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关于川西部民族地区建筑设计节能防寒技术研究

来源:未知
 

 

  摘 要:川西部包括甘孜、阿坝、凉山州广袤的高山高原地区, 大部分为气候寒冷甚至严寒地带。 因特殊的地理及人口稀疏等状况, 与北方寒冷地区不同的是, 无论城镇乡村各种建筑几乎都是非集中采暖方式。 维系千年的防寒保暖传统做法有着深层次的缘由及可借鉴和利用性, 现代建筑设计不可随意抛弃。 现代先进生态节能防寒理念和科技手段, 应结合地方实际情况, 进行一体化研究, 整合传统建造方法加以应用, 才是建筑生态节能防寒设计的可持续之路。
  关键词:非集中采暖; 建筑设计; 节能防寒; 可持续发展
  1 川西部地理气候及建设发展现状
  1.1 川西部地理气候特殊涵盖甘孜、阿坝、凉山的四川西部均属于高山高原地区。 按我国建筑气候区划来看, 虽为四川地区, 但却完全不同于四川盆地, 全境几乎属于寒冷甚至是严寒地带。 如若尔盖、色达、松潘、德格、甘孜、康定、稻城等地,其严寒程度相当于东北的漠河哈尔滨等地;又如马尔康、巴塘等寒冷程度也相当于北京等地。 还有共同的特征是日照强烈, 昼夜、早晚温差大。 由于特殊的地理气候与生态环境, 不管是农村还是城市, 与我国东北华北等人口密集的地域不同的是, 绝大部分建筑均为非集中采暖, 即自采暖方式。 纵观当地各族人民的建筑, 包括羌族建筑、康巴、嘉绒、安多藏族等各类型的传统建筑大多可以很好地与当地气候相适应, 都善于运用民间生态的建筑做法砌筑房屋, 房间内冬暖夏凉。 即使在现代技术发达的今天, 仍然有着无数的合理的值得采用或者发挥的生态传统方法值得传承和借鉴。
  1.2 川西部建设发展情况该地域当今的建设发展情况并不乐观, 大量新建的现代建筑, 无论是自建还是政府斥资建筑, 其建筑在防寒及节能环保方面, 以及建筑的舒适度方面都不是那么尽如人意, 甚至有些新建房屋室内的舒适度还远比不上传统建筑。 川西部发展相对滞后, 现代的建筑科学方法没有根据当时当地的具体情况得到很好的应用与贯彻。
  由于同属四川境内, 众多的工程设计出现盲目套用四川盆地的一些做法, 甚至由于是偏远地区, 在具体实施时可能还要打折扣。 未能在具体的地域环境及地方的生态条件前提下, 将建筑设计与热工节能技术和结合当地域条件进行一体化研究和整合。 在西部大开发的背景下, 如何体现新时代、新技术、新的人与环境的和谐, 体现资源性节约可持续发展的内涵, 体现融合科技手段和生态技术的传承, 以及体现时代的地域风情和民族特色等问题是值得研究和发掘的。
  2 强化节能防寒理念及设计的要点
  鉴于国家的西部计划的促进, 以及2008 年地震后, 川西部的建设速度惊人, 建设量之巨大。 沿川西各省道国道线上一走即随处可见的在建房屋, 既有政府斥资的各类公共建筑, 和政府统一规划共建的各类定居住房,也还相当一部分农牧民自筹自建的自住房…… 从国家发展西部计划看, 这样的规模和速度将还要持续相当长一段时间。 但如果没有及时正确的引导, 势必将在很长一个时期内建造出无数与时代要求相悖的非节能环保、非舒适的“垃圾建筑”, 而最后还要再重新为“既有建筑节能改造”工程埋单。 笔者最近考察了川西部, 在建及已建建筑均有此现象存在, 自发状况为多, 感觉是引导不够及认识不足。 西部地域寒冷, 要在大发展的今后数年里建造量大且耗能低, 适合非采暖形式的具有较高舒适度的建筑, 建筑设计必须深入其中研究和关心环境、地域、生态问题, 加强建筑与生态环境、建筑设计与建筑技术的整合, 使川西部的建设同样跟上时代步伐。 建筑设计要走可持续发展之路, 应在全过程的建筑设计中, 充分考虑提高保温隔热得实际能效, 提高室内舒适度, 可采用当时当地的适宜技术、也可结合现代节能技术、现代建筑材料和建筑理念, 为该地域探寻一条乡土建筑与现代生态技术相结合的防寒保暖建筑形式的最佳综合途径, 将多种切实有效的、经济的节能的防寒措施贯彻于建筑设计的始终之中, 笔者认为有如下要点值得重视。
