通过实例对生态住宅设计探讨.doc
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1、通过实例对低技术生态住宅设计探讨摘要:通过对3个国外单体生态住宅建筑的分析,探讨对于生态住宅建筑设计的方法以及生态住宅在太阳能利用未来发展的趋势。关键词:低技术生态住宅 太阳能 随着经济的迅猛发展,以及人们环保意识的提高,住区环境质量越来越受到更多人的重视。住区内的空气质量、室内的空气品质、噪声水平以及交通状况都是人们购房时所要考虑的问题,而从建筑本身而言,住宅建筑的合理设计也是影响住宅内生活品质的重要方面,下文就从独立住宅的设计来探讨下生态住宅的设计。 1、生态住宅的概念和发展所谓生态住宅,是根据当地的自然环境,运用生态学、建筑学的基本原理及现代科学手段,合理安排并组织住宅建筑与其他相关因素
2、之间的关系,使住宅和环境等成为一个有机的结合体。生态住宅以可持续发展的思想为指导,意在寻求自然、建筑和人三者之间的和谐统一,即在“以人为本”的基础上,利用自然条件和人工手段来创造一个有利于人们舒适、健康的生活环境,同时又要控制对于自然资源的使用,因此生态住宅的特征包括以下几个方面:1)追求舒适和健康是生态住宅的基础生态住宅首先要满足的是人体的舒适性,例如适宜的温度、湿度,以满足人体热舒适。此外还应有益于人的身心健康,如有充足的日照以实现杀菌消毒,有良好的通风以获得高品质的新鲜空气,以及无辐射无污染的室内装饰材料等。在心理方面,生态住宅既要保证家庭生活所需要的安全性、私密性,又要满足邻里交往、人
3、与自然交往等要求。2)追求高效是生态住宅的核心内容所谓高效,是指尽可能最大限度地利用资源和能源,特别是不可再生的资源和能源,也就是在保证住宅内舒适性的前提下,尽量少利用或者不用其他能源。3)追求美观是生态住宅与大自然相和谐的完美境界生态住宅与大自然相和谐不仅体现在能量、物质方面,同时也体现在精神境界方面,包括生态住宅与自然景观相融合,与社会文化相融合。生态住宅立足于节约能源和保护环境,所关注的不仅包括节约不可再生能源和利用可再生洁净能源,还涉及节约资源(建材、水) 、减少废弃物污染(空气污染、水污染) 以及材料的可降解和循环使用等。2、生态住宅的实例分析生态住宅的设计是要根据所处的环境和气候,
4、以及具体的条件来进行设计,而其中最核心、最有生命力的不是某种固定的结论或方法,而是这种思想所蕴涵的设计原则,它包括:1) 生态化。生态住宅首先要遵循的当然是生态化原则,即节约能源、资源,无害化、无污染、可循环。2) 树立“以人为本”的指导思想。人是社会的主体,追求高效节约不能以降低生活质量,牺牲人的健康和舒适性为代价。3) 因地制宜。生态住宅非常强调的一点是要因地制宜,绝不能照搬盲从。4) 整体设计。住宅设计应强调“整体设计”思想,结合气候、文化、经济等诸多因素进行综合分析,切勿盲目照搬所谓的先进生态技术,也不能仅仅着眼于一个局部而不顾整体。例如热带地区使用保温材料和热墙体就毫无意义。对于寒冷
5、地区,如果窗户的热性能很差,用再昂贵的墙体保温材料也达不到节能的效果(热量通过窗户迅速散失) 。在经济拮据的情况下,将有限的保温材料安置在关键部位(而不是均匀分布) 会起到事半功倍的效果。而对于有些类型的建筑(如内部发热量大的商场或实验室) ,没有保温材料反而会更利于节能(利于降低空调能耗) 。由此可见,整体设计的优劣将直接影响生态住宅的性能及成本。以下从建筑设计因素的角度出发,以国外几个生态住宅的设计实例来分析生态住宅的设计理论和设计方法。2.1杨经文和他的roof-roof houseThe roof-roof house是杨经文1984年为自己设计的住宅,建筑位于郊区的码头工人附近一个橡
6、胶种植园,马拉西亚吉隆坡位于低纬度地区,盛行南风和东南风,强烈的太阳辐射是最不利的影响因素。在设计中,杨经文把建筑对气候的适应作为一种设计的文化,游泳池、设有遮阳格片的屋顶、可控制的门窗、室内通风井和屋顶的通风器等所有这些都是专门针对当地的气候而设置的,所有这些起到很好的节能作用并形成了建筑自身的特色。1、建筑朝向及主导风向建筑南北向布置,在建筑平面布局中,一方面将起居室、餐厅、和家庭活动室布置在北侧,避免这些区域因为白天的太阳直射而导致过热;另一方面,也可以最大程度的利用南向和东南向的主导风。这些都是平面设计时最主要的考虑因素(如图1、2)。图1图22、游泳池的温度调节作用(如图3、4)为了
