规划布局与建筑设计
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坡屋顶的架空隔热处理
坡屋顶的架空隔热。
在宁波和杭州我都看到大量的坡屋顶民房建筑,我在长三角地区也做过好几个民居设计,包括苏州、南京、和温州,据当地业主讲述,当地的建筑大多采用坡屋顶,原因是希望用坡屋顶来隔热,这一点我觉得有疑问,虽然多了一层坡屋顶,在排除雨水和隔绝日晒方面有优势,但是如果坡屋顶是封闭的,那热量会聚集在狭小的坡屋顶空间里,无法散去,我另一个在广东湛江的项目也遇到类似的问题,当时的解决方案是开设了两个老虎窗,用以排除热气,但老虎窗面积很小,也只有2个,能够排除的热气很有限。
这一次,为了同时实现立面丰富和排除热气的需要,我们在建筑的南北两面开设了一共6个老虎窗,充分实现对流,在夏季能够有效地排除滞留在坡屋顶内部的热空气。
而在冬季,坡屋顶本身由于是钢结构椽子和檩条搭建而成,并无封闭的斜屋面楼板现浇,因此冷空气会进入坡屋顶内部,所以坡屋顶下面的顶层屋顶仍
然需要保留保温层。
三。
悬挑屋檐
中国大部分传统建筑都有巨大的悬挑屋檐,这不仅是形式上的需要,还有防晒、防雨、保护外墙的作用。
夏季的时候,最热的时段是下午2点左右,太阳高度角很高,接近90度,只需要悬挑一点屋檐,就可轻易避免大部分阳光直接照射在外墙和窗户上,根据我们的软件计算,宁波地区在最热的7、8两月,朝南的房间,屋檐悬挑只需要达到0.5米,即可避免绝大部分阳光直射外墙和窗户,这就在源头上避免了建筑过热。
宁波地区8月中旬下午2点,屋檐悬挑500,窗台900,日照分界线低于窗台,阳光已经不能直射室内,即使外墙有少量阳光,但其入射角已经很小,对温度的影响可以忽略不计。
但有时因为立面设计的要求,屋檐不能悬挑,我们认为这也是可以接受的,因为屋檐遮阳毕竟不是建筑隔热的主要因素。
只要建筑朝南,夏季的太阳入射角就很高,直射外墙的阳光强度就远远没有直射屋顶的阳光强度高,因此,屋顶隔热才是关键中的关键。
四.外窗遮阳:
世博会上远大建筑集团展出了一些低碳措施,其中就包括外窗遮阳,他们的计算结果是,在窗户的外侧安装百叶比在窗户的内侧安装百叶或者窗帘要节能60%。
这是他们的宣传画:
而外窗遮阳百叶在世界范围内也是广泛采用的传统遮阳方式,却偏偏在中国很少见到。
在浙江一个项目中,考虑到沿海城市季候性风较强,窗外的百页需要固定才够安全。
所以我们设计了带窗框的百页,上下安装轨道,可推拉,也刚好构成立面元素。
另外,关于窗户的设计,我们建议采用3层玻璃。
如果单层玻璃节能为0%的话,双层玻璃就节能80%,三层玻璃节能91%,其投资也将在2-3年之内回收,应该是十分划算的。
在以前,我国北方比较注重多层玻璃的使用,其实冬冷夏热的宁波地区更适合采用多层玻璃。
还有,窗框一定要采用质量过硬的塑钢窗,以阻断冷桥,节约能源。
如果铝合金窗节能率是0%的话,断桥铝窗节能率47%,木窗节能率86%,塑钢窗节能率为96%,不能不考虑啊。
像这样的廉价遮阳措施其实完全可以在中国推广,其外观简单大方,不管是不是欧式建筑,都可以采用,也是重要的立面设计美化元素。
落叶乔木遮阳。
高大的落叶乔木在夏季枝叶繁茂,遮挡阳光,即使不能直接遮挡射向建筑外墙的阳光(因为太阳高度角很大),也可以降低庭院的温度,这对保
持建筑周边一个凉爽的小气候是至关重要的。
而冬季,树叶凋落,阳光可以穿透,完全不用担心冬季遮挡日照的问题。
这是最天然的遮阳措施。
其他灌木和草皮等绿化也有益于防暑降温。
空间要适度分散,不能做一个超大的集中式的客厅,因为家具无法摆满,功能上也不需要,最合适的是把一个大大的客厅分成2-3个小的部分,比如电视厅、阳光房和会客厅,都在一个联通的大空间里,但是通过转折的墙体和家具的摆放来区分。
电视厅单独出去是因为看电视的距离需要在2.5-3.5米之间,再远,就看不清字幕,也浪费了平板电视的分辨率。
而这个尺寸对于会客来讲就太小了,二者的矛盾只能通过分开来解决。
另外,事实上会客和看电视在功能上也不会同时发生,具备分开的基础。
