94—2007国际太阳能建筑设计竞赛作品评析
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夏热冬冷气候下太阳能住宅装配式设计实践
陈雅兰;吴冠宇;李岳岩
【期刊名称】《建筑技术》
【年(卷),期】2024(55)1
【摘要】为推动我国村镇领域技术创新,建设绿色宜居村镇环境,针对夏热冬冷地区住宅的太阳能利用,从材料到构造,到建筑设计层面,完成与其配合的一体化技术设计策略研究及节能策略的应用探索。
借助国际太阳能竞赛的契机,从前期设计的策略选取到后期项目的完成结果,总结实践经验,对比预期和实践的差距及原因。
结果表明,前期平面、结构、材料、构造等都满足了对于太阳能利用技术的一体化设计,同时考虑了自然采光、隔热、遮阳等策略的应用,以减少能量损耗,取得了相应的效果,并对未达到预期效果的原因作出评判。
【总页数】3页(P6-8)
【作者】陈雅兰;吴冠宇;李岳岩
【作者单位】西安建筑科技大学建筑学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU244
【相关文献】
1.夏热冬冷地区小城镇住宅气候适应性设计
2.基于夏热冬冷气候条件下的农村住宅被动式绿色改造策略体系研究——以"台达杯"国际太阳能建筑设计竞赛获奖作品为例
3.夏热冬冷地区小城镇住宅区气候适应性设计——以苏南地区小城镇为例
4.
基于能耗模拟的夏热冬冷地区基于能耗模拟的夏热冬冷地区乡村乡村装配式住宅节能设装配式住宅节能设计案例研究计案例研究5.夏热冬冷地区装配式低能耗住宅能耗模拟及节能优化研究
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10∣ 建设科技建设科技CONSTRUCTION SCIENCE AND TECHNOLOGY 大赛概览2018年8月上总第365期Solar Decathlon China (SDC), after its successful inauguration in the City of Datong, Shanxi Province in 2013, comes to China again.This time the final competition will be held in August- October, 2018 in Dezhou,Shandong Province. Aiming for permanent usage, the competition requires teams to build a single-or two-story solar house with a finished area of 120m -200m , and will be competing in the following ten contests(Fig.1).China International Solar Decathlon required the teams to comply with the rules of the contest for the purpose of building a residence with integration of the new energy, green building, electric vehicles, energy storage, smart home, new materials, lifestyle, scientific research, education and talents, cleaning and heating and residential environment. Each team works to form a permanent zone, and show works to the public. The contest combines the guidance of the government and the innovation ability of college students to cultivate the public's green development and consumption concept so as to promote the green development of society(Fig.2).中国国际太阳能十项全能竞赛简介Introduction of Solar Decathlon China中国国际太阳能十项全能竞赛(简称SDC)继2013年首次在山西大同成功举办之后,SDC 将于2018年8~10月在山东省德州市举办。
