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低投入节能策略在上海住宅小区规划设计中的实践应用

 

    住宅的节能设计是涉及住宅建筑全生命周期的一项?#20302;?#24037;程。本文以部分获上海市?#21028;?#20303;宅奖且节能效果明显住宅小区为例,对其设计手法进行研究阐述了住宅小区规划设计中一些易于推广、低投入但高效用的节能策略分析了如何通过改善居住区小气候、利用可再生能源以及修复居住环境等途径来达到节能要求的实践应用同时达到环境效益、经济效益与社会效益的共赢。
  关键词节能策略、低投入、实践应用、环境?#25176;场?#21487;?#20013;?#21457;展
  The practical application on Low investment energy-saving strategies in the district planning and design of residential quarters in shanghai

Author:Cai yingji

Shanghai Real-estate Science Research Institute

Abstract
  Residential energy-saving design a systems engineering project which is Involved in residential construction throughout the entire life cycle. Taking the architectural design for some residential quarters with the obvious effect of energy-saving as examples,which Access to the "Shanghai outstanding residential Award"this paper makes analysis of the design practices and Someenergy-saving strategy which is easy-promotion but efficient, Put forward ideas of how to improvethe living areas through micro-climate, the use of renewable energy, and repair the living environment, such as ways to achieve energy-saving requirements of the practical application, at the same time achieve environmental benefits, economic and social benefits of a win-win situation.
  Keywords: Energy-saving strategyLow investment Practical ApplicationEnvironmentally responsiblesustainable development
  住宅建设和使用阶段的高能源消耗、高资源使用是对城市的环境容量和资源约束的巨大挑战。例如建筑在使用过程中其采暖、空调、通风、照明等方面消耗的能量已占全国总能耗的30%左右。上海市目前大力推荐节能省地型住宅建设倡导和?#24179;?#36164;源节约、高效和循环利用的集约型住宅建设模式。
  从宏观的角度看住宅节能应该放在全生命周期指从开始建设到丧失使用价值的整个过程的范畴来考虑其节能的效益分析有利于寻找一个投入产出的最佳平衡点。

全生命周期的节能理念


  住宅的全生命周期中图1小区的规划设计阶段是项目开发前期过程的重要环节将节能目标纳入规划设计过程将取得显著的效果。节能效果良好的住宅小区的规划设计原则注重以人为?#23613;?#24314;筑与自然?#25176;?#20849;生强调住宅建筑的可?#20013;?#21457;展能在建设过程及使用过程中均能节约能源、保护环境?#22270;?#23569;污染为人们提供健康、适用、高效的使用空间和居住环境。
  下文从总体布局、建筑物朝向、房型选择、可?#20013;?#33021;源利用等各个方面对一些易于推广、低投入但高效用的节能策略展开分析。
  1.0概述
  住宅小区规划设计阶段首先要对基地的土壤、气象、?#29031;?#27700;环境?#35748;?#21152;勘察通过规划用地选址、空间布局、功能分区、道路广场布置、绿化景观规划、住宅单体朝向选择、房型选择等一系列设计手段充分利用采光、通风、水源、植被等自然条件加上通过?#29031;?#27169;拟、自然通风模拟、能耗模拟相结合的计算机技术手段来作为辅助可以对建成后的小区在减少能耗、有效和积极利用能源方面达到宏观控制。
  2.0规划选址与节能
  区位选址应避免给环境造成的负面影响。通常应考虑地形地貌、冬季和夏季主导风向、?#29031;?#26465;件等对住宅节能的影响。建设应争取避风向阳、地势平坦的建筑用地。如负阴而抱阳的择址要求就?#20174;?#20102;人宅相扶?#22411;?#22825;地的传统居住文化理念。
  3.0功能分区、交通组织与节能
  住宅及公共建筑等不同功能区在基地内的分布应均衡合理。如公共建筑可集中在小区入口处以便与区外公建形成集聚效应?#37096;?#21270;整为零地结合住宅组团布置以更加?#22870;秕用?#20351;用。功能相近的建筑或采暖要求相同的建筑应在条件许可的情况下集中设置便于空调设备统一使用而减少运行能耗。道?#26041;?#36890;组织及步行?#20302;?#24212;根据小区规模合理选择对内对外交通联系方式。通过?#23460;?#30340;功能分区、控制机动车道长度、减少道路占地面积、设置足够的自行?#20302;?#36710;位等措施可以合理规划能源负荷、有效鼓励自行?#21040;?#36890;及步行交通、减少住区内机动?#21040;?#36890;量等来达到宏观节能效果。
  4.0空间布局中的节能分析
  住宅小区的空间布局应用地配置得当、功能组织合理、布局结构清晰设施配套齐全整体协调有序远近结合为小区建设发展创造必要条件。一般来讲居住小区基本的功能要求有?#29031;?#36890;风、安静、便捷、安全、舒?#30465;?#20132;往等等。小区的节能可以应用生态学基本原理因地制宜地进行空间布局的规划设计保障景观、风环境、?#29031;?#31561;均好性。
  住宅小区采用行列式、点板结合式、周边式、院落组团式等不同的布局方式或者采用低层、多层、小高层或高层等不同的建筑形式对住宅小区的节能的效果将有不同的影响需要结合实情综合分析对比采用合理的布置形式。例如?#20309;?#26704;?#21069;?#20303;宅小区图2开放式街区的布局营造了公共性半公共性私密性层次丰富的空间序?#23567;?#32452;团级道路、公共绿化、沿街建筑界面的公?#37096;占?#23436;全共享。小高层住宅与多层院落式组团布?#36136;?#23494;有序贯?#25925;?#22320;节能理念。

