建筑节能低技术运用.docx

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1、建筑节能低技术运用相对于高新技术在建筑中的大量应用，地区性的低技术仍具有顽 强的生命力。体现了全球化与地区化的哑铃模式的双极发展。这些 地区性传统技术相对成熟、易于操作，并且造价低廉、生态环保，在 能源消耗、保温隔热、通风排水等许多方面体现了极大的生态价值。 低技术应用门槛低，便于就地取材，在经济和技术受限地区，以较少 的投入就能获得较大的效益。因此，能更有效的解决建筑的热工、采 光、通风等需要，是一种适宜性的智慧选择。1低技术的应用 低技 术注重回归自然和传统，强调回归技术本源，它体现了一种实用 的现实理念。低技术以经验和实践为基础，具有浓厚的地方色彩，通 常会结合当地的气候、地形条件，因地

2、制宜的采取相应的技术措施。 主要体现在材料选择、规划布局和能源利用等方面。1. 1运用可循 环的地方性材料地方性材料是相对于大工业生产的混凝土、钢材、 玻璃等而言的，典型的地方性材料包括生土、烧砖、木材、地产石材 等等。各地区的地产材料呈现出很大的差异化，同时具有不可替代的 优势，它取材便捷、技术成熟、易于操作。地方性材料一般都具有适 合当地气候的热工性能的特点。例如，粘土具有很好的蓄热热惰性, 适用于北方的墙体外围护材料，我国西北地区粘土资源丰富、易于获 得，只需简单加工便能投入使用，制造过程清洁环保，技术及施工工 艺便于操作掌握，是一种可循环的地方性材料。代表性建筑有:西藏 阿里苹果小学，

3、利用粘土创造性的编织构造，充分利用了自然原理， 满足了热工以及高原挡风的要求，获得了低技术创作的良好效果;西 安富平陶艺村住宅，充分利用了当地粘土，实际上在建筑全寿命周期 内，做到了生态、节能、环保，是较少投入获得较大的综合效益的成 功案例。我国南方沿海地区一些生土建材也广泛使用，土层拥有良好 的保温隔热特性，如掺入碱土也可防渗防水，生土材料在建筑多年失 效以后还可以用作肥料，是完全可自我降解的生态建材，它冬暖夏凉， 属于低技术的范畴，迄今中国仍有上千万人居住其中。在中国山东、 四川、贵州、西藏地区主要盛产石材，例如川藏地区的居民通常居住 在一种叫做碉楼的建筑中，这种碉楼主要承重材料为石材，采

4、用青棵 或者木材来分割空间，由于石材优良的蓄热性能使得这种碉楼的热工 性能满足夏季放热以及冬季供暖的需求。我国北方游牧民族使用皮毛 制作帐篷，防风透气，适合于北方草原气候;湿热地区人们运用竹子 搭建的房屋，隔热防潮;沿海地区采用海草等材料做屋顶，采用石材 做墙体，起到了耐腐蚀、保温隔热效果。例如，山东荣城的北斗山庄， 就是成功运用这种低技术的实例。建筑采用当地大量容易获得的海草, 经过干燥筛选、打捆成型处理后，用于屋面的覆层，既有良好的热工 效果，同时也耐海风的盐碱腐蚀，经测算能达到上百年的使用寿命， 同时是低能耗、低经济投入的实例。我国西南地区很早就有利用竹子 搭建房屋的历史，竹子具有良好的

5、材料韧性和轻便性，干燥透气，适 用于潮湿、地基不稳定的地区。竹子作为低技术节能材料，应该充分 挖掘利用。建筑师SimonVelez根据竹子的材料特性，创造了一种 螺栓加水泥的技术，这种结构可以快速建造，可以做出悬挑8m跨度 18nl的竹结构，有着广泛的应用前景2。1.2利用被动式太阳能在 建筑设计中利用建筑选址、规划布局和自身材料构造特点，充分利用 太阳能来进行低技术的节能建造，是有别于依赖太阳能设备仪器技术 和可呼吸智能幕墙的高技术的，被动式太阳能技术是一种适合发展中 国家广大地区可持续技术的体现。利用科学的空间布局，挖掘建筑材 料的热工性能，可以改善室内物理环境，达到节能的目标，这是一种

