绿色建筑论文
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适用于邯郸地区的建筑节能技术
摘要:以邯郸市及其周围地区的居住小区为例,介绍了太阳能住宅一体化设计,并对中水系统的设计进行了简单阐述,以提高能源利用,降低能源消耗,对合理利用能源,坚持科学发展观和在世界贸易中与国际标准接轨等方面都具有重要的意义。
关键词:居住建筑;太阳能住宅一体化;中水系统;建筑节能
一、邯郸地理概况分析
邯郸市位于河北省南部,地处北纬36°10′至37°2',东经113°30′,至115°28',位于全国地势分区中的第一阶梯和第二阶梯的过渡地带,太行山和华北平原交汇处。
邯郸属暖温带,为半湿润半干旱大陆性季风型气候。
四季变化较明显,雨水适中。
秋、春两季短,冬、夏两季长。
夏季极端最高温度出现在七月,约42.5 ℃;冬季极端最低气温出现在一月份,约一19.0 ℃。
邯郸市的平均年降雨量在550mm。
一年的日照时数年际变化较大,分布不均匀,一般3一10月日照时数较多,12, 1, 2月份最少。
邯郸地区月平均气温示意图
邯郸地区最热月温度曲线图
邯郸地区最冷月温度曲线图
二、太阳能住宅一体化
作为对世界性能源危机的回应,而不是仅仅出于对风格或形式的考虑,如何在建筑中节约的利用能源、实现技术的有效性和生态的可持续性己经成为建筑师在新世纪中的重要课题。
建筑永远不能脱离自然和人类要素,相反,它的功能应当让我们更贴近自然。
太阳能建筑一体化的设计将建筑融入生态系统,赋予建筑本体生产能源的特性是典型的绿色建筑设计。
1.太阳能住宅一体化设计的意义
太阳能是可再生能源,可再生能源的重要特点之一,是将大自然的能量转变为能源,这一转变过程需要借助于物质性的媒介,而城市中大量存在的物质性元素,如建筑、道路、广场等等都提供了良好的生产可再生能源的“媒介”及其载体。
因此,致力于可再生能源的生产与城市元素的一体化既是一个非常重要的命题,也是一个实际可行的领域。
“一体化设计”是指在建筑规划设计之初,就将太阳能利用纳人设计,使之成为建筑的一个有机组成部分,统一设计、施工、调试、验收后交由用户使用。
使太阳能利用系统完整地融入建筑,做到美观性和功能性统一,实现人一建筑一自然的和谐。
现有的获得太阳能的设备主要有太阳能集热器、太阳能光电板和被动收集方式采用的集收集、存储于一体的建筑围护结构本身。
建筑上可能的设置部位包括墙体、屋面、窗、檐口、阳台等等,只要可以提供足够的表面、适宜的朝向和有效的入射角度,几乎建筑外表面的每个部位都可以利用。
2. 太阳能住宅一体化设计的实例
以邯郸市南湖花园小区二期为例,它是继一期之后的民用住宅建筑,占地 4.476万公顷,总建筑面积11.119万平方米,建筑设计使用年限为50年。
该小区实现太阳能与高层建筑一体化,据测算,每年可节省标煤42吨,减少二氧化碳排放量90吨,日提供热水38.8吨,每年为业主节省电费30万元。
又如辛集市芳华小区,其总建筑面积27万平方米,于2006年5月30日开工,2008年8月27日竣工。
该小区在可再生能源利用技术方面,共安装1757台紧凑式全玻璃真空管家用净出水130L的太阳能热水器,总轮廓采光面积3347平方米,安装在屋顶,一年四季为每人每天提供50℃热水50L。
该小区采用地热水和地源热泵采暖,热泵性能系数高达3.71。
该小区采暖收费标准不仅低于市政平均收费标准,而且物业公司仍有盈余。
3.太阳能住宅一体化设计的要求
(1)对方位的要求