 

梧桐?#21069;?#24635;体鸟瞰图

 
  4.1?#29031;?#37319;光与建筑朝向
  建筑朝向对使用能耗的影响很大太阳辐射得热在夏季会增加建筑制冷负荷冬季则降低采暖负荷。上海地区良好的朝向为南偏西15度至南偏东15度。建筑物的朝向宜采用南北或接近南北向六五节能标准4.0.2条。按照?#29031;占?#36317;及太阳方位角的要求规划设计中可采用住宅建筑错位布局、结合公建形成院落式、点板组合、采用坡屋面、北面退台处理等设计手段?#20174;?#21270;住宅?#29031;占白?#28982;采光条件提高居住舒?#35782;x?#20943;少白昼人工照明时间。
  例如仁恒河滨城图3南北走向的林荫大道与河滨观光带共同形成生态型的绿化空间有利于夏季主导风向的导入。绝大部分住宅单体拥有最佳的方位朝向保证充分的?#29031;?#33391;好的通风条件功能分区自然合理住宅组团布局均衡、?#21491;?#24320;阔具有均好性。

仁恒河滨城总平面图


  4.2小区风环境
  小区的良好风环境可以通过建筑规划布局来实现使住宅有良好的自然通风利用风压、热压产生的空气流动带走室内热量是有效的降温方式改善空气?#20998;视?#38477;低空调能耗。
  利于通风的措施有
  1建筑布局和道路的走向应有利于夏季主导风的导入?#25237;?#23395;主导风的阻挡上海地区常见的总体布局是北高南低、住宅南北朝向。
  2风向与住宅建筑的长轴方向应形成一定的入射角减少前排住宅?#38498;?#25490;住宅通风的不利影响避免形成涡流。
  3道路和绿化的布置应有利于形成住宅群之间的风廊
  4借助计算机技术用风环境分析软件可对比不同布局方案对住宅建筑群的局部风环境合理优化。

郎润?#30333;?#24179;面图


  例如节能省地型的万科朗润园住宅小区图4中多层、中高层公寓房及联体叠加别墅合理布局人员户外活动区可形成舒适的风环境利于夏季东南风的导入?#25237;?#23395;西北风阻挡避免住宅建筑和主要通道改变周围的风向和风速。

  4.3其它因素
  空间布局也不能片面?#38750;?#33410;能效果对诸如私密性、噪声控制、小区识别性等方面也需统筹考虑。例如达安?#30475;?#20043;声花园住宅小区图5从满足居住私密性的角度出发住宅群体错落布置每栋单体宜拥有独立的出?#26032;?#32447;和不受干扰的视线界定保证居住生活私密性在保证良好朝向的情况下有较大的间距和良好的?#21491;娃?#21033;于导风均好性较高。