6、低技术形态。利用太阳能的热温气流原理，形成的可呼吸式幕墙，这 种幕墙通过温室效应和烟囱效应，由太阳辐射的温差产生对流。根据 通风结构的不同分为:封闭式内循环体系和敞开式外循环体系封 闭式的应用于寒冷地区，敞开式的适用于冬冷夏热地区，夏季打开风 口，由于烟囱效应产生对流，从而降低内层玻璃温度，冬季关闭以产 生温室效应提高了内层玻璃温度，此种幕墙比传统的幕墙采暖节能 42%52%,制冷节能38%60%（图1）。被动式太阳能低技术还包括直 接得热墙，特朗伯集热墙，水墙，太阳房等。对太阳能的利用，比较 传统的做法是将麦糠、锯末秸秆等打包装袋，作为集热材料应用于建 筑屋顶的覆层中。止匕外，还有屋面覆土的

7、做法，这也是一种减小能耗 的适用低技术。经测定，覆土下沉太阳房夏季温度可维持24 26 （室外3035）,冬季有阳光时，室内可达到10。被动式太 阳能在建筑中的应用种类多样，其基本原理都是利用蓄热材料白天吸 热，夜晚放热的性能，热量的特性就是只能由高温传导到低温部位, 因此合理利用太阳能产生的热量是低技术策略的有效途径之一。1.3 利用风压气流 保温和隔热是建筑节能中的关键问题，其本质是对于 热量的控制。其中通风与光照与建筑热量得失密切相关。利用好风条 件，通过合理的建筑设计与构造，可以达到一定的节能要求。比如， 穿堂风效应就是传统低技术的体现，其原理就是利用风压在建筑内部 产生空气流动。当风

8、吹向建筑物正面时，因受到建筑物表面的阻挡而 迎风向上产生的正压区，气流再向上偏转同时绕过建筑物各侧面及背 面，在这些面上产生负压区3o从表1中可以看出，得到穿堂风的 房间每小时的通风换气次数最高可以达200多次，而单侧通风的房间 每小时的通风换气次数却只相当于穿堂风房间的1/5。穿堂风的获得 可以大大降低建筑制冷的能耗和费用，而且还给室内提供了清洁、新 鲜的自然空气。烟囱效应是自然通风的又一种方式，山于建筑物内 外空气的气温导致了空气密度的差别，于是形成压力差，驱使室内外 的空气流动。室内温度高的空气比重小而上升，并从建筑物上部风口 排出，这时会在低密度空气原来的地方形成负压区，于是，室外温度

9、 比较低而比重大的新鲜空气从建筑物底部被吸入，从而室内外的空气 源源不断地进行流动，这是一种利用热压的通风方式，另外，热压通 风还存在一种漏斗效应。根据热力学第二定律，热量由高温传向低 温一侧，那么在漏斗空间中的热量传导也符合从下部传向上部的规律, 即漏斗作用将会对热空气的上升起到推波助澜的效果，有效的加剧热 量的上升扩散5。通过利用烟囱效应在建筑中设计烟囱塔、天井、 中庭等多种形式，为获得良好的通风创造条件。#p#分页标题#6# 2 低技术的策略2. 1合理规划布局，利用地形特征低技术手段在建 筑节能设计中注重体形、用地、朝向等方面，具体包括:在建造时因 势利导，化不利为有利，缓坡应采用填挖

10、以形成台地;或者垒土填实 提高勒脚;或形成错层。陡坡则利用地形分层建筑，使屋顶逐层提高。 在处理高差上的问题时，可以参照中国传统低技术山地营建十八法。 采暖建筑为了防止霜洞效应不应布置太低凹的地域。中国北方城市 冬季主导寒流为西北风，因此在北方地区要考虑通过绿化来遮挡建筑 西北方。建筑的体形也影响建筑能耗状况，当建筑的长宽比大时可以 良好的冬季得热，当正南建筑长宽比为5： 1时，各墙面辐射总得热 为正方形建筑的1.87倍6。一般体形系数越小的越好，但是在实 际节能设计中要控制有效传热系数较大的面，例如采暖建筑北面传热 系数较大，冬季季风是西北风，那么减小西北外墙有利节能。较封闭 的院落式布局可