7、加强自然通风的作用,在建筑的东南侧的阴凉处布置了一个游泳池,游泳池可以起到一个温度调节器的作用。在夏季下午,由于游泳池的水升温慢,主导风先经过游泳池的降温作用再进入室内;而如果是在寒冷的夜晚,由于水失热慢,风经过游泳池的升温作用再进入室内。3、穿堂风的运用图3图4为了进一步运用穿堂风,建筑进行了特殊的设计。例如在首层的入口大厅的走廊的尽端设有装有百叶的通风装置能有效的组织穿堂风。另外在联系起居大厅和阳台屋顶的玻璃门,可以通过玻璃门的开关,使穿堂风在整个建筑中加强(如图3、4)。二层的家庭活动室和一层的家庭活动室有通风井联系,最后通过屋顶的通风器来组织通风。这样就可以保证空间的连续性,形成通风廊
8、道能迅速带走热量,并能带来更多新鲜的空气。4、屋顶在本建筑中最有趣的是在建筑的屋顶设置了类似于遮阳百叶的遮阳格片起到了光线过滤器的作用。,在炎热的中午,格片起到有效的遮阳作用减少了屋顶的受热,而在早上和傍晚的时候光线可以进入室内,充分的运用自然采光。此外,通过可移动的玻璃隔板和面板可以避免阳光的直射,导致室内产生温室效应,另外通过这些构件还能有利于通风和控制风量(如图5、6)。图5图62.2雷根斯堡住宅该项目位于德国的雷根斯堡。雷根斯堡气候属海洋性,雨量充沛。7月最热,12月最冷;一般年份最热时32.5,最冷时零下20.5,气候温和。在温度分区上属于寒冷地区。建筑热工方面主要考虑的是冬季采暖,
9、适当兼顾夏季防热。1、平面布置与温度分区整个平面布局被分成若干平行区域,入口设计在建筑的北面,在建筑的内部安排了辅助空间和服务设施,接下来是南面的主要空间,然后是面向花园的温室(如图7、8)。整个布局遵循了温度分区的原则,将对温度要求高的起居室,卧室放在中间,北侧对温度要求低的卫生间和厨房较为封闭冬季起到绝热作用,南侧的温室在夏季则成为主要空间的温度缓冲区。图7图82、太阳能的利用 建筑采用了附加日光间系统来利用太阳能采暖,是被动式太阳能设计的成功案例也是本方案中最典型的特点。在建筑南侧的温室相当于阳光间对住宅起到气候缓冲区的作用以调节建筑的微气候。1)冬季白天(如图9)太阳辐射通过玻璃顶棚使
10、温室内部迅速升温,热量一部分被温室底部的砾石储存起来,另一部分形成温暖的上升气流,加热上部的空间,改善室内舒适条件。2)冬季夜晚(如图10)砾石内除存的热量开始缓慢释放,保持室内空间温度顶棚的双层玻璃以及遮盖物能有效的防止热量散失。图9图103)夏季白天(如图11)建筑底部和顶部的通风口开启。温室的空气上升,从顶部的通风口排出,带走多余热量形成拔风,从水面和北面吹入的凉风有效改善室内热环境。同时,遮阳帘放下,阻挡过多的日光辐射。4)夏季夜晚(如图12)进风口和排风口之间的高差使建筑有良好的通风,带来舒适的热环境图11图123、植物(如图13)树是整个设计概念的一个组合部分,起到了遮阳系统的作用
11、。在夏季,它们为建筑提供了阴凉。冬季,落叶的树木不会阻挡建筑获得阳光。植物作为自然的可变调节器被组织到建筑中去。图134、其他 屋顶不透光的部分有锌钛板覆盖,在有玻璃的区域,用单层加厚玻璃。地板下设有20cm的绝缘层,以便于地下供暖系统的设置(如图14、15)。图14图152.3帕雷克住宅帕雷克住宅最大的特点是设置了两个不同的相互并置的剖面,分别适应不同的气候条件,放置在连续的住宅空间里。住宅呈东西向布置,南北向较长,所以长轴向的东西立面将吸收大量的热量。为解决这个问题在平面中设置了3个平行开间,夏季剖面夹在东面的冬季剖面和西面的服务区开间之间(如图16、17)。图16图171)夏季剖面(如图
12、18)创造出金字塔形的内部空间,使之与天空隔离开来,只有少量的热量侵入,避免夏季的热量进入,适应夏季午后;图182)冬季剖面(如图19)相反,一个倒过来的金字塔剖面形式,即建筑形体像天空开放,适应寒冷季节和夏季夜晚;图19砖承重墙支撑混凝土楼板,屋顶上整个儿覆盖遮阳棚架(如图20、21)。 图20图213、生态住宅实例中的设计方法总结3.1对基地条件的运用充分利用建筑基地本身的特色,利用基地自身的有利条件来满足建筑设计中功能的要求是生态建筑最大的特点。建筑本身是非自然存在,是人类了为了满足生存的需求而后天创造的,在尽可能少的去破坏原有的基地条件,最好的方法就是让建筑去适应基地环境,让基地环境成
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