绿色建筑设计竞赛案例案例一:垂直森林大厦。
这个建筑可太酷了,就像把森林搬到了城市里的大楼上。
设计师脑洞大开,整栋大厦的外立面都种满了各种各样的树木和植物。
你想啊,住在这楼里的人,早上一推开窗户,就像住在树屋里一样,能闻到清新的植物香气,还能看到小鸟在窗外的树枝上跳来跳去。
从绿色建筑的角度看,这些植物可不仅仅是为了好看。
它们就像一个个天然的空气净化器,吸收二氧化碳,释放氧气,让大楼里的空气质量超级棒。
而且,植物还能起到隔热的作用呢。
夏天的时候,大楼就不会被太阳晒得滚烫,这样就能减少空调的使用,节省能源。
在雨水收集方面也很厉害,植物的叶子和土壤可以储存一部分雨水,慢慢释放到大楼的水循环系统里,实现水资源的重复利用。
案例二:太阳能小屋。
有个参赛作品是太阳能小屋,这小屋长得就像一个精致的小盒子。
它的屋顶和外墙都安装了大量的太阳能板,这些太阳能板就像小房子的能量翅膀。
白天的时候,太阳能板把阳光转化成电能,储存起来。
这样一来,小屋里的照明、电器设备啥的都可以用这些清洁能源供电。
这小屋的设计还很注重保温。
墙壁采用了特殊的隔热材料,就像给小屋穿上了一件保暖的厚衣服。
冬天,屋里的热量不容易散出去;夏天,外面的热气也不容易进来。
窗户的设计也很巧妙,采用了双层玻璃,中间有特殊的气体填充,既能隔音又能保温隔热。
而且小屋的布局很紧凑合理,没有多余的空间浪费,让人在小小的空间里也能生活得很舒适。
案例三:生态水上社区。
想象一下,一个建筑群落建在水上。
这个竞赛案例中的水上社区就像漂浮在水上的绿色小岛。
建筑的基础结构采用了环保型的浮力材料,确保整个社区稳稳地漂浮在水面上。
社区里的房屋设计都考虑到了与水的互动。
屋顶是倾斜的,上面覆盖着水生植物,这些植物不仅美化环境,还能吸收雨水和净化空气。
房屋的外立面有特殊的通风系统,利用水的温度调节室内温度。
比如说,夏天的时候,水面温度比较低,通风系统能把凉爽的水汽引入室内,让屋里很凉快。
在交通方面,居民们主要靠水上交通工具出行,像小船之类的。
浅谈建筑的微气候调节——全国首届绿色建筑设计竞赛获奖作品主要技术解析王之旷;伍江军;王小凡【期刊名称】《中外建筑》【年(卷),期】2011()12【摘要】微气候是指人们日常生活的室内小环境,常规情况下主要依靠设备(如空调、暖气片、空气净化器等)来调节,这是一种以牺牲能耗为代价的调节方式。
但在可持续发展的大背景下应考虑更节能环保的方式来达到调节的目的。
本文以首届全国绿色建筑竞赛获奖作品——向日葵?竹构——为例,介绍了在夏热冬冷地区的中小型建筑中如何采用被动式节能技术来实现建筑的微气候调节,进而倡导建筑设计人员在创作过程中应当着力体现可持续性价值观。
【总页数】3页(P65-67)【关键词】微气候;被动式调节;全国绿色建筑竞赛获奖作品【作者】王之旷;伍江军;王小凡【作者单位】湖南大学建筑学院【正文语种】中文【中图分类】TU119【相关文献】1.基于室内舒适性提升的自然通风设计探讨——以2015年"唯绿杯"绿色建筑设计竞赛获奖作品"老友·聚落·街巷·舞台福州绿色疗养院设计"为例 [J], 薛一冰;范高上;翟雪婷;房涛2.构建建筑设计竞赛,完善建筑课程设计——以2011年全国绿色建筑设计竞赛为例 [J], 孔芯蕊;穆琳琳;李亮3.基于绿色建筑理念的建筑设计教学探索与实践r——以2015年台达杯国际太阳能建筑设计竞赛获奖作品为例 [J], 苏媛;冯伟杰;范悦4.建筑设计过程中的绿色理念——绿色建筑设计竞赛获奖作品剖析 [J], 丁娜;李磊;主曼婷;郭赞进;刘伟5.建筑设计过程中的绿色理念——绿色建筑设计竞赛获奖作品剖析 [J], 丁娜;李磊;主曼婷;郭赞进;刘伟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
中国国际十项全能太阳能竞赛案例中国国际十项全能太阳能竞赛是由中国政府主办的一项重要赛事,旨在推动太阳能技术的发展和应用。
以下是关于这一竞赛的一些案例:1. 太阳能电池组件设计与制造:竞赛中,参赛队伍需要设计并制造高效的太阳能电池组件。
他们需要考虑到电池的材料选择、光吸收效率、电池的稳定性等因素,以提高太阳能转化效率。
2. 太阳能热水器设计与制造:参赛队伍需要设计和制造高效的太阳能热水器。