达安.春之声花?#30333;?#24179;面图


  5.0地下空间开发利用中的节能策略
  常规地下空间利用包括停车库、自行车库、设备间等辅助房下地等功能其主要优越性主要体现在节地方面。但在设计中可以进一步将地下空间开发利用采取措施节?#35745;?#20351;用过程中的能耗。扩展地下空间的使用功能可采用内庭?#33743;?#30340;开放布局强化地下采光和通风条件更好地满足公共功能的要求:
  1 通过住宅南向的底层局部位置设置下沉式花园完善采光、通风、?#28010;?#38450;潮问题对地下室局部进行利用。结?#31995;?#38754;及花园的绿化布置可调节局部室外温度?#37096;?#38459;挡视线满足居住私密性的要求。
  2 较大规模小区的地下车库可采取局部设置地下庭院的做法图6。开敞的空间可以利用自然进风减少?#22242;欧?#26426;的设置同时天然采光可以减少室内人工照明的使用时间。地下庭院内种植功能性的植物可以有效净化空气改善气候,因此综合节能效果比较明显。

仁恒河滨城阳光内庭式地下库的下沉庭院实景


  6.0绿化环境调节小区微气候
  良好的绿化环境是住宅小区节能的重要途径地域性植被景观、复层群落配置可以有效调节小区地表及建筑表面温度缓?#32479;?#24066;热岛现象。规划中应注重注重平面布局与立面景观的结合通常采用屋顶绿化、平台绿化、垂直绿化、空中花园等手段提高绿化覆盖率建立立体化绿化?#20302;?/SPAN>,调节小区微气候
  1 遵循?#23454;?#36866;树功能防护等绿化配置原则进行多层次植物群落的种植起?#25945;?#39640;场地保水性、防护降噪、调节小气候、保护小区环境的作用。
  2 综?#26174;?#29992;道路、小品、水体、草坡、绿树、花簇、硬质景观与建筑天际线等元素造?#25237;?#23618;次的互动绿色空间。
  3 减少硬?#23454;?#22378;铺装?#32479;?#34892;道路的面积,加大绿化覆盖率有益于减缓地面热反射。例如亲和源老年公寓图7的场地铺装以草坪为主辅以长廊及少量硬地。绿化景观灌溉用水使用经处理的河道水。组团空间围合有利的通风与?#29031;妝?#25152;有建筑均为南北朝向住宅间纵横交叉的水路和绿荫道自然连接。规划设计适应小区的老人社区的定位且有益于小区微环境的小气候。

亲和源老年公寓景观布置图


  4 广场铺装和园路铺装宜以贴近自然、浅色系的材质为主如采用青石板、花岗岩、卵石、毛石等以营造不同的视觉与肌理效果同时可以加大地面的渗水性以利雨水?#21344;?#26500;筑物用材考虑减少光反射。
  5 利用垂直绿化措施为建筑遮阳节能如东西山墙设置塑料网为爬山虎等植物攀?#26469;?#36896;条件利用垂直绿化措施为建筑遮阳节能。
  6 种植屋面图8利用植物的光合作用将热能转化为生化能利用植物叶面的蒸腾作用增加蒸发散热量均可大大降低屋顶的室外综合温度。增加屋面的保温节能效果的同时又为周边较高层住宅提供良好的景观。

仁恒河滨城会所屋顶绿化


  7 绿化遮荫措施地面停车场、人员室外活动区宜采用廊架结构以便遮荫实践证明以凌霄、络石、木香、紫藤等爬藤植物为车辆遮荫气温降低约4摄氏度。
  7.0利用自然河道节能
  上海地区水网较丰富有条件的小区应利用当地自然水资源因素,将自然河道引入小区图9不但可以结合?#29992;?#20241;憩区布置水景观, 丰富小区生态内容更有利于室外环境温度的调节。

三湘四季花城玫瑰苑人工湿地


  8.0小区设备对可再生能源的利用
  具备条件的小区应优先利用太阳能、风能、天然气等可再生能源。如小区使用天然气洁净能源可以大力推广。本文着重关注太阳能技术的利用
  1) 上海属于太阳能利用Å类地区有其利用的气候条件。而太阳能的利用如太阳能光伏发电技术由于技术成熟度高、长期应用则投资回报率高则可以在住宅建筑上可以推广?#25512;?#21450;。如太阳能庭院灯、草坪灯、太阳能小区指示?#20302;?#31561;技术目前已得到广泛应用图10