  2.1 环境研究与利用通过对该地域范围共同的气候特征分析, 包括对建筑所处的小环境、小气候、小地域范围的资源环境、人文环境做出调查分析与挖掘和借鉴, 所有的建设都不可忽略对基地环境及气候条件去分析、研究、探索, 找到最适合的切入点。
  2.2 规划阶段设计研究在同时兼顾夏季的遮阳防热及通风散热的相关要求外;更要注重适合太阳能获取的最佳朝向、间距、高度层数、绿化遮阳, 在满足功能使用的前提下, 体现节能的建筑体形及合理的体形系数, 并满足规范要求。
  2.3 方案阶段设计考虑对当地自然能源(如太阳能)的低成本高效接收, 研究建筑的平面组合及尺度、剖面形式及层高、立面形式及开窗均发挥最大效率便于防寒节能, 对于公共建筑, 设计有利于节能的阳光生态中庭、烟囱效应在建筑中的具体应用等措施。
  2.4 构造设计阶段设计研究适合于该地域乡土生态建筑的各个围护结构的保温节能做法, 如墙体、屋顶、门窗外围护结构部分的防寒保温节能材质、相应厚度、施工方法及优选, 研究地面、楼板、分户墙体等内部结构的节能保温措施, 注重建筑使用的热舒适度问题, 建筑物入户防风防寒节能措施等。
  2.5 自采暖方式防寒节能设计充分考虑当地的可再生能源, 川西部太阳日照时间长, 这是一大不同于四川内盆地的特点。 无论私人建房还是集体建新村或公共建筑, 都尽可能在建筑设计中充分考虑和利用太阳能资源, 也可结合采用其他生物质燃料取暖作补充。 总之使其与建筑进行一体化构思设计。
  2.6 区别建筑不同使用时间段对于主要作为白天使用的如办公建筑用房、学校、商店之类和昼夜均使用的居住用房, 其使用特性和时间段是不同的, 对同一栋建筑, 但使用性质不同和时间段不同的房间等, 也都应采取不同的防寒节能设计措施。
  3 传统建造方式及与现代技术的整合
  针对地大人稀的现实情况, 应认同川西部的非集中采暖建筑方式, 并也是今后的主要采暖形式。 对其建造材料、建造方式应进行认真剖析研究, 对新技术、新方法的适应性进行分析与应用, 注意讲求适宜性、实用性及经济性, 不盲目照搬照抄外地的或不经济的做法。 在当时当地条件下, 用合宜的技术和材料去地域和环境特色、民族特色并融进时代特征。 让理论研究指导设计实践并贯彻设计始终。 如项目情况允许, 应在政府的引导与支持下, 多做一些尝试性的试点工程, 规划设计及建设过程都不急功近利搞突击。 在具有相当民族固有文化的川西部地区, 对防寒节能的构造及材料创建性的加以利用及开发。 总之, 对待传统的建造技术、建造材料、建造理念——我们暂且通称为建造方式, 均应加以分析研究并进行如下的识别归类, 才是理性而可取的。
  3.1 收集识别传承合理的传统建造方式所在地各类建筑的传统建造方式, 是当地各族人民通过与大自然的千年磨合而总结出的一套经济而适宜得建造技术。 这些技术或许在继续传承或许有的开始失传。 亟待专门进行收集整理和识别, 分析提炼其中合理的防寒节能做法和技术, 研究其中的科学性和应用性, 即“古为今用”。
  3.2 收集识别可以改进的传统建造方式对具有一定合理意义的传统技术予以研究分析, 提炼其中的合理性及可用性作研究, 摒弃不合理的落后的非环保的不利因素进行改进再传承, 对不够合理的技术或者有更经济合理的替代技术予以改革或升化, 即“去伪存真”。