他们需要考虑到太阳能吸收器的材料选择、热能传导效率、水箱的设计等因素,以提高太阳能热水器的热能利用效率。
3. 太阳能光伏发电系统设计与优化:参赛队伍需要设计和优化太阳能光伏发电系统。
他们需要考虑到太阳能电池阵列的布置方式、逆变器的选择、电网连接等因素,以提高光伏发电系统的发电效率和稳定性。
4. 太阳能光热发电系统设计与制造:参赛队伍需要设计和制造高效的太阳能光热发电系统。
他们需要考虑到太阳能集热器的设计、热能传输和转换效率、发电机组的选择等因素,以提高光热发电系统的发电效率。
5. 太阳能智能控制系统开发与应用:参赛队伍需要开发和应用太阳能智能控制系统,以实现对太阳能设备的智能监控和控制。
他们需要考虑到数据采集、远程监控、故障诊断等功能,以提高太阳能设备的运行效率和可靠性。
6. 太阳能建筑集成设计与施工:参赛队伍需要设计和施工具有太阳能利用功能的建筑。
他们需要考虑到建筑的朝向、窗户设计、太阳能发电和热水系统的集成等因素,以提高建筑的能源利用效率。
7. 太阳能储能技术研究与应用:参赛队伍需要研究和应用太阳能储能技术,以解决太阳能发电的间歇性和波动性问题。
他们需要考虑到储能设备的选择、储能效率、储能系统的控制等因素,以提高太阳能发电系统的可靠性和稳定性。
8. 太阳能电动汽车设计与制造:参赛队伍需要设计和制造太阳能电动汽车,以提高电动汽车的续航里程和充电效率。
他们需要考虑到太阳能充电系统的设计、电动汽车的轻量化和动力系统优化等因素,以提高太阳能电动汽车的性能和竞争力。
绿色建筑竞赛优秀作品绿色建筑是指在设计、建设和使用中尽可能地减少对环境的负面影响,实现资源的高效利用、环境的保护和人的健康与舒适相结合的建筑。
绿色建筑竞赛是为了鼓励和推动绿色建筑的发展,评选出优秀的绿色建筑作品,以激励更多的人关注并参与到绿色建筑的实践中。
在绿色建筑竞赛中,有许多优秀的作品脱颖而出,以其创新的设计理念和环保的建筑技术赢得了广泛的赞誉。
下面将介绍几个在绿色建筑竞赛中获奖的优秀作品。
首先是一座位于中国的绿色建筑项目,该建筑以“生态”为设计理念,充分利用自然资源,实现了环境与建筑的和谐统一。
建筑物的屋顶设置了大面积的太阳能板,通过太阳能的收集和转换,为建筑供电,实现了能源的自给自足。
此外,建筑物还采用了雨水收集系统,将雨水进行处理后用于植物浇灌和冲洗卫生设备,实现了水资源的节约利用。
整个建筑内部设置了大量的绿植,不仅美化了环境,还能吸收有害气体,提供新鲜空气,改善室内气候。
这座建筑的设计和施工过程中还采用了环保材料和节能技术,进一步减少了对环境的负面影响。
另一个优秀的绿色建筑作品位于欧洲某国,该建筑以“零碳排放”为目标,通过创新的建筑设计和科技手段实现了能源的零排放。
建筑物的外墙采用了太阳能板和光伏玻璃,可以收集太阳能并将其转化为电能,为建筑供电。
在建筑内部,采用了地源热泵系统,利用地下的恒定温度为建筑供暖和制冷,减少了能源的消耗。
此外,建筑还设置了智能控制系统,根据室内外温度和光线的变化自动调节室内的温度和照明,进一步降低了能源的使用。
通过这些创新的设计和技术手段,该建筑实现了能源的零碳排放,成为绿色建筑领域的典范。
除了以上两个例子,还有许多其他的绿色建筑作品在竞赛中获得了认可。
这些作品或许在设计理念、建筑材料、能源利用等方面各有特色,但它们都以环保和可持续发展为目标,通过创新的设计和技术手段实现了对环境的最小化影响。
这些优秀的绿色建筑作品不仅为我们提供了美丽的建筑环境,还为我们探索更加可持续和环保的建筑模式提供了宝贵的经验和启示。
建筑创作过程中的绿色思维——2007国际太阳能建筑设计竞赛作品评析
薛一冰王崇杰刘宪光
■要/通过对2007国际太阳能建筑设计竞赛的作品评析,介绍了获奖作品从选题、技术优化与集成的系列构思过程,阐释了建筑创作过程中的绿色思维问题。
关键词/建筑创作绿色技术太阳能
ABSTRACT/Makinguseoftheopportunityoftheintema-tionalcontest,thispapeTgivesintroductiontotheconsider-ationontopicselection,technicaloptimizationandintegra-tionforthewinningworks.Itmakesaccountofthegreenthinkingintheconi'geofarchitecturalcreation.