太阳能节能灯具


  2) 上海市建设交通委颁布实施的ゞ民用建筑太阳能应用技术规程〃?#20154;低?#20998;册DGJ08-2004A-2006已将太阳能?#20154;?#22270;11?#20302;?#32435;入建筑工程设计与施工全过程。

三湘四季花城的太阳能建筑一体化设计


  9.0住宅单体选型的节能策略
  在规划设计阶段住宅单体选型一般通过建筑形式选择、控制体形系数、合理控制住宅的户均面宽与进深等要素的把握有针对性的采取相应措施可以有效减少能耗。
  9.1建筑形式的选择
  不同的建筑形式在节能效果方面也各有千秋宜根据住宅小区的具体情况分析选择。一般?#36947;苅?#26495;式住宅或多层住宅南北通透便于采光通风塔式住宅、高层和中高层住宅可保证较大的住宅间距和良好的室外空间,但电梯及变频水泵等设备运行的能耗较高低层住宅的居住空间接近自然环境天然采光充足,但体型系数大、不利于节能。
  此外住宅户型平面布置应利用组织穿堂风南北向的住宅有良好的自然通风。有的户型探索空中入户花园12的模式营造从公?#37096;占?#21040;私密空间中的一个由业主DIY的空间层次形成空中的垂直绿化可以有效改善通风节能效果。

三湘四季花城短板式高层住宅中的入户花园


  9.2体形系数的影响
  建筑的体形系数即建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值 体形系数小的建筑较有利于节能通常具有如下特点
  1 平面规整单元之间易于拼接
  2 建筑外形的凹凸变化少即形成扁平化的外立面图13

立面^扁平化 ̄的板式高层住宅建筑


  3 在满足使用要求的前提下?#32771;?#30340;净高宜?#23454;?#38477;低以减少建筑外表面积
  4 据分析数据显示建筑的体形系数随着层数的增加而随之减少相对?#27492;?/SPAN>小高层住宅建筑比较有利于进行体形系数的控制。
  体型系数对建筑造型、平面布局、采光通风以及居住小区的外部形象都有相关的影响设计中不能一味?#38750;?#36739;小的体型系数而应统筹考虑。一般建筑物的体形系数应符合下表的规定此 

1居住建筑的体形系数限值六五标准4.0.3

居住建筑的体形系数限值

 

  9.3户均面宽和进深的控制
  通常加大进深可减少外墙面积提高保温能力节约能源。但过大进深易导致室内采光能力变差及出现暗室。因此比较适合的进深建议值为11.4~12.3
  户均面宽根据户型的大小与组合方式相应变化在满足居住舒?#35782;?#30340;情况下宜缩小面宽对节能与节地都较为有益。
  10.0规划设计中的其他节能策略
  从宏观的角度看住宅的节能举措在小区规划设计中宜考虑的还有
  1) 总体管网的集约式合理配置。
  2) 箱式变电站尽量设于负荷中?#27169;?#33410;能?#32321;?#22122;音小、有利于改善和美化环境。
  3) 生活有机垃圾的处理。小区规划中应加?#21487;?#27963;垃圾的分类?#21344;?#21487;设置垃圾压缩转运站或垃圾生化处理站?#24179;?#23567;区垃圾输出减量化、无害化、资源化在节能与?#32321;?#26041;面做出有益的尝试。
  4) 3R材料及场地废弃物的利用。在临时房、围墙等建筑物和构筑物上推荐使用旧砖瓦、钢材、玻璃、木材等材料目前不少小区作出了有益的探索。
  11.0结语
  综上所述节能效果并不一定需要高造价、高技术集成的新技术产品在住宅小区的规划设计环节可以结合住宅项目建设的特殊性考虑适合经济发展水平和适于推广的因素采取?#23454;?#30340;节能策略。对影响节能的因素考虑越充分就越有利于提升整个项目长效使用中的综合节能效果。进行节能设计还要技术可行性强同时要提升居住?#20998;省?#30446;前国内还没有建立完整的建筑能效标识制度上海市将根据建筑节能工作的具体?#24179;?#35201;求逐步?#24179;?#24314;筑能效评估、能效标识制度。可?#20013;?#21457;展的住宅建设一要政府部门的政策引导二要广大设计师的前瞻性的研究三要房产开发商及建材企业的社会责任?#23567;?#19977;者形成合力图14从而使得建筑与自然?#25176;?#20849;生实现经济、人口、资源、环境的协调发展。

 

 

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