俞 晓 燕
(上海电力学院,上海 200000)
从自然通风的角度谈临港校区节能规划设计
俞 晓 燕
(上海电力学院,上海 200000)
从建筑设计中的自然通风的角度,规划设计了上海电力学院位于临港的新校区,结合教学楼、体育馆、行政楼、图书馆、操场等建筑的使用功能,确定了其通风的要求,并由此进行节能规划设计,以达到自然通风的效果。
建筑节能,自然通风,建筑朝向,规划设计
据相关数据显示,目前建筑能耗约占全社会能耗的1/3。采暖和制冷占了建筑能耗的主要消耗用量。与气候条件相近的发达国家相比,我国建筑每平方米采暖能耗约是发达国家的3倍。有数据显示,我国建筑能耗已超过5亿t标煤。如果用这些煤来发电,将能够产生出约15 000亿度电,约是三峡电站一年总量的19倍。
1997年11月1日第八届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过,2007年10月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第三十次会议修订的《中华人民共和国节约能源法》第三章第三节对建筑节能做出了相关法律规范[1]。可见,建筑节能不仅是民心所向,更是政府大力提倡。
正值我校搬临港新校区的时机,本文主要从第一个方面建筑布局来规划我校新校区,为在规划阶段达到节能。在建筑布局中,从自然通风的角度来进行上海电力学院临港校区的节能规划设计。
建筑节能可分为建筑节能规划设计、墙体材料节能、建筑结构节能、绿化节能、建筑设备节能等。而建筑能耗过高很大一部分是因为设计方案的不合理,如大面积采用玻璃幕墙、空调系统滥置、能源转换低效等。
建筑节能规划设计就是在建筑规划设计阶段,为后续建筑运行期的节能打好基础。在建筑的规划设计阶段如果没有做好节能,那么,在后续的建筑运行期也难将能耗降至最低。
自然通风可分为风压下的自然通风和热压下的自然通风以及相互作用下的自然通风[1]。在这里,我们主要讨论一下风压下的自然通风。风压下的自然通风,就是利用建筑室内与室外压强的不同,从而达到室内与室外气体的交换。如建筑物正面上有门窗,由于室内外风压的不同,风可以从建筑物的正面的门窗吹进来,室内空气则从背风面窗口或者孔洞排出,就形成了全面换气的风压自然通风。但是,建筑物周围的风压和建筑物自身的体型和周围的植物与地势有很大的关系。
2.1 建筑朝向
上海处于夏热冬冷地区,夏天以东南风为主,冬季以西北风为主。校区进行规划时,应当结合上海的地理气候选择适宜的朝向。我国的校区楼多数坐北朝南,这样就使得冬季接受更多的太阳辐射,因冬季吹西北风,此时即可遮挡一部分风吹入教学楼,从而减少采暖需求,达到节能效果。而在夏季因东南风的缘故,配以合适的窗宽比,可将自然通风效果达到最佳,从而减少教学楼制冷的需求。此外,将教学楼采用东西朝向,则夏季的西晒会给制冷系统造成较大负担。
2.2 规划设计
上海电力学院临港校区应设有:教学楼、图书馆、行政楼、操场、大学生活动中心、文化活动中心、健身房或体操房、体育馆、花坛或地标、大礼堂。
2.2.1 教学楼、体育馆的规划设计
当无法满足所有教学楼坐南朝北时,应尽量保证多数教学楼建筑物坐南朝北。对于坐西朝东的建筑物,应在教室东面设有合适且较宽的走廊,用楼道来缓解冬季的西北风,这样还可缓解夏季的西晒情况。在东西朝向的教室内,可设置较大的进深,减少西北风的“穿堂”。在此类建筑周围可多种植绿化或使用节能材料来达到节能效果。
以南北朝向建筑为主,东西朝向建筑为辅,呈90°垂直连接成一幢教学楼,并且在东面采用此类建筑物,在西面只采用南北朝向教学楼,有部分可有相应的角度倾斜,以此来进行教学楼规划设计。其原因在于,按照这类规划设计,冬季可阻挡西北风,夏季可使东南风流通,从自然通风角度来使得节能效果的实现。
体育馆可设置四面通风,其一,方便了人员的进出;其二,在夏季使温度有效降低,也可形成“穿堂风”,在冬季关闭两扇门,有效通风并且可不致使冬季过于寒冷。
2.2.2 行政楼、图书馆等常需要制冷采暖系统的规划设计
此类建筑物因长期需要制冷采暖系统,则尽量安排得较为紧凑,行政办公楼无需设置得如教室般宽敞。与教学楼相比,行政办公楼可设置在离校门较为远处,因为教学楼的人流走动更为频繁。
图书馆则以宽敞为宜,尽量做到自然通风。图书馆可设置多层,将通风相对不好的作为借阅室或档案存放室,将有利于自然通风的地方作为阅览室,以此来减少图书馆的能耗。图书馆应相对独立,周围不应规划教学楼等阻挡通风效果的建筑物。因为其需要安静,周围也不可规划体育馆、操场、篮球场等。图书馆楼的窗户应尽量开大,由此寒冷时保证日照,炎热时打开窗户保证通风。
2.2.3 其他建筑物节能规划
在保证上述建筑物自然通风的前提下,通过改善建筑物的间距、布局和周围环境的植物,从而保证建筑物的自然通风,达到节能的效果。
在进行建筑物的屋顶设计的时候,可以增设一些老虎窗、烟囱或者放置自然通风机等构件,从而达到自然通风的效果,以致达到建筑运行期节能的效果。例如,在坡屋顶坡的两侧增设老虎窗,由于室内外气压的不同,也可以达到自然通风的效果。当坡屋顶的坡度大于45°时,对屋顶通风有较好的效果。
自然通风是一项古老而重要的通风方式,其与现代技术相结合成为重要的通风空调技术,受到建筑节能和生态主义者的关注[3]。自然通风可以保证建筑物室内获得新鲜的空气,带走多余的热量,又不需要消耗动力,节省能源,节省设备投资运行费用,因而是一种经济而有效的节能方法。建筑节能中建筑规划设计占了最基础也比较重要的地位,自然通风又是建筑节能规划设计中不可或缺也不容小觑的一部分,用最自然的方式,规划最节能的校园。
[1] 中华人民共和国节约能源法[S].
[2] 李 云.自然通风原理在学校建筑设计中的应用与实现[J].科技之友,2010(26):32.
[3] 陈 华.基于自然通风在现代住宅建筑设计中的应用探析[J].中外建筑,2011(6):119-120.
Talking the energy conservation planning and design of Lingang campus from aspect of natural ventilating
YU Xiao-yan
(Shanghai University of Electric Power, Shanghai 200000, China)
This essay is designed the Shanghai University of Electrical Power new campus from the aspect of natural ventilating. It determined by natural ventilation requirements according to the use function, and combines with classroom, gymnasium, administration building, library, playground and other buildings. Then proceeding the energy conversation planning and design, in order to achieve the effect of natural ventilation.
energy conservation, natural ventilating, construction orientation, planning and design
1009-6825(2014)36-0194-02
2014-10-15
俞晓燕(1993- ),女,在读本科生
TU834.1
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