KEYWORDs/architecturalcreation.greentechniques.solarenergy
国家自然科学基金资助项目(506780∞)
山东省科技计划重大专项项目(2005GG21006001)
作者单位:山东量筑大学建筑城规学院(济南.250101)
收稿日期:2007—12—10
太阳能等绿色技术的利用在21世纪越
来越得到人们的重视,太阳能建筑就是在
建筑创作过程中恰当地将太阳能技术和设
施与建筑完美的结合在一起,使其在生命
周期内最大限度地保护环境、节省能源,达
到提高人们生活质量的目的。
如何实现太
阳能与建筑的结合,摒弃“太阳能+技术”
的片面理解,已引起了建筑师充分的关注
与思考。
本文通过对2007年国际太阳能建
筑设计竞赛二等奖作品分析(图1),阐述了
建筑设计过程中的绿色思维模式,为生态
理念的实施提供了得以充分发挥的舞台。
1绿色形体设计
1.1环境分析
该住宅楼位于北京市朝阳区,项目用
地红线范围总面积3887.5m2,临城市主干
道和支路。
建筑设计要求:1)住宅形式为5—
6层集合住宅,不设电梯,总建筑面积不少
于5000m2;2)住宅套型建筑面积90m2(不含
阳台),使用面积60—75m2;3)新建住宅及
配套设施以满足主人日常生活使用为基础。
应包括如下空间:1个起居室、2-3个卧室、
卜2个卫生间、1个厨房等使用空间。
在给
予的基地条件中,建筑邻近的城市主干道
产生的噪音、汽车尾气等会直接影响到该
住宅的居住质量。
为了尽量的减少这一矛
盾带来的危害,将建筑退后以留出足够的
缓冲空间,其间搭花架种植爬藤类植物以
便形成声屏障来减低噪音,同时还能美化
环境。
1.2形体策略
建筑形体的选择与太阳的关系极为密
切,通过各项建筑设计手段,使建筑本身具
备充分利用太阳能的功能和作用,是充分
发挥建筑师的绿色生态意识的体现。
通过
建筑设计达到充分利用太阳能进而实现节
能降耗之目的,而非简单的“太阳能+建
筑”的片面理解。
根据北京市的光照条件(北京的最佳光
照角度为南偏东或西15。
),将建筑形体倾
斜15。
做成折线形,同时将阳台上下错落布
置(避免光线遮挡,丰富立面效果),以获取
最佳的光照条件,充分利用太阳能。
这样不
仅使得建筑的体型系数变小,减少能量损
失,还可使北向的房间在特定的时间内有
太阳光射入(图2)。
2绿色户型设计
在住宅的能耗中,采暖与制冷占很大
的比重。
采用非空调策略的自然通风组织、
遮阳等技术手段,可以达到夏季致凉的目
的。
随着夏季周期的延长,气温的升高对人
体的舒适度影响越来越大,仅通过增加空
调数量来换取凉爽对环保和节能都不利,
因此建筑的自然通风设计成为夏季致凉、
节能与环境共生的最佳选择。
夏季,通过设计加强自然对流,利用穿
堂风带走过多的热量,促使室内外气流交
换,降低温度;而无障碍的室内空间是产生
足量穿堂风的重要因素,但这往往要牺牲
掉私密性,造成各个房间相互干扰为代价。
经过分析发现,两者不是对立矛盾的,因居
室不是每时每刻都需保证私密性,也不是
每时每刻都需要穿堂风,两者之间存在着
时间差,这一点是解决矛盾的关键。
这就需
要室内围护结构不是固定的,其开启程度
是可变的。
这样可以根据居住者不同要求,
平衡开敞空间和私密空间的矛盾,自主地
调节室内环境(图3)。
冬季,出于对通风要求较低和保暖的
考虑,内部结构可以全部封闭,使每部分形
成独立的使用空间。
当室内部分房间需要
通风,如春秋季夜间,可以只开启相应房间
的围护结构,同时亦能保证卧室的私密性。
3绿色技术策略
3.1绿色阳台系统
为充分利用太阳能,将阳台做成折线
形,上下错开,这样既可以增加阳台的采光
