环境总由一系列矛盾的参数一。它利于在住宅之间形成穿越式通风,不仅有效
所控制:夏日需要凉风习习,浓荫蔽日,冬天则需阻降低了住宅室内温度,同时也减少整个小区内气流
隔寒风,阳光普照。这就要求在规划设计的过程中,的运行阻碍,改善微气候,从而提高室内外热舒适
充分考虑该气候地区城市特定的地域生态条件和气度的。但是如果在严寒和寒冷地区采用底层架空
候特征,通过双极控制原则积极加以调适。
形式,因为增加了一个和冷空气接触的表面,就会出
2.1.1总体布局设计
现二层住户室内温度较低的情况。因此,在实际工
平面布局有行列式、错列式、周边式、自由式和作当中,必须结合当地的气候特点进行设计。
混合式等。对于这些布局方式的选取,应结合当地2.1.2单体建筑设计
的气候特点和实际地形。笔者将上风向设置为东南
在炎热的夏季,穿堂风是解决室内潮湿闷热和
风(上海、南京等地夏季主导风向),对前三种布局通风换气的主要风环境形式。将住宅主要迎风面倾
的风环境进行了分析。
斜于当地夏季主导风向布置,角度在30°到60°之间
在小区的设计中,应避免全部使用行列式布局时,其夹角越大,室内通风效果越好。居住建筑要获
手法,虽然此法有利于建筑及环境集合建设,但会产得适宜的热环境和通风效果,其平、立面设计和门窗
生不利的再生风环境一一并列的建筑之间风向发生设置就要有利于穿堂风的形成,并减少静风区的面
偏转与部分住宅平行,不利通风(图1(a))。周边积。
式布局可有效利用土地、区分内外空间,但会使得东
笔者运用通风分析软件 airpak,分别选取不同
西向住宅通风、采光效果差(图1(b),此布局方式开窗形式进出风口正对(图2(a)-(d)和进
适用于寒冷、多风沙地区,不适用于炎热、少风雨地出风口斜对(图3(a)~(d)),设置风向垂直于进风
区。错列式布局相当于加大了前、后栋建筑之间的窗,且进风口处风力大小相等,通过对室内空间进行
距离,使每栋住宅都有足够的迎风面,有利通风(图不同形式的分隔,在与床中心等高的水平处测室内
1(c))?;错列式从空间布局上来说还有“高低错的通风状态。由此得出隔墙、窗户的设置与室内通
落”之意,即将较高的和较低的建筑相互错落布置,风之间的关系。
互不影响各自的自然通风和采光。
0.477755
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(c)
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图1不同布局形式的风环境(运用 airpak软件)分析
(d)
混合式布局有两种形式,一种是在较大规模住
宅群或分期开发的小区中使用,包括组团式、街坊
式、院落式等。另一种就是在同一小区中结合不同
图2房间再划分对室内气流速度分布的
的布局方法进行设计,如“前低后高”法一一在基地
影响(运用 airpak软件)分析
的夏季主导风向方向设置体量较小或低密度、较为
分散的建筑类型,或以自由式、错/斜列式布局为

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