为了使建筑尽量多和快的得到太阳能辐射热,为了充分发挥太阳能辐射热的效能,可根据太阳能建筑的特征进行方位调整。
(2)对建筑表面积和体型的要求
应使南墙面吸收较多的太阳能辐射热,且尽可能的大于其它向外散失的热量,以将这部分热量用于补偿建筑的净负荷。
(3)对围护结构材料和构造的要求
建筑物应该成为一个选择过滤器,利用必要的环境影响因素,而不需要的予以排斥。
遮阳装置和特种玻璃这两种太阳能调节装置,都可以认为是这样的选择性过滤器。
(4)对窗墙面积比的要求
这是一个综合问题,要考虑窗户的大小对直接集热的影响;要考虑窗户既是得热构件,又是耗能的主要环节,还是光线的进出界面;要考虑窗墙的大小、位置给墙体集热蓄热带来的影响。
4.太阳能住宅一体化的建构
(1)多层或者中高层住宅可采用屋顶和
阳台结合的太阳能热水系统,如右图。
(2)高层住宅,太阳能集热器安装在屋顶
能解决上部多少层住户就解决多少户热水
需求,如右图。
(3)规划设计中适当采用东西向住宅分
布。
5.太阳能住宅一体化的节能分析
(1)能有效地减少建筑对常规能源的消
耗,实现建筑节能,同时又使绿色能源技术与现代建筑有机地融为一体,从而不会破坏建筑景观和城市景观。
(2)经过综合考虑,建筑构件和设备全面协同,构造更为合理,有利于保证整体质量;安装在建筑屋顶或立面上,不需要额外占地,节省了大量的土地资源。
(3)就地安装、就地发电上网和供应热水,不需要另外架设输电线路和热水管道,节省了大量的经费。
三、中水系统
以邯郸华泰居住小区为例,其在给排水系统设计一中设计了两套给水,一套从市政管网引来,供至洗脸池、洗衣房等,用于烧水饮用、盥洗、洗衣等;另一套利用盥洗、洗衣用过的水,经过沉淀过滤,用来擦洗地板、冲洗厕所;再把余水收集起来,用于底层洗车和浇花。
又如邢台淼岳林庄园住宅小区,该住宅小区总建筑面积167012平方米,共建设不同形式住宅楼87栋,绿地率35.2%。
其中已完成一期工程103800m2住宅,目前已竣工验收交付使用。
该项目除了太阳能一体化设计外也应用了中水回用系统。
本项目大规模使用太阳能热水系统,太阳能保证率为72.6%,集热器集热效率为47.46%。
目前小区已建成的日处理能力800立方米的中水处理站,处理标准达到国家一级A类标准,经处理后的中水全部作为小区水系景观绿化用水。
三、结语
太阳能热水系统与建筑一体化设计除了上述探讨的方法外,还有许多其它的处理方法,但要真正解决好太阳集热系统与建筑的结合统一问题,还有待于太阳能设备厂家与建筑设计人员共同努力,不断研制出新型太阳能热水器,使太阳能集热器可直接作为建筑构件广泛应用于建筑设计中。
同时要求各专业应相互配合,针对建筑物的形体要求和使用功能,选择适当的产品和安装工艺,使太阳能热水器与建筑的造型和风格真正融为
一体,做到既美观又实用,并在系统的控制上采用先进的电子自控系统,使太阳能热水系统更加智能化和人性化,从真正意义上实现太阳能热水系统与建筑的一体化设计。
在我国,以生态主义为理论参考,在中国特色社会主义理论体系尤其是科学发展观的指导卜,结合城市化进程的高层住宅与太阳能热水系统一体化设计在我国城市建设方而对生态文明的实践必将是人势所趋。
在全社会提倡低碳节能的今天,建筑师应当肩负起自己的责任,在高层住宅与太阳能热水系统一体化的道路上不断的改善现有的技术,使得太阳能热水系统的应用真正深入到千家万户的生活中去,共同创造节约型社会,走可持续发展的道路。
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