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面积,还可以丰富阳台的立面效果;整个阳台,南侧的蓄热相变墙体以及兼作防护栏杆之用的太阳能热水器共同构成了绿色阳台系统。
3.1.1太阳房
通过调整建筑的倾斜角度而形成的阳台被动式太阳房,在夏季通过百叶的开启能遮蔽太阳辐射,散逸室内热量,从而使建筑物降温;在冬季能采集、保持,贮存和分配太阳能,从而解决建筑物的采暖问题,达到冬暖夏凉的目的(图4)。
铝质百叶的运用在夏季可以通过开启来遮挡、反射阳光,控制通风,在冬季可在白天全部打开,尽可能地吸收阳光,调节室内温度。
3.1.2可转动的太阳墙
为了弥补被动式太阳房受环境影响较大,热稳定性差等的不足,将南侧的蓄热墙体改进为半透明可旋转的蓄热墙体(图5),
墙体内注入相变材料,每一墙体模块均有
一较大的弧面和直面,弧面用蓄散热材料
制作,可吸收和散出热量,直面用绝热材料
制作,可以阻挡热量的传递。
夏季,当需要通风时,旋转墙体形成穿
堂风,带走室内热量;当需要隔热时,将绝
热的直墙面朝外,阻挡室外热量向室内的
传递,保持室内的热稳定性。
冬季,白天将
弧面朝外,尽可能地吸收太阳能,到了夜间
翻转墙体,使弧面朝向室内散热,防止夜间
室内温度的波动,保持室内的热舒适性。
旋
转蓄热墙体有效地缓解了被动式太阳房自
身温度波动大,舒适度差的缺点,在冬天甚
至可以作为一辅助热源来维持室温。
3.1.3太阳能热水
在折形封闭阳台的外侧设置一开敞小
阳台,作为居民养花休闲之所,同时将太阳
能热水器加以改进,与栏杆设计高度结合,
将储热水箱分区放置、通过供回水管与储
热水箱内的换热器进行连接,使系统能量
得到均衡,管路布置简单,对建筑结构及外
观影响小,易于调节维修。
3.2绿色屋顶系统
在建筑物的顶部设置了屋顶温室,在
保证屋预保温隔热的前提下,提供给居民
休闲娱乐的场所,克服基地自身带给居民
的生活上的不便。
温室的顶部覆盖太阳能
光伏发电板。
3.2.1立体绿化
屋面绿化是通过屋面防水层上的培养
基种植各种绿色植物(图6),利用植物的蒸
腾和光合作用遮挡和吸收太阳辐射热,能
减少太阳辐射热对屋面的影响,达到保温
隔热的目的。
屋面上种植的花、草、灌木,
不但可以提高城市的绿化覆盖率,还可以
有效地缓解城市的“热岛效应”,改善建筑
的微气候环境,提高建筑物的热工性能。
在西墙面种植爬藤植物缠绕在建筑外
墙固定杆件上,吸收太阳辐射,降低外墙表
面温度,有效防止西晒(图7)。
同时,在建
筑物与城市干道间设置爬藤花架,与建筑
物的阳台共同构成了一个绿化隔音降噪屏
障,提高了居民的生活质量(图8)。
3.2.2屋面太阳能光伏发电
太阳能光伏发电是利用光电板、控制
器、蓄电池,逆变器等组件,把太阳光转化
为电能的一种发电方式。
在该建筑温室的
顶部安装了可透光的光伏发电板,不影响
温室的采光,发出的电能可供给居民生活
之用也可并入电网。
小区内的公共照明设
施也可充分利用太阳能光伏发电技术,达
到节约能源的目的。
4创作体会
太阳能与绿色建筑并不仅仅局限在
“节能”和“低能耗”上,其最终目的在于
如何充分的利用能源,提高生活质量,并达
到可持续性,而这一切的实现将依靠建筑
本身的手段,而不是附加上的高科技技术
措施,如果建筑离开了生活,它将变得过分
理性、冷漠和令人厌倦。
绿色思维正是希望
建筑师从建筑创作的构思阶段就具备这种
可持续发展的意识,并将这一思想贯穿于
建筑创作的整个过程中,进而赋予建筑以
生命和生活。
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