11、以营造良好的微气候条件，比如中国传统的合院建筑 充分利用日照，避免季风干扰，调节内部气候，利用建筑外界的反辐 射，形成对冬季恶劣气候的防护。2. 2结合地方气候，运用适宜手 段 不同的地域采用的低技术手段不同，应该根据当地的气候分析来 选择相应的技术措施。地方性建筑回应气候的主要方式就是合理处理 光照和风，光照的重点主要是处理好阳光的吸收和遮档，风的处理重 点主要是通风与挡风。比如，湿热地区的建筑应采用开敞式布局，利 用伸展的造型、薄而透气的墙体以及大坡面的屋顶促进通风和纳凉; 而干热地区的建筑宜采用内向型布局，外部采用厚重墙体进行封闭隔 热，同时减小建筑的间距以产生阴影来避免阳光直晒。北方寒

12、冷地区 的建筑外形厚重、封闭，内部设置采暖措施，街道非常宽阔以避免冬 季冷风的形成。朝向一般向南获得阳光，比如北欧寒冷地区通过持续 低温供热达到舒适的室内环境。这些基本的设计方法都是针对特定的 气候环境做出的具体回应，只有采用适宜的技术才能与当地环境和谐 的融为一体，否则反而产生相反的结果。在寒冷地区、干热地区及温 差较大的地区一般首先考虑保温隔热，采用封闭的外墙和小开窗减少 了建筑物的直接得热量;在建筑外部种植花墙以防止太阳直晒，利于 采光，同时防止过热现象。选用热容量稳定的重质材料可以抵御昼夜 的巨大温差。例如丹麦建筑师福莱明•斯库德设计的混凝土洞穴 房就采用了这样的原理。此建筑

13、内部木构造技术为建筑提供了一个 10cm的天然绝缘带，使建筑的屋顶和四周各面都是透气的。木结构 外部覆盖着土制斜坡和草皮，草皮具有气候缓冲和温度缓冲的作用。 在冬天，混凝土洞穴房住宅内的温度从不会低于+5 60即便是在 夏天，在不使用任何人工通风方法的情况下，房屋内部也有着令人愉 快的比室外更加凉爽的平均温度。2. 3结合建筑美学，兼顾综合效 益低技术的运用不能单一的从技术层面着手，建筑是技术与艺术的 结合，因此通过合理的设计将低技术与建筑美学完美的融合一起是十 分重要的。马来西亚建筑师杨经文在实践中践行了技术与艺术，技术 与功能，技术与情感的融合。在设计中，他常将电梯、卫生间等服务 性空间布

14、置在建筑外层，减少太阳对中部空间的热辐射;将建筑表面 做绿化处理，以降低建筑外表面温度，减少热源辐射;在中部引入绿 化开敞空间，减轻高层建筑的热岛效应;在建筑表面凹凸有致来塑造 阴影空间和灰空间，并使遮阳与绿化相结合，也有效的降低了暴晒得 热;通过可呼吸式幕墙形成复合空间或空气间层，产生立面的层次感, 为建筑穿上可呼吸的外衣，在屋顶设置天窗通风采光，将中庭透空与 烟囱效应相结合，使大厅既满足美学需要也满足通风要求等。3结 语严格的意义上来讲，低技术节能策略不完全是技术创新的有效方 法，但是使用适宜的建筑低技术确实可以在有限的条件下迅速提高综 合效益。在中国欠发达地区，低技术的采用是一种通过降低技术成本 而劳动密集型技术，可以降低技术上的花费，增加更多的施工就业机 会。低技术是现代技术的必要补充。建筑低技术在节能经济性方面的 优势，目前是其他高新技术不可比拟的。我国低技术还停留在传统阶 段，目前已经引起重视，并有一些局部的实践。低技术与建筑功能、 美学的理性结合，并满足持续节能要求，是未来建筑发展的方向。