低碳建筑在新农村建设中推广应用

低碳建筑在新农村建设中推广应用

摘要:低碳建筑理念就是在设计、施工、使用过程中充分考虑节能、环保和低碳,关注能源节约,降低空调使用率,做好节能设计,加大可再生资源的利用率,控制资源损失和浪费,减少碳排放。基于此,在理清低碳建筑理念及趋势的基础上,以夏热冬冷地区为例,提出了低碳建筑理念在新农村建设中的建议做法,供建设者们参考借鉴。

关键词:低碳建筑理念;新农村建设;夏热冬冷地区;推广应用

0引言

近十几年,国家经济高速发展,企业进入了跨越式发展阶段,生产的高能耗导致能源紧张。另外,由于城市化进程加快,人口集中,温室气体排放量逐年增大[1],城市空气质量下降,使得越来越多的人喜欢到乡村去定居、旅游、度假,翻新、新建房屋比比皆是,导致新农村建设过程所带来的能源消耗也在飞速增加,在房屋使用过程中,空调采暖制冷也产生了大量的碳排放。如何在新农村的设计、施工、使用过程中普及低碳理念、控制低碳排放,保护广大农村的绿水蓝天,实践绿水青山就是金山银山的战略谋划,是广大建设者们需要重点考虑的问题。

1低碳建筑理念及趋势

世界各国都在研究低碳建筑理念并应用到实际建设中,提出了“被动节能建筑”概念,希望能够减少甚至不用人工能源[2]。在我国,对低碳建筑理念的重视与日俱增,在国家“能源发展规划”中,明确提出能耗比降低的目标[3],建筑师们大胆开展革新,努力走低碳环保之路。北京电视台高楼的设计就从太阳能利用、低辐射玻璃、天窗的蓄热与散热等多方面采用了低碳节能技术。上海的印象钢谷,围绕地下车库开展了精致设计,从上到下、从内到外,无不体现出低碳环保理念,将地下车库上方设计成绿色坡地,增加了吸收二氧化碳的效率;车库内采用半地下形式,四面自然通风,做到了自然采光,保证了夏季热量疏散,减少了夏季空调的使用率;采用减底板厚度、提升埋深等措施减少了钢材与混凝土的用量,从源头上把控碳排放,达到减碳最大化;墙面材料采用素混凝土,并对其施工工艺流程进行优化改进,避免了墙面装饰的浪费;外墙面采用大面积自遮阳性玻璃,增加了室内采光,节约了电能,在冬日又增加了室内的温度,降低了采暖能耗。夏热冬冷地区涵盖沪、苏、皖、闽、浙、赣、鄂、湘、渝、川、贵等14个省(直辖市)的大部分地区,范围广阔,其特点是夏季酷热,冬季湿冷,空气湿度较大,必须采用夏季防晒兼顾冬季保暖。为践行生态文明建设思想,全方位推动绿色发展,从低碳建筑理念着手,以夏热冬冷地区新农村建设为例,列举一些优秀做法,为新农村建设提供参考。

2低碳建筑理念在新农村建设中的建议做法

在夏热冬冷地区,新农村建筑的布置除了充分利用地形、优化建筑组群、打造优美环境外,还应充分考虑单体设计,做到自然采光、夏季减少西晒、加强通风散热、冬季利于保暖、采用新材、节约造价,以践行低碳建筑理念,达到绿色低碳发展的目的。

2.1考虑低碳理念、优化建筑组群

认真做好村庄总体规划,节约用地,避免大兴土木、大拆大建,体现低碳理念的农村建设思路。村庄总体应相对集中、成片规划,通过改造废弃或闲置的原有建筑,提升档次品味,配齐公共配套设施,满足居民物质、精神文明生活。尊重地形环境,不采用大挖大填,减少改造原有地形,保留原有高差,高低错落丰富空间环境的立面层次,也起到增加迎光面,增加通风路径的作用。保留改造原有低洼地带、水体面积以涵养水源,将“海绵城市”的理念引入农村,民居与自然环境有机结合融为一体,最终达到环境舒适,低碳环保的效果。建筑组群布局优先选择使用错列式、斜列式、自由式的处理方式,即有意识地错开前后建筑物的相对位置,适当增加建筑间距或向左右错列布置引导风的流动,减少风影区,从而创造出良好的室外风环境,有利于建筑群夏季自然通风,且通风效果好、风速适中。应避免采用周边式布局,建筑群互相的遮挡易导致内部空间封闭,自然风速减弱甚至消失。在高程方面,农村建筑应因地制宜,依据地形特点科学合理布局,如房屋出入口,可以不用局限于整齐划一,建议根据地形起伏、道路标高等配合坡道、台阶等灵活设置[4]。高程布置得好,不仅能满足人、车交通的要求,避免塌方、泥石流等地质灾害的发生,还可以减少土方开挖量,做到场地挖填平衡,减少大量取土或弃土,实现经济环保。在实际工程中,新农村建设需要全面综合地考虑不同的自然环境条件,最终选择的建筑规划布局及群落布置方式往往是多种方式的组合。