这样,客厅的功能出现了层次,大人讲话时,小孩可以去看电视或者上网,特别适合农村家庭之间来往频密、客厅里短时间可能聚集大量人员的情况。
建议增加壁炉。
壁炉的使用会大大地提升居住的舒适度,尤其是在潮湿寒冷的江南冬季。
不同于空调,壁炉是可以看见明火的取暖设备,其视觉上的温暖感觉极其强烈,还可以局部加热,而无需像空调那样把整个房间都加热,壁炉在欧美广泛采用,是人民生活质量的重要保障。
以前的燃料都是树枝和木炭,现在可以改用沼气,沼气厂家的技术人员对沼气应用于壁炉也有相当的信心,只是需要更多现场的实验数据来支撑。
卧室:
在中国目前没有经过设计的民居里面,最普遍存在的问题就是卧室的采光通风不好,可能是中国人过于关注表面功夫,客厅、餐厅都很气派,唯独卧室被忽略。
主卧室要有独立卫生间。
这在农村尚未普及,但已经逐渐在改变,如果因为造价的原因而取消此项的话,将来无法更改。
房屋的寿命都在50年以上,甚至超过100年,而经济发展到10年以后恐怕人人都有这个要求了,到时候再想改,就没机会了。
所以还是看长远一点好。
想想10年前,我们的生活和现在有多大的区别,就知道10年后可能会发生很多今天想象不到的事情,中国的进步太快了,没有适度超前的思维,造成的浪费将是一个天文数字。
卧室要有两个窗户。
两个窗户才能形成对流,才有真正意义上的通风,一个窗户的房间是城市地皮紧张条件下人们被迫接受的现实,在地广人稀的农村一定要通过设计上的办法让农民享受空气对流带来的节能和舒适。
卧室进门的地方要宽敞。
不能把宽敞的空间放在卧室深处,因为进门的地方是使用率最高的地方。
卧室的衣柜最好暗装。
这使得卧室空间方正完整,否则衣柜往往成为卧室里最碍事的家具。
建筑规划布局
我国北方农村大多地区冬季寒冷,夏季炎热。
建筑规划选址中应充分利用当地的自然地理优势,根据当地的气候特点,合理地安排建筑与周围环境因素之间的关系。
在建筑平面的布局时,要充分考虑当地农民的生活习惯,合理地安排建筑物功能分区。
1.2.1建筑选址应避免在山谷、沟底等区域,这主要考虑冬季气流在这些区域里形成对建筑物的“霜洞”效应,会使其能耗增加。
建筑朝向应根据当地的地理条件和气候条件,选择最有利的自然采光和通风的区域,注意冬季防风和夏季有效利用自然通风,减少能耗。
1.2.2建筑类型上应多采用两户或多户并联的布置形式,减少建筑体系系数,有利于降低建筑能耗。
1.2.3根据当地农民生活习惯,将居住建筑和农副业生产用房进行合理的划分。
例如将卧室、大堂宜布置在南向,饲养室、农副产品加工室宜布置在北向。
1.2.4规划中应注重绿化环境。
绿化可以改善建筑群体的气候条件,可以调节气温、降低温室效应、隔热遮阳、减少噪声,是优化建筑室内环境、减少建筑能耗的有效措施。
1.3 建筑围护结构节能设计
1.3.1 外墙
外墙散失的热量约占整个围护结构总能耗的25~28%,因此应在寒冷地区的北方农村建筑外墙设计中应采用外墙外保温。
依据当地已有的原材料,合理选择建筑外墙材料,推广使用空心砖或混凝土空心小砌块等节能砖。
同时在建造时灵活选取构造措施,利用农村地区容易获得的材料(稻壳,麦秸等)作为外墙保温材料,使外墙获得良好的隔热效果。
1.3.2 屋面与地面
北方地区农村建筑屋面散热量占总散热量的15%左右,地面约为6%。
在屋面建造时应采用坡屋顶,设置架空层或平屋顶,设置吊顶层。
选用导热系数小,吸水率低,易于就地取材的保温材料。
重视地面保温,在地面垫层下铺设廉价的炉渣等其他保温材料,并注意地面防潮设计,减少地面散热量。
1.3.3 门与外窗
长期以来,北方农村建筑的门窗建造较为简陋,大部分为单层,而且密封性较差。
外窗的热损失量,约占整个房屋的30%。
为了减少外窗的热损失,在满足自然通风和采光的要求下,减少窗墙比,应采用双层窗或单框双玻璃窗,增强其密封性,以此来提高窗的总热阻。
外门应采用双层,若采用单层应作保温处理,提高外门的隔热性能。
尺寸较大的门窗应在室内加装门窗帘,也有利于减少门窗的热损失。