  3.3 收集归类适宜当地的现代建造方式现代有关生态节能防寒技术林林总总, 对于经济发展相对滞后、气候条件特殊的川西部地区——即寒冷或异常寒冷、日照较多、地方建筑资源各异的种种情况, 收集归类, 并通过实践研究适合于当时当地的现代生态保温节能的科技手段。
  3.4 传统与现代技术的整合与应用目前的川西部地区状态是, 要么是人们的认识水平的差距, 现代节能防寒的观念和现代技术没有推广应用;要么事一味追求时髦、新颖、现代, 忘记了先辈们千年积累的现成而经济适宜的建造手段, 应对传统的方法进行提炼和对现代的方法合理选用, 或者进行相互的整合, 则是当地生态防寒节能方面的可持续发展之路。
  4 红原县工程设计案例解析
  4.1 工程概况以及要求该项目是阿坝州畜牧职业教育培训基地教学及实训用房综合楼, 建于阿坝州纯牧区红原县藏文中学旁侧,部分校舍配套设施借助于藏文中学, 本规划地块仅包含畜牧职业教育培训教室和培训技能用房以及部分教职工宿舍和学生宿舍。 该地域气候区划为严寒地区, 冬天极端温度为-36℃, 夏天最高25.6℃。 冬季日照长, 太阳幅射强烈。 该项目拟采用非集中采暖方式。
  4.2 节能防寒设计构思进行环境研究与利用, 通过对该地域范围的气候特征分析, 包括对建筑所处的小环境、小气候、小地域范围的资源环境、人文环境做出调查分析与挖掘和借鉴, 本项目就涉及强调节能防寒有关理念, 新建的教学实训用房怎样进行节能防寒设计, 把握其规划设计要点, 让传统与现代建造技术的有机整合等等都值得在建筑设计全过程中予以酌情考虑, 使该项目的建成成为一个可以值得借鉴、在当地具有一定示范作用的建筑。
  4.3 规划设计方案措施构建从重视开始, 理念作导向, 调研作基础, 策划及设计作手段, 首先, 项目开始就对此做了重视防寒节能设计定位。 研究在同时兼顾夏季的遮阳防热及通风散热的相关要求外, 注重适合太阳能获取的最佳朝向、间距、高度层数等, 在满足功能使用的前提下, 尽可能体现紧凑的节能体形, 如楼梯北向并平行于教室有利增大建筑体形系数并有利防寒。 所有主要教学用房朝南向或偏南向, 不搞室外庭院以防冬季积雪难化, 图3 为阿坝州畜牧职教综合楼总图。
  4.4 建筑方案阶段计各功能布局在合理建筑使用的同时, 考虑对当地太阳能源的低成本高效接收, 研究建筑的平面组合及尺度、剖面形式及层高、立面形式及开窗均发挥最大效率便于防寒节能, 设计有利于节能和冬季学生交往活动需要的楼层共享阳光生态中庭、夏季形成烟囱效应在夏季的作用建筑中的具体应用等措施。 图4、图5、图6 为阿坝州畜牧职教综合楼各层平面图。
  4.5 构造设计阶段研究并选择适合于该地域乡土生态建筑的各个围护结构的保温节能做法, 如墙体、屋顶、门窗外围护结构部分的防寒保温节能材质、厚度、施工方法及优选, 研究地面、楼板、分户墙体等内部结构的节能保温热舒适度, 按照严寒地区建筑节能标准进行维护结构防寒节能, 本设计考虑是框架结构, 墙体不承重, 因此外墙为普通页岩砖加现代外墙保温材料, 取缔了传统砖石厚外墙从而节材达也节地目的。 窗户通过计算采用中空节能玻璃及双层推拉外窗, 外廊采用封闭暖廊推拉窗, 便于冬夏季的灵活使用。
  4.6 室内自采暖方式防寒节能设计充分考虑当地丰富的太阳能, 建筑设计充分考虑屋顶太阳能接收器的安装, 并进行安装与建筑造型一体化,主要利用太阳能生态节能技术的同时, 再辅以当地生物质燃料如干牦牛粪等作辅助取暖。

 

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