2.2精心设计低碳单体建筑

2.2.1充分利用太阳能。在温暖的冬日,坐在室内轻柔舒适的沙发上,喝着咖啡,泡着热茶,一只慵懒的猫躺在脚边,三两只宠物狗在边上玩耍,满满的阳光晒在身上,这是自建住宅很容易做到的事。但是,由于认识的问题,村民在考虑自家住宅房间布置时,往往并没有将好朝向留给客厅和房间,导致客厅、部分房间即使在白天都显得阴暗潮湿,所以在新农村建设中推广被动式太阳能建筑理念显得尤为重要。所谓被动式太阳能建筑指的是建筑南面设置大面开阔玻璃窗,在冬日迎接阳光的直射,让室内墙地面和室内家具设施都能吸收热量,提高全屋温度,到了夜里,吸收的热量就以辐射、对流的方式交换给室内空气,起到改善室内温度的作用。辅助措施还有在窗户安装厚重的保温窗帘,选用密封性良好的双层中空玻璃门窗,门框四周增设塑胶橡皮,窗框缝隙采用耐候胶密封牢固等,可以起到减少窗户与外界的热交换引起的热损失。另外,在夏热冬冷地区选用屋顶太阳能热水器已为大家所认可,结合屋顶绿植隔热,经济、节能、美观,值得新农村建设选用。2.2.2充分考虑建筑朝向和房间布局。建筑单体应符合农村地区人们的生产生活习惯,同时考虑建筑节能因素进行组织功能布局。建筑物总体朝向宜南北或接近南北,尽量避免将房屋布置成东西向。房间的面积以适用为宜,避免因太大而给人一种空旷阴冷的感觉,各类型房间朝向建议见表1。2.2.3精心设计单体建筑。(1)控制建筑体形系数。建筑的体形系数是指建筑物与大气相接触的外表面积与其所包围的体积的比值[5]。体形系数越大,也就是墙体面积比例越大,与外界交换对流就越多,会增加冬季的热损失及夏季空调的冷损失,提高建筑能耗。降低体形系数可以从以下措施着手:通过建筑组合方式,在村庄规划中多安排联排式住宅,加大进深以减少外墙面积;减少低层住宅和点式住宅的布置,达到节约土地的目的,使多余的宅基地能参加土地流转,搞活农村经济;根据当地规划部门要求,尽可能增加建筑物的层数,减少外墙凸凹变化,对减小建筑体形系数也能起到不小的作用。(2)认真考虑通风。夏热冬冷地区的新农村民居要考虑好如何充分利用好自然通风,穿堂风的形成可以有效地避免房间“闷罐式”体验,房间门窗的开启位置、开启方法要结合家具的安放位置,形成风的主动流通,新鲜空气流经人的日常活动区域,然后再从厨卫等污染区排出,起到自然换气的作用;进入卧室的风速范围值为0.3~0.5m/s,不宜太大,造成体感不舒适,也不宜太小,可能会感觉闷热。进入夏季,有意识地打通南北向通道,即开启南北窗户,利用风压与热压进行自然通风[6]。不过在冬季,必须考虑保温措施,重点协调处理好南、北向窗口的构造形式,减少因风雨的侵袭而引起的能源损耗;当然也要注意厨房油烟、卫生间排风等对室内环境的影响,避免出现强风时的厨房油烟、卫生间臭气倒灌现象。(3)做好遮阳设计。由于农村居民对于窗帘的作用仅仅理解为遮阳这样一种简单功能,人们往往会花大价钱在室内购置高档豪华的窗帘,实际隔热效果并不是很突出,而且遮挡了视线。室外遮阳卷帘适用于各个朝向的窗户,卷帘能够遮挡住太阳的直射,并将热量阻挡在窗外,是一种有效的隔热措施。在设计中,还可以适当增加窗户与卷帘之间的距离,目的是为了让卷帘上吸收的热量能快速被风带走,切断夏季热量传递的途径,起到隔热的目的。2.2.4绿化美化环境。在夏热冬冷地区,人们经常在房前屋后种植绿植,如在距窗口一定距离种植乔木(如梧桐、银杏等),夏天可通过树叶遮挡太阳,冬天树叶凋零也不影响阳光照射。将屋顶设计成屋顶花园,植被能有效降低局部气温及屋顶表面温度,屋顶绿化的土壤层能够吸收并贮藏大量雨水,调节屋面温度。也可将房屋的墙体用攀援藤本植物来点缀,既可以遮阳,又将建筑置身于自然怀抱中,居住环境犹如仙境般如梦如幻。在庭院中,满目葱绿的草坪配搭四季常青的多色灌木,既增大绿化面积,也降低地面及墙面的太阳反射,调节大气温度,使得居住空间舒心怡人。2.2.5使用新型材料。采用新型材料进行建造房屋是一种切实有效的节能手段,如选用遮阳性能好的玻璃来隔断夏日阳光的暴晒,常见的有吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃(也称Low-E玻璃),尤其Low-E玻璃隔热效果好,透光度还高,室内亮堂堂。不过,夏日需要关闭门窗以隔断热量侵袭,导致室内热量难以排除,空气质量下降。因此,玻璃自遮阳最好要配合室内百叶遮阳或室外遮阳卷帘等措施,才能很好的通风、采光。在广大农村,有着大量无污染、可回收、保温性能好的材料资源,如棉花、干花生壳、软木屑、麦糠、干麦秸秆等,可以作为外墙及屋面保温。从国家公布的保温系数数据可以看出,这些常见材料,如棉花、干花生壳等热阻值超过了目前城市建筑较常使用的聚苯乙烯泡沫塑料、膨胀珍珠岩、石膏板等隔热材料的热阻值,只要技术合理,将这些材料加工生产成保温材料,能达到很好的保温节能效果。在上海世博会中,使用了大量环保建材的万科馆让人倍感好奇,通过采用天然麦秸秆加工成麦秸板的方式,提高了保温效果且表现优秀,起到变废为宝的作用,帮助人们树立起正确的低碳环保理念。

3结束语

根据建筑的碳排放统计数据报告,在中国每建成1m2的房屋,约释放出0.8t碳。因此,在住宅建设使用过程中把握每一个可突破的环节,努力实现低碳节能尤为重要。文章从组群、单体设计等方面分析了建设农村低碳建筑的措施,一起为了保护绿色地球而努力。

作者:彭忠伟 单位:福建林业职业技术学院